[工学]第3章 集成运算放大器.ppt

任务导入 下图是低频信号发生器。其中的运算放大器LM358是本任务的重点。 学完相关知识后,你将能够完成下列任务： 1.分析信号发生器的工作原理； 2.合理选用元器件； 3.组装并调试该电路。 （二）电路的框图及组成 方框图 一、加法运算电路 运算放大器的串级应用 1、过零电压比较器 （1）电路组成： UR＝0 （二）单限比较器 两种类型 UR＝0 过零比较器 UR≠0 一般单限比较器 参考量 UR=0 模拟量 uI 数字量 uO 反相输入式 第六节、运算放大器的非线性应用 R2 R1 ∞ + _ + （2）工作原理 第六节、运算放大器的非线性应用 当uI0 时， uO低电平 当uI=0时，uO发生跳变 当uI0 时， uO高电平 uO是高电平还是低电平，取决于输入信号uI与参考量UR的比较 阈值电压UR 参考量 UR=0 模拟量 uI 数字量 uO R2 R1 ∞ + _ + 第六节、运算放大器的非线性应用 　 （3）电压传输特性 O uO uI +UOS -UOS UR UR——uO从一个电平跃变为另一个电平的 临界条件 UR——阈值电压（门限电平、转折电压）。 参考量 UR=0 模拟量 uI 数字量 uO R2 R1 ∞ + _ + （3）uI变化经UR时，uO跃变的方向： 是从高电平跃变为低电平，还是相反。 画电压传输特性三要素 （2）输出电压： 高、低电平UOS、 -UOS。 （1）阈值电压：UR uI=UR时，电路uO发生跃变。 uI加反相端：uIUR，uO高电平 uI加同相端：跃变方向相反 第六节、运算放大器的非线性应用 O uO uI +UOS -UOS UR 第六节、运算放大器的非线性应用 　 （4）波形变换作用 讨论 O t uI -UOS +UOS O t uO 参考量 UR=0 模拟量 uI 数字量 uO R2 R1 ∞ + _ + O uO uI +UOS -UOS UR 第六节、运算放大器的非线性应用 实验八、过零电压比较器 实验目的：过零电压比较器的输出波形。 建立电路：1、建立过零电压比较器电路 2、输出端限幅电路。 3、输入端二极管保护电路。 4、输入正弦波。 实验步骤：1、用示波器观察输入、输出波形及电 压的大小。 2、改变稳压管类型(如uA723—ZD2), 再观察输出波形及电压。 EDA 实验 链接EDA8 第六节、运算放大器的非线性应用 EDA 实验 过零电压比较器 第六节、运算放大器的非线性应用 EDA 实验 实验数据： 输入波形 输出波形 结 论: 输入正弦形，输出方波。 2、一般单限比较器 第六节、运算放大器的非线性应用 阈值电压 当uIUR 时， uO低电平-UOS 当uI=UR 时， uO发生跳变 当uIUR 时， uO高电平+UOS O uO uI +UOS UR -UOS UR uI uO R2 R1 ∞ + _ + 第六节、运算放大器的非线性应用 ②uO=±UOS， 输出电压幅度决定 ①以UR为参照 画波形思路 O t uO UR O t uI +UOS t1 t2 t3 －UOS 当uIUR时， uO低电平 当 uI=UR 时，uO发生跳变 当uIUR 时， uO高电平 波形图 第六节、运算放大器的非线性应用 t1 t2 +UOS O t uI O t uO O t uO -UOS +UOS -UOS UR （三）滞回比较器 单限比较器缺点: 抗干扰能力差。 uO在阈值电压附近微小变化，都引起uO跳变。 当uI UR 时，uO=+UOS 高电平 当uI= UR 时，uO 跳变 当uI UR 时，uO=-UOS 低电平 第五节、运算放大器的线性应用 延迟： t=0时，uI由0跳变到-3V,uO随着CF的充电，逐渐变为+6V，延迟了一段时间。 方波变三角波： 不同时间段里，uI正跳变或 负跳变，uO充放电，变三角波。 2、应用 当为一阶跃直流电压时： t t O O uI uO t t O O uO uI 第五节、运算放大器的线性应用 [例3-5-2]:已知： R1=1MΩ,CF=1μF, U1= 1V， 试计算:t=0,0.02s,0.6s,1s时的输出电压uO各为多少？ 解： iF i1 uI – + 1 2 ∞ + _ + R2 R1 iI CF uO – + R1CF=1?106?10-6=1s 当t=0时： uO=0V