确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。 运放的非线性应用电路－ 比较器 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。 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。

比较器的功能是比较两个电压的大小。 常用的幅度比较电路有电压幅度比较器、窗口比较器和具有滞回特性的施密特触发器。这些比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值，有的具有两个阈值。 比较器的基本特点为： 工作在开环或正反馈状态。 开关特性，因开环增益很大，比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态。 非线性，因大幅度工作，输出和输入不成线性关系。

§1 简单电压比较器 一、若ui从同相端输入 uo ui ui uo UR +Uom + – UR -Uom 传输特性 §1 简单电压比较器 一、若ui从同相端输入 uo ui +Uom -Uom UR 传输特性 UR：参考电压 ui ：被比较信号 + uo ui UR – 特点：运放处于开环状态。 当ui > UR时 , uo = +Uom 当ui < UR时 , uo = -Uom

二、 若ui从反相端输入 uo uo ui ui +Uom UR + UR -Uom 当ui < UR时 , uo = +Uom +Uom -Uom + uo ui UR UR 当ui < UR时 , uo = +Uom 当ui >UR时 , uo = -Uom

三、过零比较器: (UR =0时) uo ui +UOM -UOM + uo ui uo ui +UOM -UOM + uo ui

例：利用电压比较器将正弦波变为方波。 t ui uo t +Uom -Uom + uo ui

§2 施密特触发器－迟滞比较器 分析 uo ui 特点：电路中使用正反馈， 运放处于非线性状态。 1. 没加参考电压的下行迟滞比较器 §2 施密特触发器－迟滞比较器 特点：电路中使用正反馈， 运放处于非线性状态。 分析 1. 没加参考电压的下行迟滞比较器 1. 因为有正反馈，所以输出饱和。 － + uo R R2 R1 ui 2. 当uo正饱和时(uo =+UOM) 参考电压由 输出电压决定 U+ 3. 当uo负饱和时(uo =–UOM)

uo uo ui ui 传输特性： － + UH UL 当ui 增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom； Uom -Uom 传输特性： － + uo R R2 R1 ui UH UL 当ui 增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom； 当ui 减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom 。 分别称UH和UL上下门限电压。称(UH - UL)为回差或门限宽度。

t ui 例：下行迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。 UH UL t ui Uom -Uom － + uo R R2 R1 ui

uo ui 2. 加上参考电压后的下行迟滞比较器 － + uo R R2 R1 ui UR 加上参考电压后的上下限： UH UL Uom Uom -Uom UH UL

例：R1=10k，R2=20k  ，UOM=12V， UR=9V当输入 ui 为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。 － + uo R R2 R1 ui UR 5V 10V ui t

ui uo t 10V 5V 根据传输特性画输出波形图 2V 门限电压： +UOM -UOM

3、上行迟滞比较器 － + uo R R2 R1 ui － + uo R R2 R1 ui 没加参考电压的 上行迟滞比较器 加上参考电压后的 UR 没加参考电压的 上行迟滞比较器 加上参考电压后的 上行迟滞比较器

§3 窗口比较器 电路由两个幅度比较器和一些二极管与电阻构成 设R1 =R2，则：

电平，D4导通；vO1为低 电平，D3截止，vO= vO2 vO1为低电平，vO2为低电 平，D3、D4截止，vO为 为低电平。 当vI＞VH时，vO1为高电平，D3导通；vO2为低电平, D4截止，vO= vO1。 当vI＜ VL时，vO2为高 电平，D4导通；vO1为低 电平，D3截止，vO= vO2 当VH ＞vI＞ VL时， vO1为低电平，vO2为低电 平，D3、D4截止，vO为 为低电平。

§4 方波发生器 一、电路结构 uc R – 下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。 C － + uo R1 R2 §4 方波发生器 一、电路结构 － + R R1 R2 C uc uo – 下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。 上下门 限电压：

二、工作原理 － + R R1 R2 C uc uo – uc t uo 1. 设 uo = + UOM 则：u+=UH t t uo UOM -UOM 1. 设 uo = + UOM 则：u+=UH 此时，输出给C 充电 Uc上升到UH时，uo下翻。 uo 立即由＋UOM 变成－UOM

u+=UL 2. 当uo = -UOM 时， uc 此时，C 经输出端放电。 R – uc C UH － + uo t R1 UL R2 uc降到UL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。

UH uc t UL － + R R1 R2 C uc uo – UOM uo t - UOM 输出波形： T

实际运放 由于工艺问题，实际运放达不到理想运放的性能。 以下方面是运放的重要指标，据此选择运放。

1，失调电压及其漂移 由于实际运放内部电路元件不完全对称， 输入端短路时输出电压不为零。 折合为输入端的等效电压，Uoo

2，偏置和失调电流 由于实际运放内部电路元件不完全对称， 两个输入端具有很小、不等的直流电流。 两个输入电流的平均值 称为 偏置电流 IB 差 称为 输入失调电流 IIO 偏置电流、失调电流也随温度变化。

3，共模抑制比 差模信号 共模信号

4，饱和电压和电流 实际饱和输出比正、负电源电压小1～2V。 （晶体管导通电压） 实际输出电流有一个最大值限制，超过则 过流保护，防止烧坏。

5，转换速率 反映运放对大信号阶跃输入电压的响应能力。 运放的转换速率应大于输入信号的变化率。

作业 3-3 3-5 3-9 3-12 3-15