集成运算放大器的 非线性应用实验
电工电子实验之运算放大器的非线性应用
UF
1 ＝R U O 0 3 C j o (b) o
1
根据相位起振条件求振荡频率ωOSC 根据相位平衡条件，当ω= ωO时，
A F 2n
为正反馈。因此振荡频率为：
OSC
1 o RC
当ω= ωO时，F=1/3。
主要授课内容：
一、理想运算放大器概念 二、理想运算放大器特性 三、实验 运算放大器线性应用
实验目的
1、掌握集成运算放大器的非线性使用方法。 2、理解集成运算放大器的非线性应用的电 路原理。
运算放大器
集成运算放大器，有三级：输入级、中间级和 输出级。是一种直接耦合的高增益的放大器，Aud 可以达到上千。 如果在其外围加上负反馈，可以实现信号的运 算，处理，波形的产生和信号的变换等功能，应用 十分广泛。 为了分析方便，把实际运算放大器简化成 理想运算放大器。
一、理想运算放大器概念 1.开环差模电压增益Aud→∞； 2.差模输入电阻Rid→∞ 3.差模输出电阻Rod→0 4. KCMR→∞ 5.输入失调电流IIO、失调电压UIO和它们的温 漂均为零； 6.输入偏置电流IIB=0
7. 3dB带宽BW=∞
运算放大器的两种基本反馈组态 1、运算放大器的开环传输特性
三、实际测量
（二）.文氏桥正弦波振荡器
1、原理分析
首先讨论正反馈网络：
幅频特性和相频特性表达式为
其中
1 o RC
F
＋ R Uo C － (a) RC串并联网络 R
·
UF
1 H(
UO
C ＋ Uf －
·
1 3 j CR 1 CR
集成运算放大器的 非线性应用实验讲解
1 过零电压比较器
当ui<0时,uo=+(UZ3;UD)
用示波器测量观 察信号的波形
741
用信号发生器 产生1000HZ,2V 的正弦信号
2 迟滞电压比较器
当uo为正 时,VA=U+R2/(R2+Rf)
当ui>VA后,uo由正变负, 此时VA变为-VA.
-5v
3 方波发生器
用示波器观察Uo和Uc的 波形.故测Uo的频率 将Rf2换为30千欧的电阻, 重复以上步骤
步骤一
ui接-5V~+5V直流电压,用万用表直流电压档测uo
步骤二 调节ui,测出由正向饱 和输出电压向反相饱和输出电 压&由反向饱和输出电压向正相 -5v 饱和输出电压过渡的临界值 步骤三 将Rf由100千欧换成 200千欧,重复以上步骤 步骤四 ui接1000Hz,幅值2V 的正弦信号,用示波器观察ui u0波形
实验4 集成运算放大器应用(线性非线性应用)1
2.2 电压比较器设计
D1 8
VRH
9 － － A3 10 + 13
Vi2(V01)
－
+
VRL
A4 14
300Ω
12
D2
D3
2.2 电压比较器设计
选上限参考电压VRH=3.7V 选下限参考电压VRL=2.4V 利用电阻分压作用，用电阻组成分压器。并设定上下限电压，分压器的 电压仍用直流电源电压5V。 取分压器的等效电阻为R=10K 分压器的电流IFY=5/10=0.5mA 下限分压电阻： RXX(下限电阻)=2.4/0.5=4.8K 为了方便高调节下门限电压值，选用4.7K电位器。 RSX（上限电阻）=5-3.7/0.5=2.6K 选用2.7K电位器。 RZ=10-2.6-4.8=2.6K 选用2.7K的电位器
三、设计步骤
设计方案选择
针对任务、查阅相关资料，提出2-3个不同方案。
设计单元电路
1 确定各单元电路的设计，必要时应详细拟定主要单元电路 的性能指标。 2 选择元器件，计算参数 ，留适当裕量，保证电路在规定 条件下，正常工作。
画电路图 组装与调试
检验电路功能，记录实验数据，分析和处理出现的问题。
2、设计单元电路
2.1 放大电路设计
（1）选用集成运算放大器（LM324）构成同相比例 运算电路。 （2）确定集成运算放大器的工作电压。 考虑到TMP35G的工作电源电压为5V，确定运 放LM324采用单电源形式，查阅手册，工作电流 为3mA，单电源电压范围（3～30V），故设定其 电源电压为5V。
