《模拟电子线路》第9章-杨凌

1、杨杨 凌凌 模模 拟拟 电电 子子 线线 路路 第第9 9章章第第9章章 信号的运算和处理电路信号的运算和处理电路9.0 引言引言 集成运算放大器由于价格低廉集成运算放大器由于价格低廉,性能接近理想性能接近理想,所以广泛所以广泛 应用于电子电路和电子系统的设计中应用于电子电路和电子系统的设计中.本课程将涉及到运算放本课程将涉及到运算放 大器的两大应用领域大器的两大应用领域: 1.信号的运算和处理信号的运算和处理 2.信号的产生信号的产生基本运算电路基本运算电路有源滤波、精密整流、比较器有源滤波、精密整流、比较器正弦波产生电路正弦波产生电路非正弦波产生电路非正弦波产生电路9.0 引引 言言一、理

2、想运算放大器的定义一、理想运算放大器的定义 1、Aod; 2、 KCMR; 3、 BW 4、Rid ; 5、 Rod0; 6、 VIO0 , IIO0 , dVIO/dT0, dIIO /dT 0二、理想运算放大器的特点二、理想运算放大器的特点 1、 vNvP (9-1)vo=Aod(vPvN) vovPvN= 0 vPvN Aod2 、 iP= iN 0 (9-2)9.0 引引 言言 Rid iP= iN 0 三、运算放大器的电压传输特性三、运算放大器的电压传输特性vOvPvN+VOMVOMAod图图 9.1 所有运算放大器都是由偏所有运算放大器都是由偏置于线性放大区的晶体管组成置于线性放大

3、区的晶体管组成的的,晶体管的直流偏置由晶体管的直流偏置由+VCC和和VCC提供提供,因此因此,输出电压是有输出电压是有限的限的. 若使运放工作在线性区若使运放工作在线性区,必须必须引入深度负反馈引入深度负反馈.9.1 信号运算电路信号运算电路一、一、 比例运算比例运算 1 、反相比例运算、反相比例运算R= R1RfRif R1 Rof 0 iP= iN 0 vIvN vIi1= R1 R1vNvP0 vNvO vOif = Rf Rf vO RfAvf = = vI R1(9-3) RfvO = vI R1i1= ifiN + vO RfR1RL图图 9.2vIRiPvPvNi1if+A9.1

4、 信号运算电路信号运算电路2 、同相比例运算、同相比例运算iP= iN 0 vNvPvI vO RfAvf = =1+ vI R1(9-4) RfvO = (1+ ) vI R1Rif Rof 0 Avf1vO = vI 电压跟随器电压跟随器iNRL + vO vI R1RfRiPvPvNR=R1Rf图图 9.3+ARL + vO vI 图图 9.4+A R1vN= vO R1+Rf9.1 信号运算电路信号运算电路二、求和运算二、求和运算 1、反相求和、反相求和iP= iN 0 vNvP 0i1+i2=ifvI1vN vI2vN vNvO + = R1 R2 RfvI1 vI2 vO + =

5、R1 R2 Rf Rf RfvO =( vI1+ vI2 ) (9-5) R1 R2 i1iNi2ifR2图图 9.5 + vO vI2 RfRiPvPvNRLvI1 R1R= R1 R2 Rf+A9.1 信号运算电路信号运算电路 2、同相求和、同相求和iP= iN 0 vNvP R3vN= vO R3+Rf R2 R1vP= vI1+ vI2 R1+R2 R1+R2 RfvO = (1+ )vN (9-6) R3 Rf R2 R1= (1+ )( vI1+ vI2 ) R3 R1+R2 R1+R2Rf =R3 , R1 = R2 vO=vI1+vI2 图图 9.6RLR3Rf + vO vI

