集成运算放大器的非线性应用.ppt
合集下载
集成运放的非线性应用
确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。
若有负反馈，则运放工作在线性区； 若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。
处于非线性状态运放的特点： 1. 虚短路不成立。 2. 输入电阻仍可以认为很大。 3. 输出电阻仍可以认为是0。
1.1、电压比较器
1. 过零比较器
ui
+
+ uo
+
+ uo ui
模拟电子技术
集成运放的非线性应用
非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状 态，输出与输入的关系 uo=f( ui ) 是非线性函数。
由运放组成的非线性电路有以下三种情况：
1. 电路中的运放处于非线性状态。
比如：运放开环应用
+ A + uo
uo
运放电路中有正反馈，运放处于非线性状态。
2. 电路中的运放处于线性状态，但外围电路有非 线性元件（二极管、三极管、稳压管等）。
RF2 D RF1
ui>0时：
uo
RF1 R1
ui
ui
R1
+
A+
uo
ui<0时：
uo
RF1
// RF2 R1
ui
uo
传输特性
0
ui
3. 另一种情况，电路中的运放处于非线性状态，外 围电路也有非线性元件（二极管、三极管）。
由于处于线性与非线性状态的运放的分析 方法不同，所以分析电路前，首先确定运 放是否工作在线性区。
t
传输特性为：图b
-Uom
+Uom
−UT −Uom
当输出电压为+Uom时，同相端电压为
uo 0 UT
u
若有负反馈，则运放工作在线性区； 若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。
处于非线性状态运放的特点： 1. 虚短路不成立。 2. 输入电阻仍可以认为很大。 3. 输出电阻仍可以认为是0。
1.1、电压比较器
1. 过零比较器
ui
+
+ uo
+
+ uo ui
模拟电子技术
集成运放的非线性应用
非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状 态，输出与输入的关系 uo=f( ui ) 是非线性函数。
由运放组成的非线性电路有以下三种情况：
1. 电路中的运放处于非线性状态。
比如：运放开环应用
+ A + uo
uo
运放电路中有正反馈，运放处于非线性状态。
2. 电路中的运放处于线性状态，但外围电路有非 线性元件（二极管、三极管、稳压管等）。
RF2 D RF1
ui>0时：
uo
RF1 R1
ui
ui
R1
+
A+
uo
ui<0时：
uo
RF1
// RF2 R1
ui
uo
传输特性
0
ui
3. 另一种情况，电路中的运放处于非线性状态，外 围电路也有非线性元件（二极管、三极管）。
由于处于线性与非线性状态的运放的分析 方法不同，所以分析电路前，首先确定运 放是否工作在线性区。
t
传输特性为：图b
-Uom
+Uom
−UT −Uom
当输出电压为+Uom时，同相端电压为
uo 0 UT
u
§4-5 集成运算放大器的非线性应用
§4-5集成运算放大器的非线性应用
一、电压比较器
集成运放工作在非线性区时，电路开环或引入了正反馈。
uP>uN时，uo=+Uom（高电平）
uP<uN时，uo=-Uom（低电平）
1、单门限电压比较器
电路开环，集成运放工作在非线性区。
ui>UR时，uo=-Uom
ui<UR时，uo=+Uom
门限电压为UR；因输入电压只跟一个参考电压UR进行比较，故此电路称为“单门限电压比较器”。若UR＝0过零电压比较器。
本节课主要介绍了集成运放的非线性运用，内容丰富，希望同学们做好课后复习工作。
