第4章 運(yùn)算放大器

第4章運(yùn)算放大器*4.4電壓比較器4.1運(yùn)算放大器簡介4.2負(fù)反饋4.3運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用*4.5信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)3.7目錄

在工業(yè)控制中，往往需要把微弱信號(hào)進(jìn)行放大，或者是產(chǎn)生一些方波、鋸齒波、三角波、正弦波等信號(hào)，他們對(duì)電路都要求信號(hào)不失真且穩(wěn)定?？梢圆捎迷鯓拥碾娐穪韺?shí)現(xiàn)這種功能呢？

現(xiàn)有一設(shè)備需要用到一個(gè)頻率為10KHZ、幅度為6.5V的方波信號(hào)來驅(qū)動(dòng)電路工作，請(qǐng)你試著設(shè)計(jì)一個(gè)由運(yùn)算放大器構(gòu)成的信號(hào)發(fā)生器，來產(chǎn)生這個(gè)方波信號(hào)?！湫蛦栴}▲知識(shí)能力目標(biāo)1.了解集成運(yùn)算放大器的概念、特點(diǎn)、組成、符號(hào)和主要參數(shù)等；2．掌握反饋概念、分類和判斷方法，了解負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響；3.掌握理想集成運(yùn)算放大器的條件，電壓傳輸特性和“虛短”“虛斷”特性；4.掌握比例運(yùn)算放大電路、加/減法運(yùn)算放大電路、積分/微分運(yùn)算電路、比較器電路的分析計(jì)算方法和仿真測試。4.1運(yùn)算放大器簡介4.1.1運(yùn)算放大器定義、特點(diǎn)和應(yīng)用4.1.2運(yùn)算放大器的組成4.1.3集成運(yùn)放圖形符號(hào)及外形4.1.4集成運(yùn)放的主要參數(shù)4.1.5運(yùn)算放大器的分類4.1.6理想運(yùn)算放大器的條件與特性

集成電路:

把整個(gè)電路的各個(gè)元件以及相互之間的聯(lián)接同時(shí)制造在一塊半導(dǎo)體芯片上，組成一個(gè)不可分的整體。

集成電路特點(diǎn)：體積小、外部接線少、功耗低、可靠性高、靈活性高、價(jià)格低。

集成運(yùn)算放大器：具有很高開環(huán)電壓放大倍數(shù)的直接耦合放大器。用于模擬運(yùn)算、信號(hào)處理、測量技術(shù)、自動(dòng)控制等領(lǐng)域。4.1.1運(yùn)算放大器定義、特點(diǎn)和應(yīng)用4.1.2集成運(yùn)算放大器的基本組成輸入級(jí)：差動(dòng)放大器，減少零點(diǎn)漂移、提高輸入阻抗。輸出級(jí)：射極輸出器或互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器，提高帶載能力。偏置電路：為各級(jí)提供穩(wěn)定、合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。輸出端偏置電路輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)輸入端中間級(jí)：電壓放大。運(yùn)算放大器的符號(hào)反相輸入端同相輸入端輸出端+–++–+u+u–uoLM741運(yùn)放外型和管腳LM741反相輸入端同相輸入端輸出端+–+6237415+15V-15V10k

1k

調(diào)零：當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出為零。8為空腳4.1.3集成運(yùn)放圖形符號(hào)及外形4.1.4集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)2.輸入失調(diào)電壓UIO使UO=0，輸入端施加的補(bǔ)償電壓。一般幾毫伏3.輸入失調(diào)電流IIOUO=0時(shí)，輸入級(jí)兩輸入端的靜態(tài)電流之差。通常IIO為幾十到幾百納安（nA）。1.開環(huán)差模電壓增益Aud一般為104

1074.差模輸入電阻rid。一般幾百千歐

幾兆歐輸出電阻ro。一般幾十歐

幾百歐5.共模抑制比KCMR>80dB6.

最大差模輸入電壓UIdmax共模輸入U(xiǎn)IC過大，K

CMR下降。當(dāng)UId過大時(shí)，反偏的PN結(jié)可能因反壓過大而被擊穿。LM741為

36V7.最大共模輸入電壓UICmax9.

