現(xiàn)代電子線路04集成運(yùn)算的運(yùn)用-1

1、2022-4-30第五章 No.1第五章：集成運(yùn)放的應(yīng)用 本章內(nèi)容：5.1集成運(yùn)算放大器概述5.2運(yùn)算放大器的線性運(yùn)用5.3運(yùn)算放大器的非線性運(yùn)用1 1、了解集成運(yùn)算放大器的一般概況；、了解集成運(yùn)算放大器的一般概況；2 2、掌握集成運(yùn)算放大器的理想化條件，并能運(yùn)用理想、掌握集成運(yùn)算放大器的理想化條件，并能運(yùn)用理想化條件對(duì)集成運(yùn)放電路進(jìn)行分析；化條件對(duì)集成運(yùn)放電路進(jìn)行分析；3 3、理解運(yùn)放的基本結(jié)構(gòu)、組成、符號(hào)及主要參數(shù)，了、理解運(yùn)放的基本結(jié)構(gòu)、組成、符號(hào)及主要參數(shù)，了解其常用的非線性應(yīng)用。解其常用的非線性應(yīng)用。 學(xué)習(xí)目的與要求 集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)稱(chēng)運(yùn)放，是一種多端集成電路。集成運(yùn)放是一種價(jià)格低廉

2、、用途廣泛的電子器件。早期，運(yùn)放主要用來(lái)完成模擬信號(hào)的求和、微分和積分等運(yùn)算，故稱(chēng)為運(yùn)算放大器?，F(xiàn)在，運(yùn)放的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)運(yùn)算的范圍。它在通信、控制和測(cè)量等設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。常見(jiàn)集成電路的封裝形式圓殼式圓殼式 雙列雙列直插式直插式 扁平式扁平式 單列單列直插式直插式 直插式直插式 單列單列扁平式扁平式 5.1集成運(yùn)算放大器概述差分差分輸入級(jí)輸入級(jí)中間放大級(jí)中間放大級(jí)輸出級(jí)輸出級(jí)uiu0 集成運(yùn)放的型號(hào)和種類(lèi)很多，內(nèi)部電路也各有差異，但它們的基本組成部分相同，如下圖所示：運(yùn)放的輸入級(jí)。利運(yùn)放的輸入級(jí)。利用差分電路的對(duì)稱(chēng)用差分電路的對(duì)稱(chēng)特性可提高整個(gè)電特性可提高整個(gè)電路的共模抑制比和路的共模抑制

3、比和電路性能。電路性能。中間級(jí)的主要作中間級(jí)的主要作用是提高電壓增用是提高電壓增益。一般由多級(jí)益。一般由多級(jí)放大電路組成。放大電路組成。輸出級(jí)常用電壓跟輸出級(jí)常用電壓跟隨器或互補(bǔ)電壓跟隨器或互補(bǔ)電壓跟隨器組成，以降低隨器組成，以降低輸出電阻，提高帶輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。負(fù)載能力。 集成運(yùn)放內(nèi)部主要有上述三個(gè)部分，其外部還常接有偏置電路，以便向各級(jí)提供合適的工作電流。圖示為常用A741集成運(yùn)放芯片產(chǎn)品實(shí)物圖A741集成運(yùn)放的8個(gè)管腳排列圖如下：12438765調(diào)零端調(diào)零端 反相輸入端反相輸入端 同相輸入端同相輸入端 負(fù)電源端負(fù)電源端 調(diào)零端調(diào)零端 輸出端輸出端 正電源端正電源端 空腳空腳 反