习题册
授课日期
班级
授课课时
2
授课形式
新讲授
授课章节
名称
§4-5集成运算放大器的非线性应用
使用教具
教科书、教案、多媒体等
教学目的
1、了解集成运放的基本应用电路
2、掌握集成运放的非线性应用
教学重点
电压比较器
教学难点
电压比较器
更新、补
充、删节
内容
——
课外作业
习题册
教学后记
授课主要内容或板书设计
§4-5集成运算放大器的非线性应用
一、电压比较器
1、单门限电压比较器
2、双门限电压比较器
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
组织教学
复习旧知
导入新课
讲授新课
课堂练习
习题册
检查学生出勤情况，维持课堂秩序。
1.理想集成运放工作在线性区还是非线性区如何判断？
2.同相、反相比例运算放大器的电压放大倍数如何计算？
前面介绍了反相比例运算电路和同相比例运算电路，该电路中集成运放都工作在线性区，这时构成的电路称为线性应用电路，下面要介绍的信号运算电路都是属于线性应用电路，而电压比较器属于分线性应用电路。
一、电压比较器
集成运放工作在非线性区时，电路开环或引入了正反馈。
uP>uN时，uo=+Uom（高电平）
uP<uN时，uo=-Uom（低电平）
1、单门限电压比较器
电路开环，集成运放工作在非线性区。
ui>UR时，uo=-Uom
ui<UR时，uo=+Uom
门限电压为UR；因输入电压只跟一个参考电压UR进行比较，故此电路称为“单门限电压比较器”。若UR＝0过零电压比较器。
本节课主要介绍了集成运放的非线性运用，内容丰富，希望同学们做好课后复习工作。
习题册
授课日期
班级
授课课时
2
授课形式
新讲授
授课章节
名称
§4-5集成运算放大器的非线性应用
使用教具
教科书、教案、多媒体等
教学目的
1、了解集成运放的基本应用电路
2、掌握集成运放的非线性应用
教学重点
电压比较器
教学难点
电压比较器
更新、补
充、删节
内容
——
课外作业
习题册
教学后记
授课主要内容或板书设计
§4-5集成运算放大器的非线性应用
一、电压比较器
1、单门限电压比较器
2、双门限电压比较器
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
组织教学
复习旧知
导入新课
讲授新课
课堂练习
习题册
检查学生出勤情况，维持课堂秩序。
1.理想集成运放工作在线性区还是非线性区如何判断？
2.同相、反相比例运算放大器的电压放大倍数如何计算？
前面介绍了反相比例运算电路和同相比例运算电路，该电路中集成运放都工作在线性区，这时构成的电路称为线性应用电路，下面要介绍的信号运算电路都是属于线性应用电路，而电压比较器属于分线性应用电路。
集成运放的非线性应用-PPT精品文档
R R f R 2 2 U U U ; U U U ; TH R Z TH R Z R R R R R R R R 2 f 2 f 2 f 2 f 2 R 2 （与参考电压无关） U U U U T TH TH Z R R 2 f
R f
回差电压
一、过零比较器
1、反相过零比较器 R
电压传输特性
ui
R'
+
uO
uO UOH 0 UOL ui
u 0 ; u ui ; ui 0 : u U u u O OL u U ui 0 : u u O OH
阈值电压： U TH 0
根据虚断： i i 0
+UZ -UZ
说明U＋有两种取值，
令 u u ，可以求出两个不同的 阈值电压。
上限阈值电压、下限阈值电压和回差电压：
if UR R2 + Rf
u
R0
Rf R2 Rf
UR
+
uO
R2 UO R2 R f
+UZ -UZ
ui R1
反相迟滞比较器