最大輸出電壓幅度UOPP如電源電壓

15V，UOPP為

13

14VLM741為

16V兩輸入端間允許加的最大差模輸入電壓。能使輸出電壓和輸入電壓保持不失真關(guān)系的最大輸出電壓。8.靜態(tài)功耗PCO幾十毫瓦4.1.5合理選用集成運(yùn)放的型號(hào)集成運(yùn)放按技術(shù)指標(biāo)可分為：

通用型、高輸入阻抗型、低功耗型、低漂移型、高速型、高壓型、大功率型等。2.高輸入阻抗型

主要用于測量放大器、模擬調(diào)節(jié)器、有源濾波器及采樣-保持電路等。典型器件為5G28。1.通用型

主要特點(diǎn)是價(jià)格低廉、產(chǎn)品量大、應(yīng)用范圍廣，其性能指標(biāo)能適合于一般性使用。例uA741（單運(yùn)放）、LM358（雙運(yùn)放）、LM324（四運(yùn)放）及以場效應(yīng)管為輸入級(jí)的LF356都屬于此種。5.低功耗型

主要用于遙測、遙感、生物醫(yī)學(xué)和空間技術(shù)研究等對(duì)能源消耗有限制的場合。6.大功率型

主要用于要求輸出功率大的場合。典型器件為MGELI65。

選型時(shí)，除了滿足主要性能指標(biāo)外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，綜合考慮，選用合適的運(yùn)算放大器。4.高速型

主要用于快速模-數(shù)和數(shù)-模轉(zhuǎn)換器、有源濾波、高速采樣保持電路和視頻放大器等。3.低漂移型

主要用于精密檢測、精密模擬計(jì)算、自控儀表等。典型器件為5G7650。1.運(yùn)放器理想化的主要條件：

（1）開環(huán)差模電壓增益

（2）開環(huán)差模輸入電阻（4）開環(huán)輸出電阻（5）共模抑制比

在分析運(yùn)算放大器電路時(shí)，一般把運(yùn)算放大器看成理想化。4.1.6運(yùn)算放大器理想化的條件與特性+–++–+u+u–uo

（3）開環(huán)共模輸入電阻2.運(yùn)放器電壓傳輸特性實(shí)際運(yùn)放的電壓傳輸特性u(píng)ooUo+Uo-線性工作區(qū)正飽和區(qū)負(fù)飽和區(qū)+–++–+u+u–uoAud雖然很大，但不是無窮大，因此，當(dāng)ui很小時(shí)，

uo與ui成正比，運(yùn)放工作在線性區(qū)。Uo+

、Uo-為正、負(fù)飽和電壓。

運(yùn)算放大器輸出電壓uo與輸入電壓ui之間的關(guān)系稱為電壓傳輸特性。

（1）實(shí)際運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性：uis-uis可以仿真一下理想運(yùn)放器的電壓傳輸特性u(píng)ooUo+Uo-正飽和區(qū)負(fù)飽和區(qū)+–++–+u+u–uo據(jù)理想運(yùn)放時(shí)，當(dāng)

由于實(shí)際運(yùn)放器開環(huán)電壓放大倍數(shù)非常大，為了讓運(yùn)放器始終工作在線性區(qū)，必須采取措施（加負(fù)反饋），限制其電壓放大倍數(shù)。

（2）理想運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性：例4-1如圖4-7所示為集成運(yùn)放F007符號(hào)，正負(fù)電源電壓為±15V，開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aud=2×105,

最大輸出電壓為±13V。

當(dāng)運(yùn)放器加下列輸入電壓時(shí)，輸出電壓及極性如何？(1)u+=15uV,u-=-10uV;(2)u+=-5uV,u-=10uV;(3)u+=0V,u-=5mV;(4)u+=5mV,u-=0V解：由運(yùn)放器輸出電壓uo與輸入電壓ui的線性關(guān)系式，算一下線性區(qū)的范圍：

可見，當(dāng)輸入端電壓ui絕對(duì)值小于65uV，輸出電壓uo可以用線性公式進(jìn)行計(jì)算，；否則輸出電壓uo應(yīng)該取飽和值，因此有:3.實(shí)際運(yùn)放器的“虛短”和“虛斷”特性相當(dāng)于兩輸入端之間短路,但未真正短路，故稱“虛短”。(2)(1),而uo是有限值,運(yùn)放器開環(huán)輸入電阻由于故從式可知（虛短）（虛斷）+–++–+u+u–uoi+i-得：由于輸入信號(hào)非常小，因此，每個(gè)端頭的輸入電流非常小，相當(dāng)于每個(gè)輸入端是斷路的，但又未真正斷路，故稱“虛斷”。可以仿真一下4.2負(fù)反饋4.2.1反饋的基本概念4.2.2負(fù)反饋的基本類型4.2.3反饋類型的判別4.2.4負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響反饋

