运放非线性应用电压比较器

1、1集成运算放大器集成运算放大器限幅器限幅器 电压比较器电压比较器 迟滞比较器迟滞比较器 集成运放的非线性应用集成运放的非线性应用 2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，输出与输入的关电路处于非线性状态，输出与输入的关系系uo=f(ui)是非线性函数。是非线性函数。3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4+uouiURuoui0+

2、Uom-UomUR当当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)5uoui0+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)6+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。7+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UF8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

3、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+9+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 -UOM10传输特性传输特性uoui0+Uom-UomU+HU+LU+H上门限电压上

4、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+ +11tuiU+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+12R212om211HURRRURRRU+ + + += =+ +R212om211LURRRURRRU+ + + +- -= =+ +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-UOM13例题：

5、例题：R1=10k ，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V当当输入输入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：R212om211HURRRURRRU+ + + += =+ +=10VR212om211LURRRURRRU+ + + +- -= =+ +=2V142V10Vuiuo+UOM-UOMuoui0U+HU+L传输特性传输特性+UOM-UOM+uoRR2R1uiUR15+uoRR2R1uiURuoui0U+HU+L+uoRR2R1uiU+uoui0+Uom-Uo

6、mU+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:162.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- =0时时, uo= -UOM0URRRRRRom211212= =+ +- -+ +ui当当uo= -UOM当当uo= +UOMom21HURRU= =+ +ui=om21LURRU- -= =+ +ui=17U+HU+Luoui0Uom-Uom传输特性曲线传输

7、特性曲线+uoRR2R1ui迟滞比较器迟滞比较器(上行上行)(续续)om21HURRU= =+ +om21LURRU- -= =+ +上下门限电压上下门限电压18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) ：+uoRR2R1uiURom21HURRU= =+ +om21LURRU- -= =+ +上下门限电压上下门限电压URURRRuRRRom211i212= =+ + + +当当uo= +UOM当当uo= -UOMURRRRRRom211212= =+ +- -+ +uiURUR R2RR21+ + +UR R2RR21+ + +19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-Uom20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，运放工作在非线性状态。其分析方法为：性状态。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