4、相輸入端A741集成運(yùn)放圖形符號(hào)u0u+u-A741集成運(yùn)放外部接線圖同相輸入端12V12V輸出端子調(diào)零電位器調(diào)零電位器 管腳管腳1和和5分別與調(diào)零電位分別與調(diào)零電位器的兩個(gè)固定端相連器的兩個(gè)固定端相連 調(diào)零電位器的可調(diào)調(diào)零電位器的可調(diào)端與管腳端與管腳4相連相連6513724(1)差模電壓放大倍數(shù)Aud 其數(shù)值很高，一般約為104107。該值反映了輸出電壓u0與輸入電壓u和u之間的關(guān)系。(2)差模輸入電阻rid運(yùn)放的差動(dòng)輸入電阻很高，一般在幾十千歐至幾十兆歐。(3)差模輸出電阻rod 運(yùn)放的差模輸出電阻很低，約在幾十歐至幾百歐之間。 指運(yùn)放兩個(gè)輸入端能承受的最大共模信號(hào)電壓。超出這個(gè)電壓時(shí)，運(yùn)

5、放的輸入級(jí)將不能正常工作或共模抑制比下降，甚至造成器件損壞。(4)最大共模輸入電壓Uicmax集成運(yùn)放的主要技術(shù)指標(biāo) 為簡(jiǎn)化分析過(guò)程，同時(shí)又能滿足實(shí)際工程的需要，常把集成運(yùn)放理想化，集成運(yùn)放的理想化參數(shù)為：開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)Aud=差模輸入電阻rid=差模輸出電阻rod=0共模抑制比KCMR=理想集成運(yùn)放及其傳輸特性集成運(yùn)放的電壓傳輸特性理想特性理想特性u(píng)+ - u-0u0(V)實(shí)際特性實(shí)際特性 根據(jù)集成運(yùn)放的實(shí)際特性和理想特性，可分別畫(huà)出其相應(yīng)的電壓傳輸特性。集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系 可以看出，當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)(+U0M U0M)時(shí)，其實(shí)際特性與理想特性非常接近

6、；由于集成運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)相當(dāng)高，即使輸入電壓很小，也足以讓運(yùn)放工作在飽和狀態(tài)，使輸出電壓保持穩(wěn)定。)u(uAuudod集成運(yùn)放工作在線性區(qū)的特點(diǎn)由)u(uAuudod可知，理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，輸出電壓u0與輸入電壓ui之間是線性放大關(guān)系。因Aud=，所以可導(dǎo)出0udodAuuu運(yùn)放工作在線性區(qū)差模輸入電壓等于零，說(shuō)明 ，uu即理想運(yùn)放的兩個(gè)輸入端電位相等。 兩點(diǎn)等電位相當(dāng)于短路。理想運(yùn)放的兩個(gè)輸入端并沒(méi)有真正短接，但卻具有短接的現(xiàn)象稱(chēng)為“虛短”。 又由于理想運(yùn)放的差模輸入電阻rid=，所以可近似地認(rèn)為兩個(gè)輸入端均無(wú)電流流入。這種現(xiàn)象稱(chēng)為“虛斷”。 “虛短”和“虛斷”是運(yùn)放工作在線性區(qū)的

7、兩個(gè)重要結(jié)論。集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)集成運(yùn)放應(yīng)用在非線性電路時(shí)，處于開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)下。非線性運(yùn)用狀態(tài)下，u+ u，“虛短”概念不再成立。當(dāng)同相輸入端信號(hào)電壓u大于反相輸入端信號(hào)電壓u時(shí)，輸出端電壓U0=UOM，當(dāng)u小于u時(shí)，輸出端電壓U0=UOM。 非線性應(yīng)用下的運(yùn)放雖然同相輸入端和反相輸入端信號(hào)電壓不等，但由于其輸入電阻很大，所以輸入端的信號(hào)電流仍可視為零值。因此，非線性應(yīng)用下的運(yùn)放仍然具有“虛斷”的特點(diǎn)。 2022-4-30第五章 No.125.2運(yùn)算放大器的線性運(yùn)用一、比例運(yùn)算電路u-u+uoodA電路均滿足深度負(fù)反饋條件。虛短： uu，即正反向輸入端可看作短路。（virtual

