【正文】 。 帶通濾波器 —— 只允許 通過有用頻段信號。 72 第五節(jié)、運算放大器的線性應(yīng)用 無源濾波： RC電路。 僅由無源元件 R、 C、 L組成。 優(yōu)點： ①信號可被放大。 CF 有源低通濾波器 由 RF和 CFL組成的并聯(lián)電路代替反饋電阻。而 對于高于 f0的諧波分量放大倍數(shù)較小。 uI uO 74 第五節(jié)、運算放大器的線性應(yīng)用 對交流信號： FF1F1FiOf11CRjRRRZUUAu???????? ???f0 O f ufAufOAufO21 A截止頻率： FF0O12CRf ??? ??FFO 21CRf ???低通濾波器的幅頻特性 CF RF R1 R2 ∞ + _ + ui uO 75 希望抑制 50Hz電源的干擾 有用信號的頻率低于 10Hz 輸入信號的頻率為 100Hz~120Hz， 希望防止干擾信號的混入 —— 帶阻濾波器。 —— 帶通濾波器。 在控制系統(tǒng)中，為了驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)（記錄儀、繼電器），需將 電壓轉(zhuǎn)換成電流。 在整流電路中，需將 交流信號 轉(zhuǎn)換成直流信號 。 九、電壓、電流轉(zhuǎn)換電路 77 第五節(jié)、運算放大器的線性應(yīng)用 電壓 — 電流變換電路 RL做 為負反饋電阻。 負反饋 RL R1 R2 RF R3 ∞ + _ + i1 iF iL i3 正反饋 79 第五節(jié)、運算放大器的線性應(yīng)用 IFFFO iRRiu ????uI iF i1 ∞ + _ + R R2 R1 uO 電流 — 電壓變換電路 根據(jù) u = u+ = 0 , i1 = iF 輸出電壓 uI與輸入電流 iL成正比，而與 RL無關(guān) 80 十、 精密放大器 用途與特點 要求： 輸入阻抗大、 輸出阻抗低、 增益穩(wěn)定、抑制共模 信號能力強 。 等效電阻隨所測物理量而變，放大能力隨信號大小而變。 特點： 高增益、高輸入阻抗、高共模抑制比。 81 第五節(jié)、運算放大器的線性應(yīng)用 電路組成 uI1 uI2 uO iR A B uO1 uO2 R R1 ∞ _ + A2 ∞ _ + A1 R1 R4 R4 M R2 R2 R3 R3 ∞ _ + A3 同相放大器 （電壓跟隨器） 差分放大器 同相放大器 高輸入電阻 加減運算 82 第五節(jié)、運算放大器的線性應(yīng)用 工作原理 ))(21( 1I2I123 uuRRRR ???uI1 uI2 uO iR A B uO1 uO2 R1 R2 R ∞ _ + A2 R1 R4 R4 M R2 R3 R3 ∞ _ + A3 ∞ _ + A1 根據(jù) u = u+ = uI 2II12OO1 uuuu ???)( 1O2O23O uuRRu ??))(21( 1I2I123O uuRRRRu ???))(21()2(2I2I12112I1I12O1OuuRRRRRuu)RR(iuuR?????????83 第五節(jié)、運算放大器的線性應(yīng)用 (1) 抑制共模信號 uO iR A B uO1 uO2 R1 R2 R ∞ _ + A2 R1 R4 R4 M R2 R3 R3 ∞ _ + A3 ∞ _ + A1 uI1 uI2 大小相等、方向相同的信號 (2)放大差模信號 ))(21( 1I2I123O uuRRRRu ??? 大小相等、方向相反的信號 0))(21( 1I2I123O ???? uuRRRRu84 第五節(jié)、運算放大器的線性應(yīng)用 集成儀表用放大器（ INA102） 輸入阻抗 104MΩ、輸出阻抗 、 共模抑制比 100db。 uO有兩種可能 : UOH 高電平 UOL 低電平 無反饋 正反饋 反饋網(wǎng)絡(luò) 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 uO uR uI ∞ + _ + ∞ + _ + uI uR uO 概述 運放工作在非線性區(qū) 88 第三節(jié)、 運算放大器的 電壓傳輸特性和主要參數(shù) 電壓傳輸特性 線性區(qū) uo與 uI成線性關(guān)系 uo＝ Auo(u+－ u) 非線性區(qū)（飽和區(qū) ） uo 與 uI不是線性關(guān)系 uo有兩種可能 uo＝＋ UOm 高電平 uo＝－ UOm 低電平 ＋ UCC － UEE 電壓傳輸特性 uO ui=u+ u O 線性區(qū) 非線性區(qū) 因 Auo=∞ ui很小，要加負反饋 不加反饋，或加正反饋 復(fù)習(xí) 89 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 “虛斷”的概念 i＋ ＝ i－ ＝ 0 即 : iI＝ 0 因 rid = ∞, iI近似為零。當(dāng) uI過零 時會產(chǎn)生跳變， 不再存在 u+≈ u 。 電壓比較器是一種模擬信號處理電路。 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 uO uR uI ∞ + _ + 一、比較器 電路功能 91 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 單限比較器 滯回比較器 窗口比較器 電壓比較器種類 R2 R1 uO uR uI ∞ + _ + uI R R1 R2 uO 177。 參考量 UR=0 模擬量 uI 數(shù)字量 uO R2 R1 ∞ + _ + 95 （ 3） uI變化經(jīng) UR時， uO躍變的方向： 是從高電平躍變?yōu)榈碗娖?，還是相反。 （ 1）閾值電壓： UR uI=UR時，電路 uO發(fā)生躍變 。 