ui 很小时，输出 U U ; O Z U ui 很大时，输出 U O Z; 电路状态发生跳变， 当 u 时， u
R f
ui R1
反相迟滞比较器
R 2 U U U ; TH R Z R R R R 2 f 2 f
R f
uO
+UZ UTH+ui
-UZ
2 R 2 U U U U T TH TH Z R R 2 f
UTH- 0
传输特性
求阈值电压、电压传输特性？ 同相迟滞比较器
电子技术第09讲(运放非线性应用)
此时，C 经输出端放电,再反向充电
uc U+H
uo
t
R2
U+L -UOM
uc达到U+L时，uo上翻
当uo 重新回到＋UOM 以后，电路又进入另一个
周期性的变化。
25
周期与频率的计算： uc
uc +
R
U+H
C
－
+
+
0
uo U+L
t
R1
uo
R2
UOM
T = 2RC ln(1+ 2R1 )
0
t
R2 - UOM
ui
+
R1 R1 + R2
U om
=
UR
21
加上参考电压后的迟滞比较器(上行)传输特性：
uo
R
UR
－ +
+
uo
ui
Uom
0 U+L U+H ui
R1
R2
-Uom
对照
R
－ +
+
uo
ui
uo
Uom
U+L
0
U+H ui
R1
R2
-Uom
22
12.6 信号发生电路
12.6.1方波发生器 uc
R
C
－ +
+
uo
+
R´
R ´=R
+UZ
0
ui
-UZ
10
12.5.3 迟滞比较器
特点:电路中使用正反馈, 运放处于非线性状态
运放的非线性应用 ppt课件
R2 R3
UZ
uo
uO UZ
运放的非线性应用
12.1 矩形波发生器
uu cc
R1
RR22UU ZZ RR22RR33
R4
C
A
uo
OO
R2 R3
UZ
RR22UU ZZ RR22RR33
uu oo
UU ZZ
OO
T2R1Cln12RR32
UU ZZ
运放的非线性应用
波形
t
t
T1 T
12.1 矩形波发生器
运放的非线性应用
集成运放工作在开环或状态时，因开环增 益很大，运放的输出只有高电平和低电平两个 稳定状态，输出与输入是状态转换控制的关系， 不成线性关系
集成比较器
非正弦波发生器
运放的非线性应用
非正弦波发生器
矩形波发生器 三角波发生器 锯齿波发生器
运放的非线性应用
12.1 矩形波发生器
结构
RC
反 馈
O
R2
运放的非 线R R 性1 2应U 用Z
t
12.3 锯齿波发生器
结构及原理
R5 Dτ充 (R4/C/R6)C
R3
R4
A1
Uo1
A2
uo
R1 R2
τ放 R4C
UZ
R5
运放的非线性应用
12.3 锯齿波发生器
波形
R5 D
C
u o1
R3
R4
A1
Uo1
U Z
A2
uo
O
t
R1 R2
UZ
R5
U Z
uo
UO1 UZ
UZ
运放的非线性应用
12.2 三角波发生器
集成运放的非线性应用47929页PPT文档
所需输入电压的值，而迟滞比较器的灵敏度等于两个
阈值电压之差值。因而，迟滞比较器的抗干扰能力强。
（4）响应时间：输出电压发生跳变所需的时间称
之为响应时间。
13
5．电压比较器的分析方法
按理想情况分析
若U-＞U+ 则UO=-UOM； 若U-＜U+ 则UO=+UOM。
只有当U-=U+时，输出状 态才发生跳变；反之，若输出
UR ui
+
当ui < UR时 , uo = +Uom
+ uo 当ui > UR时 , uo = -Uom
uo
+Uom
0
-Uom
ui
UR
17
电压 比较器
二、零电平比较器: 当UR =0时 uo
ui
+
+ uo
+UOM
0
ui
+
+ uo ui
-UOM uo
+UOM
0
ui
-UOM
18
电压
比较器
例题：利用电压比较器 将正弦波变为方波。
外围电路有非线性元件—— -UZ
稳压二极管。
6
*另一种形式的限幅器：双向稳压管接于负反馈回路上。