6、1 R1iPiNvPvNvI2 R2+A9.1 信号运算电路信号运算电路三、减法运算三、减法运算 1、差动比例、差动比例iP=iN0 vNvP R4vP= vI2 R2+R4 R3 R1vN= vI1+ vO R1+R3 R1+R3R1 = R2 R3 =R4 R3vO = (vI2 vI1) (9-7) R1Rif = 2R1R3R4 + vO vI1 R1iPiNvPvNRL图图 9.7R2vI2 +A9.1 信号运算电路信号运算电路2、减法电路、减法电路 Rf2vO = (vI2+ vO1) R2 vO =vI1 vI2 (9-8) Rf1vO1 = vI1 R1Rf1 = R1 Rf2

7、vO = (vI2 vI1) R2Rf2 = R2图图 9.8Rf1RvO vI1 R1R2vI2 Rf2vO1 RR2+A1+A29.1 信号运算电路信号运算电路【例例9-1】 P297 题题【9-6】 仪用放大器仪用放大器 R4vO = (vO1 vO2) R3 (9-9) vI1vI2 vO1vO2= (RG+2R) RG R4 2RvO= (1+ ) (vI1vI2) R3 RGRGvO vI1 R2R3R4vO1 R1vI2 vO2 R4R3图图 9.9+A2+A3+A19.1 信号运算电路信号运算电路四、积分和微分电路四、积分和微分电路 1、积分电路、积分电路iP= iN 0 vN

8、vP 0 1 1 1vO=vC = i2 dt = i1 dt = vI dt (9-10) C C RCt0t0t0vIVOm OvOOVSVS tt图图 9.10C vO vI RiPiNvPvNi1i2+A9.1 信号运算电路信号运算电路 2、微分电路、微分电路vSOvOOVSttiP=iN0 vNvP0vO=i2 R =i1 R dvIi1 =C dt dvIvO =RC (9-11) dt图图 9.11C vO vI RiPiNvPvNi1i2+A图图 9.129.1 信号运算电路信号运算电路五、对数和反对数运算电路五、对数和反对数运算电路 1、对数运算电路、对数运算电路iP=iN0

9、 vNvP0vO=vBE=VT ln(iC/IS)iC = i1 = vI /R vIvO=VT ln( ) (9-12) RISvO0.7V 由于由于VT和和IS均为温度敏感参数均为温度敏感参数,因而因而vO与温度密切相关与温度密切相关,为了克服这一缺点为了克服这一缺点,设计如下电路设计如下电路.RvO TiPiNvPvNi1iCvI+A9.1 信号运算电路信号运算电路vO= (1+R3/R4) vB2vB2 = vBE2vBE1 VT ln(iC2/iC1) =2.3VT lg(iC1/iC2)iC1vI /R1 R3 R2 R3vO=2.3VT (1+ ) lg( ) vI =2.3VT

10、 (1+ ) lgKvI (9-13) R4 R1VCC R4TVTR4vOiC2VCC /R2T2R5图图 9.13VCC R1T1i1iC1RLvIR3R2vB2R4iC2+vO +A1+ A2图图 9.149.1 信号运算电路信号运算电路2、反对数运算电路、反对数运算电路vNvP0vO=iFR =R IS e (9-14)vI/VTiFiE =IS evI/VT六、乘法器和除法器六、乘法器和除法器 由对数运算和反对数运算电路组合可构成乘、除法器由对数运算和反对数运算电路组合可构成乘、除法器. 请同学们自己分析图请同学们自己分析图9.15.TvO RvPvNiFiEvI+AT1vO 9.1

11、 信号运算电路信号运算电路 1vO= vI1 vI2 (9-15) RISR1vI1RP1RRR/3vO1R2T2vI2RP2vO2T3RPRvO3Rf图图 9.15+A1+A2+A3+A49.2 实际运算放大器运算电路的误差分析实际运算放大器运算电路的误差分析 在上一节所讨论的运算电路中在上一节所讨论的运算电路中,我们认为运放是理想的我们认为运放是理想的,实实际上的集成运放并非如此际上的集成运放并非如此.运放的非理想参数会直接影响运算运放的非理想参数会直接影响运算电路的运算精度电路的运算精度.一、一、Aod和和Rid为有限值对反相比例运算电路的影响为有限值对反相比例运算电路的影响iI=iN+