—將電路的輸出量(電壓或電流)的部分或全部，通過一定的元件，以一定的方式回送到輸入回路，以改善放大電路的某些性能。2.信號(hào)的兩種流向正向傳輸：輸入輸出反向傳輸：輸出輸入

—

開環(huán)—

閉環(huán)輸入輸出放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)4.2.1反饋的基本概念正反饋：反饋信號(hào)消弱原輸入信號(hào)，使輸出量減小。負(fù)反饋：反饋信號(hào)增強(qiáng)原輸入信號(hào)，使輸出量增大。+–比較環(huán)節(jié)基本放大電路F反饋網(wǎng)絡(luò)負(fù)反饋的組成框圖A—輸入信號(hào)—凈輸入信號(hào)—反饋信號(hào)—輸出信號(hào)凈輸入信號(hào)反饋信號(hào)消弱了凈輸入信號(hào)，為負(fù)反饋。則若同相，4.2.2反饋類型及其判別方法如果反饋信號(hào)

與

反相，使凈輸入信號(hào)增加的，即

＞

，這種反饋稱為正反饋。如果反饋信號(hào)

與

同相，使凈輸入信號(hào)減小，即

＜

，這種反饋稱為負(fù)反饋。1.正反饋和負(fù)反饋2.直流反饋和交流反饋反饋電路中，如果反饋到輸入端的信號(hào)是直流量，則為直流反饋；如果反饋到輸入端的信號(hào)是交流量，則為交流反饋。電壓反饋—反饋信號(hào)取自輸出電壓的部分或全部。（輸出電阻減小，穩(wěn)定輸出電壓）電流反饋—反饋信號(hào)取自輸出電流。（輸出電阻增大，穩(wěn)定輸出電流）3.電壓反饋和電流反饋AF電壓反饋電流反饋FA據(jù)反饋信號(hào)與放大器輸入信號(hào)連接方式不同分為：串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓相加減的形式在輸入端出現(xiàn)。（輸入電阻增大）并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電流相加減的形式在輸入端出現(xiàn)。（輸入電阻減?。〢FAF負(fù)反饋的類型有四種：電壓串聯(lián)負(fù)反饋；電壓并聯(lián)負(fù)反饋；電流串聯(lián)負(fù)反饋；電流并聯(lián)負(fù)反饋。4.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋[使uo=0(RL短路)，若反饋消失則為電壓反饋否則為電流反饋。]5、反饋類型的判別1）找出反饋元件（或電路），即在輸入和輸出回路間起聯(lián)系作用的元件。2）判斷電壓、電流反饋電壓反饋—反饋信號(hào)取自輸出電壓的部分或全部。電流反饋—反饋信號(hào)取自輸出電流。判別法：

反饋取自輸出端或輸出分壓端為電壓反饋，反饋取自非輸出端為電流反饋。3）判斷串聯(lián)、并聯(lián)反饋4）判斷正、負(fù)反饋

反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在不同輸入端為串聯(lián)反饋，在同一個(gè)輸入端為并聯(lián)反饋。

采用瞬時(shí)極性法判斷:反饋信號(hào)使凈輸入信號(hào)減小的，是負(fù)反饋。

設(shè)某一瞬時(shí)ui為正，根據(jù)電路情況推出此時(shí)反饋信號(hào)的正負(fù)。

所以，是電流串聯(lián)負(fù)反饋例4-2判斷電路的反饋類型。RE介于輸入輸出回路，有反饋。反饋使

uBE減小，為負(fù)反饋;反饋不是取自輸出端，為電流反饋;反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在不同輸入端,為串聯(lián)反饋。+us

+VCCRCC1C2RLRERB1RB2RS+uo

+ui

uBE

++uf

iE例4-3判斷電路是否存在反饋，并判斷反饋類型。RE介于輸入輸出回路，有反饋。反饋使

uBE

減小，為負(fù)反饋;輸入回路輸出回路+C1RS+ui–RERB+VCCC2RL+us–+uo–++uBE

–

+uf–反饋取自輸出端為電壓反饋;反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在不同輸入端,為串聯(lián)反饋。所以，是電壓串聯(lián)負(fù)反饋例4-B1判斷反饋類型。Rf為輸入回路和輸出回路的公共電阻，故有反饋。當(dāng)RL=0時(shí)，無反饋，故為電壓反饋。