撰写实验报告
四、设计举例
设计要求：
1、工作温度：240C∼370C。 2、在工作温度内不发出报警信号（发光二极管不亮）。 3、当温度低于240C或高于370C时，发出报 （1）热电偶 优点：中等测量精度（1％～3％）；温度测量范围广 （-200~+2000℃ ；结构简单，使用方便； 成本极低；坚固耐用。 缺点：灵敏度低；响应速度低（几秒）；高温时老化 和漂移；非线性；稳定性低。
集成运算放大器的非线性应用
2. 三角波信号发生器
T 4R1R4C
该电路的振荡周期
R2
三角波信号发生器由滞回比较器和反
向积分电路组成。
由叠加定理得：
uP
R2 R1 R2
uo
R1 R1 R2
uo1
设t 0 时，比较器输出电压 uo1 UZ ，
uc 0 ，uo uc 0 。此时，电容被充电，
uo从0开始线性下降，uP 也跟着下降，当下降到
UR也紧跟着变为负值，电容 C 开始通过 Rf 放电，而后
反向充电。当 uC充电到等于负值的 UR时，uo又从UZ
跳变到 UZ。如此周而复始，在输出端便得到一列
连续的方波信号。 该电路的振荡周期
T
2Rf C ln(1
空比为50%。要想得到 不同占空比的矩形波信号，只要使电容的充、放电回路不同，从而导致 充、放电的时间常数不等即可。
对应三角波的振荡周期，锯齿波 的振荡周期为
T 2(R R ') R1C
占空比为
R2
TH R 1 T R R ' 1 R '/ R
模拟电子技术
双向稳压管稳压值 。U电Z阻 的 作用R为限流。
（2）一般单限比较器
当 ui UR 时，输出uo Uom；当 ui UR 时，输出uo Uom ，其传输特性曲 线如图（b）所示。在一般单限比较器中，门限电压为UR 。
图中，输入信号加在同相端，称同相比较器。若信号加在反相端，参考电压加 在同相端，则称反相比较器。
比较器可以用来对输入波形进行变换和整形。例如可以将输入的正弦 波变换为矩形波，还可以将不规则的输入波形整形为方波信号。
【例6.3】如图6.28（a）为一般单限比较器，画出当输入如图6.28（b）所 示正弦波时的输出波形。
模拟电子技术实验-集成运算放大器的非线性应用电路
实验: 集成运算放大器的非线性应用电路一、实验目的1.掌握单限比较器、滞回比较器的设计、测量和调试方法。
2.掌握电压比较器应用电路电压传输特性的测试方法。
3.学习集成电压比较器在电路设计中的应用。
二、实验内容CCV+87651234OE IN-IN+CCV-LM311OCBAL/STRB BAL图1 741Aμ和LM311的引脚图1. 电压比较器（SPOC实验、Multisim仿真实验）（1）学习SPOC实验内容，利用Multisim仿真软件，按图2接好电路，电阻R1=R2=10kΩ，电阻R3为5.1kΩ。
由函数信号发生器调出1000Hz，峰峰值为5V，偏移量为0V的正弦交流电压加至iu端。
按表中给定数值改变直流信号源输入电压U R。
利用示波器通道1测量输入iu电压波形，通道2测量输出ou端的矩形波波形如图3所示。
其中稳压管VS选取：“DIODE”→“ZENER”→“1N5233B”iuou图2 电压比较器图3 输出电压波形（2）按表1中给定值调节U R的大小，用示波器观察输出矩形波的变化，测量测量HT和T的数值，并记入表1中。
表1电压比较器的测量0 1000 492.518 0.5 1000 945.454 11000 436.052截图仿真电路图：当U R =1V 时，截取输入i u 和输出o u 的电压波形：2. 反相滞回比较器电路（SPOC 实验、Multisim 仿真实验）1) 学习SPOC 实验内容，利用仿真软件，按图4所示的电路选择电路元件，接好电路。