12、iF vOvNvId= AodvIvN vN vNvO = + R1 Rid+R RfvOvI R1RfRPN图图 9.16vId+Rid +AodvId iIiFiNRidR9.2 实际运算放大器运算电路的误差分析实际运算放大器运算电路的误差分析 vOvNvId= AodvIvN vN vNvO = + R1 Rid+R Rf Rf AodRNvO= vI (9-16) R1 Rf+AodRNRN=R1Rf(Rid+R ) vO vO vO = 100% = 100% vO vO RfvO = vI R1 Rf = 100% (9-17) Rf+AodRNAodRid9.2 实际运算放大器运

13、算电路的误差分析实际运算放大器运算电路的误差分析二、二、 Aod和和KCMR为有限值对同相比例运算电路的影响为有限值对同相比例运算电路的影响vP=vI R1vN = vO R1+Rf R1vId=vPvN=vIvO R1+Rf vP+vNvIc= vI 2 vO=AodvId+AocvIcvOvI R1RfRvPvN图图 9.17 +AodvId +AocvIc RfvO = (1+ ) R1 11+ KCMR (R1+Rf )/R1 1+ Aod vI (9-18) 9.2 实际运算放大器运算电路的误差分析实际运算放大器运算电路的误差分析KCMRAod三、三、IIO0 和和 VIO 0 的情

14、况的情况 IIO0和和VIO0 时实际运放的等效电路如图时实际运放的等效电路如图9.18(a)所示所示.利用利用等效定理可得两输入端的等效电压和电阻如图等效定理可得两输入端的等效电压和电阻如图9.18(b)所示所示. = 11+ KCMR (R1+Rf )/R1 1+ Aod (9-19) 1 100% 9.2 实际运算放大器运算电路的误差分析实际运算放大器运算电路的误差分析(a)图图 9.18(b)VO R1RfIIBIIBIIO /2IIO /2VNVPR2 VIO+ VOR1RfVPVNVIO(IIB+IIO /2) (R1Rf )R2 R1VO R1+Rf(IIBIIO /2)R2+A

15、 +9.2 实际运算放大器运算电路的误差分析实际运算放大器运算电路的误差分析 VP=(IIB IIO /2)R2 R1 IIOVN= VO (IIB+ )(R1Rf )VIO R1+Rf 2VP=VN若 R2=R1Rf Rf VO= (1+ ) (VIO+IIOR2) (9-21) R1 Rf 1VO=(1+ )VIO+IIB(R1RfR2)+ IIO(R1Rf +R2) (9-20) R1 29.2 实际运算放大器运算电路的误差分析实际运算放大器运算电路的误差分析四、四、dIIO /dT 0 和和 dVIO /dT 0 的情况的情况 由于输入失调的温漂的影响由于输入失调的温漂的影响,当温度变

16、化时当温度变化时,同样会引起同样会引起输出的误差电压输出的误差电压,即有即有: Rf dVIO dIIO VO= (1+ ) ( T+R2 T) (9-22) R1 dT dT 应该明确应该明确:由于温漂产生的输出误差难以用人工调零或由于温漂产生的输出误差难以用人工调零或补偿办法来抵消补偿办法来抵消,所以所以,在作运算时在作运算时,尤其是作积分运算时尤其是作积分运算时,常常选用失调和温漂小的集成运放选用失调和温漂小的集成运放,或将时间常数适当选大一些或将时间常数适当选大一些.9.3 精密整流电路精密整流电路 在第一章在第一章,我们介绍了二极管整流电路我们介绍了二极管整流电路,但是由于二极管死但

17、是由于二极管死区电压的影响区电压的影响,前述电路不适合小信号整流前述电路不适合小信号整流,利用集成运放的高利用集成运放的高差模电压增益差模电压增益,就可有效地克服二极管死区电压的影响就可有效地克服二极管死区电压的影响,实现对实现对微小幅值输入电压的整流微小幅值输入电压的整流.一、精密半波整流电路一、精密半波整流电路vIt0vOt0图图 9.20图图 9.19D1R2vO R1RLvID2vO +A9.3 精密整流电路精密整流电路 vO0.7V, D1, D2 . vO0.7V, D1、D2中总有一个导通中总有一个导通, 电路进入限幅状态电路进入限幅状态.而而要使要使vO0.7V, vI只需只需