8、 short circuit）虛斷：理想運(yùn)放輸入偏置電流為零，即 ，輸入端沒(méi)有電流流入，相當(dāng)于斷路（虛斷virtual open circuit）。0ii1、理想運(yùn)放的特性2022-4-30第五章 No.132、反相比例運(yùn)算電路虛斷條件：0ii虛短條件：0uufiii 1RiuiiffoRiuifouRRu1fpRRR/1以滿足差動(dòng)輸入級(jí)的對(duì)稱(chēng)性若1RRf，則iouu，相當(dāng)于反相器。1RRuuAfiou此時(shí)稱(chēng)a點(diǎn)為虛地(virtual ground)點(diǎn)。uoAuiR1RfRpiii-ifi+a補(bǔ)償電阻2022-4-30第五章 No.14uoAuiR1RfRpi1i-ifi+虛斷條件：0ii虛短

9、條件：iuuufiii iffouRRuRRRu)1 (111fpRRR/1若01RRf，則iouu 11RRuuAfiouAuiuoiR輸入電阻：0oR輸出電阻：3、同相比例運(yùn)算電路，相當(dāng)于電壓跟隨器。2022-4-30第五章 No.15foiRuuRuu11uoAui2R1RfR1ui1Rf21iffuRRRuu整理，得：)(121iifouuRRu4、差分比例運(yùn)算電路若1RRf，則，電路實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算。12iiouuu2022-4-30第五章 No.161、反相輸入加法電路fpRRRRR/321uoAui1R1RfRpii1ifaui2R2ii2ui3R3ii3a為虛地點(diǎn)。33221132

10、1RuRuRuiiiiiiiiiif)( )(332211332211ifififiiifffouRRuRRuRRRuRuRuRRiu二、加減運(yùn)算電路(scaling circuit)(inverting input summing circuit)2022-4-30第五章 No.174321/RRRRRRf3214iiiiiii2、同相輸入加法電路uoAui1R1RfR4ii1i4ui2R2ii2ui3R3ii3R3322114RuuRuuRuuRuiii3322114321)1111(RuRuRuuRRRRiii)(332211RuRuRuRuiiiP式中4321/RRRRRP即整理，得(

11、noninverting input summing circuit)2022-4-30第五章 No.18)(1 ()1 (332211iPiPiPffouRRuRRuRRRRuRRu又因?yàn)镻fRRRRRRR4321/化簡(jiǎn)，得：332211ifififouRRuRRuRRu2022-4-30第五章 No.1954321/RRRRRRf3、差分輸入加減電路uoAui1R1RfR5ui2R2ui3R3ui4R4ui1、ui2為反相輸入求和，輸出為uo1，)(22111RuRuRuiifoui3、ui4為同相輸入求和，輸出為uo2，)(44332RuRuRuiifo疊加，得)()(22114433i

12、fifififouRRuRRuRRuRRu(differential input)2022-4-30第五章 No.20同相級(jí)聯(lián)減法電路uo1Aui1R1Rf1R2uoAui2R3Rf2R4優(yōu)點(diǎn)：輸入電阻高。同相串聯(lián)減法電路112/fRRR 234/fRRR 1111)1 (ifouRRu23211132232132)1 ()1 ()1 (ififfifofouRRuRRRRuRRuRRu若RRRRRRfff3211則，)(1 (12iifouuRRu2022-4-30第五章 No.21三、積分、微分運(yùn)算電路1、積分運(yùn)算電路RRpuoAuiRCRpiCdtuRCdtRuCdtiCuiiCo11

13、1令RCdtuuio1，則可見(jiàn)，輸出電壓與輸入電壓的積分成正比。tui(t)0tuo(t)0矩形波三角波(integration circuit)2022-4-30第五章 No.222、微分運(yùn)算電路uoAuiRCRpiCdtduCiiCdtduRCRiuiCo可見(jiàn)，輸出電壓與輸入電壓的微分成正比。tui(t)0tuo(t)0RRp矩形波尖脈沖其它運(yùn)算：對(duì)數(shù)、指數(shù)、乘法、除法(differential circuit)2022-4-30第五章 No.23濾波電路：對(duì)信號(hào)的頻率具有選擇性，可使特定頻率范圍的信號(hào)順利通過(guò)，阻止其它頻率的信號(hào)通過(guò)。在通信、自動(dòng)測(cè)量及控制等系統(tǒng)中，用于數(shù)據(jù)傳輸、抑制干擾

