1、(6-1)非線性應用：是指由運放組成的電路(dinl)處于非線性狀態，輸出與輸入的關系 uo=f( ui ) 是非線性函數。由運放組成的非線性電路有以下三種(sn zhn)情況：1. 電路(dinl)中的運放處于非線性狀態。+Auo比如：運放開環應用uo運放電路中有正反饋，運放處于非線性狀態。第1頁/共49頁第一頁，共50頁。(6-2)2. 電路(dinl)中的運放處于線性狀態，但外圍電路(dinl)有非線性元件（二極管、三極管、穩壓管等）。ui0時：iFouRRu11ui UR時 , uo = +Uom當ui UR時 , uo = -Uom 一、若ui從同相端輸入(shr)第7頁/共49頁第

2、七頁，共50頁。(6-8)+uouiURuoui0+Uom-UomUR當ui UR時 , uo = -Uom 二、 若ui從反相端輸入(shr)第8頁/共49頁第八頁，共50頁。(6-9)uoui0+UOM-UOM+uoui三、過零比較(bjio)器: (UR =0時)+uouiuoui0+UOM-UOM第9頁/共49頁第九頁，共50頁。(6-10)+uouitui例：利用(lyng)電壓比較器將正弦波變為方波。uot+Uom-Uom第10頁/共49頁第十頁，共50頁。(6-11)+uiuoui0+UZ-UZ電路改進(gijn)：用穩壓管穩定輸出電壓。+uiuoUZRRuoUZ電壓比較器的另一

3、種形式 將雙向穩壓管接在負反饋回路上第11頁/共49頁第十一頁，共50頁。(6-12)比較(bjio)器的特點1. 電路(dinl)簡單。2. 當Ao不夠(bgu)大時， 輸出邊沿不陡。3. 容易引入干擾。tuiuot過零附近仍處于放大區第12頁/共49頁第十二頁，共50頁。(6-13)一、下行(xixng)遲滯比較器分析(fnx)1. 因為有正反饋，所以(suy)輸出飽和。2. 當uo正飽和時(uo =+UOM) ：U+HomUURRRU2113. 當uo負飽和時(uo =UOM) ：LomUURRRU211+uoRR2R1ui參考電壓由輸出電壓決定6.3 遲滯比較器特點：電路中使用正反饋，

4、 運放處于非線性狀態。1. 沒加參考電壓的下行遲滯比較器第13頁/共49頁第十三頁，共50頁。(6-14)omHURRRU211omLURRRU211分別(fnbi)稱UH和UL上下門限電壓。稱(UH - UL)為回差。當ui 增加(zngji)到UH時，輸出由Uom跳變到-Uom；+uoRR2R1ui當ui 減小到UL時，輸出(shch)由-Uom跳變到Uom 。傳輸特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干擾不會引起跳轉。跳轉時，正反饋加速跳轉。第14頁/共49頁第十四頁，共50頁。(6-15)tuiUom-UomtuiUHUL例：下行(xixng)遲滯比較器的輸入為正弦波時，畫出

5、輸出的波形。+uoRR2R1ui第15頁/共49頁第十五頁，共50頁。(6-16)RomHURRRURRRU212211RomLURRRURRRU2122112. 加上參考(cnko)電壓后的下行遲滯比較器加上參考(cnko)電壓后的上下限：+uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL第16頁/共49頁第十六頁，共50頁。(6-17)下行(xixng)遲滯比較器兩種電路傳輸特性的比較:+uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL+uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL第17頁/共49頁第十七頁，共50頁。(6-18)例：R1=10k，R2=20k ，UOM=

6、12V， UR=9V當輸入(shr) ui 為如圖所示的波形時，畫出輸出uo的波形。+uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL5V10Vuit0第18頁/共49頁第十八頁，共50頁。(6-19)首先(shuxin)計算上下門限電壓：+uoRR2R1uiURV10212211RomHURRRURRRUV2212211RomLURRRURRRU第19頁/共49頁第十九頁，共50頁。(6-20)+UOM-UOM根據(gnj)傳輸特性畫輸出波形圖。+uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHULuiuott10V5V002V第20頁/共49頁第二十頁，共50頁。(6-21)021

7、1212omiURRRuRRRu+=0 時翻轉，可以求出上下(shngxi)門限電壓。0211212omiURRRuRRR二、上行(shngxng)遲滯比較器+uoRR2R1uiHomiUURRu21LomiUURRu21當u+ u- =0 時, uo= +UOM當u+0 時，uo10 , D2導通，D1 截止，運放(yn fn)工作在深度負反饋狀態。當ui 0 , D2截止，D1導通，構成反相比例放大器。iFoURRu1+uiuoR1RFR2D1D2u= u+=0V ，uo1-0.7V uo=0 ;第27頁/共49頁第二十七頁，共50頁。(6-28)1. 運放的輸出電壓大于二極管的正向電壓。

