集成运放的非线性应用-电压比较器
集成运放的非线性应用
若有负反馈，则运放工作在线性区； 若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。
处于非线性状态运放的特点： 1. 虚短路不成立。 2. 输入电阻仍可以认为很大。 3. 输出电阻仍可以认为是0。
1.1、电压比较器
1. 过零比较器
ui
+
+ uo
+
+ uo ui
模拟电子技术
集成运放的非线性应用
非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状 态，输出与输入的关系 uo=f( ui ) 是非线性函数。
由运放组成的非线性电路有以下三种情况：
1. 电路中的运放处于非线性状态。
比如：运放开环应用
+ A + uo
uo
运放电路中有正反馈，运放处于非线性状态。
2. 电路中的运放处于线性状态，但外围电路有非 线性元件（二极管、三极管、稳压管等）。
RF2 D RF1
ui>0时：
uo
RF1 R1
ui
ui
R1
+
A+
uo
ui<0时：
uo
RF1
// RF2 R1
ui
uo
传输特性
0
ui
3. 另一种情况，电路中的运放处于非线性状态，外 围电路也有非线性元件（二极管、三极管）。
由于处于线性与非线性状态的运放的分析 方法不同，所以分析电路前，首先确定运 放是否工作在线性区。
t
传输特性为：图b
-Uom
+Uom
−UT −Uom
当输出电压为+Uom时，同相端电压为
uo 0 UT
u
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
集成运放的非线性应用(电压比较器、波形产生与变换)
集成运放的非线性应用（电压比较器、波形产生与变换）一选择题：1、欲将方波电压转换为三角波电压，应选用（A ）电路。
A.积分运算B、乘方运算C．同相比例运算 D.反相比例运算电路2、在RC桥式正弦波振荡电路中，当满足相位起振条件时，则其中电压放大电路的放大倍数必须满足（ D ）才能起振。
A A u= 1B A u= 3C A u＜3D A u＞33、振荡电路的幅度特性和反馈特性如图1所示，通常振荡幅度应稳定在（ C ）。
A.O 点B. A 点C. B 点D. C 点4、迟滞比较器有2个门限电压，因此在输入电压从足够低逐渐增大到足够高的过程中，其输出状态将发生（）次跃变。
A. 1B. 2 AC. 3D. 05、某LC振荡电路的振荡频率为o f＝100 kHz，如将LC选频网络中的电容C增大一倍，则振荡频率约为 ( C )A．200kHz B．140kHzC. 70kHzD.50kHz6、若想制作一频率非常稳定的测试用信号源，应选用（ D ）。
A. RC桥式正弦波振荡电路B. 电感三点式正弦波振荡电路C. 电容三点式正弦波振荡电路D. 石英晶体正弦波振荡电路7、电路如图3所示，欲使该电路能起振，则应该采取的措施是（ C ）。
A.改用电流放大系数β较小的晶体管B.减少反馈线圈L1的匝数C.适当增大L值或减小C值D.减少L2的匝数L8、正弦波振荡器的振荡频率由（ C ）而定。
图3A.基本放大器B.反馈网络C.选频网络D.稳幅电路 9、RC 桥式正弦波振荡电路由两部分电路组成,即RC 串并联选频网络和（ D ）。
A. 基本共射放大电路 B.基本共集放大电路C. 反相比例运算电路D.同相比例运算电路10、迟滞比较器有2个门限电压，因此在输入电压从足够低逐渐增大到足够高的过程中，其输出状态将发生（ A ）次跃变。
A. 1B. 2C. 3D. 011、一个正弦波振荡器的反馈系数F =∠︒15180，若该振 荡器能够维持稳定振荡，则开环电压放大倍数A u 必须等于（ C ）。
集成运算放大器的线性和非线性应用
功能键
量程键
