集成运算放大器的非线性应用电路
时间: 2020-06-09 16:35 浏览次数: 当前栏目:行业新闻编辑:中山手机棋牌游戏
当集成运算放大器处于开环或正反馈时,它会工作在非线性状态,图3-22所示的两个集成运算放大器就工作在非线性状态。图3-22集成运算放大器工作在非线性状态的两种形式工作在非线性

当集成运算放大器处于开环或正反馈时,它会工作在非线性状态,图3-22所示的两个集成运算放大器就工作在非线性状态。

图3-22 集成运算放大器工作在非线性状态的两种形式

工作在非线性状态的集成运算放大器具有以下一些特点。棋牌游戏平台

① 当同相输入端电压大于反相输入端电压时,输出电压为高电平,即

② 当同相输入端电压小于反相输入端电压时,输出电压为低电平,即

1.电压比较器

电压比较器通常可分为两种:单门限电压比较器和双门限电压比较器。

(1)单门限电压比较器

单门限电压比较器如图3-23所示,该集成运算放大器处于开环状态。+5V的电压经R1 、R2 分压为集成运算放大器同相输入端提供+2V的电压,该电压作为门限电压(又称基准电压),反相输入端输入图3-23(b)所示的Ui 信号。

图3-23 单门限电压比较器

在 0~t1 期间,输入信号 Ui 的电压(也就是反相输入端电压 U? )低于同相输入端电压 U+ ,即U?

在t1 ~t2 期间,输入信号Ui 的电压高于同相输入端电压U+ ,即U? >U+ ,输出电压为低电平。

在t2 ~t3 期间,输入信号Ui 的电压低于同相输入端电压U+ ,即U?

在t3 ~t4 期间,输入信号Ui 的电压高于同相输入端电压U+ ,即U? >U+ ,输出电压为低电平。

通过两输入端电压的比较作用,集成运算放大器将输入信号转换成方波信号,电压U+ 大小不同,输出的方波信号Uo 的宽度就会发生变化。

(2)双门限电压比较器

双门限电压比较器如图3-24所示,该集成运算放大器加有正反馈电路。与单门限电压比较器不同,双门限电压比较器的“+”端电压由+5V电压和输出电压Uo 共同来决定,而Uo 有高电平和低电平两种可能,因此“+”端电压 U+ 也有两种:当 Uo 为高电平时,电压 U+ 被 Uo 抬高,假设此时的U+ 为3V;当Uo 为低电平时,电压U+ 被Uo 拉低,假设此时的U+ 为?1V。

图3-24 手机棋牌游戏双门限电压比较器

在分析电路工作原理时,给集成运算放大器的反相输入端输入图3-24(b)所示的输入信号Ui 。

在0~t1 期间,输入信号Ui 的电压低于同相输入端电压U+ ,即U?

从t1 时刻起,输入信号Ui 的电压开始超过3V,即U? >U+ ,输出电压Uo 为低电平,此时比较器的门限电压U+ 被Uo 拉低到?1V。

在t1 ~t2 期间,输入信号Ui 的电压始终高于电压U+ (?1V),即U? >U+ ,输出电压Uo 为低电平。

从 t2 时刻起,输入信号 Ui 的电压开始低于?1V,即 U?

在t2 ~t3 期间,输入信号Ui 的电压始终低于电压U+ (3V),即U?

从t3 时刻起,输入信号Ui 的电压开始超过3V,即U? >U+ ,输出电压Uo 为低电平。

以后电路就重复0~t3 这个过程,从而将图3-24(b)中的输入信号Ui 转换成输出信号Uo 。

2.方波信号发生器

方波信号发生器可以产生方波信号。图3-25所示的电路就是一个由集成运算放大器构成的方波信号发生器,它是在集成运算放大器上同时加上正、负反馈电路构成的,VZ为双向稳压二极管,假设它的稳压值UZ 是5V,它可以使输出电压Uo 稳定在?5~+5V范围内。棋牌游戏平台十大排名

图3-25 方波信号发生器

在电路刚开始工作时,电容C上未充电,它两端的电压UC =0V,集成运算放大器反相输入端电压U? =0V,输出电压Uo =+5V(高电平),电压Uo 经R1 、R2 分压为同相输入端提供U+ =+3V。

在0~t1 期间,Uo =+5V通过R对电容C充电,在电容上充得上正下负的电压,电压UC 上升,电压U? 也上升。在t1 时刻电压U? 达到门限电压+3V,开始有U? >U+ ,输出电压Uo 马上变为低电平,即Uo =?5V,同相输入端的门限电压被Uo 拉低至U+ =?3V。

在t1 ~t2 期间,电容C开始放电,放电的途径是:电容C上正→R→R1 →R2 →地→电容C下负, t2 时刻,电容C放电完毕。

在t2 ~t3 期间,Uo =?5V开始对电容反充电,其途径是:地→电容C→R→VZ上(?5V),电容C被充得上负下正的电压,UC 为负压,U? 也为负压,随着电容 C 不断被反充电,U? 不断下降。在 t3 时刻,U? 下降到?3V,开始有U?

在t3 ~t4 期间,Uo =+5V又开始经R对电容C充电,t4 时刻将电容C上的上负下正电压中和。

在t4 ~t5 期间再继续充得上正下负的电压,t5 时刻,电压U? 达到门限电压+3V,开始有U? >U+ ,输出电压Uo 马上变为低电平。

以后重复上述过程,从而在电路的输出端得到图3-25(b)所示的方波信号Uo 。

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