反向D比Z 例
运算电路
当稳压管RRF1不u通i ，U 运Z 时放，工双作向在
RF
线性状态。
ui
R1
–
+A +
uo
uo
RF R1
ui
当向稳压RRF1管u的i 作U 用Z 时下，，在双
uoU Z或uo U Z
2.2.2 集成运算放大器的非线性应用仿真_实例讲解Multisim 10电路仿真_[共5页]
![2.2.2 集成运算放大器的非线性应用仿真_实例讲解Multisim 10电路仿真_[共5页]](https://img.taocdn.com/s3/m/b4c20b43dd88d0d232d46a05.png)
电 路
电源正、负最大值。电压比较器是集成运算放大器的非线性应用，下面来了解几种常见的电
案 例第
压比较器。
分2
析章
2.2.2.1 电压比较器
1．零电压比较器（同相、反相两种形式）
反相零电压比较器如图 2-64 所示，信号发生器设置成 1kHz、10V 的正弦波，将信号 输入反相输入端。要注意的是运算放大器要用图中形式的，因为这种运算放大器的翻转特 性较好，还要设置它的正、负供电电压，也就是最大、最小极限电压，本例设置为+5V 和−5V。
图 2-62 实用的微分运算电路
图 2-63 实用微分运算电路输入、输出波形
2.2.2 集成运算放大器的非线性应用仿真
所谓运算放大器的非线性性质就是，若同相输入端的电位 u+稍大于反相输入端的电位
模 拟
u−，则 uo=+uom；反之，若 u−稍大于 u+，则 uo=−uom。其中，+uom 和−uom 表示运算放大器供电
第6章 集成运算放大器的非线性应用
单限电压比较器（1） U =0
R
R1
过零电压比较器 运放工作于开环状态 结构特点： 参考电压UR=0 分析方法： 由运放非线性工 uo= 第一步： 作特点，有
ui
Δ ∞ + + Δ
u0
R2
+UOM -UOM
当u+>u当u+<u-
对图示电路，有u+=ui 、u-=0 第二步：由电路求u+与u第三步：求阈值，得出比较器的传输特性 uo 因为当u+=u-时输出发生跳变，此时ui=0，所以
＋UZ
＋
uC
-
t
Δ ∞ + + _
R’ Δ
R4
u01
±UZ R2
C Δ ∞ + + Δ R’’ +
0
－UZ u02
-
uo2 Uth1 Uth2 t
U th1
R1 R3
U Z , uo1 -U Z
0
U th2
R1 R3
U Z ,uo1 U Z
uo 保持 + UZ 不变；
一旦 uc > Uth1 , 就有 u- > u+ , uo 立即由＋UZ 变成－UZ
uc
Uth1
R4 u0
C
+ UC -
Δ ∞ + U+ + Δ
uo
UZ
t
R2
R3 ±UZ
t -UZ
矩形波发生电路
2. 当uo = -UZ时，u+=Uth2 此时，C 经输出端放电。 uc降到Uth2时，uo上翻。 当uo 重新回到＋UZ 以后，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
UR
ui
单限电压比较器（5）
改变参考电压，可实现占空比可调的矩形波
UR’
UR
uo t 0
+UZ
-UZ
ui<UR uo=UZ
ui>UR uo=-UZ
ui<UR uo=UZ
单限电压比较器（6）
+3V 例：有一电压比较器如图所示， 试求阈值电压、并作传输特性。 ui （1） 由非线性工作特点，有 解： R Δ ∞ + + R u0
0
ui
单限电压比较器（3）
过零电压比较器可将正弦波变换为矩形波
R1
R有何 作用？
Δ ∞ + +
R
u0
ui
+ UOM
uo t
R2
± UZ
带限幅的过 零电压比较 器
传输特性
- UOM
0
ui>0 uo=UOM
ui<0 uo=-UOM
uo=
+UZ 当ui>0 -UZ
