模电八：集成运算放大器（下）

积分运算电路

满足虚短与续断
由虚短及虚断性质可得：
i1 = if





若输入信号电压为直流，那么：

三角波发生器

分析：
1.由于U1引入的是正反馈，所以，只要有失调电压存在，不管正负，那么，U1都将工作在非线性区，输出电源电压。
2.左边U+的电压来源于两部分，第一部分由R₁和R₂构成的正反馈电压，第二部分由R₃提供的C1电压，由于R₁和R₂都比较大，那么R₃的分压比较小。当电容C1电压变化较大时，都会引起U1正向端的变换

微分运算电路

由虚短及虚断性质可得：
i1 = if

有源滤波电路

分为低通（频率低允许通过）滤波、高通（频率高允许通过）滤波、带通（某一段频率允许通过）滤波、带阻（某一段频率不允许通过）滤波。

采样保持电路

采样保持电路，多用于模一数转换电路（A/D）之前。由于A/D 转换需要一定的时间，所以在进行A/D 转换前必须对模拟量进行瞬间采样，并把采样值保存一段时间，以满足A/D 转换电路的需要。

分析：开关S闭合之后，U_i对 U_c进行充电，当S断开之后，U_c会通过后面的电阻给运算放大器进行放电，电容放电的时间t = 0.7 × RC，R越大，电容的额放电量在一定的时间内就变小了，运算放大器的输入阻抗是非常大的，此时Uc电容的衰减量是非常小的，那么U_c = U_o，然后把Uo的值送给采样器采样，把电压值U进行输出

可以观察到采样到的为负峰值。
分析：输入信号是一个正弦波，当处于正半轴的时候，二极管不导通。当处于负半轴的时候，二极管将导通，对电容C12进行反向充电，则电阻R₄上的的负向电压（-Uc）将会升高，U2是一个跟随器的形式，则输出电压U_o = U_c，此时就会把峰值采样到，因为电容C12的放电量是很小的，只会随着输入电压的升高而升高，而不会减小（二极管的单向导通性）。当把二极管调整方向，采样到的则为正峰值。

文氏桥震荡电路

R_F>2R₁，这里即R₃>2R₄. 　2πRC中的R=R₁=R₂，C= C₁= C₂。

文氏桥电路设计测试

1、题目
设计一个1KHZ的正弦波信号。
分析：
1、输出电压较小时，由于没达到二极管的启动电压，所以二极管不导通，电压放大很快。
2、当达到二极管的启动电压时，R5不再起作用，所以，R5的大小决定了启动速度
3、R3决定了输出的幅值，它会在R3和R5以及二极管之间，寻找到一个平衡点，使信号达到稳定

分析：上面一部分是文氏桥的典型接法（一个电阻（R2）和电容（C2）并联，一个电阻（R1）和电容（C1）串联），下面是同相比例运算放大器的接法，文氏桥的起震条件是|AF|>1，其中F最大值是1/3，所以A>3，同样比例放大器的放大倍数为 1+RF/R1，所以RF/R1 应该大于2，当输出量很小的时候，D1和D2都不导通，这里放大倍数是(（R5+R3）/R4)+1 = (（500+170）/100)+1 =7.7，当输出量比较大的时候，二极管即将导通，导通之后就会和R5并联，使总体电阻变小，此时，放大倍数就会减小，为了达到一个正弦波稳定的效果，D1，D2，R5这一部分会寻找一个合适的值，使（R3+（R5部分并联的阻值）） /R4 = 2，此时就能实现输出一个稳定的正弦波。R5作用就是控制起振的速度（刚刚起振的时候二极管不导通，R5越大放大倍数越大，起振越快），R3的作用是控制幅值大小，但R3不能大于200，因为大于200，放大倍数就大于3了，R3左边的R5那一部分就没有作用了，只会造成放大倍数越来越大，造成波形失真。

电压比较器

理想运放工作在非线性区的特点：
当 u+> u－ 时， uo = +Uo (sat)
u+< u－ 时， uo = – Uo (sat)
条件：
没有负反馈回路

分析：U1A是一个比较器，Q1是一个三极管，当输出5V，三极管导通，发光二极管点亮，当输出-5V时，三极管截止，二极管不会点亮。当开关J1接VEE，则正向端输入为-5V，负向端接地为0V，此时输出为-5V，二极管不会点亮，当单刀双掷开关J1接VCC，为+5V，发光二极管点亮。