信号运算与处理.ppt

(6-1),第九章 非线性处理器,低频电子线路,(6-2),第九章 非线性处理器,9.1 概述9.2 限幅器9.3 电压比较器9.4 迟滞比较器,(6-3),非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系 uo=f(ui)是非线性函数。,由运放组成的非线性电路有以下三种情况：,1.电路中的运放处于非线性状态。,比如：运放开环应用,运放电路中有正反馈，运放处于非线性状态。,9.1 概述,(6-4),2.电路中的运放处于线性状态，但外围电路有非线性元件（二极管、三极管、稳压管等）。,ui0时：,ui0时：,(6-5),3.另一种情况，电路中的运放处于非线性状态，外围电路也有非线性元件（二极管、三极管）。,由于处于线性与非线性状态的运放的分析方法不同，所以分析电路前，首先确定运放是否工作在线性区。,确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。,若有负反馈，则运放工作在线性区；若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。,处于非线性状态运放的特点：,1.虚短路不成立。2.输入电阻仍可以认为很大。3.输出电阻仍可以认为是0。,(6-6),运放处于线性状态，但外围电路有非线性元件稳压二极管。,R：限流电阻。一般取100。,DZ双向稳压管,9.2 限幅器,(6-7),另一种形式的限幅器：双向稳压管接于负反馈回路上。,当 时，在双向稳压管的作用下，,当 时，双向稳压管不通，运放工作在线性状态。,(6-8),传输特性,(6-9),特点：运放处于开环状态。,当ui UR时,uo=+Uom当ui UR时,uo=-Uom,一、若ui从同相端输入,9.3 电压比较器,(6-10),UR,当ui UR时,uo=-Uom,二、若ui从反相端输入,(6-11),三、过零比较器:(UR=0时),(6-12),例：利用电压比较器将正弦波变为方波。,(6-13),电路改进：用稳压管稳定输出电压。,(6-14),比较器的特点,1.电路简单。,2.当Ao不够大时，输出边沿不陡。,3.容易引入干扰。,(6-15),一、下行迟滞比较器,分析,1.因为有正反馈，所以输出饱和。,2.当uo正饱和时(uo=+UOM)：,U+,3.当uo负饱和时(uo=UOM)：,特点：电路中使用正反馈，运放处于非线性状态。,1.没加参考电压的下行迟滞比较器,9.4 迟滞比较器,(6-16),分别称UH和UL上下门限电压。称(UH-UL)为回差。,当ui 增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom；,当ui 减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom。,传输特性：,小于回差的干扰不会引起跳转。跳转时，正反馈加速跳转。,(6-17),例：下行迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。,(6-18),2.加上参考电压后的下行迟滞比较器,加上参考电压后的上下限：,(6-19),下行迟滞比较器两种电路传输特性的比较:,(6-20),例：R1=10k，R2=20k，UOM=12V，UR=9V当输入 ui 为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。,(6-21),首先计算上下门限电压：,(6-22),根据传输特性画输出波形图。,(6-23),u+=0 时翻转，可以求出上下门限电压。,二、上行迟滞比较器,当u+u-=0 时,uo=+UOM当u+u-=0时,uo=-UOM,1.没加参考电压的上行迟滞比较器,(6-24),上下门限电压：,(6-25),上下门限电压：,当uo=+UOM时：,当uo=-UOM时：,2.加上参考电压后的上行迟滞比较器,(6-26),传输特性：,(6-27),迟滞比较器电路改进：为了稳定输出电压，可以在输出端加上双向稳压管。,思考题：如何计算上下限？,