▲电压档、电流档、欧姆档的使用方法 ▲操作的原则：先选档，再选量程。 ▲表笔的使用原则：测量电压（交、直流）时，黑笔 总是接负极、地或低电位端。
输入信号的获得：
函数信号发生器
交流信号从函数信号发生器获得，注意函数信号发生器 输出的是峰峰值，为有效值的2.828倍，为幅值的2倍。
峰－峰显示值 频率显示值
波形
电源 频率调节旋钮 幅度调节旋钮 信号输出
R1 10kΩ
+ ui
_ 2 3 + DZ ∞ + 6 R 2 5 .1 k Ω
+ (U Z +
+ uo
稳压管的阴极和阳极要区分，带色环的一端为阴极；
（ a） 电 路 图
示波器的使用： 1）用双踪同时观察输入、输出波形。
2）输入、输出端可先插连线，再用示波器的夹子夹 连线观察。 但注意两个夹子不要碰在一起，否则会 短路！
——完成自拟表格
R 1 10k Ω u i1 u i2 R 2 10k Ω 2 3 R R′3 6.2k Ω
R f 100k Ω + 15 V _ 7 ∞ + + 4 R2 -15V 6 uo
ui1
ui2
R f 100k Ω
uo
uo
理论 测量 值 + 15 V 值
_ 7 ∞ + 6
0.5 u i1
R 1 10k Ω
ui1
ui
理论 测量 + 15 V R 1 100k Ω 值 值7 _
1
2 3 + 4 R3 100k Ω ∞ + 6
ui2
Rf u
-0.5 1.5
§4-5 集成运算放大器的非线性应用
一、电压比较器
集成运放工作在非线性区时，电路开环或引入了正反馈。
uP>uN时，uo=+Uom（高电平）
uP<uN时，uo=-Uom（低电平）
1、单门限电压比较器
电路开环，集成运放工作在非线性区。
ui>UR时，uo=-Uom
ui<UR时，uo=+Uom
门限电压为UR；因输入电压只跟一个参考电压UR进行比较，故此电路称为“单门限电压比较器”。若UR＝0过零电压比较器。
本节课主要介绍了集成运放的非线性运用，内容丰富，希望同学们做好课后复习工作。
习题册
授课日期
班级
授课课时
2
授课形式
新讲授
授课章节
名称
§4-5集成运算放大器的非线性应用
使用教具
教科书、教案、多媒体等
教学目的
1、了解集成运放的基本应用电路
2、掌握集成运放的非线性应用
教学重点
电压比较器
教学难点
电压比较器
更新、补
充、删节
内容
——
课外作业
习题册
教学后记
授课主要内容或板书设计
§4-5集成运算放大器的非线性应用
一、电压比较器
1、单门限电压比较器
2、双门限电压比较器
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
组织教学
复习旧知
导入新课
讲授新课
课堂练习
习题册
检查学生出勤情况，维持课堂秩序。
1.理想集成运放工作在线性区还是非线性区如何判断？
2.同相、反相比例运算放大器的电压放大倍数如何计算？
前面介绍了反相比例运算电路和同相比例运算电路，该电路中集成运放都工作在线性区，这时构成的电路称为线性应用电路，下面要介绍的信号运算电路都是属于线性应用电路，而电压比较器属于分线性应用电路。
集成运放的非线性应用-PPT精品文档
R R f R 2 2 U U U ; U U U ; TH R Z TH R Z R R R R R R R R 2 f 2 f 2 f 2 f 2 R 2 （与参考电压无关） U U U U T TH TH Z R R 2 f
R f
回差电压
一、过零比较器
1、反相过零比较器 R
电压传输特性
ui
R'
+
uO
uO UOH 0 UOL ui
u 0 ; u ui ; ui 0 : u U u u O OL u U ui 0 : u u O OH
阈值电压： U TH 0
根据虚断： i i 0
+UZ -UZ
说明U＋有两种取值，
令 u u ，可以求出两个不同的 阈值电压。
上限阈值电压、下限阈值电压和回差电压：
if UR R2 + Rf
u
R0