14、等。四、RC有源濾波電路1、概述無(wú)源濾波器無(wú)源濾波器：由無(wú)源元件R、L和C構(gòu)成，如LC濾波電路（體積大，不易集成）、RC濾波電路（信號(hào)衰減）；有源濾波器有源濾波器：由集成運(yùn)放和RC電路構(gòu)成，性能好、有隔離作用，高頻性能差，一般不高于10kHz。（高頻可用LC無(wú)源濾波器，對(duì)于帶通濾波，可用陶瓷濾波器或聲表面波濾波器。）filter（LPF）2022-4-30第五章 No.24理想低通濾波器（LPF）理想高通濾波器（HPF）理想帶通濾波器（BPF）理想帶阻濾波器（BEF）根據(jù)電路的通帶、阻帶在幅頻特性中的位置不同，濾波電路可以分為四大類(lèi)：通帶 阻帶|Au|AUMffH阻帶 通帶|Au|AUMffL

15、阻帶 通帶 阻帶|Au|AUMffHfL通帶 阻帶 通帶|Au|AUMffHfL(low pass filter)(high pass filter)(band pass filter)(band elimination filter)2022-4-30第五章 No.25實(shí)際濾波器在通帶與阻帶之間存在過(guò)渡帶（以低通濾器為例）。通帶截止頻率fH ：當(dāng)|Au|=0.707AUM時(shí)的頻率；通帶：從0到fH的頻段；過(guò)渡帶：從fH到|Au|接近0的頻段；阻帶： |Au|接近0的頻段；通帶放大倍數(shù)：通帶中輸出電壓與輸入電壓之比AUM。（對(duì)低通濾波器即為頻率等于0時(shí)的輸出電壓與輸入電壓之比。） 濾波電路的重

16、要特性指標(biāo)： 通帶放大倍數(shù)（AUM）、通帶截止頻率（fH、fL）、過(guò)渡帶的衰減斜率。 目標(biāo)：通帶內(nèi)|Au|平坦，過(guò)渡帶衰減斜率大。實(shí)際低通濾波器幅頻特性通 帶 過(guò)渡帶 阻帶f |Au| AUM0.707AUMfH實(shí)際濾波器2022-4-30第五章 No.26CRuIuO20lg|Au|-20dB/十倍頻0.1fH3dBffH10fH 20lg|AuM|其中：RCfH21211|HuffA21lg20|lg20HuffA1|uMA2、低通濾波器（LPF）、一階無(wú)源RC低通濾波器HIOuffjfRCjCjRCjuuA11211112022-4-30第五章 No.27帶負(fù)載RL情況：1HuffjAA

17、uM其中：CRRfLH)/(21LLRRRAuM負(fù)載變化，通帶放大倍數(shù)和截止頻率均變化。負(fù)載變化，通帶放大倍數(shù)和截止頻率均變化。CRuIuORL20lg|Au|-20dB/十倍頻3dBffHfH 20lg|AuM|空載時(shí)空載時(shí)帶負(fù)載時(shí)帶負(fù)載時(shí) 無(wú)源濾波電路的濾波參數(shù)隨負(fù)載變化；有源濾波電路的濾波參數(shù)不隨無(wú)源濾波電路的濾波參數(shù)隨負(fù)載變化；有源濾波電路的濾波參數(shù)不隨負(fù)載變化，可放大，不能輸出高電壓大電流。負(fù)載變化，可放大，不能輸出高電壓大電流。有源濾波電路有源濾波電路 用電壓跟隨器隔用電壓跟隨器隔離濾波電路與負(fù)載離濾波電路與負(fù)載電阻電阻2022-4-30第五章 No.29在無(wú)源濾波電路和負(fù)載之間加

