集成运放的应用ppt课件

一般门限比较器
当uT≠0条件下构成的比较器，有两种电路形式。
R1
uREF为参考电压，根据比 uREF 较器在临界状态条件可求 ui
R2
uN -
uo, R
得电路的阈值电压。
uP +
uo
u NR 1R 1R 2u iR 1R 2R 2u RE F u P0
uT
ui
R2 R1
uREF
当 u RE F 0 ， u iu T ， u N0时u o ,， U OLu ou Z
二、滞回比较器
单门限电压比较器结构简单，灵敏度高。但抗干扰
能力差，如输入电压在uT附近时会造成uo反复跳动，
造成比较器工作不稳定。 为解决这一问题，可将比较器设置两个阈值，只要
干扰信号不超过这两个阈值比较器就不会跳变， 从而提高比较器的抗干扰能力。利用这种思想设 计出来的电压比较器称为滞回比较器。或称施密 特触发器。
uI R
0
ic
ic
C
d (0 dt
uo)
uo
1 RC
u I dt
四、微分运算电路
i1
C1
duI dt
u 0
iF
uo Rf
uOiFRf RfC1ddutI
实际运算中，不需要记忆以上公式，因为公式和电路图 是相匹配的，电路图变化，公式应做相应的变化。
只需要牢牢记住运放工作于线性区域：
虚短：同相输入端和反向输入端电位相等；
Rf
uN up
uo
Rf R
(u I2 u I1)
二、求和运算电路
1、反相求和电路
R1 iI1 uI1
iF
Rf
uN - uO uI1 uN uI2 uN uI3 uN
Rf
wk.baidu.com
R1
R2
R3
up uN 0
R2 uI2
uN -
uI3
iI2
iI
iN
A +
uP
uO
uo
Rf
uI1 R1
uI2 R2
uI3 R3
实际计算过程中采用理想运 放代替实际运放误差很小。
二、集成运放两个工作区域
1、理想运放工作在线性区时的特 点
输出电压与其两个输入端的电压之间存在 线性放大关系，即
uOAod(uu)
理想运放工作在线性区特点：
（1） 理想运放的差模输入电压等 于零
(u
u)
uO Aod
0
u u ——“虚短”
（2） 理想运放的输入电流等于零
引起uo发生跳变得参考电压称为阈值电压（或 门槛电压），记为uT。
一、单门限比较器
只有一个阈值电压uT的比较器，传输曲线如图。
若 Ui > UT 时，VO = VOH 若 Ui < UT 时，VO = VOL
根据uT的取值不同可分为过零 比较器和一般门限比较器。
过零比较器用途非常广泛，在交流调压、电气控 制系统中经常使用。根据所接输入端得不同可以有 同相过零比较器和反相过零比较器。
由于 rid = ∞，两个输入端均没有电流，即
i i 0 ——“虚断”
2、理想运放工作在非线性区时的特点
传输特性
理想运放工作在非线性区特点：
（1） uO 的值只有两种可能
当 u+ > u 时，uO = + UOPP 当 u+ < u 时, uO = UOPP
在非线性区内，(u+ - u-)可能很大， 即 u+ ≠u-。 “虚地”不存在
R3 iI3 R4
R iR iF Rf
R1 iI1 uI1
uN -
2、同相求和运算电路
uI2
u p u I1 u p u I 2 u p u I 3 u p uI3
R2
iN
A +
iI2
uP R4
R3 iI3
uO
R4
R1
R2
R3
uN uo uN
R
Rf
uN up
3、加减运算电路
三、积分运算电路
电路构成 如图所示，电路是在单门限比较器基础上增加了正反馈电路实现的。
R1
ui
R2
uREF
uN uP +
uo, R4 R3
uo
uZ
三、双限比较器
第四节 正弦波震荡电路
正弦波振荡电路的基础知识 自激振荡现象 扩音系统在使用中有时会发出刺耳的啸叫声,
其形成的过程如图所示。
扬声器
话筒
扩音机
u u
虚断：进入运放的电流为零。
i i 0
第三节 电压比较器
运放有两个工作区：线性工作区和非线性工作区。
运算电路使用的是运放的线性区 电压比较器使用的是运放的非线性区
概念及构成
通过对两输入电压的相对比较，在输出端得到高电平或低电 平结果的电路器件。
ui -
uo
uR +
uo与ui的函数关系uo=f(ui)称为电压传输特性。
第三章 集成运放的应用
第一节 概述
一、理想运放
对比较器电路的分析不能像对放大电路和运算电路的方法。 一般的分析方法是集中在输出跳变得瞬间所对应的ui来分析
uo与ui的对应关系。这时可认为电路满足uiP=uiN，iP=iN=0，
ui=uT。
一般电压比较器按uT的不同和连接方式的不同可 以有：
单门限比较器 滞回比较器 双限比较器
（2） 理想运放的输入电流等于零
i i 0
——“虚断”
实际运放 Aod ≠∞ ，当 u+ 与 u- 差 值比较小时，仍有 Aod (u+ - u)UOPP，运放工作在线性区。
但线性区范围很小。
例如：F007 的 Uopp = ± 14 V，Aod 2 × 105 ，线性区内输入电压范围
u
u
U OPP A od
14 V 2 10 5
70 μV
第二节 基本运算电路
一、比例运算电路
1、反相比例运算电路
（同相端电阻R2应与反相端电阻相等。）
Rf
由于运放的增益一般大于10的5次方
满足虚短虚断的要求：
vI
R1
vNA
105
-
vP
A +
vO
vNvP 0
R2
vI vN vN vO
R1
Rf
vO
Rf R1
vI
输出与输入反相
2、同相比例运算电路
利用虚短和虚断得
vNvPvI
0vN vN vO
R1
Rf
Rf
vNvPvI
R1
vN
-
vP
A +
vO
vI
vO
(1
Rf R1
)vI
电压串联负反馈
电压跟随器
vN -
vP
A +
vO
vI
3、差动比例运算电路
u I1 u N u N u o
R
Rf
u I2 u p u p 0
R
一、产生震荡条件和正弦震荡电路
1、
.
放大电路在接通电源的瞬间,
Uo
随着电源电压由零开始的突然增
大, 电路受到扰动, 在放大器的
O
t
输入端产生一个微弱的扰动电压 ui, 经放大器放大、 正反馈, 再 放大、再反馈……, 如此反复循
a 起振
b 稳幅 c
环, 输出信号的幅度很快增加。
这个扰动电压包括从低频到甚高频的各种频率的谐波成分。 为了能得到我们所需要 频率的正弦波信号, 必须增加选频网络, 只有在选频网络中心频率上的信号能通过, 其他频率的信号被抑制, 在输出端就会得到如图ab段所示的起振波形。