Rf R2 Rf
UR
+
uO
R2 UO R2 R f
+UZ -UZ
ui R1
反相迟滞比较器
ui 很小时，输出 U U ; O Z U ui 很大时，输出 U O Z; 电路状态发生跳变， 当 u 时， u
R f
ui R1
反相迟滞比较器
R 2 U U U ; TH R Z R R R R 2 f 2 f
R f
uO
+UZ UTH+ui
-UZ
2 R 2 U U U U T TH TH Z R R 2 f
UTH- 0
传输特性
求阈值电压、电压传输特性？ 同相迟滞比较器
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。
重庆科技学院模电题库2015年最新版集成运放的非线性应用(电压比较器、波形产生与变换)
集成运放的非线性应用（电压比较器、波形产生与变换）一选择题：1、欲将方波电压转换为三角波电压，应选用（A ）电路。
A.积分运算B、乘方运算C．同相比例运算 D.反相比例运算电路2、在RC桥式正弦波振荡电路中，当满足相位起振条件时，则其中电压放大电路的放大倍数必须满足（ D ）才能起振。
A A u= 1B A u= 3C A u＜3D A u＞33、振荡电路的幅度特性和反馈特性如图1所示，通常振荡幅度应稳定在（ C ）。
A.O 点B. A 点C. B 点D. C 点4、迟滞比较器有2个门限电压，因此在输入电压从足够低逐渐增大到足够高的过程中，其输出状态将发生（A ）次跃变。
A. 1B. 2C. 3D. 05、某LC振荡电路的振荡频率为o f＝100 kHz，如将LC选频网络中的电容C增大一倍，则振荡频率约为 ( C )A．200kHz B．140kHzC. 70kHzD.50kHz6、若想制作一频率非常稳定的测试用信号源，应选用（ D ）。
A. RC桥式正弦波振荡电路B. 电感三点式正弦波振荡电路C. 电容三点式正弦波振荡电路D. 石英晶体正弦波振荡电路7、电路如图3所示，欲使该电路能起振，则应该采取的措施是（ C ）。
A.改用电流放大系数β较小的晶体管B.减少反馈线圈L1的匝数C.适当增大L值或减小C值D.减少L2的匝数L图3A.基本放大器B.反馈网络C.选频网络D.稳幅电路 9、RC 桥式正弦波振荡电路由两部分电路组成,即RC 串并联选频网络和（ ）。
A. 基本共射放大电路 B.基本共集放大电路C. 反相比例运算电路D.同相比例运算电路10、迟滞比较器有2个门限电压，因此在输入电压从足够低逐渐增大到足够高的过程中，其输出状态将发生（ A ）次跃变。
A. 1B. 2C. 3D. 011、一个正弦波振荡器的反馈系数F =∠︒15180，若该振 荡器能够维持稳定振荡，则开环电压放大倍数A u 必须等于（ C ）。
[工学]集成运放的非线性应用
![[工学]集成运放的非线性应用](https://img.taocdn.com/s3/m/ea064b51a45177232f60a263.png)
UR
R2 R2 Rf
UZ;
UT
UTH
UTH
2R2 R2 Rf
UZ
同相迟滞比较器
if
ui R2
+
Rf RO
uO
UR R1 -
求阈值电压、电压传输特性？
UTH
R2 Rf Rf
UR
R2 Rf
UZ;
UTH
R2 Rf Rf
UR
R2 Rf
UZ;
UR
if
R2
uO
一、过零比较器
1、反相过零比较器
R
ui
+
uO
R'
根据虚断： i i 0
u 0; u ui ; ui 0 : u u uO UOL ui 0 : u u uO UOH
阈值电压：UTH 0
电压传输特性
uO UOH
ui 0 UOL
如果运放没有限幅措施，
输出电压的正向、负向饱和值分别与 运放的正、负电源电压近似相等。
非线 性区
0 UOL
u+- u-
非线 性区
u u 时，发生电平的转换,
此时的输入电压称为“阈值电压”或“门限电压”，用UTH表