18、入隔離電路（電壓跟隨器）即構(gòu)成了有源濾波器，克服無(wú)源濾波器帶負(fù)載能力差的缺點(diǎn)。、一階有源RC低通濾波器uIuoRCRL若采用同相運(yùn)算電路，則濾波器還能起到放大作用。uIuoRCRLRfR1具有放大作用的LPF2022-4-30第五章 No.30HuMuMIFIOuFffjARCjAuuRRuuA1 1)1 (1其中：RCfH2111RRAFuM21|HuMuFffAAuIuoRCRLRfR1通帶電壓放大倍數(shù)：為了使過(guò)渡帶變窄，需采用多階濾波器，即增加為了使過(guò)渡帶變窄，需采用多階濾波器，即增加RC環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)。在在Au(s)表達(dá)式分母中表達(dá)式分母中s的方次就是濾波器的階數(shù)。的方次就是濾波器的階數(shù)。

19、-20dB/十倍頻-3f/fH1uMuFAAlg200100.1-202022-4-30第五章 No.31020131 11)1/(1)1/(1)1 (ffjffACjRCjCjRCjRCjRCjRRuuAuMFIOuF其中：RCf210、二階有源RC低通濾波器uIuoRCRLRfR1RC為了使輸出電壓在高頻段以更快的速率下降，以改善濾波效果，再加一節(jié)RC低通濾波環(huán)節(jié)，稱(chēng)為二階LPF 。它比一階低通濾波器的濾波效果更好。11RRAFuM通帶電壓放大倍數(shù)：2022-4-30第五章 No.32當(dāng) 時(shí)，上式分母的模應(yīng)為 ，即20037. 02753fffHHff 231020ffjff解得：RCfH

20、237. 0代入 f0，-40dB/十倍頻-3f/fH1VMVFAAlg200100.1-20-40 與理想的二階波特圖相比，在超過(guò)與理想的二階波特圖相比，在超過(guò) 以后，幅以后，幅頻特性以頻特性以- -40 dB/dec的速率下降，比一階的下降快的速率下降，比一階的下降快。0f2022-4-30第五章 No.333、高通濾波器（HPF）、一階無(wú)源RC高通濾波器fRCjRCjCjRRuuAIOu21111111ffjALu11其中：RCfL21211|ffALu21lg20|lg20ffALu1|uMACRuIuOLPF與HPF具有對(duì)偶性，即將R、C位置互換，低通濾波就成為高通濾波器。20lg|

21、Au|20dB/十倍頻0.1fL3dBffL10fL 20lg|AuM|2022-4-30第五章 No.34、一階有源高通濾波器uIuoRCRLRfR111RRAFuMRCfL21過(guò)渡帶的衰減斜率：20dB/十倍頻20lg|Au|20dB/十倍頻0.1fL3dBffL10fLffjAALuMuF1其中： 20lg|AuM|2022-4-30第五章 No.35ffjffACjRRCjRRCjCjRRRRuuAuMFIOuF020131 1)1/(1)1/()1 (其中：RCf210、二階有源高通濾波器11RRAFuMRCfL2137. 0過(guò)渡帶的衰減斜率：40dB/十倍頻uIuoRLRfR1RC

22、RC2022-4-30第五章 No.36將低通濾波器與高通濾波器級(jí)連，就可得到帶通濾波器。fHLPFHPFuiuofLfLfHfH fL4、帶通和帶阻濾波電路、帶通RC有源濾波器（BPF）條件：BPFuiuo2022-4-30第五章 No.37將輸入信號(hào)同輸入到低通濾波器和高通濾波器，然后再將兩個(gè)輸出求和，就可得到帶阻濾波器。、帶阻RC有源濾波器（BEF）fHfLfLfHfH fL條件：LPF求和uiuoHPFBEFuiuo運(yùn)算電路與有源濾波器的比較n相同之處相同之處n電路中均引入深度負(fù)反饋，因而集成運(yùn)放均工作在電路中均引入深度負(fù)反饋，因而集成運(yùn)放均工作在線性區(qū)。線性區(qū)。n均具有均具有“虛短虛