反饋信號(hào)與輸入信號(hào)都加在了反相輸入端，故為并聯(lián)反饋。所以，是電壓并聯(lián)負(fù)反饋

反饋使凈輸入電流

減小，為負(fù)反饋。R1RfR

+–+–++–+RL+–4.2.3負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響1.降低放大倍數(shù)，提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性

由于負(fù)反饋的存在，使放大器的凈輸入信號(hào)減小，輸出電壓減小，所以包含反饋回路后的電壓放大倍數(shù)降低。

放大器在工作過程中，由于環(huán)境溫度變化、晶體管老化、電源電壓波動(dòng)等情況，都會(huì)引起輸出電壓變化，使電壓放大倍數(shù)不穩(wěn)定。

加入負(fù)反饋，在同樣的外界條件變化時(shí)，電流負(fù)反饋可以穩(wěn)定輸出電流，電壓負(fù)反饋可以穩(wěn)定輸出電壓，電壓放大倍數(shù)變化較小，即比較穩(wěn)定。2.減少非線性失真uf加入負(fù)反饋無負(fù)反饋FufAuiuo+–uiduo大小略大略小略小略大uiA產(chǎn)生了失真接近正弦波，失真得到改善3.擴(kuò)展通頻帶

通頻帶用于衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力。當(dāng)電路放大倍數(shù)隨輸入信號(hào)頻率的變化而下降到0.707倍時(shí)，對(duì)應(yīng)上、下限截止頻率之差稱為頻帶寬度（BW）。

放大器引入負(fù)反饋后，在中頻區(qū)，放大器的放大倍數(shù)下降多；在高、低頻區(qū)，放大倍數(shù)下降得少，結(jié)果是放大器的幅頻特性變平坦，頻帶寬度增大到BWF，如圖所示。4.對(duì)放大電路輸入電阻和輸出電阻的影響輸入電阻增大串聯(lián)負(fù)反饋電流負(fù)反饋電壓負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋輸入電阻減小輸出電阻增大，穩(wěn)定輸出電流。輸出電阻減小，穩(wěn)定輸出電壓。4.3運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用4.3.1反相輸入運(yùn)算放大電路4.3.2同相輸入運(yùn)算放大電路4.3.3差分電路1.反相比例運(yùn)放電路4.3.1反相輸入運(yùn)放電路據(jù)虛斷有：據(jù)虛短電路中，平衡電阻輸入電阻:若則，稱為反相器riifR1Rfi1uiR

+–+–++–+uou+u-又因?yàn)槔?-4有一電阻式壓力傳感器，其輸出阻抗為500

，測量范圍是（0～10）Mpa，其靈敏度是+1mV/0.1Mpa,現(xiàn)在要用一個(gè)輸入電壓范圍是0～5V的標(biāo)準(zhǔn)表來顯示這個(gè)傳感器測量的壓力變化，需要一個(gè)放大電路把傳感器輸出的信號(hào)放大到標(biāo)準(zhǔn)表輸入需要的電壓，試設(shè)計(jì)放大電路并確定各元器件參數(shù)。解：采用二級(jí)反相比例運(yùn)算放大器構(gòu)成放大電路第一級(jí)放大器的最高輸入電壓ui1為：10Mpa（1mV

/0.1Mpa）=100mV=0.1V放大電路的最高輸出電壓（即標(biāo)準(zhǔn)表的最高輸入電壓）為5V。放大倍數(shù)：5V/0.1V=50由于反相比例運(yùn)放器的輸出電壓uo與輸入電壓ui反相，因此，第一級(jí)放大后可以再接一級(jí)反向比例運(yùn)放器，使相位符合要求。放大倍數(shù)：可以取第一級(jí)運(yùn)放器放大倍數(shù)為-50，第二級(jí)運(yùn)放器放大倍數(shù)為-1即：一級(jí)運(yùn)放器：R1RfR

+–++–+R12Rf2R2

+–++–+當(dāng)一級(jí)運(yùn)放器的輸入電阻R1是信號(hào)源內(nèi)阻的20倍時(shí)，可以認(rèn)為一級(jí)運(yùn)放器的輸入電壓ui1約等于信號(hào)源電壓us

（誤差小于5%），即取輸入電阻R1：即：考慮一級(jí)運(yùn)放電阻數(shù)量級(jí)及其他因素，可取R12=50kΩ第二級(jí)放大器，是反相器：所以：平衡電阻：R1RfR

+–++–+R12Rf2R2

+–++–+平衡電阻：（1）取

為信號(hào)源內(nèi)阻的20倍。（2）（3）（4）運(yùn)放器采用LM741，10V對(duì)稱電源供電。（5）（6）R1RfR

+–++–+R12Rf2R2

+–++–+整個(gè)電路的參數(shù)如下：可以仿真一下2.反相加法運(yùn)放器iF=

i1+i2若Rf=R1=R2，則：

R'