其中稳压管VS 选取：“DIODE ”→“ZENER ” →“1N5233B ”-++81R iu ou 2R FR 3R 10k Ω10k Ω100k Ω5.1k ΩVS图4 反相滞回比较器仿真电路图截图：2) i u 接频率为1kHz ，峰峰值为2V 的正弦信号，观察并截取输入i u 和输出o u 的波形。
要求示波器的通道1接输入电压波形，通道2接输出电压波形。
运算放大器的非线性应用
实验4.7 运算放大器的非线性应用一、实验目的1.进一步了解运算放大器的传输特性2.进一步了解运算放大器开环及引入正反馈时的应用特点3.学会用运放构成电压比较器，矩形波，三角波，锯齿波发生器二、实验仪器与器件1.双路稳压电源一台2.示波器一台3.数字万用表一台4.集成运算放大器A741 2块5.定值电阻若干6.电容若干7.双向稳压管1只8.DC信号源3个9.100K电位器2只三、实验原理当运算放大器处于开环或接入正反馈时，其传输特性为非线性此种状态下的运算放大器工作在非线性状态，称之为运算放大器的非线性应用。
运算放大器非线性应用时，选择合理的电路结构和外接器件，可构成各种电压比较器和各种信号产生电路。
在电压比较器中，比较特殊和常见的的有过零比较器、基准电压为nV的电压比较器和迟滞电压比较器。
信号产生电路可以输出正弦波、三角波、矩形波。
此外，通过调整电路元件参数和结构，还可改变矩波形的占空比，积分得到锯齿波；通过电路的运算功能可实现不同波形的转换，例如正弦波经滤波得到三角波，三角波和正弦波经比较电路可得到矩形波，矩形波经积分可得到三角波。
四、实验内容实验要求1.利用EWB对预习中的设计电路进行仿真，调整确定器件参数2.根据仿真确定的电路和器件进行电路连接，构成满足要求的电路1.用运算放大器构成一个基准电压为2V的电压比较器。
图1-1 基准电压为2V的电压比较器图1-2基准电压为2V的电压比较器特性曲线2.用运算放大器构成一个迟滞比较器。
图2-1 迟滞比较器图2-2 迟滞比较器特性曲线3.用运算放大器构成一个既能产生矩形波又能产生三角波的电路。
图3-1 既能产生矩形波又能产生三角波的电路图3-2 输出波形4.运算放大器构成产生锯齿波的电路。
图4-1 锯齿波产生电路图4-2锯齿波产生电路输出波形五、实验总结具体电路图的结构、元件参数、和仿真结果、（1）（2）的传输特性和（3）（4）的输出波形可参考仿真抓屏文件。
实验2.5运算放大器的非线性应用
uo2 ′ 功能
产生(移相)方波
uo2″
产生尖脉冲
uo2
削去负半周
1 3
注意：移相60o就是360o (一个周期)的 器测量X轴移相达到
1 T( 输入信号周期T=1ms)，即将移相 6
1 ，可通过示波 6
60o角度化成0.167ms，通过示波器测出该数据即可。
u01
u02
0.167ms T=1ms
本实验可先将设计电路进行仿真，按功能块分步 调试。通过调节电位器，用示波器定量地两两分别监 测输出u01 ′和u02′、u01″和u02 ″ 、 u01和u02，记录 最终正确的电路图。
步骤:
按设计的正确电路进行实际接线，按功能块逐级 调试。通过调节电位器，用示波器定量地两两分别监 测输出u01 ′和u02 ′ 、u01 ″和u02 ″ 、 u01和u02，在 一个坐标系里，定量记录最终正确的u01 和u02的波形 图和对应的电阻值。
观察u01 、u02波形时，一定要把示波器的CH1、CH2的 零以必须削去负半 周，可参照教材等相关资料，完成电路设计。
移相60o的正尖脉冲电路组成
比较器
电 路
uo1′
RC移相﹢比较器
二极管限幅 + (或运放微分) + (或半波线性 整流)
RC微分
uo1″
RC微分
uo1
二极管限幅 + (或半波线性 (或滞回比较器) + (或运放微分) 整流)
模拟电子技术实验
实验2.5 运算放大器的非线性应用
一、实验目的
1.掌握RC电路的移相功能和运放非线性的应用。 2.提高综合应用基本电路单元实现功能电路的能力。
二、实验任务
设计一个能产生两列相位差为60°、幅度均为5V的 正尖脉冲输出信号电路，u01、u02波形如图所示。(输入 信号为频率1kHz、幅值为1V的正弦波 ）