当ui<0
单限电压比较器（4）
任意电压比较器 运放工作于开环状态 结构特点： 参考电压UR≠0 分析方法： 由运放非线性工 uo= 第一步： 作特点，有
滞回电压比较器（5）
R3 R2 U th1 U 1 U OM UR R2 R3 R2 R3
当uo=-UOM时， u+2=u-=ui=Uth2，即
U th2 U 2
R3 R2 (U OM ) UR R2 R3 R2 R3
注意：Uth1>Uth2
滞回电压比较器（4）
第四步： 分析传输特性 （1）ui由-∞逐渐增大 ui=-∞时，uo=+UOM，阈值为Uth1 -∞<ui<Uth1时，uo=+UOM ui=Uth1时，跳变，uo=-UOM
当u+>u当u+<u-
R3
uo单独作用 (2) 用叠加原理求u+ R3 R2 U (U OM ) UR R2 R3 R2 R3 注意：对于不同的输出 值，U+有两个取值
UR单独作用
滞回电压比较器（3）
第三步： 求阈值 因为当u+=u-时输出发生跳变，此时ui=Uth，所以 当uo=+UOM时， u+1=u-=ui=Uth1，即
± UZ
单限电压比较器（7）
-UZ 当ui>-3V 比较器的传输特性 uo=
uo
+UZ 当ui<-3V
+UZ -3V 0
-UZ
ui
{end}
滞回电压比较器（1）
Hale Waihona Puke 优点缺点单限电压比较器电路结构简单、灵敏度高，但抗干扰能力较差。
比较器对输入 电压的分辨能力
uo t 0
解决措施
采用滞回 比较器
干扰引起系 统误动作
R R/2
-UZ 当u+<u（2） 由电路求u+与u对图示电路，有 u+=0 R R u 3 ui 1.5 0.5ui RR RR （3） 求阈值，得出比较器的传输特性 因为当u+=u-时输出发生跳变，此时: 1.5+0.5ui=0， 所以 Uth=ui=-3V
uo=
+UZ 当u+>u-
UR≠0
R1 ui UR R2 Δ ∞ + + R u0
± UZ
+UZ 当u+>u-UZ
当u+<u-
对图示电路，有u+=UR、u-= ui 第二步：由电路求u+与u第三步： 求阈值，得出比较器的传输特性 uo 因为当u+=u-时输出发生跳变，此时ui=UR，所 +UZ Uth=ui=UR 以 -UZ 当ui>UR 0 比较器的传输特性 uo= -UZ +UZ 当ui<UR
设I+与I-为运放同相与反相端的输入电流 ，因为对于理想 运放有rid=∞，所以 I+=I虚断
{end}
6.2电压比较电路 单限电压比较器（1）
电压比较器的功能： 利用输出信号的变化，比较两个电压的大小
比较信号 电压 参考电压
ui UR 电 压 比 较
输出电压
uo
=
+UOM -UOM
电压比较器的阈值： 指ui与UR比较时，使输出发生跳变时的ui值。 单限比较器 电压比较器的分类： 滞回比较器 窗口比较器 三态比较器
Uth2 0 Uth1 ui +UOM uo
ui>Uth1时，uo=-UOM，阈值为Uth2
（2）ui由+∞逐渐减小 ui=+∞时，uo=-UOM，阈值为Uth2 Uth2<ui<+∞时，uo=-UOM
-UOM
定义：回差电压 Δuth=Uth1-Uth2
ui=Uth2时，跳变，uo=+UOM
ui<Uth2时，uo=+UOM，阈值为Uth1
单限电压比较器（ 2） U =0
R
R1
过零电压比较器 运放工作于开环状态 结构特点： 参考电压UR=0 分析方法： 由运放非线性工 uo= 第一步： 作特点，有
ui
Δ ∞ + +
u0
R2
+UOM -UOM
当u+>u当u+<u-
对图示电路，有u+=ui 、u-=0 第二步：由电路求u+与u第三步： 求阈值，得出比较器的传输特性 uo 因为当u+=u-时输出发生跳变，此时ui=0，所 以 Uth=ui=0 +UOM 当ui>0 比较器的传输特性 uo= -UOM 当ui<0