8、 即D1 和 D2 總是(zn sh)一個導通，另一個截止，這樣電路就能正常檢波。思考題：如何(rh)獲得正半波極性的輸入信號？精密(jngm)半波整流電路正常工作的條件：2.電路所要求的最小輸入電壓峰值為uDAU其中， UD 為二極管的正向電壓，1RRAFu答：二極管反向！+uiuoR1RFR2D1D2第28頁/共49頁第二十八頁，共50頁。(6-29)tui0tuo0當ui 0 , D2導通，D1 截止，運放工作(gngzu)在深度負反饋狀態。當ui 0 時，uo1 0 , D2截止，D1導通，構成(guchng)反相比例放大器。iFoURRu1u= u+=0V ，uo10.7V uo=0

9、 ;RF1uiR1R21D1D2uo+A1uo1第29頁/共49頁第二十九頁，共50頁。(6-30)二、絕對值 ( 全波整流(zhngli) ) 電路在精密半波整流電路的基礎上，加一級加法運算(yn sun)放大器，就組成了精密全波整流電路。uiuoR1RF1R21D1D2R11RF2R22R12u1+A1A2電路(dinl)結構：第30頁/共49頁第三十頁，共50頁。(6-31)左圖中A1 構成半波整流電路(dinl)，在 R1RF1 的條件下，有：0(當 ui 0 )- uiu1=+uiR1RF1R21D1D2R11A1u1+uoRF2R22R12A2工作(gngzu)原理：tui0tu1

10、0第31頁/共49頁第三十一頁，共50頁。(6-32)tui0tu10tuo0若滿足一定的條件(tiojin)，就可以有：+uiR1RF1R21D1D2R11A1u1+uoRF2R22R12A2iFFouRRuRRu1221112第32頁/共49頁第三十二頁，共50頁。(6-33)已知在 R1RF1 的條件下，有：0(當 ui 0 )- uiu1=若R12 RF2 且 R11 = 0.5 RF2 當ui 0 時，+uiR1RF1R21D1D2R11A1u1+uoRF2R22R12A2iFFouRRuRRu1221112iouu 第33頁/共49頁第三十三頁，共50頁。(6-34)三、平均值電路

11、(dinl)作用(zuyng)：交流直流變換器。半波整流的平均值電路(dinl)種類：有兩種平均值電路。全波整流的平均值電路方法：只要在整流電路后面連接低通濾波器，就能夠組成最簡單的平均值電路。原理：把交流信號整流后 ，再經濾波器 ，就把交流電壓按比例地變成了直流電壓，且一般是平均值電壓。第34頁/共49頁第三十四頁，共50頁。(6-35)1. 半波整流的平均值電路(dinl)這時可以認為全部紋波電壓都被 A2 所抑制(yzh) ，起作用的僅是 u1 的直流分量，即平均值電壓。討論FFCR12的情況。uiuoR11RF1R21D1D2R12RF2R22u1+A1A2CF第35頁/共49頁第三十

12、五頁，共50頁。(6-36)設tUuiisin2可得1122URRUFo)(2111120122tduRRRRiFF將 代入，得： tUuiisin2iFFoURRRRU1211212當 時 ，1121121RRRRFFioUU2+uiR1RF1R21D1D2A1u1+uoRF2R22R12A2CF可見，輸出(shch)是輸入的半波整流平均值。第36頁/共49頁第三十六頁，共50頁。(6-37)2. 全波整流(zhngli)的平均值電路在絕對值電路的基礎上，加入一級低通濾波器，就組成了全波整流的平均值電路。實際上，在絕對值電路中，有時只增加一個(y )電容，就能達到目的。uiuoR1RF1R2

13、1D1D2R11RF2R22R12u1+A1A2C第37頁/共49頁第三十七頁，共50頁。(6-38)全波整流(zhngli)的平均值電路ioUU22uiuoR1RF1R21D1D2R11RF2R22R12u1+A1A2C第38頁/共49頁第三十八頁，共50頁。(6-39)一、“采樣(ci yn)保持”的含義圖(a)為采樣保持電路(dinl)的輸入 信號 u ( t )；圖( b )為一組離散的單位沖擊函數 f (t ), 用于對輸入信號 u ( t ) 進行采樣，圖中的 T 稱為采樣周期； 若將u (t )乘以f (t )，即可得“采樣”后的信號g(t )，如圖(c )所示。 從圖(c)可以