实验题目 集成运算放大器的非线性应用(3学时)
实验题目集成运算放大器的非线性应用（3学时）一、实验目的：
１．加深理解集成运算放大器在波形产生方面的应用。
２．掌握RC串并联选频网络特性的测试方法和振荡频率的测量方法。
二、预备知识：
1．复习集成运算放大器的非线性应用。
2．学习使用集成运算放大器设计一个正弦波发生器。
3．完成预习报告。
三、实验项目：
1．RC串并联网络测试。
（１）测试其频率特性，并绘制曲线，求出f0；
（２）测试其输出函数；
（３）改变电容C的容量，并测试f0。
２．正弦波发生器的研究。
（１）设计并组装正弦波发生器电路。
（２）测试负反馈对振荡器的影响。
（３）测量振荡平衡条件——即负反馈放大器的电压放大倍数A uf。
（４）振荡频率测量。
（５）完成实验报告，要求：
①画出所设计的实验电路。
②列表、整理实验数据。
③分析误差原因。
④回答思考题。
四、思考题：
若电路元件完好、且安装无错，但仍不能产生振荡，使分析可能产生的原因。
西电-电子线路实验-集成运放非线性应用
集成运放非线性应用及其在波形产生方面的实验一、实验目的1. 学会在集成运算放大器实现波形变换及波形产生。
二、实验所用仪器设备1. 测量仪器。
2. 模拟电路通用实验板（内含集成电路插座，电阻，电容等）。
3. 电子电路实验箱（F007两只）。
4. 6V稳压二极管两只（2CW7E）。
三、实验内容及要求1. 基本命题（1）设计一个正弦信号发生器，要求f0=5kHz±10%。
（2）设计一个单运放方波信号发生器，要求f0=500Hz±10%，输出幅度U PP为12V。
（3）设计一个占空比可调的单运放信号发生器，要求f0=2kHz±10%，输出幅度U PP为12V，占空比在40%~70%内可调。
根据以上实验任务设计线路，并用计算机仿真。
据计算机仿真实验结果，先在模拟通用实验板上搭建电路，调试达到设计要求。
2.扩展命题（1）设计一个双运放方波一三角波发生器，要求输出频率f0=2kHz±10％，三角波输出幅度Vpp大于3V。
（2）设计一个双运放锯齿波信号发生器，要求输出频率f0=2kHz±10％，输出幅度Vpp 大于6V。
四、实验说明及思路提示1.基本命题（1）正弦信号发生器正弦信号发生器如图1所示，图中R1，R2，C1和C2组成的文氏桥作为选频网络构成正反馈支路，R3, R P和R4构成负反馈支路。
R P用来调整负反馈的深度，以满足起针条件和改善波形。
利用二极管D1，D2正向导通电阻的非线性自动调节电路的闭环放大倍数，以稳定波形的幅度。
图1 正弦信号发生器当R1=R2=R，C1=C2=C时，电路的振荡频率为f0=12πRC（1）根据起振条件，负反馈电阻R FR3≥2，（2）式中：R F——负反馈支路电阻。
（2）方波与占空比可调的矩形波发生器图2（a）所示，它是一个单运放组成的方波信号发生器，A1通过其中R1与R F组成正反馈的迟滞比较器，运放同端的输入电压为u+=R1R1+R Fu o（3）电阻R P和电容C组成定时电路。
-集成运放的非线性应用
Δuth=Uth1-Uth2
反相滞回比较器-带参考电压
ui
R1
滞回比较器接入参考电压：主要是 阀值电压发生了改变
分析过程： +UOM 第一步： 由运放非线性工 u = o 作特点，有 -UOM 第二步： 由电路求u+与u(1) 对图示电路，有 u-=ui
UR
Δ ∞ + +
u0
R2
当u+>u当u+<u-
3-4
集成运算放大器的非线性应用
一、 运放非线性应用的条件和分析特点
二、 电压比较电路
单限电压比较器 滞回电压比较器
三、 非正弦波发生电路 矩形波发生电路 三角波发生电路
锯齿波发生电路
一、运放非线性应用的条件与特点
+U
运放工作在非线性状态的条件 在图示运放电路中，有 uo=Aod(ui2-ui1)=Aodui
UR=0
