2022-2023学年高二物理竞赛课件：利用集成运放实现的信号转换电路

利用集成运放实现的信号转换电路 2 利用集成运放实现的信号转换电路 电压—电流转换电路 A － ＋ uI R’ RL R iL i1 一、电压—电流转换电路 A1 － ＋ uO1 uI R4 R2 R3 iO R1 A2 － ＋ RO uO2 N1 P1 N2 P2 RL 由于电路引入负反馈， uN= uP =0， 负载电流 R1 =R2=R3= R4 = R 3 二、电流—电压转换电路 A － ＋ uO R Rf RS iF iS RL Ri 4 8.4.2 精密整流电路 D R + + - - uI uO 0 概念：将交流电转换为直流电，称为整流。 精密整流电路的功能是将微弱的交流电压转换成直流电压。 i u 0 t Uon 0 t uI uO1 0 t uO2 0 t 5 0 t uI uO 0 t A － ＋ uO R’ Rf R uI D1 D2 u’O 当uI >0时，必然使集成运放的输出u’O <0，从而导致二极管D2导通， D1截止，电路实现反相比例运算，输出电压 当uI <0时，必然使集成运放的输出u’O >0，从而导致二极管D1导通， D2截止，Rf中电流为零，输出电压uO =0。 　　如果设二极管的导通电压为0.7V，集成运放的开环差模放大倍数为50万倍，为使二极管D1导通，集成运放的净输入电压 可见，只要输入电压uI使集成运放的净输入电压产生非常微小的变化，就可以改变D1和D2工作状态，从而达到精密整流的目的。 6 A1 － ＋ R1 2R R uI D1 D2 uO1 A2 － ＋ uO R2 R R R 0 t uI uO1 0 t uO 0 t 当uI>0时，uO1=-K uI(K>0)，当uI<0时， uO1=0。 当 uI>0 时，uO1= -2uI， uO =2uI - uI= uI；当uI<0时， uO1=0， uO= -uI 。 7 T T1 8.4.3 电压—频率转换电路 传感器 预处理 电路 压控 振荡器 计数 显示 直流 电压 一、由集成运放构成的电压—频率转换电路 1.电荷平衡式电路 A － ＋ uO1 R I iI S R uI 滞回 比较器 uO (uI <0) uO1 uO UT2 UT1 UOH UOL T1 T2 T uo=UOH, S闭 uo=UOL, S开 I >>iI 8 A2 － ＋ uO1 DZ ±UZ R5 R3 R4 A1 － ＋ R2 uO R1 C P2 D N1 I uI (uI <0) 积分器 滞回比较器 uO +UZ -UZ 0 uO1 +UT -UT 设初态uO= -UZ ，由于uN1=0， D截止 令uP2= uN2=0，求出阈值电压 uO1 uO UT2 UT1 UOH UOL T1 T2 T t0 t1 t2 9 A2 － ＋ uO1 DZ ±UZ R5 R3 R4 A1 － ＋ R2 uO R1 C P2 D N1 I uI (uI <0) 积分器 滞回比较器 uO1 uO UT2 UT1 UOH UOL T1 T2 T t0 t1 t2 D通 D止 10 uO1 uO UT2 UT1 UOH UOL T1 T2 T t0 t1 t2 T T1 压控振荡器 11 2、正确理解由集成运放构成的矩形波、三角波和锯齿波发生电路的工作原理、波形分析和有关参数。 第8章要求 2、熟练掌握RC桥式正弦波振荡电路的组成、起振条件和振荡频率。 一、正弦波振荡器 1、熟练掌握电路产生正弦波振荡的幅值平衡条件和相位平衡条件，能够根据相位平衡条件正确判断电路是否可能产生正弦波振荡。 3、了解变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式和石英晶体正弦波振荡电路的工作原理。正确理解它们的振荡频率与电路参数的关系。 二、非正弦波振荡器 1、熟练掌握各种电压比较电路的工作原理及分析； 三、了解信号转换电路的工作原理。 例题 则电压增益为 由于 则 end 根据电路有 $