电工电子实验之运算放大器的非线性应用

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电工电子实验之运算放大器的非线性应用

电工电子实验之运算放大器的非线性应用
F

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

电工电子实验运算放大器的非线性应用

电工电子实验运算放大器的非线性应用
v 不振荡或衰减振荡可调大电位器R5阻值,输出 波形失真严重(削顶或近似方波)可调小电位 器R5阻值。
v 按P115实验内容要求进行测试,画出f=1.5kHz 的输出波形,标注相关参数。
4
P116-方波发生器
v 设计一个方波发 生器,电路技术 指标如下:
v 输出信号频率 f=1kHz。输出信 号电压幅度≥6V。
v 电源电压±9V。 v 负载阻抗
RL=10kΩ
9V 9V
方波发生器电路
5
工作原理
v 电路中R1和R2组成正 反馈电路、R4和C1构 成积分器、R3为输出 限流电阻、D1和D2 是输出限幅稳压管。 设两个稳压管的稳压 值相等,串联压降 V=VO+=| VO-|。
v 方波发生器的振荡频 率为
图2a方波发生器的输出波形
运算放大器的非线性运用
v P113 v P116
1
P113 文氏桥正弦振荡器
v 文氏桥正弦波发生器是一种常用的RC 振荡器,应用非常广泛。它由运放和 文氏电桥反馈网络组成。
v 为了获得单一频率的正弦波输出,应 该有选频网络,选出失真波形的基波 分量作为输出信号,以获得正弦波输 出。选频网络和正反馈网络或放大电
图1 文氏桥正弦振荡电 路
v 设R=R1= R2,C=C1=
C2。则有:
f0
1
2 RC
-7VHale Waihona Puke 1ms图2 图1电路输出波形
3
调测注意事项
v 电源电压必须对称,用万用表测量。连接到运 放集成电路时注意极性,不可接反。
v 输出电压的幅度由电源电压的数值和电位器R5 共同决定,最大输出电压UOPPmax≈2EC-4V
7
fO

集成运算放大器的 非线性应用实验讲解

集成运算放大器的 非线性应用实验讲解
集成运算放大器的 非线性应用
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

电子技术基础--第七章--集成运算放大器的线性应用和非线性应用

电子技术基础--第七章--集成运算放大器的线性应用和非线性应用
u u uO N ( N )0 R1 Rf
i1 i f 0
u O (1
Rf R1
)u i
u I 0 R1i1
uI i2 i1 R1
i1
uI R1
0 u M R2 i2
u M R2 i 2 R2 uI R1
0 u M R3i3
减法器的输出电压为两个输入信号之差乘以放大系数 Rf/R1, 故又称它为差分放大器。 为减小失调误差 R1//Rf=R2//R3
(五)反相积分运算电路
duC i 2 C dt
uC 0 uO
duo i2 C dt
u I 0 R1i1
i1 i2 0
du uI (C o ) 0 R1 dt
vI T
(同相过零比较器)
O

2
3
4
t
电压传输特性
vO
vO VOH
VOH O t
O VOL
vI
VOL
思考
1.若过零比较器如图所示,则它 的电压传输特性将是怎样的? 2.输入为正负对称的正弦波时, 输出波形是怎样的?
+VCC vI + A -VEE vO
vI T 2
+VCC vI + A -VEE vO
具体电路的工作原理,其它问题也就迎刃而解了。
比例运算电路 加法电路
减法电路 积分电路
微分电路
一、运算电路
• (一)反相比例运算电路 • (二)同相比例运算电路
(一)反相比例运算电路
i1 i f 0
u N uo R f i f
if u N uO u O Rf Rf

运算放大器非线性运用

运算放大器非线性运用

§1 简单电压比较器
一、若ui从同相端输入
ui

+
UR – + uo
uo
+Uom
ui
0
UR
UR:参考电压 ui :被比较信号
-Uom 传输特性
特点:运放处于开环状态。
当ui > UR时 , uo = +Uom
当ui < UR时 , uo = -Uom
二、 若ui从反相端输入 uo
UR+ Nhomakorabeaui
+ uo
U
R
UL


R1 R1 R2
U om

R2 R1 R2
UR
UR
uo R1
Uom
UL
0
-Uom


+
uo
+
R2
UH
ui
例:R1=10k,R2=20k ,UOM=12V, UR=9V 当输入 ui 为如图所示的波形时,画出输出 uo的波形。
ui
R