R1
运放工作于开环状态 结构特点： 参考电压UR=0 分析方法： 由运放非线性工 uo= 第一步： 作特点，有
ui
Δ ∞ + +
u0
R2
+UOM -UOM
当u+>u当u+<u-
对图示电路，有u+=ui 、u-=0 第二步：由电路求u+与u第三步： 求阈值，得出比较器的传输特性 uo 因为当u+=u-时输出发生跳变，此时ui=0，所 以 Uth=ui=0 +UOM 当ui>0 比较器的传输特性 uo= -UOM 当ui<0
t
ui
U th2
R1 R2 (U Z ) U REF 3V R1 R2 R1 R2
2.5 集成运放的非线性应用
二、实验任务
（一） 基本实验任务 1. 利用运算放大器组成过零电压比较器，测量其输入输出的关系。 2. 利用运算放大器组成滞回电压比较器，测量其输入输出的关系。 3. 测量过零电压比较器和滞回电压比较器的传输特性。 （二）扩展实验任务 1.用运算放大器构成一个基准电压为 2V 的电压比较器。 2.用运算放大器构成一个迟滞比较器。 3.用运算放大器构成一个既能产生矩形波又能产生三角波的电路。 （建议电容选用 0.01F） 4.用运算放大器构成能产生锯齿波的电路。 （建议电容选用 0.01F）
五、实验预习要求
（一） 基本实验任务 1.学习过零电压比较器的工作原理，画出输入为正弦波时对应的输出波形。
2.学习滞回电压比较器的工作原理，若选择稳压值为 6V 的稳压管，取 R1=R2，计算上、下限 门限电压：U+H，U+L。
3.画出滞回电压比较器输入为正弦波时对应的输出波形。
2
4.若要加大回差电压，提高抗干扰能力，应如何调整哪个参数？ （二） 扩展实验任务 1.复习运算放大器开环应用时的分析方法； 2.复习各种电压比较器的电路结构及传输特性； 3.复习矩形波发生器、三角波发生器和锯齿波发生器的电路结构、工作原理、输出波形及输出 频率的计算； 4.利用 Multisim 对预习中设计电路进行仿真，调整确定器件参数。
表 5.2.5.1 过零电压比较器
模拟电子技术项目教程 3.4集成运算放大器的非线性应用
+
u0
结构特点： 参考电压UR≠0
UR
R2
±UZ
分析方法：
+UZ 当u+>u-
第一步：由运作放特非点线，性有工 uo=
-UZ 当u+<u-
第二步：由电路求u+与u- 对图示电路，有u+=UR、u-= ui
第三步： 求阈值，得出比较器的传输特性
uo
因为当u+=u-时输出发生跳变，此时ui=UR，所 +UZ
uo=
第二步： 由电路求u+与u-
+UOM 当u+>u- R3 -UOM 当u+<u-
(1) 对图示电路，有 u-=ui
(2) 用叠加原理求u+
uo单独作用
U
R2 R2 R3
(UOM )
R2
R3
R3
U
R
UR单独作用
注意：对于不同的输出值，U+有两个取值
14
3.4 集成运算放大器的非线性应用
用微课学 ● 模拟电子技术 项目式教程
项目三 音调调节集成放大器的 设计与制作
1
3.4 集成运算放大器的非线性应用
uo(V) 10
-0.1
0.1
0
ui(mV)
-10
非线性区
非线性区
线性区
2
3.4 集成运算放大器的非线性应用
运放工作在非线性状态的条件 在图示运放电路中，有 uo=Aod(ui2-ui1)=Aodui
其传输特性如图所示
+U
ui1 ui2 uo(V)
-Δ A
+
+
运算放大器的非线性应用
运算放大器的非线性应用实验目的1.掌握检查运算放大器工作在非线性区的分析方法。
2.学会运用运算放大器实现波形变换及波形产生。
实验仪器1.双踪示波器X12.函数发生器X13.数字万用表X14.直流稳压电源X15.模拟实验箱X1实验原理1.在集成运放应用的电路中，运放的工作范围有两种：工作在线性区（指输入电压U0与输出电压Ud成正比时的输入电压范围）或工作在非线性区。