+U
运放工作在非线性状态的条件 在图示运放电路中，有 uo=Aod(ui2-ui1)=Aodui 其传输特性如图所示
ui1 Δ A + uo +
ui2
-U uo(V)
结论：在开环与正反馈条件下， 运放工作在非线性区。
非性区
0
ui(mV) 非性区
线性区
运放非线性应用的条件与特点（2）
运放工作在非线性状态下的两个特点 设+UOM与-UOM为运放输出的正、负最大值 ，有 uo= +UOM -UOM 当u+>u当u+<u虚接跳变
课前回顾
1、集成运放非线性应用的条件和特点？ 2、单限电压比较器的结构特点及分析方法？ 3、滞回电压比较器的结构特点？
滞回电压比较器（2）
反相滞回比较器 运放工作于正反馈状态 结构特点： 比较信号加入反向输入端
ui UR
R1
Δ ∞ + +
u0
R2
分析过程： +UOM 第一步： 由运放非线性工 u = o 作特点，有 -UOM 第二步： 由电路求u+与u(1) 对图示电路，有 u-=ui
第6章集成运算放大器的非线性应用
运放非线性应用条件与分析特点
电压比较电路 非正弦波发生电路
本章要求
理解理想集成运算放大器非线性工作的条件和分析特点，掌握 单限电压比较器和滞回电压比较器的工作原理、电压传输特性 及一般分析方法。了解矩形波发生电路以及三角波发生电路的 组成和工作原理。
6.1运放非线性应用的条件和分析特点 运放非线性应用的条件与特点（1）
ui
单限电压比较器（5）
改变参考电压，可实现占空比可调的矩形波
UR’
UR
uo t 0
+UZ
-UZ
ui<UR uo=UZ
ui>UR uo=-UZ
ui<UR uo=UZ
单限电压比较器（6）
+3V 例：有一电压比较器如图所示， 试求阈值电压、并作传输特性。 ui （1） 由非线性工作特点，有 解： R Δ ∞ + + R u0
0
ui
单限电压比较器（3）
过零电压比较器可将正弦波变换为矩形波
R1
R有何 作用？
Δ ∞ + +
R
u0
ui
+ UOM
uo t
R2
± UZ
带限幅的过 零电压比较 器
传输特性
- UOM
0
ui>0 uo=UOM
ui<0 uo=-UOM
uo=
+UZ 当ui>0 -UZ
当ui<0
单限电压比较器（4）
任意电压比较器 运放工作于开环状态 结构特点： 参考电压UR≠0 分析方法： 由运放非线性工 uo= 第一步： 作特点，有
滞回电压比较器（5）
R3 R2 U th1 U 1 U OM UR R2 R3 R2 R3
当uo=-UOM时， u+2=u-=ui=Uth2，即
U th2 U 2
R3 R2 (U OM ) UR R2 R3 R2 R3
注意：Uth1>Uth2
滞回电压比较器（4）
第四步： 分析传输特性 （1）ui由-∞逐渐增大 ui=-∞时，uo=+UOM，阈值为Uth1 -∞<ui<Uth1时，uo=+UOM ui=Uth1时，跳变，uo=-UOM
当u+>u当u+<u-
R3
uo单独作用 (2) 用叠加原理求u+ R3 R2 U (U OM ) UR R2 R3 R2 R3 注意：对于不同的输出 值，U+有两个取值
UR单独作用
滞回电压比较器（3）
第三步： 求阈值 因为当u+=u-时输出发生跳变，此时ui=Uth，所以 当uo=+UOM时， u+1=u-=ui=Uth1，即
± UZ
单限电压比较器（7）
-UZ 当ui>-3V 比较器的传输特性 uo=
uo
+UZ 当ui<-3V
+UZ -3V 0
-UZ
ui
{end}
滞回电压比较器（1）
Hale Waihona Puke 优点缺点单限电压比较器电路结构简单、灵敏度高，但抗干扰能力较差。
比较器对输入 电压的分辨能力
uo t 0
解决措施
