【文章內(nèi)容簡介】 +=U?，因此， U?=Ui≠0， 沒有虛地 。 （ 5）為保證輸入端外電路的對稱平衡，要求 R2=R1//Rf。 動放大 電路 32184U 1 : ACA 3 2 4 0R41 0 0 kR31 0 0 k 1 2 V+ 1 2 VR1 1 0 kR2 1 0 kU2U1Uo 特點： （ 1）當 R1=R2且 R3=R4時， Uo=（ U2?U1) R3/R1，實現(xiàn)減法運算。 （ 2）由于 “虛短 ”，同相輸入端輸入信號和反相輸入端輸入信號 U+— U?約 為 0 加法 電路 1．反相輸入 加法 電路 32184U 1 : ACA 3 2 4 0R31 0 kRF1 0 0 k 1 2 V+ 1 2 VR21 0 kR11 0 kU1U2Uo 類比反相比例運算電路分析容易求出輸入輸出關(guān)系 輸出電壓為 Uo=?(U1 Rf/R1+U2 Rf/R2)； 特點： （ 1）當 R1=R2時， Uo=?(U1+U2) Rf/R1；即當改變某一輸入回路的電阻時，僅僅改變輸出電壓與該路輸入電壓之間的比例關(guān)系，對其它各路沒有影響，因此調(diào)節(jié)起來比較靈活方便。在實際中應(yīng)用比較廣泛。 （ 2）由于 “虛短 ”，且同相輸入端接地，所以此種 組態(tài)電路具有虛地特性，即反相輸入端近似為地電位。 （ 3）為保證輸入端外電路的對稱平衡，要求 R３ =R1//R2//Rf。 加法 電路 32184U 1 : ACA 3 2 4 0R31 0 kRF1 0 0 k 1 2 V+ 1 2 VR21 0 kR11 0 kU1U2Uo 類比同相比例運算電路分析容易求出輸入輸出關(guān)系 輸出電壓為 Uo=(1+Rf／ R3)[(U1 R2/(R1+R2)+U2 R1/(R1+R2)] 特點： （ 1）當改變某一輸入回路的電阻時，其他支路的輸出電壓與輸入電壓之間的比例關(guān)系都有改變，因此調(diào)節(jié)起來比較麻煩。在實際中應(yīng)用不如反相求和電路。 （ 2）由于 “虛斷 ”，同相端沒有電流， 電路輸入阻抗大 。 積分電路和 微分電路 32184U 1 : ACA 3 2 4 0R2kC1 0 0 n F 1 2 V+ 1 2 VUiUo 類比反相比例運算電路，積分電路把反饋支路上的電阻 Rf 用電容代替。由于電容兩端電壓 Uc 與流過電容的電流 Ic 之間存在著積分關(guān)系，因此可以作為積分電路。 （ 1）分析 根據(jù)虛 地 和虛斷 ： 若輸入電壓為恒定 直流 電壓 Ui 時 , 電容將以近似恒流方式進行充電 ，充電電流 Ii=Ui/R。 電容上電壓上升速率 v=－ Ui/RC 單位： V/S 每秒多少伏 若在開始積分之前，電容兩端已經(jīng)存在一個初始電壓 Uo(0+)，則 輸出電壓 將 從 初始電壓 Uo(0+)開始變化 ，此時 Uo=?Uit/(RC)+Uo(0+) 結(jié)論：積分時間常數(shù)為 τ=RC，當 t=τ 時， Uo=?Ui。當 tτ 時，輸出繼續(xù)增加，直到Uo=?Uopp 飽和狀態(tài)，輸出不變，而停止積分。 （ 2）由于集成運放不理想使輸出有誤差 Ui=0時， 輸出 有爬行 。 2. 微分電路 32184U 1 : ACA 3 2 4 0R2 0 kC1 0 0 n F 1 2 V+ 1 2 VUi 微分器的輸出電壓的大小與輸入電壓的 變化率 成正比，輸入電壓變化越快，輸出越大。 應(yīng)用：微分 電路可以作為波形轉(zhuǎn)換電路，可以將矩形波變換為尖脈沖。 在自動控制中，微分器常常用來組成微分負反饋環(huán)節(jié)，以抑制控制系統(tǒng)輸出量的振蕩或過快變化，使系統(tǒng)穩(wěn)定。 第三節(jié) 運放的非線性應(yīng)用 U+U?時 Uo=Uopp U+U?時 Uo=?Uopp 其中， Uopp 是集成運放的最大輸出電壓 一、 電壓比較器 電壓比較器是根據(jù)理想集成運放工作在非線性區(qū)的特點： （ 1） U+U?時， Uo=Uopp； （ 2） U+U?時， Uo=?Uopp； 電平比較器的輸入、輸出關(guān)系稱為電路的 傳輸特性 。 電平 比較器中 參考 電平為零的比較器叫做過零比較器 。 （ 1） Ui0，即 U+U?時， Uo=Uopp； （ 2） Ui0，即 U+U?時， Uo=?Uopp； 從而得到輸入輸出特性曲線。