[模拟电路]集成运算放大器(下)

简介: 笔记

7.微分电路

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解:

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8.对数运算电路

 利用PN结伏安特性所具有的指数规律。

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 将二极管或晶体管分别接入集成运放的反馈回路和输入回路,可以实现对数运算和指数运算,而利用对数运算、指数运算和加减运算电路相组合,便可实现乘法、除法、乘方和开方等运算。

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9.指数运算电路

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10.除法运算电路(利用模拟乘法器)

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 模拟乘法器有两个输入端(两个模拟信号是互不相关的物理量),一个输出端。

 其中k为乘积系数,也称为乘积增益或标尺因子。

 单单利用模拟乘法器即可实现乘法运算电路和乘方运算电路,此处不再赘述。

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11.有源滤波电路

 对于信号的频率具有选择性的电路称为滤波电路,它的功能是使特定频率范围内的信号通过,而阻止其它频率信号通过。有源滤波电路是应用广泛的信号处理电路。

 利用集成运放可实现低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和全通滤波器等电路。

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四.集成运放的非线性应用(开环或正反馈)


 理想运放工作在非线性区的两个特点:

 由于开环差模放大系数Aod非常大,故当u+>u-时,uo=+uom;当u->u+时,uo=-uom。

 由于理想运放的差模输入电阻无穷大,故净输入电流为0,即i+=i-=0。

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 电压比较器:

 电压比较器是对输入信号进行鉴幅与比较的电路,是组成非正弦波发生电路的基本单元电路,在测量和控制系统中有着相当广泛的应用。

 电压比较器将一个模拟电压信号和一个基准电压(阈值电压UT)相比较,并将结果输出。其输出只能有两种状态:高电平(UOH)或低电平( UOL ),即数字量(1或0),因此电压比较器可作为模拟电路和数字电路的接口,用于模数转换。

常用的电压比较器大致可分为单限比较器(包括过零比较器)、滞回比较器和窗口比较器等。


1.过零比较器

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 顾名思义,其阈值电压为0V。它是特殊的单限比较器。

 左图所示电路是同相输入端接地。若想得到uo跃变方向相反的电压传输特性图,则将反向输入端接地,而在同相输入端接输入电压即可。

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 在实用电路中为了满足负载的需要,常在集成运放的输出端加稳压管限幅电路,从而获得合适的UOL和UOH,如左图。

 另外,为了限制差模输入电压,保护其输入级,也可以将稳压管放在输入与运放之间,甚至将稳压管放在反馈通路中。(P360)


2.一般单限比较器

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 其中UREF为外加参考电压。根据叠加原理,集成运放反相输入端的电位是:

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 令uN=uP=0,则求出阈值电压:

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 当uI>UT时,uN>uP,所以u’o=-uom,uo=UOL=-Uz。


3.滞回比较器

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 在单限比较器中,输入电压在阈值电压附近的任何微小变化都将引起输出电压的跃变,不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。

 因此,虽然单限比较器很灵敏,但其抗干扰能力差。

 滞回比较器具有滞回特性,即具有惯性,因而也就具有一定的抗干扰能力。

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 滞回比较器也可以加入外加参考电压。(p364)


4.窗口比较器

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