=R1//R2//Rf平衡電阻iFR1Rfi1R

+–+–++–+uou+u-i23.反相積分運(yùn)放器=R1Cf稱為積分時(shí)間常數(shù)。當(dāng)uI為階躍電壓時(shí)，則uo0tuI0tuo隨時(shí)間線性下降，最后達(dá)到負(fù)飽和值。iFR1Cfi1uIR

+–+–++–+uou+u-例4-5

利用積分電路將方波變成三角波。

時(shí)間常數(shù)

=

R1Cf=0.1ms設(shè)uC(0)=0=

5VuI/Vt/ms0.10.30.55

5uO/vt/ms=5V5

510k

10nFR1CfuIR

+–+–++–+uo4.反相微分運(yùn)放器虛地虛斷RfC1稱為微分時(shí)間常數(shù)當(dāng)uI為階躍電壓時(shí)，uo為尖脈沖電壓。uI0uo0tiFRfC1i1uIR

+–+–++–+uou+u-–+4.3.2同相輸入運(yùn)放器的分析方法1.同相比例運(yùn)放器

R2=R1//Rf平衡電阻當(dāng)R1=

時(shí)，電壓跟隨器或當(dāng)R1=

，Rf=0時(shí)，R1iFRfi1uIR2+–++–+uou+u-RfuIR2+–++–+uouI+–++–+uo同相比例運(yùn)放器主要特點(diǎn)：（1）輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相。（2）輸入電阻大，輸出電阻小。（3）存在共模輸入信號(hào)，對(duì)KCMR的要求高。例4-B2

如圖所示電路，計(jì)算輸出電壓uo

的大小。+–+–++–+uou+解：該電路是一電壓跟隨器。u+=7.5V輸出電壓uo=7.5V例4-6有一電容式壓力傳感器，其輸出阻抗為1MΩ，測量范圍是0～10MPa，其靈敏度是+1mV/0.1MPa，現(xiàn)在要用一個(gè)輸入0～5V的標(biāo)準(zhǔn)表來顯示這個(gè)壓力傳感器測量的壓力變化，即需要一個(gè)放大器把壓力傳感器輸出的信號(hào)放大到標(biāo)準(zhǔn)表輸入所需要的狀態(tài)。設(shè)計(jì)這個(gè)放大器并確定各元件參數(shù)。

解因?yàn)閴毫鞲衅鞯妮敵鲎杩购芨撸圆荒懿捎幂斎胱杩馆^小的反相比例電路構(gòu)成放大器，而需要用高輸入阻抗的同相比例放大器。

因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)表的最高輸入電壓對(duì)應(yīng)著壓力傳感器10MPa時(shí)的輸出電壓值，而壓力傳感器這時(shí)的輸出電壓為100mV，也就是放大器的最高輸入電壓，即這時(shí)放大器的輸出電壓應(yīng)是5V，所以放大器的電壓放大倍數(shù)是5/0.1=50倍。根據(jù)這些條件來確定電路的參數(shù)。（1）取R1=10KΩ。（4）運(yùn)算放大器采用高輸入阻抗的CA3140。（5）采用對(duì)稱電源供電，電源電壓可采用10V（因?yàn)榉糯笃髯畲筝敵鲭妷菏?V）。電路原理圖如圖所示。iFR1R2Rfi1uI1R3uI2+–+–++–+uoi2i32.同相加法運(yùn)放器若R2=R3

則

uO=uI1+uI2

若再有Rf=R1

例4-B3如圖所示電路，寫出電流iL與輸入電壓uI

的關(guān)系式。解：iLR1R2RLi1uI+–+–++–+u+u-u+=u-=uIiL=i1=uI/R11.輸出電流與負(fù)載大小無關(guān)。2.恒壓源轉(zhuǎn)換成為恒流源。特點(diǎn)：（電壓—電流轉(zhuǎn)換器）4.3.3差分運(yùn)放器iFR1R2Rfi1uI1R3uI2+–+–++–+uou+u-整理可得當(dāng)時(shí)，和則上式為當(dāng)時(shí)，則得例4-7試寫出圖4-28所示電路的運(yùn)算關(guān)系，已知R1=R2=Rf1=Rf2解：第一運(yùn)放為同相比例運(yùn)放。第二運(yùn)放為差分輸入減法器，運(yùn)用疊加原理：當(dāng)ui1