采用滞回 比较器
干扰引起系 统误动作
R R/2
-UZ 当u+<u（2） 由电路求u+与u对图示电路，有 u+=0 R R u 3 ui 1.5 0.5ui RR RR （3） 求阈值，得出比较器的传输特性 因为当u+=u-时输出发生跳变，此时: 1.5+0.5ui=0， 所以 Uth=ui=-3V
uo=
+UZ 当u+>u-
UR≠0
R1 ui UR R2 Δ ∞ + + R u0
± UZ
+UZ 当u+>u-UZ
当u+<u-
对图示电路，有u+=UR、u-= ui 第二步：由电路求u+与u第三步： 求阈值，得出比较器的传输特性 uo 因为当u+=u-时输出发生跳变，此时ui=UR，所 +UZ Uth=ui=UR 以 -UZ 当ui>UR 0 比较器的传输特性 uo= -UZ +UZ 当ui<UR
设I+与I-为运放同相与反相端的输入电流 ，因为对于理想 运放有rid=∞，所以 I+=I虚断
{end}
6.2电压比较电路 单限电压比较器（1）
电压比较器的功能： 利用输出信号的变化，比较两个电压的大小
比较信号 电压 参考电压
ui UR 电 压 比 较
输出电压
uo
=
+UOM -UOM
电压比较器的阈值： 指ui与UR比较时，使输出发生跳变时的ui值。 单限比较器 电压比较器的分类： 滞回比较器 窗口比较器 三态比较器
Uth2 0 Uth1 ui +UOM uo
ui>Uth1时，uo=-UOM，阈值为Uth2
（2）ui由+∞逐渐减小 ui=+∞时，uo=-UOM，阈值为Uth2 Uth2<ui<+∞时，uo=-UOM
-UOM
定义：回差电压 Δuth=Uth1-Uth2
ui=Uth2时，跳变，uo=+UOM
ui<Uth2时，uo=+UOM，阈值为Uth1
单限电压比较器（ 2） U =0
R
R1
过零电压比较器 运放工作于开环状态 结构特点： 参考电压UR=0 分析方法： 由运放非线性工 uo= 第一步： 作特点，有
ui
Δ ∞ + +
u0
R2
+UOM -UOM
当u+>u当u+<u-
对图示电路，有u+=ui 、u-=0 第二步：由电路求u+与u第三步： 求阈值，得出比较器的传输特性 uo 因为当u+=u-时输出发生跳变，此时ui=0，所 以 Uth=ui=0 +UOM 当ui>0 比较器的传输特性 uo= -UOM 当ui<0
+U
运放工作在非线性状态的条件 在图示运放电路中，有 uo=Aod(ui2-ui1)=Aodui 其传输特性如图所示
ui1 Δ A + uo +
ui2
-U uo(V)
结论：在开环与正反馈条件下， 运放工作在非线性区。
非性区
0
ui(mV) 非性区
线性区
运放非线性应用的条件与特点（2）
运放工作在非线性状态下的两个特点 设+UOM与-UOM为运放输出的正、负最大值 ，有 uo= +UOM -UOM 当u+>u当u+<u虚接跳变
课前回顾
1、集成运放非线性应用的条件和特点？ 2、单限电压比较器的结构特点及分析方法？ 3、滞回电压比较器的结构特点？
滞回电压比较器（2）
反相滞回比较器 运放工作于正反馈状态 结构特点： 比较信号加入反向输入端
ui UR
R1
Δ ∞ + +
u0
R2
分析过程： +UOM 第一步： 由运放非线性工 u = o 作特点，有 -UOM 第二步： 由电路求u+与u(1) 对图示电路，有 u-=ui
第6章集成运算放大器的非线性应用
运放非线性应用条件与分析特点
电压比较电路 非正弦波发生电路
本章要求
理解理想集成运算放大器非线性工作的条件和分析特点，掌握 单限电压比较器和滞回电压比较器的工作原理、电压传输特性 及一般分析方法。了解矩形波发生电路以及三角波发生电路的 组成和工作原理。
6.1运放非线性应用的条件和分析特点 运放非线性应用的条件与特点（1）