+
+
uo ui 10V
5V
UR
R1
R2
比较器的功能是比较两个电压的大小。 常用的幅度比较电路有电压幅度比较器、窗 口比较器和具有滞回特性的施密特触发器。这些 比较器的阈值是固定的,有的只有一个阈值,有 的具有两个阈值。
比较器的基本特点为:
工作在开环或正反馈状态。 开关特性,因开环增益很大,比较器的输出只有高电 平和低电平两个稳定状态。 非线性,因大幅度工作,输出和输入不成线性关系。
0
t
根据传输特性画输出波形图 ui

模拟电子技术基础知识运算放大器的非线性特性解析与应用研究

模拟电子技术基础知识运算放大器的非线性特性解析与应用研究

模拟电子技术基础知识运算放大器的非线性特性解析与应用研究现代电子技术的发展使得电子设备日益小型化、高效化和多功能化。

在各种电子设备中,运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP)是一种十分重要的电子元件。

运算放大器主要用于信号放大、信号滤波和信号变换等电路中,其性能的好坏直接影响到电子设备的取样精度、信噪比和响应速度等指标。

然而,在实际应用中,运算放大器的非线性特性经常会产生一系列问题。

本文将对运算放大器的非线性特性进行解析,并探讨其在实际应用中的应用研究。

一、运算放大器的非线性特性解析运算放大器作为一种基本电路元件,其输出信号与输入信号的关系应该是线性的,即输出信号与输入信号之间存在一个比例关系。

然而,在实际应用中,运算放大器存在一定的非线性特性,主要表现为增益非线性和相位非线性。

1.1 增益非线性增益非线性是指运算放大器在输入信号较小的范围内,其输出信号的增益不随输入信号的变化而线性变化。

具体表现为输入输出特性曲线的局部不是一条直线,而是呈现出曲线的形状。

增益非线性的主要原因是运算放大器内部存在一些非线性元件或因素,如饱和效应、偏置电压不准确等。

1.2 相位非线性相位非线性是指运算放大器在输入信号较大的范围内,其输出信号的相位不随输入信号的变化而线性变化。

相位非线性主要是由运算放大器的频率响应特性不均匀引起的。

具体表现为输入输出信号的相位差不是严格的线性关系。

二、运算放大器非线性特性的应用研究考虑到运算放大器的非线性特性对其在实际应用中的影响,许多研究人员对该问题进行了深入的研究,并提出了一系列的解决方案和应用技巧。

2.1 非线性补偿技术非线性补偿技术是通过引入补偿电路或采用特殊的电路结构,来消除或减小运算放大器的非线性特性。

例如,采用反馈电路、加入补偿电容或调整工作点等方法,可以有效地减小运算放大器的非线性误差。

2.2 非线性特性的校准利用校准技术对运算放大器的非线性特性进行校准,使得其在一定的输入范围内具备较好的线性关系。

运算放大器的非线性应用

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。

电工电子技术基础章节重难点(大专)

电工电子技术基础章节重难点(大专)
重点:
三相异步电动机的基本结构和工作原理
难点:
三相异步电动机的起动、反转、调速和制动
教学过程(教学环节设计与方法):
1、三相异步电动机的基本结构和工作原理;
2、三相异步电动机的运行特性;
3、三相异步电动机的起动、反转、调速和制动。
教学手段:
课堂讲授
作业:4-1 4-5 4-6 4-10
章节名称:4.2单相异步电动机
重点:
单相变压器的基本结构及工作原理
难点:
单相变压器同名端及其判断
教学过程(教学环节设计与方法):
1、基本结构及工作原理;
2、同名端及其判断;
3、运行特性;
4、通过习题加深对单相变压器的理解。
教学手段:
课堂讲授
作业:3-1 3-2 3-8 3-10
章节名称:3.2三相变压器3.3自耦变压器
教学内容与学时分配:
难点:
正弦量的相量表示法
教学过程(教学环节设计与方法):
1、正弦量的三要素;
2、相位差、有效值;
3、正弦量的相量表示法。
教学手段:
课堂讲授
作业:2-1 2-13
章节名称:2.2 2.3 2.4单一元件的交流电路
教学内容与学时分配:
1、电阻元件上电压和电流的相量关系2、电阻元件上的功率
3、电感元件上电压和电流的相量关系4、电感元件上的功率
教学目的和要求:
通过对本节知识的学习,要求学生掌握RLC串联电路电压与电流的相量关系;以及RLC串联电路中功率的计算;掌握有功功率、无功功率和视在功率的关系;掌握提高功率功率因数的方法。
重点:
RLC串联电路电压、电流的相量关系
难点:
RLC串联电路中的功率的计算