單獨(dú)作用時(shí)，當(dāng)ui2

單獨(dú)作用時(shí)，所以R1R1Rf

+

Rf+–+–++–+uou+u-Rf+–US例4-B4

如圖所示電路，是用運(yùn)放構(gòu)成的測量電路，US

為恒壓源，若

Rf是某個(gè)非電量（如壓力或溫度）的變化所引起的傳感元件的阻值變化量。試寫出uO

與

Rf

之間的關(guān)系式。解：由差分運(yùn)算電路的輸入、輸出關(guān)系可得整理可得

輸出信號(hào)電壓與傳感元件阻值變化量成正比。4.4電壓比較器4.4.1電壓比較器4.4.2滯回比較器

當(dāng)運(yùn)放工作于開環(huán)或正反饋的工作狀態(tài)時(shí)，運(yùn)放工作在非線性區(qū)。

運(yùn)放的非線性特性在自動(dòng)控制系統(tǒng)和數(shù)字技術(shù)中有廣泛應(yīng)用。

電壓比較器的功能是將輸入的模擬信號(hào)與一個(gè)參考電壓進(jìn)行比較，當(dāng)兩者相等時(shí)產(chǎn)生躍變，由此判別輸入信號(hào)的大小和極性。4.4.1電壓比較器R1R2ui+–+–++–+uo+–UREF+–1.電壓比較器與傳輸特性u(píng)i

:輸入電壓UREF:參考電壓當(dāng)ui>UREF時(shí)，uO=–UOMui

UREF時(shí)，uo=+UOMui

=UREF時(shí)，uO

發(fā)生躍變uooUOM–UOMUREF電壓傳輸特性當(dāng)參考電壓UREF=0時(shí)，稱為過零比較器。例：若ui為正弦波，畫出uo的波形。uootUOM–UOMotUREF=0UREF=1Vot1VuootUOM–UOM2.如果在輸出端與反相輸入端接一個(gè)雙向穩(wěn)壓管，即可把輸出電壓限制在某一特定值。限幅電壓比較器UZ–UZuooR1R2ui+–+–++–+uo+–DZ電壓傳輸特性當(dāng)ui>0時(shí)，uO=–UZui

0時(shí)，uO=+UZ4.4.2滯回比較器

滯回比較器是一種能判斷出兩種狀態(tài)的開關(guān)電路，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中。uooUOM–UOMR1R2uI+–+–++–+uoUREFRfu+u-u+滯回特性u(píng)+：上門限電平：下門限電平：回差電壓可改變參考電壓改變門限電平（改變R2Rf改變回差）例4-B5電冰箱用電子溫度控制器，當(dāng)箱內(nèi)溫度達(dá)10°C時(shí)壓縮機(jī)工作，當(dāng)下降達(dá)0°C時(shí)壓縮機(jī)停，溫度變化用熱敏電阻檢驗(yàn)，熱敏電阻對(duì)應(yīng)溫度變化是0.1

/0°C，量電路，在0°C時(shí)電阻值是50

，用繼電器控制壓縮機(jī)電源的通斷，繼電器線圈直流電阻為500，工作電壓為10V~12V，采用運(yùn)放構(gòu)成滯回比較器接通和切斷控制信號(hào)。若信號(hào)放大器輸出對(duì)應(yīng)10°C時(shí)為0.6V，對(duì)應(yīng)0°C時(shí)為0.1V。試畫出電路原理圖并計(jì)算出各元件參數(shù)。解：用電橋構(gòu)成溫度-電壓變換電路，橋臂工作電流限制在1mA以內(nèi)。采用差動(dòng)放大、反相比例、滯回比較器，構(gòu)成控制電路。R1R1RfRf+–+–+R21Rf1R22+–+–+uO1R31R41+–+–+uO2RR32Rf2MKK~220V+12V+12V12k

12k

+12VRt50

50

RpUI1UI2UZ+UDRP1橋臂電阻：因電流限制在1mA內(nèi)，各橋臂電阻不小于12k

。信號(hào)放大參數(shù)：溫度：0°C~10°C時(shí)，電橋輸出為0.2mV~1.2mV。滯回比較器輸入應(yīng)為0.1V~0.6V。電壓放大倍數(shù)100倍（差動(dòng)放大10倍，比例放大50倍）。R1R1RfRf+–+–+R21Rf1R22+–+–+uO1R31R41+–+–+uO2RR32Rf2MKK~220V+12V+