建立電路： 建立過零電壓比較器電路 輸出端限幅電路。 輸入正弦波。 改變穩(wěn)壓管類型 (如 uA723—ZD2), 再觀察輸出波形及電壓。 100 一般單限比較器 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 閾值 電壓 當(dāng) uIUR 時， uO低電平 UOS 當(dāng) uI=UR 時， uO發(fā)生 跳變 當(dāng) uIUR 時 ， uO高電平 +UOS O uO uI +UOS UR UOS UR uI uO R2 R1 ∞ + _ + 101 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 ② uO=177。 uO在閾值電壓附近微小變化，都引起 uO跳變。 兩種方式 未加參考電壓 UR 加參考電壓 UR （ 1）未加參考電壓 UR時 輸出電壓 177。 U+。 閾值 電壓為 Uth1 uI=+Uth1 ， uO 跳變 uI= Uth2， uO 跳變 討論 R2 R1 R uO uI ∞ + _ + Uth1 Uth2 106 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 在 Uth1處發(fā)生躍變 ， Uth2不起作用。 ?當(dāng) uI從足夠低開始增大時： 曲線方向 性分析 O uO uI Uth1 +UOH － UOL Uth2 討論 電壓傳輸特性 107 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 ?a→b uI從足夠低開始增大時： 在 Uth1處發(fā)生躍變， Uth2不起作用。 ?c →d uI從足夠低開始增大時： 在 Uth1處發(fā)生躍變 ， Uth2不起作用 。 uI單方向變化時， uO躍變兩次，形似窗口 。 正常情況下，發(fā)光二極管不亮，蜂鳴器不響；有火情時，報警。 工作原理 uI Uth 輸出低電平 uIUth 輸出高電平 (2)比較 uI與 Uth， 確定 uO狀態(tài) 電壓比較器 廣泛用于模數(shù)轉(zhuǎn)換、電平檢測、自動控制，組成各種非正弦波的產(chǎn)生和變換電路。 (1)工作在非線性區(qū) 歸納 118 (2)滯回電壓比較器 優(yōu)點： 抗干擾性。 閾值電壓 ： Uth Uth2。 種類 (1)簡單電壓比較器（單限） 構(gòu)成： 無反饋的運放。 傳輸特性： 單方向跳變一次。 UZ DZ （一）電路組成 RF uO uC ( u) – + R3 ∞ + _ + UB – + 滯回比較器 負反饋網(wǎng)絡(luò) R1 R2 雙向限幅 獲得合適的 UOH、 UOL。 (UZ+UD)≈177。 比較器將 uC與 UB比較： uCUB uO=UZ 為負值 uC UB uO=+UZ 為正值 （二）工作原理及波形分析 uO 177。 +UZ 初始暫態(tài)時， uC=0 穩(wěn)態(tài)時， uC→ +UZ i充 O t uC O t uO Uth1 +UZ － UZ UZ 當(dāng) uC Uth1時 ， uO高電平保持不變 。 Uth1 uO 177。 UZ DZ RF R3 ∞ + _ + UB – + R1 R2 C uC ( u) – + 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 此時， uO低電平 ＝ UZ， UB=Uth2， uC=+uC， 周而復(fù)始，產(chǎn)生自激振蕩 。 當(dāng) uC UTH2時 ， uO跳變?yōu)?+UZ高電平。 UZ i放 穩(wěn)態(tài)時， uC→ UZ +UZ Uth2 Uth1 O t uC O t uO － UZ +UZ Uth2 123 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 )2l n ( 121112F RRCRTf???（三）振蕩頻率 124 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 (四 ) 三角波發(fā)生電路 uO2 R2 C R ∞ + _ + A2 R1 uO1 O uO t Uth1 Uth2 +UZ UZ 振蕩頻率 CRRRf2114?uO2 uO1 DZ 177。 125 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 實驗九、方 波發(fā)生器 實驗?zāi)康模?方波發(fā)生器 的輸出 波形。 鏈接 EDA9 EDA 實驗 建立電路： 組成 方波發(fā)生器。 126 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 方波發(fā)生器 EDA 實驗 127 第六節(jié)、運算放大器的非線性應(yīng)用 EDA 實驗 實驗數(shù)據(jù) ： 結(jié) 論 : 自行產(chǎn)生方波 。目前集成運算放大器都有消振 元件， 調(diào)零： 運算放大器內(nèi)部參數(shù)不完全對稱，需外接調(diào)零電路。如確需可外接 RC消振電路或消振電容。 ?UCC極性接反。 輸入端保護 防止輸入差模信號過大 D1 D2 第七節(jié)、運算放大器的選用及使用注意問題 三、運算放大器的保護 uI ∞ + _ + RF R1 uO 電源端接錯的保護 ∞ + _ + +UCC D1 D2 UCC 接 UCC，二極管不通 132 輸出端保護 輸出 電壓 限制在 : uO=177。 輸出電壓過大時： 穩(wěn)壓管支路接通，與 RF并聯(lián)，負反饋作用增強，限制了 uO。 放大信號：差模輸入方式。 四種接法 ： （一）零點漂移： Q點變化，變化量逐級放大