2示、。有“虚断”无虚短：i i 0
3、结构特征： 运放一般工作在开环状态或引入正反馈。
电压比较器的电路特征
运放处于开环状态或有正反馈。 因此电压比较器中运放工作在非线性区。
理想运放工作在非线性区时的特点
1、输出电压的值只有两种可能：或等 于正向饱和值；或等于负向饱和值。
u u ; uO UOH VCC
集成运放的非线性应用
（1）放大电路 （2）正反馈网络 （3）选频网络 （4）稳幅环节
3.正弦波信号振荡电路的分类
根据选频网络构成元件的不同，可把 正弦信号振荡电路分为如下几类：选频网 络若由RC元件组成，则称RC振荡电路； 选频网络若由LC元件组成，则称LC振荡电 路；选频网络若由石英晶体构成，则称为 石英晶体振荡器
由于比较器的输出只有高、低电平两 种状态，故其中的运放常工作在非线性区。 从电路结构来看，运放常处于开环状态或 加入正反馈。
根据比较器的传输特性不同，可分为 单限比较器、滞回比较器及双限比较器等。
5.1.1 单限比较器
单限比较器是指只有一个门限电压的比较器。
图5.1单限比较器电路和其传输特性
比较器输出电压由一种状态跳变为另 一种状态时，所对应的输入电压通常称为 阈值电压或门限电压，用UTH 表示。可见， 这种单限比较器的阈值电压UTH=UR。 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5.2所示。
如果有意识地使C的充电和放电时间
常数造成显著的差别，则在电容两端的电
压波形就是锯齿波。图5.8是利用一个滞回
比较器和一个反相积分器组成频率可调节
的锯齿波发生电路。
图5.8 频率和幅度均可调节的锯齿波发生电路
5.3 正弦波信号振荡电路
5.3.1 正弦波信号振荡电路的基本概念
1.正弦波信号振荡电路的产生条件
5.3.4 石英晶体振荡电路 1.石英晶体的基本特性和等效电路
天然的石英是六菱形晶体，其化学成分是二 氧化硅(SiO2)。石英晶体具有非常稳定的物理和 化学性能。从一块石英晶体上按一定的方位角切 割，得到的薄片称“晶片”。晶片通常是矩形， 也有正方形。在晶片两个对应的表面用真空喷涂 或用其他方法涂敷上一层银膜，在两层银膜上分 别引出两个电极，再用金属壳或玻璃壳封装起来， 就构成了一个石英晶体谐振器。它是晶体振荡器 的核心元件。
2.5 集成运放的非线性应用
过零比较器 Ui 波形 UO 波形 阈值电压 传输特性
3.滞回电压比较器 按图 5.2.5.2 接成滞回电压比较器。用示波器观察比较器的传输特性曲线及波形。用函数发生 器从输入端加入 2V/1kHZ 的三角波信号，示波器的 CH1 和 CH2 分别接比较器的输入端和输出端， 适当调节 CH1 和 CH2 通道的量程，将观察到的现象记录到表 5.2.5.2 中。
表 5.2.5.2 滞回电压比较器 滞回电压比较器 Ui 波形 UO 波形 阈值电压 传输特性
3
（二）扩展实验内容及步骤 1.根据仿真确定的电路和器件进行电路连线，构成满足要求的电路。 2.选择合适的仪器进行电路测试。 3.对各电路列出合适的表格，选定合适的输入电压，测量输出电压的大小或波形。 （1）基准电压为 2V 的电压比较器。 （选定合适的输入电压，测量输出电压的波形，画出传输 特性） 。 （2）滞回比较器。 （选定合适的输入电压，测量输出电压的波形，画出传输特性） 。 （3）既能产生矩形波又能产生三角波的电路。 （用示波器观察其波形，并测试其频率）改变哪 个元件，可以改变其波形频率，调整并计算。 （4）产生锯齿波的电路。 （用示波器观察其波形，并测试其频率）改变哪个元件，可以改变其 波形频率，调整并计算。
三、基本实验条件
（一） 仪器仪表 1.双路稳压电源 2.数字万用表 3.示波器 4.函数发生器 （二） 器材器件 1．集成运算放大器（建议：LM324） 2.定值电阻器 3.电容器 4.双向稳压管（建议：6V） 5.二极管 6.1001台 1 台 1 台
