1、(6-1),電子技術(shù),第六章 非線性處理器,模擬電路部分,(6-2),第六章 非線性處理器,6.1 概述 6.2 限幅器 6.3 電壓比較器 6.4 遲滯比較器,(6-3),非線性應(yīng)用：是指由運(yùn)放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關(guān)系 uo=f( ui ) 是非線性函數(shù)。,由運(yùn)放組成的非線性電路有以下三種情況：,1. 電路中的運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。,比如：運(yùn)放開環(huán)應(yīng)用,運(yùn)放電路中有正反饋，運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。,6.1 概述,(6-4),2. 電路中的運(yùn)放處于線性狀態(tài)，但外圍電路有非線性元件（二極管、三極管、穩(wěn)壓管等）。,ui0時：,ui0時：,(6-5),3. 另一種情況，電路中的運(yùn)放處于非

2、線性狀態(tài)，外圍電路也有非線性元件（二極管、三極管）。,由于處于線性與非線性狀態(tài)的運(yùn)放的分析方法不同，所以分析電路前，首先確定運(yùn)放是否工作在線性區(qū)。,確定運(yùn)放工作區(qū)的方法：判斷電路中有無負(fù)反饋。,若有負(fù)反饋，則運(yùn)放工作在線性區(qū)； 若無負(fù)反饋，或有正反饋，則運(yùn)放工作在非線性區(qū)。,處于非線性狀態(tài)運(yùn)放的特點(diǎn)：,1. 虛短路不成立。 2. 輸入電阻仍可以認(rèn)為很大。 3. 輸出電阻仍可以認(rèn)為是0。,(6-6),運(yùn)放處于線性狀態(tài)，但外圍電路有非線性元件穩(wěn)壓二極管。,R：限流電阻。一般取100 。,DZ雙向穩(wěn)壓管,6.2 限幅器,(6-7),另一種形式的限幅器：雙向穩(wěn)壓管接于負(fù)反饋回路上。,當(dāng) 時，在雙向穩(wěn)壓

3、管的作用下，,當(dāng) 時，雙向穩(wěn)壓管不通，運(yùn)放工作在 線性狀態(tài)。,(6-8),傳輸特性,(6-9),特點(diǎn)：運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)。,當(dāng)ui UR時 , uo = +Uom 當(dāng)ui UR時 , uo = -Uom,一、若ui從同相端輸入,6.3 電壓比較器,(6-10),UR,當(dāng)ui UR時 , uo = -Uom,二、 若ui從反相端輸入,(6-11),三、過零比較器: (UR =0時),(6-12),例：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲ā?(6-13),電路改進(jìn)：用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓。,(6-14),比較器的特點(diǎn),1. 電路簡單。,2. 當(dāng)Ao不夠大時， 輸出邊沿不陡。,3. 容易引入干擾。,(6-15

4、),一、下行遲滯比較器,分析,1. 因?yàn)橛姓答?，所以輸出飽和?2. 當(dāng)uo正飽和時(uo =+UOM) ：,U+,3. 當(dāng)uo負(fù)飽和時(uo =UOM) ：,特點(diǎn)：電路中使用正反饋， 運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。,1. 沒加參考電壓的下行遲滯比較器,6.4 遲滯比較器,(6-16),分別稱UH和UL上下門限電壓。稱(UH - UL)為回差。,當(dāng)ui 增加到UH時，輸出由Uom跳變到-Uom；,當(dāng)ui 減小到UL時，輸出由-Uom跳變到Uom 。,傳輸特性：,小于回差的干擾不會引起跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)時，正反饋加速跳轉(zhuǎn)。,(6-17),例：下行遲滯比較器的輸入為正弦波時，畫出輸出的波形。,(6-18),2.

5、加上參考電壓后的下行遲滯比較器,加上參考電壓后的上下限：,(6-19),下行遲滯比較器兩種電路傳輸特性的比較:,(6-20),例：R1=10k，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V當(dāng)輸入 ui 為如圖所示的波形時，畫出輸出uo的波形。,(6-21),首先計算上下門限電壓：,(6-22),根據(jù)傳輸特性畫輸出波形圖。,(6-23),u+=0 時翻轉(zhuǎn)，可以求出上下門限電壓。,二、上行遲滯比較器,當(dāng)u+ u- =0 時, uo= +UOM 當(dāng)u+ u- =0時, uo= -UOM,1. 沒加參考電壓的上行遲滯比較器,(6-24),上下門限電壓：,(6-25),上下門限電壓：,當(dāng)uo= +UOM時：,當(dāng)uo= -UOM時：,2. 加上參