運放的非線應用電路-比較器.ppt

運放的非線性應用電路 比較器,非線性應用：是指由運放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關系 uo=f( ui ) 是非線性函數(shù)。,確定運放工作區(qū)的方法：判斷電路中有無負反饋。,若有負反饋，則運放工作在線性區(qū)； 若無負反饋，或有正反饋，則運放工作在非線性區(qū)。,處于非線性狀態(tài)運放的特點：,1. 虛短路不成立。 2. 輸入電阻仍可以認為很大。 3. 輸出電阻仍可以認為是0。,比較器的功能是比較兩個電壓的大小。 常用的幅度比較電路有電壓幅度比較器、窗口比較器和具有滯回特性的施密特觸發(fā)器。這些比較器的閾值是固定的，有的只有一個閾值，有的具有兩個閾值。 比較器的基本特點為：,工作在開環(huán)或正反饋狀態(tài)。 開關特性，因開環(huán)增益很大，比較器的輸出只有高電平和低電平兩個穩(wěn)定狀態(tài)。 非線性，因大幅度工作，輸出和輸入不成線性關系。,1 簡單電壓比較器,特點：運放處于開環(huán)狀態(tài)。,當ui UR時 , uo = +Uom 當ui UR時 , uo = -Uom,一、若ui從同相端輸入,UR,當ui UR時 , uo = -Uom,二、 若ui從反相端輸入,三、過零比較器: (UR =0時),例：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲ā?分析,1. 因為有正反饋，所以輸出飽和。,2. 當uo正飽和時(uo =+UOM),U+,3. 當uo負飽和時(uo =UOM),2 施密特觸發(fā)器遲滯比較器,特點：電路中使用正反饋， 運放處于非線性狀態(tài)。,1. 沒加參考電壓的下行遲滯比較器,分別稱UH和UL上下門限電壓。稱(UH - UL)為回差或門限寬度。,當ui 增加到UH時，輸出由Uom跳變到-Uom；,當ui 減小到UL時，輸出由-Uom跳變到Uom 。,傳輸特性：,例：下行遲滯比較器的輸入為正弦波時，畫出輸出的波形。,2. 加上參考電壓后的下行遲滯比較器,加上參考電壓后的上下限：,例：R1=10k，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V當輸入 ui 為如圖所示的波形時，畫出輸出uo的波形。,門限電壓：,根據(jù)傳輸特性畫輸出波形圖,3、上行遲滯比較器,沒加參考電壓的 上行遲滯比較器,加上參考電壓后的 上行遲滯比較器,UR,3 窗口比較器,電路由兩個幅度比較器和一些二極管與電阻構成,設R1 =R2，則：,當vIVH時，vO1為高電平，D3導通；vO2為低電平, D4截止，vO= vO1。,當vI VL時，vO2為高 電平，D4導通；vO1為低 電平，D3截止，vO= vO2,當VH vI VL時， vO1為低電平，vO2為低電 平，D3、D4截止，vO為 為低電平。,一、電路結構,上下門 限電壓：,下行的遲滯比較器，輸出經(jīng)積分電路再輸入到此比較器的反相輸入端。,4 方波發(fā)生器,二、工作原理,1. 設 uo = + UOM,此時，輸出給C 充電,則：u+=UH,uo 立即由UOM 變成UOM,Uc上升到UH時，uo下翻。,此時，C 經(jīng)輸出端放電。,2. 當uo = -UOM 時，,u+=UL,uc降到UL時，uo上翻。,當uo 重新回到UOM 以后，電路又進入另一個 周期性的變化。,0,輸出波形：,實際運放,由于工藝問題，實際運放達不到理想運放的性能。 以下方面是運放的重要指標，據(jù)此選擇運放。,1，失調(diào)電壓及其漂移,由于實際運放內(nèi)部電路元件不完全對稱， 輸入端短路時輸出電壓不為零。 折合為輸入端的等效電壓，Uoo Uoo隨溫度變化，稱為失調(diào)電壓的漂移。,2，偏置和失調(diào)電流,由于實際運放內(nèi)部電路元件不完全對稱， 兩個輸入端具有很小、不等的直流電流。 兩個輸入電流的平均值 稱為 偏置電流 IB 差 稱為 輸入失調(diào)電流 IIO 偏置電流、失調(diào)電流也隨溫度變化。,3，共模抑制比,差模信號,共模信號,4，飽和電壓和電流,實際飽和輸出比正、負電源電壓小12V。 （晶體管導通電壓） 實際輸出電流有一個最大值限制，超過則