2.集成运放工作在非线性区的特点：Uo=UoH(UP>UN)Uo=UoL(UP<UN)3.当运放放大器处于开环或接入正反馈时，其传输特性为非线性，工作为非线性状态。
4. LM741的引脚图：实验内容：基本操作：将电源1，电源2分别调为12V，将电源1的红色夹子接在放大器的引脚7（正电源端），将电源2的黑色夹子接在放大器的引脚4（负电源端），接着电源1,2的其余夹子接在一起(接地端)，使电源输出±12V。
(1).电压跟随器实验电路图：实验步骤：1.调节信号发生器，在同相输入端接入直流电压Ui（-5 ~ 5V）。
2.使用万用表测量输出电压U0；比较Ui与U0的大小。
实验结果：(2)过零比较器实验电路图：实验步骤：1.如图连接电路，在输入端接入(峰峰值)Ui=2V,f=1kHz的正弦信号。
2.用示波器分别观察输入Ui和输出Uo波形，绘制传输特性。
实验结果：(3)方波信号发生器实验电路图：操作步骤：1.如上图所示连接电路。
2.用示波器观察输出Uo的波形，绘制波形。
3.用示波器测量输出Uo的频率，f=4.用示波器观察输出Uo的幅值，Uo=实验结果：(4)占空比可调的矩形波发生器实验电路图：操作步骤：1.如图连接电路。
2.调节Rw，用示波器观察输出U0的变化。
3.调节Rw为最大值，记录输出Uo波形。
4.调节Rw为最小值，记录输出Uo波形。
实验结果：矩形波发生器输出波形实验总结：。
集成运算放大器非线性运用
集成运算放大器非线性运用
为了便于进一步理解集成运放FAN400ATY在非线性运用下的工作状态，借三极管的饱和、截止状态来说明，非线性运用状态下的集成运放如同三极管工作在饱和、截止状态一样。
集成运放的非线惟运用主要说明下列4点。
虚短和虚断在分析线性运用的集成运放中经常用到，应深入理解这两种概念，灵活运用这两种概念去分析集成运放电路工作原理。
集成运放的同相输入端信号电压与反相输入端信号电压接近相等，同相输入端与反相输入端之间输入信号电压之差接近于零（不是等于零），两输入端不是真正意义上的短路，这时称为“虚短路”，简称“虚短”。
集成运放的同相输入端与反相输入端的输入信号电流接近相等，同相输入端与反相输入端之间输入信号电流之差接近于零（不是等于零），两输入端不是真正意义上的断路，这时称为“虚断路”，简称“虚断”。
(1)集成运放应用在非线性电路中时，集成运放本身不带负反馈，或者带有正反馈，这一点与在线性运用时明显的不同，依据这一点可以了解集成运放的运用状态。
(2)集成运放非线性运用状态下，集成运放输出量与输入量之间为非线性的，其输出端信号电压或为正饱和值，或为负饱和值。
(3)集成运放非线性运用状态下，虽然同相输入端和反相输入端上的信号电压不相等，由于集成运放的输入电阻很大，所以输入端的信号电流很小而接近于零，这样集成运放仍然具有虚断的特点。
(4)集成运放在非线性运用状态下，由于固相输入端和反相输入端上的信号电压大小不等，所以没有虚短的特点。
07.4集成运算放大器的非线性应用电路
放大倍数趋于无穷大，所以在输入 u+
端只要加一个非无穷小的电压，其
输出就会超出其线性工作区，因此， u-
i+ i-
+
A
-
uo
只有电路引入负反馈，才能使其工
作于线性区。
反馈网络
（3）理想集成运放工作于非线性区 电路中没有引入负反馈或引入
uo UO M
的是正反馈，理想运放工作于非线
• 若UR=0，即运放反相输入端接地，则比较器的 阈值电压UTH=0。这种单限比较器也称为过零 比较器。利用过零比较器可以将正弦波变为方 波，输入、输出波形如图2所示。
图2 简单过零比较器电路和输入、输出波形
2、 滞回比较器（迟滞比较器） • 单限比较器电路简单，灵敏度高，但其抗干扰
能力差。如果输入电压受到干扰或噪声的影响， 在门限电平上下波动，则输出电压将在高、低 两个电平之间反复跳变，如图3所示。若用此输 出电压控制电机等设备，将出现误操作。为解 决这一问题，常常采用滞回电压比较器。
图7-2-3 电流源用作有源负载
IC2
2
IR
镜像电流源
放大管
