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1、电子技术第讲(运放非线性应用)1本讲稿第一页，共三十页 12.5 集成运放的非线性应用集成运放的非线性应用所谓非线性应用是指：由运放组成的所谓非线性应用是指：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。是非线性函数。2本讲稿第二页，共三十页12.5.1 限幅器限幅器tuiu0tUZ+UF-(UZ+UF)-+AuoR1RFuiDZR+1.双向稳压管接于输出端双向稳压管接于输出端R限流电阻限流电阻一般取一般取100 特点：电路中的运放处于线性放大状态，但外围电路有非线性特点：电路中的运放处于线性放大状态，但外围电路有非线性元件（
2、二极管、稳压二极管）。元件（二极管、稳压二极管）。DZ双向稳压管双向稳压管UZ稳压值稳压值,UF正向压降正向压降3本讲稿第三页，共三十页uoui0传输特性传输特性DZ-+AuoR1RFui+2.双向稳压管接于负反馈回路上双向稳压管接于负反馈回路上UZ+UF-(UZ+UF)+UOM-UOM4本讲稿第四页，共三十页12.5.2 电压比较器电压比较器+uouiURuoui0+Uom-UomURUR为参考电压为参考电压当当ui UR时时,uo=+Uom当当ui UR时时,uo=-Uom 特点特点:运放处于运放处于 开环状态开环状态5本讲稿第五页，共三十页+uouiURuoui0+Uom-UomUR当当
3、ui UR时时,uo=-Uom 若若ui从反相端输入从反相端输入电压比较器电压比较器(续续)6本讲稿第六页，共三十页uoui0+UOM-UOM+uoui过零比较器过零比较器:当当UR=0时时+uouiuoui0+UOM-UOM电压比较器电压比较器(续续)7本讲稿第七页，共三十页+uouituituo+Uom-Uom例题：利用电压比例题：利用电压比较器将正弦波变为较器将正弦波变为方波。方波。8本讲稿第八页，共三十页+uiuoui0+UZ-UZ用稳压管稳定输出电压用稳压管稳定输出电压uo UZuoui0+UOM-UOM+uoui忽略了忽略了UF9本讲稿第九页，共三十页电压比较器的另一种形式：电压比
4、较器的另一种形式：将双向稳压管接在负反馈回路上将双向稳压管接在负反馈回路上+uiuo UZR R_uoui0+UZ-UZR=R10本讲稿第十页，共三十页12.5.3 迟滞比较器迟滞比较器1.迟滞比较器迟滞比较器(下行下行)特点特点:电路中使用正反馈电路中使用正反馈,运放处于非线性状态运放处于非线性状态1、因为有正反馈，所以输、因为有正反馈，所以输出饱和。出饱和。2、当、当uo正饱和时正饱和时(uo=+UOM)：Hom211+UURRRU+=+=3、当、当uo负饱和时负饱和时(uo=-UOM)：Lom211+UURRRU+=+-=+uoRR2R1uiU+11本讲稿第十一页，共三十页+uoRR2R
5、1uiU+迟滞比较器迟滞比较器(下行下行)(续续)uoui0+Uom-UomU+HU+L设设ui ,当当ui=U+H,uo从从+UOM -UOM12本讲稿第十二页，共三十页传输特性传输特性uoui0+Uom-UomU+HU+LU+H上门限电压上门限电压U+L下门限电压下门限电压U+H-U+L称为回差称为回差om211URRR+=HU+om211URRR+=-=-LU+13本讲稿第十三页，共三十页tuiU+HU+LtuoUom-Uom例例:设输入为正弦波设输入为正弦波,画出输出的波形。画出输出的波形。+uoRR2R1uiU+14本讲稿第十四页，共三十页加上参考电压后的迟滞比较器加上参考电压后的迟
6、滞比较器(下行下行)：+uoRR2R1uiUR上下限：上下限：uoui0U+HU+L传输特性传输特性+UOM-UOM15本讲稿第十五页，共三十页例题：例题：R1=10k，R2=20k ，UOM=12V，UR=9V当输入当输入ui为如图所示的波形时，画为如图所示的波形时，画 出输出出输出uo的波形。的波形。uoui0U+HU+L+uoRR2R1uiUR传输特性传输特性上下限：上下限：=10V=2V16本讲稿第十六页，共三十页2V10Vuiuo+UOM-UOMuoui0U+HU+L传输特性传输特性+UOM-UOM+uoRR2R1uiUR17本讲稿第十七页，共三十页+uoRR2R1uiURuoui0
7、U+HU+L+uoRR2R1uiU+uoui0+Uom-UomU+HU+L迟滞比较器迟滞比较器(下行下行)两种电路两种电路传输特性传输特性的比较的比较:18本讲稿第十八页，共三十页2.迟滞比较器迟滞比较器(上行上行)u+=0 时翻转，可以求出时翻转，可以求出上下门限电压。上下门限电压。0URRRuRRRom211i212=+uoRR2R1ui当当u+u-=0 时时,uo=+UOM当当u+U+H,就有就有 u-u+,在在 uc U+H 时，时，u-RwcUOMuo0t-UOM29本讲稿第二十九页，共三十页本课作业本课作业+RR1R2Cuo补充题补充题:在方波发生器中在方波发生器中,R=10k ,C=0.1 F,R2=R1=10k ,计算方波计算方波频率频率,画出画出uo及及uc的波形，的波形，设设UOM=14V。uc30本讲稿第三十页，共三十页