23、短”和和“虛斷虛斷”的特點(diǎn)，均可用節(jié)點(diǎn)電的特點(diǎn)，均可用節(jié)點(diǎn)電流法求解電路。流法求解電路。n不同之處不同之處n運(yùn)算電路研究的是時(shí)域問(wèn)題，有源濾波電路研究的運(yùn)算電路研究的是時(shí)域問(wèn)題，有源濾波電路研究的是頻域問(wèn)題；測(cè)試時(shí)，前者是在輸入信號(hào)頻率不變是頻域問(wèn)題；測(cè)試時(shí)，前者是在輸入信號(hào)頻率不變或直流信號(hào)下測(cè)量輸出電壓與輸入電壓有效值或幅或直流信號(hào)下測(cè)量輸出電壓與輸入電壓有效值或幅值的關(guān)系，后者是在輸入電壓幅值不變的情況下測(cè)值的關(guān)系，后者是在輸入電壓幅值不變的情況下測(cè)量輸出電壓幅值與輸入電壓頻率的關(guān)系。量輸出電壓幅值與輸入電壓頻率的關(guān)系。n運(yùn)算電路用運(yùn)算關(guān)系式描述輸出電壓與輸入電壓的運(yùn)算電路用運(yùn)算關(guān)系式描

24、述輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系，有源濾波器用電壓放大倍數(shù)的幅頻特性描述關(guān)系，有源濾波器用電壓放大倍數(shù)的幅頻特性描述濾波特性。濾波特性。2022-4-30第五章 No.395.3運(yùn)算放大器的非線性運(yùn)用波形發(fā)生器：無(wú)需外加激勵(lì)而能產(chǎn)生周期性信號(hào)的電路。又稱(chēng)信號(hào)發(fā)生器、振蕩器。根據(jù)需要的不同，可產(chǎn)生正弦信號(hào)、脈沖信號(hào)、函數(shù)信號(hào)、噪聲信號(hào)、掃頻信號(hào)和調(diào)制信號(hào)。波形發(fā)生器正弦波發(fā)生器非正弦波發(fā)生器反饋式正弦波發(fā)生器負(fù)阻式正弦波發(fā)生器多諧振蕩器（矩形波發(fā)生器）函數(shù)信號(hào)發(fā)生器噪聲信號(hào)發(fā)生器掃頻信號(hào)發(fā)生器調(diào)制信號(hào)發(fā)生器2022-4-30第五章 No.40比較器：比較輸入信號(hào)電壓大小的電路。輸出為二值狀態(tài)（非高即低

25、），與輸入不成線性關(guān)系。用于測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制、波形發(fā)生器與波形變換電路。比較器單限比較器滯回比較器（遲滯比較器）雙限比較器2022-4-30第五章 No.41一、單限比較器單限比較器：只有一個(gè)門(mén)限電壓的比較器。uoRRuiUREF1、基本單限比較器uiuo0UREFuo+uo-電壓傳輸特性運(yùn)放工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài)，uA（105以上）uiUREF時(shí)，uouo-（負(fù)向飽和）)()(iREFuuouUAuuAu門(mén)限電壓由uo的正負(fù)可判斷ui與門(mén)限電壓（閾值電壓）的大小關(guān)系。反相輸入2022-4-30第五章 No.422、過(guò)零比較器閾值電壓為零的比較器。uiuo0-UZ-UDUZ+UD電壓傳輸特性?xún)蓚€(gè)穩(wěn)壓