IR
U CC
U EB1 R
rce
U CE ic
7.3 差动放大电路
直接耦合放大电路的零点漂移现象 一、 零点漂移现象及其产生的原因
直接耦合时，输入电压为零，但输出电压离开零 点，并缓慢地发生不规则变化的现象。
图 零点漂移现象
原因：电路中参数的变化，如电源电压的波动、 元件的老化、半导体元件参数随温度变化等。
7.4 运放的非线性应用电路—电压比较器
电压比较器是一种常见的模拟信号处 理电路，它将一个模拟输入电压与一个参 考电压进行比较，并将比较的结果输出。 比较器的输出只有两种可能的状态：高电 平或低电平，输出为数字量 ；而输入信号 是连续变化的模拟量，因此比较器可作为 模拟电路和数字电路的“接口”。
集成运放的非线性应用
实验2.4 集成运放的非线性应用一、实验目的1、加深理解集成运放非线性应用的原理及特点。
2、熟悉对波形变换与波形发生电路的设计方法。
3、加深对波形变换与波形发生电路的工作原理的理解并掌握其波形及特性参数的测试方法。
二、实验原理1、滞回电压比较器图 2.4.1（a ）所示为反相输入滞回电压比较器。
其中，R 1、R 2构成正反馈电路，R O 、Dz 构成输出双向限幅电路。
由于引入了正反馈，故运放工作在非线性状态下，具有“虚断”和“虚短跳变”的特性。
当u i 由负值正向增加到大于等于其阈值电压U th1时，输出u o 将由正的最大值U OH 跳变为负的最大值U OL ；反过来，图2.4.2当u i 由正值反向减小到小于等于其阈值电压U th2时,u o 则由负的最大值U OL 跳变至正的最大值U OH 。
上述这一（输入—输出）特性（即传输特性）如图2.4.1（b ）所示。
（a ）滞回电压比较器Ru 0(b) 传输特性曲线 u i模拟电子技术实验根据“虚短跳变”的条件，可以求得这两个阈值电压分别为2、过零比较器过零比较器如图2.4.2（a）所示，运算放大器工作在非线性状态，其输入和输出的关系为Ui>0 Uo=-UzUi<0 Uo=+UzUi=0 状态转变传输特性如图2.4.2(b)所示。
3、波形变换电路滞回电压比较器可以直接用作波形变换。
例如，当输入的ui为一正弦波时（或任何周期性非正弦波），其输出uo则为一矩形波，如图2.4.3所示。
很显然，这一变换只有在Um 大于Uth1及时才能发生，否则uo将始终为UOH或UOL。
此外，当Uth1与Uth2的绝对值相等时（对于图2.4.1的电路而言），uo为对称的矩形波，否则uo 为不对称的矩形波。
OHthURRRU2121+=OLthURRRU2122+=2thU(a) 过零比较器(b) 传输特性曲线U iU0图2.4.24、三角波—方波发生电路图2.4.4（a ）是一种最基本的三角波—方波发生电路;（b ）则为其工作波形。
集成运算放大器非线性应用电路
姓名班级学号台号日期节次成绩教师签字集成运算放大器非线性应用电路一．实验目的二．实验仪器名称及型号三．实验内容（1）电压比较器1）按图一所示接好电路。
2）由函数信号发生器调出1000Hz，电压幅值为5V的正弦交流电压加至u i端。
3）按表1改变直流信号源输入U，用示波器测量输出电压u0的矩形波波形，如图二所示。
4）按表1调节U的大小，用示波器观察矩形波波形的变化，测量T H和T的数值，并计入表1。
表格 1 电压比较器的测量（2）滞回比较器1）按图3所示电路选择电路元件，接好电路。
2）由函数信号发生器调出1000Hz，电压幅值为5V的三角波电压加至u i端。
3）按表2改变直流信号源输入U端，用示波器测量输出电压u0的矩形波波形，如图4所示。
4）按表2改变U的大小，用示波器观察输出矩形波波形的变化，测量T H和T的数值。
5）用示波器观察输出矩形波波形的变化，测量输出u0又负电压跃变为正电压时的u i瞬时值u i+和u0由正电压跃变为负电压时u i瞬时值u i-，计入表2中。