如圖 。 可以看出，在 Ui=0時， Uo 發(fā)生跳變，因此， UT=0，就是 參考（ 門限 ） 電平。 由于這個過零比較器使集成運放工作在飽和區(qū)，僅輸出集成運放的最大電壓，不方便使用，也對集 成運放造成較大的傷害，減短集成運放的使用壽命，常用以下兩種電路的過零比較器對輸出進行 輸出 限幅 ，如圖圖 。 這兩種接法都可以使 電路 輸出電壓限制在 Uz 和 ?Uz 之間 。 二 .滯回 特性 比較器 滯回 特性 比較器 是電平比較器加上 正反饋 得到的。 滯回 特性 比較器 是 一種抗干擾能力強、輸出對輸入反應(yīng)不太靈敏的比較器 。 如 下 圖所示。 分析： 正 門限電平為 UT+=Uz R2/(R2+R1)； （教材用 U39。） 負 門限電平為 UT?=Uz R2/(R2+R1)； （教材用 U39。39。） 由此我們得到兩個門限電平，它們的差稱為門限寬度或者回差，記作 ΔUT=UT+?UT=2UzR2/(R2+R1) 可以據(jù)此畫出滯回比較器的輸入輸出特性曲線，如 下 圖所示。 這樣的比較器輸出經(jīng)常用于抗干擾能力強的電路中。 R2接地端如果不接地，而是接參考電平 UR，可 以使傳輸特性平移。 UR0特性右移。UR 對回差大小沒有影響。 32184U 1 : ACA 3 2 4 0R12 0 kR21 0 kR35k 1 2 V+ 1 2 V元件庫中沒有雙向穩(wěn)壓管具有滯回特性的電壓比較器D21 N47 3 4 AD31 N47 3 4 A0UiUo三、 非正弦波發(fā)生器 矩形波發(fā)生器 三要素法（見中級工教材 65頁 ,推導過程不要求，要結(jié)論） 在分析一個具有儲能元件的電路時，如上述的 RC， RL電路，其主要是分析換路后的電容電壓和電感電流的指數(shù)規(guī)律變化情況。其過渡過程變化規(guī)律，通常的解由兩部分組成，一部分為穩(wěn)態(tài)分量，另一部分為暫態(tài)分量。它的一般表達式為： ?teffftf ?? ????? )]()0([)()( 式中： )(tf －－－－ t時刻電路中的電壓或電流； )0(?f －－－－換路后瞬間的初始值； )(?f －－－－過渡過程結(jié)束后的穩(wěn)定值（穩(wěn)態(tài)值）； ?teff ???? )]()0([ －－－－暫態(tài)分量； ? －－－－充放電時間常 數(shù)； )0(?f ， )(?f ， ? 稱電路的三要素。 由上式求ｔ： ?teffftf ?? ????? )]()0([)()( )(tf － )(?f ＝ ?teff ???? )]()0([ ?teffftf ??????? )]()0(/[)]()([ ?tffftf ??????? )]}()0(/[)]()(l n{ [ ?tftfff ?????? )]}()(/[)]()0(l n{ [ tftfff ??????? )]}()(/[)]()0(l n { [? 以充電過程為例 : )0(?f =Uz R2／ (R1+R2) )(tf ＝＋ Uz R2／ (R1+R2) )(?f ＝Ｕ z 代入上式，得上升時間（充電時間） )/21ln ( 12 RRRCt ?? ， 一個周期應(yīng)為 )/21ln (22 12 RRRCtT ??? R R2位置不能搞錯 鋸齒波發(fā)生器：略 三角波發(fā)生器：略 本章小結(jié) 本章介紹了集成運放在 兩 個方面（信號運算、信號比較）的應(yīng)用。 一、分析的依據(jù)： U+=U?虛短 I+=I?=0虛斷 U+U?時 Uo=Uopp U+U?時 Uo=?Uopp Uopp——集成運放的最大輸出電壓。 二、信號運算電路 信號運算電路中集成運放工作在線性區(qū)。 重點在比例運算電路、求和電路的特點及積分電路的應(yīng)用。 （ 1）反相比例運算 （ a）閉環(huán)電壓放大倍數(shù) Af=?Rf/R1； （ b）虛地； （ c）輸入電阻小。 （ 2）同相比例運算 （ a）閉環(huán)電壓放大倍數(shù) Af=1+Rf/R1； （ b）無虛地； （ c）輸入電阻較大。 （ 3）差分比例 （ a）當 R1=R2， R3=Rf 時， UO=（ U2?U1） Rf/R1，實現(xiàn) 差動放大 運算； （ b）無虛地 。 （ 1）反相求和 （ a）當 R1=R2=R3=R 時， Uo=?