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1、运放非线性应用电压比较器1第1页，本讲稿共20页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：由运放组成的电路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第2页，本讲稿共20页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3第3页，本讲稿共20页+uouiURuoui0+Uom-UomUR当当ui UR时时,uo=-Uom 若
2、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)4第4页，本讲稿共20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)5第5页，本讲稿共20页+uouituituo+Uom-Uom例题：利用电压比较例题：利用电压比较器将正弦波变为方波。器将正弦波变为方波。6第6页，本讲稿共20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UF7第7页，本讲稿共20页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
3、: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，所以输出饱、因为有正反馈，所以输出饱和。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+8第8页，本讲稿共20页+uoRR2R1uiU+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 -UOM9第9页，本讲稿共20页传输特性传输特性uoui0+Uom-UomU+HU+LU+H上门限
4、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+10第10页，本讲稿共20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+11第11页，本讲稿共20页加上参考电压后的迟滞比较器加上参考电压后的迟滞比较器(下行下行)：+uoRR2R1uiUR上下限：上下限：uoui0U+HU+L传输特性传输特性+UOM-UOM12第12页，本讲稿共20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
5、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=2V13第13页，本讲稿共20页2V10Vuiuo+UOM-UOMuoui0U+HU+L传输特性传输特性+UOM-UOM+uoRR2R1uiUR14第14页，本讲稿共20页+uoRR2R1uiURuoui0U+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:15第15页，本讲稿共20页2.迟滞比较器迟滞比较器(上行上行)u+=0 时翻转，可以
6、求出上时翻转，可以求出上下门限电压。下门限电压。0URRRuRRRom211i212=+uoRR2R1ui当当u+u-=0 时时,uo=+UOM当当u+u-=0时时,uo=-UOM0URRRRRRom211212=+-+ui当当uo=-UOM当当uo=+UOMui=ui=16第16页，本讲稿共20页U+HU+Luoui0Uom-Uom传输特性曲线传输特性曲线+uoRR2R1ui迟滞比较器迟滞比较器(上行上行)(续续)上下门限电压上下门限电压17第17页，本讲稿共20页加上参考电压后的迟滞比较器加上参考电压后的迟滞比较器(上行上行)：+uoRR2R1uiUR上下门限电压上下门限电压URURRRu
7、RRRom211i212=+当当uo=+UOM当当uo=-UOMURRRRRRom211212=+-+uiURUR R2RR21+UR R2RR21+18第18页，本讲稿共20页加上参考电压后的迟滞比较器加上参考电压后的迟滞比较器(上行上行)传输特性传输特性：+uoRR2R1uiUR+uoRR2R1ui对照对照U+HU+Luoui0Uom-UomU+HU+Luoui0Uom-Uom19第19页，本讲稿共20页当运放当运放开环工作开环工作或引入或引入正反馈时正反馈时，运放工作在非线性状，运放工作在非线性状态。其分析方法为：态。其分析方法为：若若U+U-则则UO=+UOM；若若U+U-则则UO=-UOM。虚断（运放输入端电流虚断（运放输入端电流=0）比较器是一种能够比较两个模拟量大小的电路。比较器是一种能够比较两个模拟量大小的电路。迟滞比较器具有回差特性。迟滞比较器具有回差特性。它们是运放非线性工作状态的典型应用。它们是运放非线性工作状态的典型应用。20第20页，本讲稿共20页