電工電子技術及應用任務4-2-4集成運放的非線性應用學習內容及目標任務4-2-4集成運放的非線性應用能力目標1、能設計電壓比較器電路并計算相關參數。知識目標1、能說出兩種電壓比較器的電路結構特點、工作原理及動作過程。2情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修uoui0+UOM-UOM++uoui++uouiuoui0+UOM-UOM一、集成運放的非線性應用1、簡單電壓比較器3情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修4uo

（1）電路圖如圖所示電路，當輸入一個電壓信號時,不管信號多大,輸出總是一個最大值,當正弦波的電壓值一過零點，輸出波形立刻就翻轉運放電路中沒有負反饋，運放處于非線性狀態。一、集成運放的非線性應用1、簡單電壓比較器4情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修5uo

一、集成運放的非線性應用1、簡單電壓比較器5情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修6uo

一、集成運放的非線性應用1、簡單電壓比較器6情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修7uo

（4）過零比較器圖示電路中由于U-=0，所以它是一個過零比較器。簡單電壓比較器結構簡單，靈敏度高，但抗干擾能力差。為解決這一問題，一般采用具有滯回特性的比較器。

一、集成運放的非線性應用1、簡單電壓比較器

7情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修uoui0+Uom-UomUR傳輸特性UR：參考電壓ui：被比較信號

++uouiUR–特點：運放處于開環狀態。當ui>UR時,uo=+Uom當ui<UR時,uo=-Uom

1）ui從同相端輸入1、簡單電壓比較器（Ui

不為零時）8情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修++uouiURuoui0+Uom-UomUR當ui<UR時,uo=+Uom當ui>UR時,uo=-Uom

2）

ui從反相端輸入1、簡單電壓比較器（Ui

不為零時）9情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修10（1）電路圖在簡單電壓比較器中加上正反饋網絡（R2、Rf）即構成了滯回電壓比較器，因為運放工作在非線性狀態，加入正反饋可以提高比較器的靈敏度和輸出電壓的翻轉速度，提高抗干擾能力，穩定性更高。2、滯回電壓比較器

（a）電路圖（b）動作過程圖4-2-4-2滯回電壓比較器10情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修11（2）工作原理因為有正反饋，所以能加速輸出端的翻轉，當uo正飽和時：

當uo負飽和時：2、滯回電壓比較器

（a）電路圖（b）動作過程圖4-2-4-2滯回電壓比較器11情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修12（2）工作原理滯回電壓比較器的輸出電壓發生跳變時運放處于臨界狀態，其臨界條件為：運放兩輸入端之間的電位差等于零（運放兩輸入端的電流均視為零），即。2、滯回電壓比較器

（a）電路圖（b）動作過程圖4-2-4-2滯回電壓比較器12情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修13過零比較器和滯回比較器的輸出都是方波，它們都有波形變換的功能，能把輸入的正弦波變成方波輸出。但是過零比較器的跳變點是零伏點，而滯回比較器的跳變電平不再是零伏，而是有上述的兩個觸發電平URH、URL

,如圖（a）。為了穩定輸出電壓，可以在輸出端加上雙向穩壓管如圖（b）。2、滯回電壓比較器

（a）波形變換（b）穩定輸出電壓圖4-2-4-3滯回電壓比較器13情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修++uiuoui0+UZ-UZ電路改進：用穩壓管穩定輸出電壓。++uiuo

UZRR′uo

UZ電壓比較器的另一種形式

——將雙向穩壓管接在負反饋回路上14情境4直流穩壓電源組裝、調試及維修1、電壓比較器的輸出電壓有什么特點？2