第八章 集成运算放大器的应用 电工电子技术（第3版）课件.ppt

（三）负反馈网络的稳幅作用接通电源瞬间产生的电流、电压冲击，外界干扰产生的噪声波动信号等都包含十分丰富的谐波分量。但RC串并联网络只对ωo次谐波满足自激振荡条件，使其幅度从小变大，产生正弦波输出信号。 本章结束 0 t ui 1V t －10V uO 0 0.5s 例题8-8 积分运算电路，R1=50kΩ、 Cf=1μF。电容的初始电压UCO= 0。输入信号ui是阶跃电压，波形如图所示。计算需要经过多长时间， 输出uo达到－10V。 解：阶跃电压ui t＜0时，ui= 0 t＞ 0时，ui= Ui = 1V 例题8-9 两级运放电路，电容初始电压UCO=0，写出、uO与ui的关系式。 Cf R2′ -- ∞ uO1 + + R2 Rf ui R1 -- ∞ uo + + + -- R1′ A2 A1 解: A1反相输入比例运算 A2反相输入积分运算 Cf R2′ -- ∞ uO1 + + R2 Rf ui R1 -- ∞ uo + + + -- R1′ A2 A1 五.微分运算电路 微分是积分的逆运算 ∞ C + uC Rf uo ui if + + - - R2 ii - + + 基本微分运算电路 反相输入方式 虚地 输入电流 且 故 反馈支路电流 理想运放 虚断 ii = if ∞ C + uC Rf uo ui+ if + + - - R2 ii - + + 微分运算功能 解: 例题8-10 基本微分运算电路，Rf=100kΩ、C =10μF， ui波形如图所示。对应画出输出uO的波形。 2 10 20 30 40 t／s 0 ui／V 2 10 20 30 40 t／s 0 ui／V 分段计算 0 ≤ t ≤ 10s △t = 10－0 = 10s △ui= 2－0 = 2V －0.2 20 10 0 u0／V t／s 30 40 uo = 0 10 s≤ t ≤ 30s 30 s≤ t ≤ 40s 0 t／s 2 10 20 30 40 ui／V u0／V 0.2 20 10 0 －0.2 t／s 30 40 微分运算 电路 正弦波 余弦信号 波形变换 t uo 0 t ui 0 六.运放线性应用举例 三量程欧姆表 + － ∞ V RX R1 R2 R3 S 1 2 3 5V + 基准电阻 R1=500kΩ R2=5kΩ R3=50Ω 被测电阻RX 电压表 满量程10V 工作原理 反相输入比例运算电路 当S位于位置1,电压表达到满量程10V时 结论 电压表显示输出电压uo与被测电阻RX成正比 欧姆表量程是1MΩ 工作原理 反相输入比例运算电路 当S位于位置2时,欧姆表的量程 当S位于位置3时,欧姆表的量程 该欧姆表刻度均匀(uo∝Rx),精度较高。 u+ ＞ u－ uo = +Uo(sat) u+ ＜ u－ uo = － Uo(sat) 虚断 i+ = i － =0 8-5 电压比较器 + － ∞ u－ uo + u+ i+ i-- 特点:运放非线性运用----开环运用或加入正反馈 电压比较器的功能 比较两个电压数值的大小 被比较电压ui和参考电压 UR 通过输出表示ui ＜UR或ui ＞ UR 一.过零比较器 通过运放的输出[uo= +Uo(sat)或uo= －Uo(sat)],自动显示 输入信号ui＞0或ui＜0。 ∞ + － R1 ui + R2 uo 反相输入过零比较器 被比较信号ui经电阻R1加入反相输入端 同相输入端经R2接地 输入信号ui与零电位进行比较,参考电压 UR = U+ = 0。 过零比较器 工作原理 运放工作在非线性区 输入信号ui＞参考电压 UR = U+ = 0时,输出uo= － UO(sat) 。 输入信号ui＜参考电压 UR = U+ = 0时,输出uo= +UO(sat) 。 + -- ∞ R1 ui + R2 uo 0 Uo(sat) ui uo －Uo（sat） 电压传输特性 uo= f (ui) uo = f (u+ － u－) UZ ui 0 uo －UZ + -- ∞ R1 ui R ±UZ VDZ R2 uo + 稳定电压 ±(UZ+UD)≈±UZ UD + UZ + － － + － + － UZ 双向稳压管VDZ和限流电阻R 带限幅环节的反相过零比较器 VDZ + － UZ + － 双向稳压管VDZ 同相输入过零比较器 + -- ∞ R1 ui R ±UZ VDZ R2 uo + 例题8-11 正弦信号ui =2sinωtV,分别加入反相和同相过零比较器输入端。已知运放的±Uo（sat） =±13.5V, 双向稳压管的Uz=6V。画出输出电压uo的波形。 解：