18、0.7/Aod=0.7/105=7V.vI = 0 vO = 0 D1 ，D2 vO = 0 vI 0 vO0 D1 ，D2 vO = 0 vI 0 vO0 D1，D2 R1、R2构成反相比例放大构成反相比例放大器器. vO =(R2/R1) vI9.3 精密整流电路精密整流电路vI = 0 vO = 0 D1 ，D2 vO = 0 vI 0 vO0 D2 ，D1 vO =(R2/R1) vIvI 0 vO0 D2，D1 vO = 0图图 9.22vIt0vOt0R2R1vO 图图 9.21D1RLvID2vO +A9.3 精密整流电路精密整流电路二、精密全波整流电路二、精密全波整流电路2R图

19、图 9.23RD1vID2RRvO R2RvO1 R2R1+A1+A29.3 精密整流电路精密整流电路vI 0 vO1=vI vO =(2vO1+ vI) =(2vI+ vI) = vIvI 0 vO1= 0 vO =(2vO1+ vI) =vIA1精密半波整流电路精密半波整流电路 ;A2反相求和电路反相求和电路.图图 9.24vIt0vO1t0vOt09.4 有源滤波电路有源滤波电路 运算放大器的一个重要应用是有源滤波器运算放大器的一个重要应用是有源滤波器.滤波器是指滤滤波器是指滤掉无用的频谱成分的过程掉无用的频谱成分的过程.有源是指滤波电路中使用了一个或有源是指滤波电路中使用了一个或多个有

20、源器件多个有源器件,有源器件通常指运算放大器有源器件通常指运算放大器.有源滤波器与无源有源滤波器与无源滤波器相比滤波器相比,具有两个突出的优点具有两个突出的优点: (1) 最大增益或传递函数的最大值可以大于最大增益或传递函数的最大值可以大于1; (2) 负载效应很小负载效应很小,这意味着滤波器的输出响应与滤波器驱动这意味着滤波器的输出响应与滤波器驱动的负载无关的负载无关.一、基本概念一、基本概念滤波器滤波器vI(t)vO(t)图图 9.259.4 有源滤波电路有源滤波电路 Vo (s)A(s)= (9-23) Vi (s) A(j)= A(j) ej() d ()() = (9-25) d (

21、9-24)时延时延 通常通常用幅频响应来表征一个滤波器的特征用幅频响应来表征一个滤波器的特征.若要使信号通若要使信号通过滤波器的失真要小过滤波器的失真要小,则相位和时延响应也要考虑则相位和时延响应也要考虑.当当 ()作作线性变化线性变化,即即()为常数时为常数时,输出信号才可能避免失真输出信号才可能避免失真.9.4 有源滤波电路有源滤波电路二、滤波电路的分类二、滤波电路的分类低通滤波器低通滤波器 图图 9.26(a) BW = H高通滤波器高通滤波器 图图 9.26(b) BW 带通滤波器带通滤波器 图图 9.26(c) BW = HL带阻滤波器带阻滤波器 图图 9.26(d) BW : H全

22、通滤波器全通滤波器 图图 9.26(e) BW 0HA0通带通带阻带阻带(a)A0LA0通带通带阻带阻带(b)A9.4 有源滤波电路有源滤波电路图图 9.260A0通带通带(e)A0A0通带通带(d)阻带阻带通带通带L 0 HA0L 0 HA0通带通带阻带阻带(c)阻带阻带A9.4.1 有源低通滤波电路有源低通滤波电路图图 9.27一、一阶有源低通滤波电路一、一阶有源低通滤波电路(a)RfRVP(s)Cvivo+AviR1RfRVP(s)Cvo(b)+A Vo(s) Rf VP(s)A (s) = = (1+ ) Vi(s) R1 Vi(s) Rf 1 =(1+ ) R1 1+sRC (9-2