14、看見某個時刻的采樣值是轉瞬即逝的。如果我們設法使這個數值延長(ynchng)至下個采樣信號來到時再作改變，如圖(d)所示，這就是“保持”電路的功能。 6.5 采樣保持電路第39頁/共49頁第三十九頁，共50頁。(6-40)二、采樣(ci yn)保持電路的組成 采樣保持電路由模擬(mn)開關K 和模擬(mn)信號存儲電容 C 以及緩沖放大器等三部分組成。+RCKucuoui模擬開關K一般由結型場效應管或MOS場效應管組成，緩沖放大器則采用集成(j chn)運算放大器。第40頁/共49頁第四十頁，共50頁。(6-41)當數字指令為“1”時，模擬開關K 接通(ji tn)，存儲電容C上的信號 uC

15、跟蹤輸入信號，經緩沖放大器送出，所以輸出信號也跟蹤輸入信號，這就是采樣過程；當數字指令(zhlng)為“0”時，模擬開關K 斷開，存儲電容將斷開瞬間 t0 的輸入信號保持下來并通過放大器送出，所以輸出信號保持為 t0 時刻的輸入信號，這就是保持過程。三、采樣保持電路(dinl)的工作原理+RCKucuoui第41頁/共49頁第四十一頁，共50頁。(6-42)對采樣(ci yn)保持電路的主要要求是它的精度和速度 。為了提高實際電路的精度和速度，可以從元件和電路結構兩 個方面著手解決。從元件方面： (a) 模擬(mn)開關采樣保持電路所使用的模擬開關(kigun)主要是場效應管。為了得到高質量的

16、采樣保持電路，場效應管的開關(kigun)速度要快，極間電容要小，夾斷電壓或開啟電壓也要小，導通電阻和反向漏電流等都應該盡量小。上述要求可能互相矛盾，使用中應根據實際電路的具體要求，重點保證其中的某些 參數指標。四、采樣保持電路的性能要求第42頁/共49頁第四十二頁，共50頁。(6-43) (b) 存儲電容 實際電容器具有介質吸附效應和泄漏電阻。介質吸附效 應會使放電后的電容電壓產生不應有的回升，而泄漏電阻 則引起電容上的保持電壓隨時間逐漸(zhjin)減小，降低保持精度。應該選用介質吸附效應小同時(tngsh)泄漏電阻大的電容器，如聚苯乙烯或聚碳酸脂電容器等。第43頁/共49頁第四十三頁，共

17、50頁。(6-44)( c ) 運算(yn sun)放大器運算放大器在采樣保持電路中起輸出緩沖和輸入(shr)隔離的作用，因此要特別重視它的輸入(shr)偏置電流以及帶寬和上升速率，還有它的在最大輸出電流等性能參數。在采樣保持電路中，幾乎毫無例外的都采用具有場效應管輸入(shr)級的運算放大器，或者具有低輸入(shr)偏置電流的運算放大器；同時運算放大器的上升速率要大于輸入(shr)信號的變化率，它的帶寬和輸出電流都要大一些為好。第44頁/共49頁第四十四頁，共50頁。(6-45)主要(zhyo)組成部分：結型場效應管模擬開關T；存儲電容CF ；反相工作的運算放大器。 1. 反相型采樣保持(b

18、och)電路五、采樣(ci yn)保持電路的兩種形式uiuoRFR2+ACFDRCUT第45頁/共49頁第四十五頁，共50頁。(6-46)反相型采樣保持電路常常具有原理性誤差，它只限于(xiny)低速應用，不如同相型電路用得廣泛，故而在此只作簡單介紹。 反相工作的放大器使其反相端為虛地，因此，當控制電壓U為正時，二極管D截止(jizh)，T接通，電路處于采樣狀態；當U為負時，D導通，T關斷，電路處于保持狀態。工作(gngzu)原理：uiuoRFR2+ACFDRCUT第46頁/共49頁第四十六頁，共50頁。(6-47)2. 同相型采樣保持(boch)電路工作原理：與反相型的相同。即U為正時采樣，U為負時保持； 只是(zhsh)運算放大器工作在跟隨狀態，起緩沖級的作用。uiT+RCuoR1DC1U第47頁/共49頁第四十七頁，共50頁。(6-48)電子(dinz)技術第六章 結束(jish)模擬電路(dinl)部分第48頁/共49頁第四