《运放非线性应用》PPT课件.ppt
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运放的非线性应用电路比较器,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。,确定运放工作区的方法:判断电路中有无负反馈。,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。,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。,1简单电压比较器,特点:运放处于开环状态。,当uiUR时,uo=+Uom当uiUR时,uo=-Uom,一、若ui从同相端输入,UR,当uiUR时,uo=-Uom,二、若ui从反相端输入,三、过零比较器:(UR=0时),例:利用电压比较器将正弦波变为方波。,分析,1.因为有正反馈,所以输出饱和。,2.当uo正饱和时(uo=+UOM),U+,3.当uo负饱和时(uo=UOM),2施密特触发器迟滞比较器,特点:电路中使用正反馈,运放处于非线性状态。,1.没加参考电压的下行迟滞比较器,分别称UH和UL上下门限电压。称(UH-UL)为回差或门限宽度。,当ui增加到UH时,输出由Uom跳变到-Uom;,当ui减小到UL时,输出由-Uom跳变到Uom。,传输特性:,例:下行迟滞比较器的输入为正弦波时,画出输出的波形。,2.加上参考电压后的下行迟滞比较器,加上参考电压后的上下限:,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。,门限电压:,根据传输特性画输出波形图,3、上行迟滞比较器,没加参考电压的上行迟滞比较器,加上参考电压后的上行迟滞比较器,UR,3窗口比较器,电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成,设R1=R2,则:,当vIVH时,vO1为高电平,D3导通;vO2为低电平,D4截止,vO=vO1。,当vIVL时,vO2为高电平,D4导通;vO1为低电平,D3截止,vO=vO2,当VHvIVL时,vO1为低电平,vO2为低电平,D3、D4截止,vO为为低电平。,一、电路结构,上下门限电压:,下行的迟滞比较器,输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。,4方波发生器,二、工作原理,1.设uo=+UOM,此时,输出给C充电,则:u+=UH,uo立即由UOM变成UOM,Uc上升到UH时,uo下翻。,此时,C经输出端放电。,2.当uo=-UOM时,,u+=UL,uc降到UL时,uo上翻。,当uo重新回到UOM以后,电路又进入另一个周期性的变化。,0,输出波形:,实际运放,由于工艺问题,实际运放达不到理想运放的性能。以下方面是运放的重要指标,据此选择运放。,1,失调电压及其漂移,由于实际运放内部电路元件不完全对称,输入端短路时输出电压不为零。折合为输入端的等效电压,UooUoo随温度变化,称为失调电压的漂移。,2,偏置和失调电流,由于实际运放内部电路元件不完全对称,两个输入端具有很小、不等的直流电流。两个输入电流的平均值称为偏置电流IB差称为输入失调电流IIO偏置电流、失调电流也随温度变化。,3,共模抑制比,差模信号,共模信号,4,饱和电压和电流,实际饱和输出比正、负电源电压小12V。(晶体管导通电压)实际输出电流有一个最大值限制,超过则过流保护,防止烧坏。,5,转换速率,反映运放对大信号阶跃输入电压的响应能力。,运放的转换速率应大于输入信号的变化率。,作业,3-33-53-93-123-15,- 配套讲稿:
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