23、6)9.4.1 有源低通滤波电路有源低通滤波电路 1+Rf/R1 A0A(j) = = (9-27) 1+ jRC 1+ j/0 10 = RC()=arctan /0 RfA0=1+ , R1 A0A(j) = 1+ (/0)2/01102030 A(j)20lg /dB A0理想的20dB/十倍频实际的图图 9.28其中其中:二、二阶有源低通滤波电路二、二阶有源低通滤波电路9.4.1 有源低通滤波电路有源低通滤波电路Vo(s) = A0VP(s) VA(s)VP(s) = 1+sRC Vi(s)VA(s) VA(s)Vo(s) VA(s)VP(s) = + R 1/sC R Vo(s) A

24、0A (s) = = Vi(s) 1+(3A0)sRC +(sRC)2(9-28) 10 = RC 1Q = 3A0VP(s)R1RfRCvivoRCvA图图 9.29+A9.4.1 有源低通滤波电路有源低通滤波电路 Vo(s) A002A (s) = = (9-29) Vi(s) s2 + s +02 0 Q(9-30) A(j)20lg = 20lg A0 1 1( )2 2 +( ) 2 0 0 Q /(0 Q)()=arctg 1( )2 0 (9-31)=0 A(j)= A0 ； A(j) 0 。低通滤波器9.4.1 有源低通滤波电路有源低通滤波电路/0110 3102030400

25、A(j)20lg /dB A0 40dB/decade20100.50.707125Q =10Q = 0.707/0=120lgA(j) / A0= 3dB /0=1020lgA(j) / A0=40dB 图图 9.30滤波效果比一阶好9.4.1 有源低通滤波电路有源低通滤波电路/0110 3102030400 A(j)20lg /dB A0n =10n =8n =6n = 2n =4 巴特沃思滤波器巴特沃思滤波器是幅值最大平坦滤波是幅值最大平坦滤波器器,传递函数的设计应传递函数的设计应使其幅值在滤波器通使其幅值在滤波器通带内尽可能地平坦带内尽可能地平坦,而而在在0后后,幅频响应幅频响应迅速下

26、降迅速下降.图图 9.31由图由图9.31可知可知,阶数越高阶数越高,滤波效果越好滤波效果越好.9.4.2 有源高通滤波电路有源高通滤波电路一、一阶有源高通滤波电路一、一阶有源高通滤波电路 Rf sRC=(1+ ) R1 1+sRC s= A0 s +0 (9-32) j j/0A(j)=A0 =A0 j+0 1+j/0高通滤波器 1L =0 = RC图图 9.32R1RfRVP(s)Cvivo+A Vo(s) Rf VP(s)A(s) = =(1+ ) Vi(s) R1 Vi(s) /01+ (/0)2 A(j)20lg = A020lg9.4.2 有源高通滤波电路有源高通滤波电路二、二阶有

27、源高通滤波电路二、二阶有源高通滤波电路(9-33) 10 = RC 1Q = 3A0 A0A (s) = 1+(3A0) + 1sRC 1 2 sRC A0 s2A (s) = (9-34) s2 + s +02 0 Q A0 2A (j) = 022 + j 0 QRfR1RVP(s)RvivoCvA图图 9.33C+A9.4.2 有源高通滤波电路有源高通滤波电路/015 3400 A(j)20lg /dB A040dB/十倍频程0.50.707125Q =100.1图图 9.34 A(j)20lg A0(9-35) 1 0 ( )2 1 2 +( )2 0 Q= 20lg 1f3dB =

28、2RC(9-36)9.4.3 带通滤波电路带通滤波电路LPFHPFVi(s)Vo1(s)Vo(s)(a)A1OH(b)LAOH(d)A2OL(c)图图 9.35低通低通R1RfRCVi(s)Vo(s)C2RR高通高通(e)+A9.4.3 带通滤波电路带通滤波电路 AvfsRCA(s)= 1+(3Avf)sRC+(sRC)2 Rf Avf =1+ R1 (9-37) A (s) = (9-38) 1 + + s Q0 s ( )2 0 s A0 Q0 10 = RC 1Q = 3Avf AvfA0 = 3Avf A0 A (j) = = (9-39) 1+ 1+jQ j Q0 ( )2 0 1