模拟电子技术实验-集成运算放大器的非线性应用电路

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。

10-5 运算放大器的非线性应用

10-5 运算放大器的非线性应用

零迟滞比较器电路图
独立信号源方波发生器电路
方波发生器工作原理
⒈ uC=0至t=t1时的变化过程
从uO=+UOm开始讨论:
起初
v
u F
U RH
R
R 2
R
U Om ,uC不能跃变,v-=uC=0,由于R1上加
2
f
的电压uR1= + UOm-uC,C 将在+UOm作用下充电,等到uC≥URH时,v-≥v+,
电压,这种电路称为零比较器。
零比较器波 形图
2. 比较电压UR为一正值时 比较电压UR为一正值时,若ui为幅值大于UR的正弦波,
则输出电压uo的波形是与ui同频率但正负半周宽度不相等的 矩形波,幅值仍决定于运算放大器的最大输出电压。显然 改变UR的数值,可以改变其正负半周宽度的比例。
比较器 波形图
uF
uO1
uO2
uO1
t>t1后,C经R反向放电,
在 t = t2时,uO2= uC ,过零,C
uO2
开始经R正向充电,直到 t = t3
时,uO2


R 2
R
U Z ,uF过0,uO1立
刻翻转为+UZ1 。
R=R′时的uO1、uO2波形图
uF
uO1
uO2
uO1
在 t>t3后,C经R′正向放电,
直至在 t = t4,uO2= uC ,再次过
uO2
零,回到 t = 0的状态,完成一
次循环。
R=R′时的uo1、uo2波形图
uF
uO1
uO2
可见:
uO1
三角波的变化范围为:
R2 R
UZ

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)

