电压比较器与振荡电路课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章,集成运算放大器的应用,1.,信号的运算电路：比例；加、减；乘、除；,对数、指数等运算,2.,信号的处理电路：有源滤波器、精密整流电路,电压比较器和采样保持电路等,3.,信号的发生电路,运放的优点,1.,高增益,741,型,102dB,2.,输入电阻大，输出电阻小,运放与负反馈结合,2.,深度负反馈的两个基本概念：虚短和虚断,1.,反馈深度：,1,AF1,，,即深度负反馈,运放的缺点,1.,频带过窄,741,型,7Hz,2.,线性范围小，容易发生非线性失真,负反馈对放大电路性能的改善,2.,减少非线性失真,1.,扩展频带,所以，运放经常与负反馈结合在一起用于信号处理和运算,理想型运算放大电路的分析与应用：,1,、,“,虚短,”,与,“,虚断,”,的概念与应用，,2,、,“,同相,”,与,“,反相,”,比例运算电路的,分析,，,3,、,“,微分,”,、,“,积分,”,运算电路的分析，,4,、理想运放非线性工作时的特点与分析。,应用,:,理想运放线性与非线性工作状态的判别,例：写出下列各电路的输出电压与输入电压的运算关系式，要求写出推导过程。,R,2,(a),R 3,R 1,U,O,U,i1,U,i2,(b),R 2,R 1,C,R 3,U,O,U,i,V,i,R,2,V,O,R,3,R,1,R,4,C,V,i,R,4,V,O,R,5,R,1,R,2,R,3,M,(c),(d),一、概述,1.,电压比较器的功能：比较电压的大小。,广泛用于各种报警电路。,输入电压是连续的模拟信号；输出电压表示比较的结果，只有高电平和低电平两种情况。,使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压。,2.,电压比较器的描述方法,:,电压传输特性,u,O,f,(,u,I,),电压传输特性的三个要素：,（,1,）输出高电平,U,OH,和输出低电平,U,OL,（,2,）,阈值电压,U,T,（,3,）,输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向,8.2,电压比较器,3.,几种常用的电压比较器,（,1,）单门限比较器：只有一个阈值电压,（,3,）窗口比较器：,有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次。,（,2,）滞回比较器：具有滞回特性,输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但输入电压单调变化使输出电压只跃变一次。回差电压,（,1,）运放工作在非线性状态的判定：电路开环或引入正反馈。,4,、运放工作在非线性状态基本分析方法,（,2,）运放工作在非线性状态的分析方法：,若,U,+,U,-,则,U,O,=+,U,OM,；,若,U,+,U,-,则,U,O,=-,U,OM,。,虚断（运放输入端电流,=0,）,注意：此时不能用虚短！,u,o,u,i,0,+,U,OM,-,U,OM,+,+,u,o,u,i,1.,过零比较器,:,（门限电平,=0,）,+,+,u,o,u,i,u,o,u,i,0,+,U,OM,-,U,OM,二、单门限电压比较器,2.,单门限比较器（与参考电压比较）,+,+,u,o,u,i,U,REF,u,o,u,i,0,+,U,om,-,U,om,U,REF,U,REF,为参考电压,当,u,i,U,REF,时,u,o,=,+,U,om,当,u,i,U,REF,时,u,o,=,-,U,om,运放处于开环状态,+,+,u,o,u,i,U,REF,u,o,u,i,0,+,U,om,-,U,om,U,REF,当,u,i,U,REF,时,u,o,=,-,U,om,若,u,i,从反相端输入,+,+,u,i,u,o,u,i,0,+U,Z,-U,Z,用稳压管稳定输出电压,u,o,U,Z,忽略了,U,D,3.,限幅电路,使输出电压稳定,稳幅电路的另一种形式：,+,+,u,i,u,o,U,Z,R,R,_,u,o,u,i,0,+U,Z,-U,Z,R=R,传输特性,u,o,u,i,0,+,U,om,-,U,om,U,T+,U,T-,U,T+,上门限电压,U,T-,下门限电压,U,T+,-U,T-,称为回差,om,2,1,1,U,R,R,R,+,=,+,U,T,om,2,1,1,U,R,R,R,+,=-,-,U,T,t,u,i,U,T+,U,T-,t,u,o,U,om,-,U,om,+,+,u,o,R,R,2,R,1,u,i,U,+,三、,滞回比较器,特点,:,电路中使用正反馈。,U,T-,U,T+,+,U,Z,-,U,Z,U,T,+,+,U,Z,-,U,Z,U,T,-,u,i,u,o,t,t,1.,若要电压传输特性曲线左右移动，则应如何修改电路？,讨论一：如何改变滞回比较器的电压传输特性,2.,若要电压传输特性曲线上下移动，则应如何修改电路？,3.,若要改变输入电压过 阈值电压时输出电压的 跃变方向，则应如何修 改电路？,改变输出限幅电路,四、窗口比较器,当,u,I,U,RH,时，,u,O1,=,u,O2,=,U,OM,，,D,1,导通，,D,2,截止；,u,O,=,U,Z,。,当,u,I,U,RH,时，,u,O2,=,u,O1,=,U,OM,，,D,2,导通，,D,1,截止；,u,O,=,U,Z,。,当,U,RL,u,I,R,wc,U,OM,u,o,0,t,-U,OM,2.,三角波发生器,三角波发生器波形图,电路与,工作原理,：,锯齿波发生器,应改变积分器的充放电时间常数,充电：,(,R,R,),C,，,放电：仍为,RC,作业：,画出图示各电路的电压传输特性。,清华大学 华成英 ,