表格 2 滞回比较器的测量（3）反向滞回比较器电路1）按图5所示电路选择电路元件，接好电路。
2）u i接直流信号源，改变直流电压信号，测出输出电压u0由正电压跃变为负电压时u i的临界值。
3）测出u0由负电压跃变为正电压时的u i临界值。
4）u i接频率为1000Hz，峰峰值为2V的正弦信号，观察并记录输入u i和输出u0的波形。
5）增加u i的幅值，并将双踪示波器改为X-Y方式显示，测量并记录传输特性曲线。
6）将电阻R f由100kΩ改为200kΩ，重复测量并记录传输特性曲线，说明滞回特性曲线和元件值之间的关系。
四，思考题1）滞回比较器与一般的电平比较器有何优点？2）滞回比较器输出电压的上升时间和下降时间与什么因素有关？如何减小上升时间和下降时间？原始数据记录表格 1 电压比较器的测量表格 2 滞回比较器的测量.。
毕业设计85集成运算放大器的非线性应用—限幅电路
天津职业技术师范学院函授部毕业设计任务书设计课题：集成运算放大器的非线性应用—限幅电路设计人：张祝强、张俊华、白伟亮、陈军专业：机电技术教育学制：三年函授站：广东省轻工技校１1、前言--------------------------------------------------------12、一般限幅电路----------------------------------------------23、高输入阻抗限幅电路--------------------------------------84、高精度限幅电路------------------------------------------105、输出能带载限幅电路-------------------------------------126、电路板制作图--------------------------------------------147、材料名细表-----------------------------------------------158、实验报告-------------------------------------------------169、总结------------------------------------------------------20２运算放大器原先是电子模拟计算机的一种基本部件，它本质上是一种高增益放大器，在外部反馈网络的配合下，它的输出与输入电压（或电流）之间可以灵活地实现各种特定的函数关系，因而具有不同信号进行组合、运算和处理等功能。
集成运算放大器的出现，使电路设计人员从此摆脱了制作一般放大器所必需从电路设计、元件选配直到组装调整的繁重负担，现在集成运算放大器已经作为一种商品可供设计人员直接选用了，如今运算放大器的应用遍及自动控制、自动测量、计算技术、电信和无线电等几乎一切领域。
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用示波器测量观 察信号的波形 741
用信号发生器 产生1000HZ,2V 产生1000HZ,2V 的正弦信号
2 迟滞电压比较器
当uo为正 时,VA=U+R2/(R2+Rf) 由正变负, 当ui>VA后,uo由正变负, 变为此时VA变为-VA.
步骤一
ui接-5V +5V直流电压,用万用表直流电压档测uo 5V~+5V直流电压, +5V直流电压
步骤二 调节ui,测出由正向饱 和输出电压向反相饱和输出电 压&由反向饱和输出电压向正相 -5v 饱和输出电压过渡的临界值 步骤三 将Rf由100千欧换成 Rf由100千欧换成 200千欧 千欧, 200千欧,重复以上步骤 1000Hz,幅值 幅值2V 步骤四 ui接1000Hz,幅值2V 的正弦信号, 的正弦信号,用示波器观察ui u0波形
-5v
3 方波发生器
用示波器观察Uo和Uc的 波形. 波形.故测Uo的频率 换为30千欧的电阻, 30千欧的电阻 将Rf2换为30千欧的电阻, 重复以上步骤