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。

毕业设计85集成运算放大器的非线性应用—限幅电路

毕业设计85集成运算放大器的非线性应用—限幅电路

毕业设计85集成运算放大器的非线性应用—限幅电路限幅电路是一种常用的非线性应用电路,常用于将信号限制在特定范围内。

在毕业设计中,我们可以利用85集成运算放大器设计一个限幅电路,用于限制输入信号在一定的电压范围内。

本文将对限幅电路的原理、设计步骤以及一些使用注意事项进行详细介绍。

限幅电路的原理是利用85集成运算放大器的饱和特性,将输入信号的幅值限制在一定的范围内。

具体实现的方式如下:首先,将输入信号接入到放大器的非反馈输入端口,并通过负反馈将输出信号反馈到反馈输入端口。

然后,在反馈路径上连接两个二极管,其方向相反。

当输入信号的幅值超过二极管的正向或反向导通电压时,二极管将开始导通,将反馈路径截断,从而限制输出信号的幅值。

设计限幅电路时,我们需要首先确定输入信号的幅值范围,然后选择合适的二极管。

一般情况下,我们会选择正向导通电压为0.7V的硅二极管。

接下来,我们需要计算二极管电流。

根据放大器的输入电流要求,我们可以选择合适的电阻值来限制二极管电流。

然后,根据输入电阻和电压放大倍数,计算出所需的反馈电阻值。

最后,根据反馈电阻和二极管电流,计算反馈电压。

在设计过程中,需要注意以下几点。

首先,输入信号的幅值范围应该小于放大器的饱和电压范围,以保证限幅电路的正常工作。

其次,选择的二极管应具有良好的温度稳定性和高导通能力。

此外,设计过程中应注意功耗和功率稳定性等问题。

在实际应用中,限幅电路常用于音频信号放大器、电压稳定器等电路中,用于限制输入信号的幅值,保护后续电路和设备免受过大幅值信号的损害。

总结起来,限幅电路是一种常用的非线性应用电路,可以通过利用85集成运算放大器的饱和特性,将输入信号的幅值限制在一定的范围内。

设计限幅电路需要确定输入信号的幅值范围,选择合适的二极管,并进行电流和电压的计算。

在实际应用中,限幅电路常用于保护电路和设备免受过大幅值信号的损害。

模拟电子技术试验-电工电子国家级试验教学示范-中国矿业大学

模拟电子技术试验-电工电子国家级试验教学示范-中国矿业大学
i2 i1
输出电阻
Ro
Vo 1 RL VoL
返回
(3)动态范围 为使负载得到最大幅度的不失真输出电 压,静态工作点应设在交流负载线的中点。 静态工作点满足下列条件:
EC VCE I C RC VE ' VCE I C RL
VCE Vcm VCES
+12v
Rw1
150kΩ
3.3kΩ
vo1
Rw2 47kΩ
1kΩ vo2 10uF 3DG6
1
16kΩ
按频率功 能键进入 的频率设 置菜单
设置波形后, 要进一步设置 频率,按频率 功能键进入下 一级设置菜单
返回
⑤设置频率方法
使 用”“和 ””可以 实现对被选 中数据位的 增和减。输 出信号可以 根据设置实 时改变输出 频率
使用“”和“”可以实现显示屏 上”“”“在频率显示数值的各 个数据位上的移动,以选中各个数据 位。
模拟电子技术实验
返回
中国矿业大学电工电子教学实验中心
模拟电子技术实验
实验一 常用电子仪器的使用 实验二 单级放大器 实验三 放大电路的设计与仿真(Ⅰ) 实验四 放大电路的设计与仿真(Ⅱ) 实验五 运算放大器的线性应用 实验六 运算放大器的非线性应用 综合设计性实验
返回


《模拟电子技术实验》课程是电类专业的技术基础课之一, 具有较强的实践性,在通信、自动化及其它相关专业的课程中 占有重要的地位。通过对本课程的学习,要求学生在掌握基本 实验技能的基础上,突出实践能力和创新能力的培养。 根据课 程的性质、任务和要求,模拟电子技术实验采用多层次教学方 式。通过本课程学习应达到下列基本要求: 1.正确使用常用的电子设备,掌握示波器、信号发生器、数字万 用表、稳压电源、毫伏表等仪器设备的使用方法。 2.掌握基本的实验测试技术以及电子电路的主要技术指标。能设 计常用的电子系统,并进行组装调试。具有查阅电子器件手册 的能力。 3.具有一定分析问题和解决问题的能力,具有查找和排除电子电 路中常见故障的能力。 4.能独立写出严谨、有理论分析、实事求是、文理通顺、字迹端 正的实验报告。 返回

西电-电子线路实验-集成运放非线性应用

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。

电子技术-集成运算放大器非线性应用

电子技术-集成运算放大器非线性应用

-uo ∞
++
uo
UR为参考电压
当ui > UR时 , uo = +Uom
当ui Uom
<
UR时uo,
uo = -
+Uo
m
0
ui
-Uom
1、单门限电压比较器
单门限电压比较器只 有一个门限电平,当输
i1 R1
∞ -
入电压达到此门限值时 ,输出状态立即发生跳 变。
ui
R2
UR
+ +
u0
u0 +U0M
0 UR
2、消振
通常是外接RC消振电路或消振电容,用它来破坏产生自激
门限电平值
ui -U0M
电压比较器广泛应用于模/数 接口、电平检测及波形变换等领 域中。
应用实例
利用电压比较器可以把正弦波变换成方波。
ui
ui

- +
u0

0
t
UR=0 由于门限电压等于0,因此
为过零电压比较器。
u0
+UCM
输入电压只要到达门限电
压值,输出电压即可发生 跳变。
0
t
-UCM
2、滞回比较器
放大电路引入负 反馈后,对电路 的工作性能带来 什么改善?
什么叫反馈?正反馈 和负反馈对电路的影响
有何不同? ?
放大电路输入信号 本身就是一个已产 生了失真的信号, 引入负反馈后能否 使失真消除?
上述问题希望课后认真归纳总结
3.4 运放的选择、使用和保护
1、选用元件
根据实际要来选用运算放大器。如测量放大器的输人信号 微弱,因此第一级应选用高输入电阻、高共模抑制比、高开 环电压放大倍数、低失调电压及低温度漂移的运算放大器。 选好后,根据管脚图和符号图连接外部电路,包括电源、外 接偏置电阻、消振电路及调零电路等。

电工电子实验与EDA实践入门(李伟民)章 (3)

电工电子实验与EDA实践入门(李伟民)章 (3)