26、二極管對(duì)接與R1構(gòu)成限幅電路，使輸出不至飽和。ui0時(shí)，uoUZ+UDuiUREF2uiuo0UREF1uo+-UDUREF21、當(dāng)uiUREF2時(shí)，uo1為低電平，D1截止；uo2為高電平，D2導(dǎo)通；uo輸出高電平。2、當(dāng)UREF2uiUREF1時(shí)，uo1為高電平，D1導(dǎo)通；uo2為低電平，D2截止；uo輸出高電平。寫(xiě)出寫(xiě)出 u-、u+的表達(dá)式，的表達(dá)式，令令u- u+ ，求解出的求解出的 u I即為即為UT ；根據(jù)輸出端限幅電路決定輸出的高、低電平；根據(jù)輸出端限幅電路決定輸出的高、低電平；根據(jù)輸入電壓作用于同相輸入端還是反相輸入根據(jù)輸入電壓作用于同相輸入端還是反相輸入端決定端決定輸出電壓輸

27、出電壓的躍變方向。的躍變方向。電壓比較器的分析方法小結(jié)電壓比較器的分析方法小結(jié)2022-4-30第五章 No.52四、矩形波發(fā)生器（多諧振蕩器）1、方波發(fā)生電路、電路組成R1、R2構(gòu)成滯回比較器；R、C構(gòu)成負(fù)反饋回路，利用RC電路的充放電特性，改變電容C兩端的電壓，作為滯回比較器的輸入信號(hào)使輸出發(fā)生跳變。uoRR22DZR3CR1A2022-4-30第五章 No.53、工作原理t0UZ+UDuo(t)t1uC(t)-UZ-UDU+HU+L設(shè)初態(tài)時(shí)，電容兩端電壓為零，輸出為高電平。、uo為高電平，開(kāi)始通過(guò)R對(duì)C充電，充電常數(shù)為RC)(211DZHUURRRUu當(dāng)電容電壓達(dá)到UH時(shí)，輸出跳變?yōu)榈碗?/p>

28、平uo-=-UZ-UD，由于電容電壓大于輸出電壓，電容開(kāi)始通過(guò)R放電。充電uoRR22DZR3CR1A2022-4-30第五章 No.54t0UZ+UDuo(t)t1uC(t)t2t3-UZ-UDU+HU+L放電、uo為低電平，電容放電。)(211DZLUURRRUu電容放電為零后，開(kāi)始反相充電，當(dāng)電容電壓達(dá)到UL時(shí)，輸出跳變?yōu)楦唠娖絬o+=UZUD。、uo為高電平，電容反向放電為零后，正向充電。達(dá)到U+H后輸出跳變?yōu)閡o-。如此循環(huán)，輸出方波信號(hào)。uoRR22DZR3CR1A2022-4-30第五章 No.55、振蕩頻率t0UZ+UDuo(t)t1uC(t)t2t3-UZ-UDU+HU+L1

29、)()(THLeuUuUCCT1T2對(duì)于負(fù)半周：teuuutuCCCC)()0()()(三要素法：DZUUuC)()21ln(211RRRCT解得：電路充放電時(shí)間常數(shù)一致，故T2T1。則：周期)21ln(22121RRRCTTT頻率)21ln(2121RRRCf2022-4-30第五章 No.562、占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生電路由于二極管的存在，放電通路為RW1、D1、R和C，時(shí)間常數(shù)為(RW1+R)C；充電通路為RW2、D2、R和C，時(shí)間常數(shù)為(RW2+R)C。改變電位器RW的滑動(dòng)端位置，可以改變輸出矩形波的占空比。uoRR22DZR3CR1AD1D2RWRW1RW22022-4-30第五章 No.57t0UZ+UDuo(t)-UZ-UDT2T1)21ln()(2111RRCRRTW)21ln()2(121RRCRRfW占空比WWRRRRTTT22212)21ln()(2122RRCRRTW可調(diào)范圍WWWRRRRRRR222022-4-30第五章 No.58五、三角波發(fā)生器*1、電路結(jié)構(gòu)A1構(gòu)成同相輸入滯回比較器，A2構(gòu)成積分器，A2的輸出經(jīng)反饋?zhàn)鳛锳1的輸入信號(hào)使A1產(chǎn)生方波信號(hào)，A1輸出的方波將在積分器上變換成線性度很高的三角波輸出。uo1RR22DZR3R1A1A2uoC2022-4-30第五章 No.5