《第四节 集成运放的非线性应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四节 集成运放的非线性应用（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四节 集成运放的非线性应用 一、集成运放非线性应用的重要结论 运放电路在开环或正反馈的情况下，工作在非线性区。由图 3-3-2 可见，此时输出电压只有两个值： 1当uPuN时，uo=+Uo（ sat）； 2当uPUREF时，输出电压uo= Uo（ sat）；当 ui UT，输出总是UZ。一旦ui从大于UT减小到小于UT，输出电压立即从UZ跳变为+UZ。 根据以上分析，输出电压从+UZ跳变为UZ，又从UZ）跳变为+UZ时，参考电压UT和UT是两个不同的值，即比较器具有滞回特性。其传输特性具有迟滞回线的形状，如图 3-4-4 所示。两个参考电压之差UH=UT（ UT）称为回差。 由于滞回比较器有
2、两个不同的参考电压，因此，只要回差电压UH大于干扰电压的变化幅度，就能有效抑制干扰。由图 3-4-5 可见，输入端的干扰信号对输出没有影响，即滞回比较器具有抗干扰作用。 UTUZuOUZuiUT图3-4-5 滞回电压比较器的抗干扰作用三、信号产生电路 集成运放的另一个重要应用是用来产生各种所需要的信号，包括正弦波、矩形波、三角波等。 1矩形波发生器 矩形波发生器是在滞回比较器的基础上，增加一条 RC 充放电负反馈电路构成，如图 3-4-6 所示。 R 充电 放电 R1 R2 R3 电路接通电源后，由于正反馈的作用，输出电压将迅速达到饱和电压UZ。因此，运放同相输入端的电位（即参考电压）为2PZ
3、12RUURRu =? +T。运放的反相输入端接电容C ，uc与UT的比较结果决定着输出电压uo的极性。 设接通电源时，电容两端的电压uc=0V，并且输出电压uo=+UZ，则 2PZ12RUURRu =+T此时， ucUT， 输出电压就维持UZ不变。直到电容C 被反向充电至uc略小于UZ时，输出电压将由 UZ跳变为+UZ。此后，电容 C又充电、放电，如此周期性地变化下去，在集成运放的输出端就得到图 3-4-6 所示的矩形波。 2三角波发生器 如图 3-4-7 所示，三角波发生器由滞回比较器 A1和反相积分器A2组成。由图可见，比较器的输入信号就是积分器的输出信号，而比较器的输出信号则加到积分器
4、的输入端。 根据叠加定理，运放A1的同相输入端电位为 2Fp o1 o2F 2FRRRR RRuu=+u （3-27） 由式（3-27）可见，up既受比较器输出电压uo1的影响，又受积分器输出电压 uo的影响。当uo1=+UZ时，积分器输入电压为正值，其输出电压uo随时间线性下降，同时使up下降。当up过零变负时，比较器A1翻转，其输出电压uo1由+UZ跳变为 UZ。此时，积分器输出电压uo也降到最低点。 此后，由于积分器输入电压为UZ，因此其输出电压将随时间线性上升，同时使up上升。当当up过零变正时，比较器A1翻转，其输出电压uo1由UZ跳变为 +UZ。此时，积分器输出电压uo也上升到最高点。如此周期性地变化下去，就会在比较器和积分器的输出端得到图 3-4-7 所示的矩形波和三角波。 可以证明，三角波的周期为 23F4RTRR= C （3-28） 由此可见，改变电阻 R2和 RF之比或充放电电路的时间常数 R3C，就可以改变输出电压的频率。