第3章 电子技术基础实验 图3-11 典型差分放大电路
第3章 电子技术基础实验
差分放大电路由左、 右两部分结构完全对称的共发射极 放大电路构成。 晶体管VT1 和VT2的参数要尽量相同, RB和 RC的阻值分别相等, VT1和VT2的发射极经共用的发射极电阻 RE连接到负电源UEE。 电路的输入分别是ui1和ui2, 整个电路 的输入为ui=ui1-ui2 。 若ui1和ui2大小相等, 极性相同, 则 称为是一对共模信号; 若ui1和ui2大小相等, 极性相反, 则 称为是一对差模信号。
第3章 电子技术基础实验 图3-1 单相半波整流、 滤波、 稳压电路
第3章 电子技术基础实验
(2) 输出端接负载电阻R1=3 kΩ, 测量输出端的直流电 压平均值, 用示波器观测ui、 uo的波形, 并在坐标纸上用 两种不同颜色的笔绘出, 标出纵、横坐标的比例和单位, 以 及波形峰值点的电压数值, 如图3-2所示。
Uo(输出直流电压平均值)=_____(V)。
第3章 电子技术基础实验 图3-2 输入、 输出电压的波形
第3章 电子技术基础实验 (3) 将电容C=10 μF 接入, R1仍为3 kΩ, 测量输出 端的直流电压平均值, 用示波器观测并在直角坐标纸上绘出 ui、 uo的波形, 标出峰值点的电压数值, 如图3-3所示。
第3章 电子技术基础实验 图3-6 输出电压的波形
第3章 电子技术基础实验 图3-7 输出电压的波形
第3章 电子技术基础实验 图3-8 输出电压的波形
第3章 电子技术基础实验
(3) 作外特性试验: 改变负载电阻RL由大到小, 读取 无滤波和接入R、 C组成的π型滤波器时,流经负载的电流Io, 以及负载两端的直流电压Uab, 记录于表3-1和表3-2中。

运算放大器及其应用

运算放大器及其应用
图8-9 (d)所示电路,从输入端看,净输入id=ii-if ,因此 是串联反馈。由于反相输入端的电流为零,因此R与RL是串 联关系,反馈量uf=Rio>0(由图中io的实际方向可知,io>0), 因此既是负反馈,又是电流反馈。如果将愉出uo短接,反馈 信号仍然存在,也可判断出是电流反馈。综上所述,反馈组 态为电流串联负反馈。
第一节 员工的培训管理
一、员工培训基本理论
1.员工培训的含义
员工培训是指企业为了实现其战略发展目 标,满足培养人才、提升员工职业素质的 需要,采用各种方法对员工进行有计划的 教育、培养和训练的活动过程。
2.员工培训的原则
(1)学用一致原则。
(2)按需培训原则。 (3)多样性培训原则。
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第二节 负反馈放大器
二、负反馈放大器的四种组态
图8-9 (c)所示电路,从输入端看,净输入id=ii-if,因此是并 联反馈。由虚地可看出Rf与R相当于并联的关系,所以反馈 量if=-Rio/(Rf+R)>0(由图中io的实际方向可知,io<0),因此既 是负反馈,又是电流反馈。综上所述,反馈组态为电流并联 负反馈。
输出级与负载相接,要求其输出电阻低,带负载能力强, 一般由互补对称电路或射极输出器组成
偏置电路的作用是为上述各级电路提供稳定和合适的偏置 电流,决定各级的静态工作点。
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第一节 集成运算放大器
三、集成运算放大器的主要参数
开环电压放大倍数Auo 指运放在无外加反馈情况下的空载 电压放大倍数
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第三节 运算放大器的线性和非线性 应用
一、运放的线性应用
1.信号运算电路 (1)同相比例运算 图8-15 (a)为同相比例运算电路,信号ui
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如取IDz=8mA,则R=5V/8mA=0.625K,取R=620Ω 。
注: 讨论:① IDz大,则充电电流大,则 产生的C(结电容小),输出矩形波 的上升沿陡直.
② IDz小,则充电电流小,则产生的C(结电容大), 输出矩形波的上升沿较缓. ③ IDz的取值在3mA~10mA范围,都可使稳压管正常 工作.但由①和②的分析可知, IDz取得大一些, 即:R3小一些为好。
要满足电路的起振条件,则要求:Au·Fu≧1
则R4≈10rDr ,其中rDr为D1、D2内阻, (R4‖rDr ‖rDr ≈ rDr)
约为:几十~几百欧,则取R4=2.2KΩ 。 R3≦1/2(RW+R4)
取R3=10KΩ ,RW=22KΩ 电位器。
实验箱双电源的接法
限流旋钮 调整到最大
调整电压到“12V” 万用表测量为准!
Rf和R1引入的电压串联负反馈有助于改善波形
减小失真。
文氏电桥振荡器信号波形质量和稳定性好,
故得到了广泛的应用。
电路中D1和D2的作用是什么?为使电路起 振R3、RW和R4应满足什么条件?
正反馈支路
负反馈支路
稳定输出幅度
电阻不能太大 调节Auf使电路容易起振
C1、C2、R1、R2 构成文氏桥电路,则有C1=C2, R1=R2 电路中
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。