1 块 若干 1只 1只 2只 ∞ +
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）
第六章-运放的非线性应用讲义
第六章运放的非线性应用讲义发表时间：2008-6-2集成运放工作非线性区域时，其稳态输出值只能有两个值：最大输出电压＋U OM与最小输出电压－U OM。
对应的电路结构或为开环，或为正反馈。
第一节电压比较器电压比较器用于比较输入电压和参考电压的大小。
用于测量、控制以及波形发生等方面。
当运放为非线性应用时。
其电路结构一般处于开环状态，有时为了提高在状态转换时的速度，在电路中引入正反馈。
根据比较器的传输特性来分类，常用的比较器有过零比较器、单限比较器、双限比较器以及滞回比较器等。
一、过零比较器最简单的一种比较器，画反相比较电路图及电压传输特性曲线。
当u I<0时，u O＝＋U OM；当u I>0时，u O＝－U OM。
只有当输入电压u I近似等于零的很小范围内，运放才处于线性放大状态，输出电压u O＝A u·u I。
――理想运放的线性区＝0·阈值电压或门限电压：使比较器输出电压突变所对应的输入电压。
上述比较器的门限电压等于零，故称为过零比较器。
·同相输入方式画出同相输入比较器电路图及电压传输特性。
·输出电压的限幅问题：比较器的输出电压值应与后级兼容，常采取限幅措施――两种电路①普通型，其中电阻R为限流电阻。
Uo=±U Z。
②将稳压管接在输出端与反相输入端之间，如图6-1-3所示。
说明：两种电路的不同点，前者运放是处于开环状态，运放工作在非线性区。
而后者运放因稳压管击穿后引入一个深度负反馈，因此本质上运放是工作在线性工作区，但是由于运放的输出值仅为±U Z，并不随u I而改变（当u I＞0或u I＜0时），与非线性应用的情况相符，故将此类电路并入运放的非线性应用中研究。
二、单限比较器单限比较器是指有一个门限电平，当输入信号等于此门限电平时，比较器的输出端的状态立即发生跳变。
单限比较器可用于检测输入的模拟信号是否达到某一给定的电平。
图6-1-4所示为一种单限比较器。
集成运放非线性运用
集成运放非线性运用一、实验目的：1、掌握集成运放组成的电压比较器的原理2、掌握几种电压比较器电路的调试与测量方法二、实验器材：1、低频信号发生器2、晶体管毫伏表3、双踪示波器4、数字万用表5、运算放大器、电阻等其它元器件三、实验原理：运算放大器的输出端与输入端之间开环或接成正反馈，则构成了运放的非线性运用，即当V P>V N时，输出正的最大值；当V P<V N时，输出负的最大值。
运用这一原理，可以将运放接成电压比较器，获得矩形波。
1、过零电压比较器：电路如图1示：当v i>0时，v o=－U o(sat)当v i<0时，v o=U o(sat)当输入v i为正弦波时，对应的输出波形如图2示：当图1o(sat)Z2、任意电压比较器：电路如图3示：当v i>U R时，v o=－U o(sat)当v i<U R时，v o=U o(sat)当输入vi为正弦波时，对应的输出波形如图4示：当电路输出端加上稳压管电路时，±U o(sat)=±U Z四、实验步骤：1、过零电压比较器：（1）按图1连接电路。
R 1=R 2=10k ，运放型号为358，接±12V 电源电压。
输入端v i 接入频率为100Hz ，有效值为1V 的正弦波；用示波器观察输入输出波形，并在示波器上测出输出电压值。
（2）在输出端接稳压管，观察波形并目测出输出电压值。
2、任意电压比较器：（1）按图3连接电路，按上述方法观察波形并测输出。
（2）接稳压管，观察波形并测输出。
过零比较器任意电压比较器五、实验报告：1、分析几种波形的特点；2、掌握过零及任意电压比较器。