29、j A0 Q 0 0( ) 0 9.4.3 带通滤波电路带通滤波电路/0120400 A(j)20lg /dB A05120.5Q =100.1图图 9.36=0A(j0) = AvfA0 = 3AvfQ BW 0( ) 0 Q =1 A0A(j)= 2 0 f0BW= = (9-40) 2Q Q9.4.3 带通滤波电路带通滤波电路【例例9-2】 带通滤波电路如图带通滤波电路如图9.35(e)所示所示,要求电路的中心频率要求电路的中心频率 f0=1kHz,通带宽度通带宽度BW=100Hz, 试计算和选择该电路的电容和试计算和选择该电路的电容和电阻值电阻值. 请同学们自己完成请同学们自己完成.【

30、参考答案参考答案】 C=0.01F, R=15.915k;Rf=1.9R1Rf/R1=2RR1=48.58k, Rf=92.3k9.4.4 带阻滤波电路带阻滤波电路一、双一、双T网络的频率响应网络的频率响应RRR/2C2CCZ1R/22C2CR/2 + vi + vfZ2Z3图图 9.37 Vf (s) Z3 F (s) = = = (9-41) Vi (s) Z1+Z32R(1+sRC) 1+(sRC)21 1 (R+ )2 sC 1 1 (R+ )2 sC +2R(1+sRC) 1+(sRC)2Z1=9.4.4 带阻滤波电路带阻滤波电路 1 (RC)2 1 (/ 0)2 F (j) = =

31、 (9-42) 1(RC)2 +4 jRC 1 (/0)2 + 4 j/0图图 9.38/011F(j)/0190o90o0o0 10= RC9.4.4 带阻滤波电路带阻滤波电路二、双二、双T带阻滤波电路带阻滤波电路(9-43) A (s) = s s1+ +( )2 Q 0 0 sAvf (1+ ) 2 0 0 =1/RC 1 Q = 2(2Avf) Rf Avf=1+ R1 R1RfR/22CVi(s)Vo(s)CRCR图图 9.39+A9.4.5 全通滤波电路全通滤波电路图图 9.40对图对图 9.40(b): R RVo(s)=(1+)VP(s) Vi(s) R R 1/sCVP(s)

32、= Vi(s) R+1/sC Vo(s) 1sRCA(s)= = Vi(s) 1+sRC(9-44)R (a)RRVi(s)Vo(s)CR+ARRVi(s)Vo(s)C (b)VN(s)VP(s)+A9.4.5 全通滤波电路全通滤波电路()=2arctanRC =2arctan/0 1 jRCA(j)= 1+ j RC(9-45)A(j) =1图图 9.4101()01/RC90oA(j)180o9.5 电压比较器电压比较器 电压比较器的功能是比较两个输入电压的大小电压比较器的功能是比较两个输入电压的大小,据此决定据此决定输出是高电平还是低电平输出是高电平还是低电平.电压比较器可以用运放构成电

33、压比较器可以用运放构成,也可用也可用专用芯片构成专用芯片构成.用运放组成电压比较器时用运放组成电压比较器时,它通常工作在开环或它通常工作在开环或正反馈状态正反馈状态. 若不加限幅措施若不加限幅措施,其输出高电平可接近正电源电压其输出高电平可接近正电源电压+VCC,输出低电平可接近负电源电压输出低电平可接近负电源电压VEE. 专用比较器的输出专用比较器的输出电平一般与数字电路兼容电平一般与数字电路兼容. 图图9.42示出了一运放组成的简单比较器的电路及其电压传示出了一运放组成的简单比较器的电路及其电压传输特性曲线输特性曲线.9.5 电压比较器电压比较器图图 9.42vOvIVOLVOHVREF(