(U1+U2+U3) Rf／ R，調(diào)節(jié)方便，應(yīng)用廣泛； （ b） 有 虛地； （ c）為保證輸入端外電路的對稱平衡，要求 R′=R1//R2//R3//Rf。 （ 2）同相求和 （ a）調(diào)節(jié)困難，較少應(yīng)用； （ b）無虛地。 和微分電路 重點在這兩種電路的應(yīng)用 （ 1）積分電路 若輸入電壓為恒定電壓時 , Uo=?Ui t／（ RC）＋Ｕ o(0+)，電容將以近似恒流方式進行充電。積分時間常數(shù)為 τ=RC，當 Ui 一直存在 ，輸出繼續(xù)增加，直到 Uo=?Uom 或 Uo=+Uom才 停止積分，輸出 保持 不變。 微 分電路：可以作為波形轉(zhuǎn)換電路，可以將矩形波變換為尖脈沖。 四、電壓比較器 電壓比較器是根據(jù)理想集成運放工作在非線性區(qū)的特點設(shè)計而成的。比較同相端和反相端的電壓。當 U+=U?時， Uo 發(fā)生跳變，這時對應(yīng)的輸入電壓叫做門限電平，記為 UT。 重點在 電壓 比較器和滯回比較器的工作原理、門限電平。 比較器 當參考 電平 UR=0時， 電壓 比較器稱為過零比較器。 克服了 電壓 比較器抗干擾能力差的缺點。 正 門限電平為 UT+=Uz R2/(R2+R1)； 負 門限電平為 UT?=Uz R2/(R2+R1)； 它們 的差稱為門限寬度或者回差，記作 ΔUT=UT+?UT=2UzR2/(R2+R1) 回差的大小與兩個電阻之比以及輸出電壓有關(guān)。 參考電壓 UR 使傳輸特性平移， UR0特性右移， UR0特性左移。 UR 與回差大小無關(guān)。 第三單元 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 第一節(jié) 數(shù)字電子技術(shù)的特點及分類 電子技術(shù)分為“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”兩類。 模擬信號 是指信號的大小在時間上是連續(xù)變化的。例如：溫度、壓力、聲音。 數(shù)字信號 是指信號的大小在時間上是不連續(xù)變化的。例如：開關(guān)、有無、通斷。 數(shù)字電路的特點： 二進 制 數(shù)字信號。 開關(guān) 狀態(tài)，即飽和區(qū)或截止區(qū)。 邏輯運算關(guān)系 。 數(shù)字電路的分類： 輸入和輸出之間有著一一對應(yīng)的關(guān)系。例如：門電路、譯碼器。 電路的輸出不僅僅與當前的輸入狀態(tài)有關(guān)，而且與以前的輸入狀態(tài)有關(guān)。例如：計數(shù)器、 主要用來產(chǎn)生脈沖，脈沖整形，定時。 第二節(jié) 數(shù)制與碼 常用的數(shù)制有十進制、二進制、十六進制。 十進制計數(shù)的基數(shù)為十，計數(shù)時“逢十進一”。 例如 816 可以表達為： 816=8 102+1 101+6 100 二進制計數(shù)的基數(shù)為二，計數(shù)時“逢二進一”。 例如（ 1001） 2可以表達為： （ 1001） 2=1 23+0 22+0 21+1 20=8+0+0+1=（ 9） 10 下標表示進制，十進制可以省略不標。 十六進制計數(shù)的基數(shù)為十六，計數(shù)時“逢十六進一”。 十六進制計數(shù)需要用到 16 個符號，分別是 0~9，再加 A、 B、 C、 D、 E、 F。其中： A 代表十進制的 10； B 代表十進制的 11； C 代表十進制的 12； D 代表十進制的 13； E 代表十進制的 14； F 代表十進制的 15； 例如（ B3D） 16 可以表達為： （ B3D） 16=B 162+3 161+D 160=11 162+3 161+13=(2877)10 數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換： 二進制 → 十進制 ： 加權(quán)法 十六進制 →十進制 :加權(quán)法 十進制 → 二進制：除二取余法 十進制→ 十六進制：除十六取余法 2222225126310 余 1余 0余 1余 1余 0高位低位16161626 61610 余 1余 A余 0高位低位 25=（ 11001） 2 266=（ 10A） 16 二進制碼 —— 十進制碼