v i t v o 1t v o 2 t v i t v o 1t v o 2 t。
电压比较器原理介绍
一、电压比较器原理电压比较器是集成运放非线性应用电路，常用于各种电子设备中，那么什么是电压比较器呢？它将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。
比较器可以组成非正弦波形变换电路及应用于模拟与数字信号转换等领域。
图1所示为一最简单的电压比较器，UR为参考电压，加在运放的同相的输入端，输入电压ui加在反相的输入端。
图1电压比较器原理图(a)及传输特性(b)(a)电路图⑹传输特性当uiVU R时，运放输出高电平，稳压管Dz反向稳压工作。
输出端电位被其箝位在稳压管的稳定电压匕，即u°=Uz当ui>U R时，运放输出低电平，DZ正向导通，输出电压等于稳压管的正向压降U D,即uo=—UD因此，以U R为界，当输入电压Ui变化时，输出端反映出两种状态，高电位和低电位。
表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线，称为传输特性。
图1(b)为(a)图比较器的传输特性。
常用的电压比较器有过零电压比较器、具有滞回特性的过零比较器、滞回电压比较器，窗口(双限)电压比较器。
二、集成电压比较器简介作用：可将模拟信号转换成二值信号，即只有高电平和低电平两种状态的离散信号。
应用：作为模拟电路和数字电路的接口电路。
特点：比集成运放的开环增益低，失调电压大，共模抑制比小；但其响应速度快，传输延迟时间短，而且不需外加限幅电路就可直接驱动TTL、CMOS和ECL等集成数字电路；有些芯片带负载能力很强，还可直接驱动继电器和指示灯(例如LM311)。
三、电压比较器的应用电压比较器(以下简称比较器)是一种常用的集成电路。
它可用于报警器电路、自动控制电路、测量技术，也可用于V/F变换电路、A/D变换电路、高速采样电路、电源电压监测电路、振荡器及压控振荡器电路、过零检测电路等。
本文主要介绍其基本概念、工作原理及典型工作电路，并介绍一些常用的电压比较器。
电压比较器是对两个模拟电压比较其大小他有两个数字电压比较的，这里不介绍)，并判断出其中哪一个电压高，如图1所示。
-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
第六章 集成运放的非线性应用
集成运算放大的非线性应用
集
成
非 线 性 应 用
运 算 放 大 器 的
滞 回 比
较
器
1.2
第7页
回差电压ΔUTH为
U TH
UTH1
UTH2
2UZ R2 R2 R3
可见，回差电压ΔUTH与参考电压UR无关，改变电阻R2和R3的值，即可改 变门限宽度。
（a） 图11-21 滞回比较器
（b）
电 工 电 子 技 术
（a） 图11-20 任意电平电压比较器
（b）
第6页
集
成
非 线 性 应 用
运 算 放 大 器 的
滞 回 比
较
器
1.2
从集成运放电路的输出端引出一个反馈电阻到同相输入端，形成正反馈，
就构成了滞回比较器，如图11-21（a）所示。当输入电压ui逐渐增大或减小 时，对应的门限电压不同，传输特性呈“滞回”现象。两门限电压分别为
（a）
（b） 图11-18 过零比较器
（c）
集
成
非 线 性 应 用
运 算 放 大 器 的
过 零 比
较
器
1.1
第4页
有时为了将输出电压限制在某一特定值，以与接在输出端的数字电路电 平配合，在比较器的输出端与“地”之间跨接一个双向稳压管VDZ，作双向 限幅用。其电路和传输特性如图11-19所示。ui与零电平比较，输出电压uo被 限制在＋UZ或－UZ。
UTH1和UTH2，两者的差值ΔUTH称为回差电压或门限宽度。 由于输出电压为+UZ和-UZ，所以，根据叠加原理可得
U TH1
U R R3 R2 R3
U Z R2 R2 R3
U TH2
U R R3 R2 R3