34、b)OVREFvIVOLVOH(c)vOO电压比较器电压比较器单限电压比较器单限电压比较器迟滞电压比较器迟滞电压比较器(施密特触发器施密特触发器)双限电压比较器双限电压比较器vO vIVREF(a)VREF0,VREF0, VREF=0+A9.5 电压比较器电压比较器一、单限电压比较器一、单限电压比较器vI 0 vO0 , vOL=(VZ+VD(on)vI 0vO0, vOH = VZ+VD(on)vOvIVOLVOH0图图 9.44过零比较器过零比较器图图 9.43RDZ1RvIDZ2R1+vO vO+A9.5 电压比较器电压比较器vOvIVOLVOH0VREFvIVREFvO0 , vOH

35、 = VZ+VD(on)vI VREFvO0 , vOL =(VZ+VD(on)图图 9.46思考思考:若调换若调换vI与与VREF的位置的位置,电压传输特性如何电压传输特性如何?VREFvIRDZ1RDZ2R1+vO vO图图 9.45+A9.5 电压比较器电压比较器 R1 R2vN= vI+ VREF R1+R2 R1+R2vOvIVOLVOH0 R2 VREF R1图图 9.48vN0 , vI (R2/R1)VREF vO0 vOL=(VZ+VD(on)vN0 , vI (R2/R1)VREF vO0 vOH = VZ+VD(on)R1R2vODZ1vIDZ2R3+vO VREFR2R

36、1vN图图 9.47+A9.5 电压比较器电压比较器二、迟滞电压比较器二、迟滞电压比较器 单限电压比较器虽然单限电压比较器虽然具有电路简单、灵敏度高具有电路简单、灵敏度高等特点等特点,但其抗干扰能力差但其抗干扰能力差.如图如图9.49所示所示.提高抗干扰提高抗干扰能力的一种方案是采用迟能力的一种方案是采用迟滞电压比较器滞电压比较器.图图8.50为一为一反相输入迟滞电压比较器反相输入迟滞电压比较器电路及其电压传输特性电路及其电压传输特性.图图 9.49tOvI tOvO VOH VOL VTH =VREF 9.5 电压比较器电压比较器 R2 R1VP= vO+ VREF (9-46) R1+R2

37、 R1+R2 R2 R1VTH= VOH+ VREF R1+R2 R1+R2 R2 R1VTL= VOL+ VREF R1+R2 R1+R2vOvIVOLVOHOVTHVTL (b)图图 9.50DZ2RDZ1R1vIR3+vO VREFR2(a)vPvN+A9.5 电压比较器电压比较器1. vO=VOH , vI vI = V TH vN vP vOVOHVOL VTH2. vO=VOL , vI vI = VTL vN vvP vOVOHVOL VTL3. 回差电压回差电压 V R2V= VTHVTL= (VOHVOL) (9-47) R1+R2 R2 VTH= VOH=5V R1+R2

38、R2 VTL= VOL=5V R1+R2 V=VTHVTL=10V【例例9-3】 P293 【例例9.3】 9.5 电压比较器电压比较器vO /VvI /V1010055(b)tOvI /V+55tOvO /V+10(c)图图 9.5110R3DZ20k1kR4R1vIVZ= 10VR2(a)vPvN10k20kvO+A9.5 电压比较器电压比较器三、窗口比较器三、窗口比较器vIVREF2 , vO1=VOH , vO2=VOL D1, D2 vO= VOH ；vIVREF1 , vO1=VOL , vO2=VOH D1 , D2 vO= VOH ；VREF1vIVREF2 , vO1= vO2=VOL D1 , D2 vO= 0。OvO vI 图图 9.53VREF1VREF2VREF2 VREF1图图 9.52D2VREF2D1vO1vOVREF1vIvO2RL+A2+A1章末总结与习题讨论章末总结与习题讨论一、本章小节一、本章小节 1、熟悉理想运算放大器的特点、熟悉理想运算放大器的特点,掌握掌握“虚短虚短”和和“虚断虚断”的的概念概念; 2、掌握由运放组成的信号运算电路、掌握由运放组成的信号运算电路 比例、求和、减法、比例、求和、减法、微分、积分、对数、反对数微分、积分、对数、反对数 、乘法、除法