A
A 1 Rf
R



R
R Rf 1
A -

C
U·i
t° Rf
R1

U·o C -C
R
1

A 1 U·f
R1
3 -
得到R:A>3 C
(a)
因此:
Rf
2R (b) 1
通常R1或者Rf为热敏电阻。
起到外稳幅的作用:
R1是正温度系数, Rf是负温度系数。
稳幅过程:
UO↑负反馈电流↑ T ↑ R1↑、 Rf↓负 反馈↑ UO↓
打开电源开关 电源指示灯亮
电源输出接口
四运放管脚图
TL084、LM324
运放的检测电路
当Uo=Ui1时,运放是好的。
实验报告要求
实验名称; 实验目的; 实验仪表; 实验原理及实验电路图; 实验任务; 实验数据及分析:
1、根据给定的电路参数计算文氏桥正弦电路和方波发生 器电路的输出信号的频率。 2、画出实验任务要求的波形图,并标注波形的周期和幅 度。 实验小结:总结实验的情况,实验的收获和体会。
方波发生器
1、分析
(1)R、C作为积分电路,即:定时电路.
(2)从电路结构看,它由一个迟滞比较器和RC充 放电电路组成.其中迟滞比较器作为状态记忆电 路,RC作为定时电路.
(3)电路的正反馈系数F为:
强调:
在低频范围(如10HZ ~ 10KHZ)内,对于固 定频率来说此电路是一较好的振荡电路.当振 荡频率较高时,为了获得前后沿较陡的方波,以 选择转换速率较高的运放为宜. (4)电路的工作原理
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
充电
放电
++
Uo=Vz+ UDoN
(5)电容器端电压随时间变化规律为
(6)R3的作用
R3为稳压管的限流电阻.
∵Dz=3V, 其额定功率为0.5W,使用它时,一般取 它的1/10,即:0.5W/10=0.05W。
这样可算出其额定最大IDzmax=0.05/3V≈17mA, 由手册上给出一般稳压管的IDzmax=10mA。因此, 0.05W/(10mA)2=500Ω =Rimin 。
11 醉翁亭记
1.反复朗读并背诵课文,培养文言语感。 2.结合注释疏通文义,了解文本内容,掌握文本写作思路。
3.把握文章的艺术特色,理解虚词在文中的作用。 4.体会作者的思想感情,理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬,于庆历六年写下《岳阳楼记》,寄托自己“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”的政治理想。实际上,这次改革,受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外,还有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文学家、史学家欧 阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州,也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间,欧阳修在滁州留下了不逊于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧!【教学提示】结合前文教学,有利于学生把握本文写作背景,进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新 课目标导学一:认识作者,了解作品背景作者简介:欧阳修(1007—1072),字永叔,自号醉翁,晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人,因吉州原属庐陵郡,因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠,世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家,与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏
1
3RC
(b)
1
j
o
o

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
o

1 RC
当ω= ωO时,F=1/3。
由振幅起振条件求开环增益A 将正反馈环断开得到开环电路:同相放大器
(2)“−”表示反相输入端,表明从该端输入的 信号输出为反相放大。
(3) 集成运放是高增益的直接耦合放大器。 其开环放大倍数非常大。
二、理想运算放大器特性
1.“虚短”特性 当运放工作在线性状态时,由于
所以: 2.“虚断”特性 当集成运放工作在线性状态时,
所以:
三、 运算放大器非线性应用电路
(一).方波发生器
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
o

1 RC
+ R
C
·
Uo

C -
·
R Uf -
RC串(a并) 联网络


F

UF

UO

1
3
1
Hj( CR


1
CR

3
令: 0

1 RC


F

UUOF 0=
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 uo
UCC UCC

ud
Au

uo
- UEE
0 Au ∞
- UEE
ud=U--U+
(a)
(b)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(a)运算符号;(b)开环传输特性
说明
(1)“+”表示同相输入端,表明从该端输入的 信号输出为同相放大。
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