下载文档原格式
运放的非线性应用原理1. 引言运放（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种广泛应用于电子电路中的集成电路器件。
除了典型的线性应用，运放还可以应用于非线性电路中，实现多种有趣而实用的功能。
本文将介绍运放的非线性应用原理，并使用列点的方式进行阐述。
2. 非线性应用原理以下列出了几种常见的运放非线性应用原理：•比较器（Comparator）：通过利用运放的放大特性和比较特性，将输入信号和参考电压进行比较，并输出高或低电平的信号。
比较器常用于判断信号的高低电平或超过阈值等特定条件。
在计算机数字电路中，比较器也用于二进制数据的比较与处理。
•正弦波产生器（Oscillator）：利用运放的正反馈特性，实现自激振荡电路，产生稳定的正弦波信号。
正弦波产生器常应用于音频设备、信号发生器以及通信设备中。
•多谐振荡器（Multivibrator）：通过运放的放大特性和正反馈特性，构建多谐波振荡电路。
多谐振荡器可产生方波、矩形波和锯齿波等多种波形信号。
在电子乐器、通信设备和数字电路中，多谐振荡器有广泛的应用。
•限幅器（Clamper）：通过限制输入信号的幅值，实现对信号的限制和修正。
限幅器多用于音频设备和通信设备中，用于保护后续电路不受高幅值的输入信号的干扰。
•焊接控制器（Soldering Iron Temperature Controller）：运放非线性应用在温控领域中也有应用。
焊接控制器可通过运放的非线性运算功能，实现对焊接烙铁温度的精确控制。
在焊接电子元件时，可根据焊接环境和元件要求来控制烙铁的温度。
3. 非线性应用实例分析将以限幅器为例，对非线性应用原理进行实例分析：3.1 限幅器原理限幅器的原理是通过控制开关电路的导通和断开来限制输入信号的幅值。
输入信号超过设定的上下限幅值时，运放会切断输出信号。
以下为限幅器的工作原理：1.以一个正弦波信号作为输入信号。
2.设置上下限幅电压值。
运放的非线性应用（分层）
实验任务：
任务一：验收：报告纸上：全部数据记录。
仪器上：示波器双通道显示任务（2）u i 、u o 波形。
任务二：验收：报告纸上：全部数据记录。
仪器上：示波器双通道显示u i 、u o 波形（采用X-Y 坐标系；测量需数格子，因此波形调得越大越好；示波器耦合方式为直流，水平、垂直基线归零；输入信号幅值改为5V ）。
4.3 各层次实验内容
实验层次 B 类 A 类
实验内容
实验任务一
实验任务一、二
B 类任务讲解
1. 任务与步骤。
电压传输特性曲线课后完成。
表1 过零电压比较器实验数据
表2 任务（2）i 、u o 波形参数
u i 波形参数
u o 波形参数
U ipp f i U oH U oL f o
2.o +-
3. 设备介绍。
可调直流电压源、稳压二极管(2DW231)、信号源接线。
4. 注意事项：
1) A 类任务无输出波形的可能原因：幅值未达到5V 或offset 旋钮未归零。
5. 安排值日。
u i (V) -4
-3
-2
-1
1
2
3
4
u o (V)
5.1k Ω
10k Ω
10k Ω
6V。
集成运放的非线性应用一. 实验目的学习集成运放的基本非线性应用，了解集成运放使用中的有关问题，进一步熟悉运算放大器的特性。
二. 实验仪器设备1.实验箱2. 万用表3. 示波器三. 实验内容及要求RC振荡电路1、正确连接电路，并计算振荡频率。
2、接通电源，用示波器观察是否起振。
若不起振，调整W f的大小，使电路满足振荡条件。
当有输出波形后，调节W f的大小，使振荡波形达到基本不失真。
3、测量输出电压的幅值Vom和频率f o4、关掉电源，断开电路，测量负反馈电路中电阻值，计算 A vf。
10KΩ2200pFR2+Wf5.1KΩ迟滞比较器接线示意图思考题1．迟滞比较器和过零比较器相比具有哪些优点？过零比较器当输入信号在门限值附近有微小干扰波动时，输出电平就会产生相应的起伏，而迟滞比较器由于在电路中引入了正反馈克服了这一缺点，因此抗干扰能力比过零比较器更强；迟滞比较器加有正反馈可以加快比较的速度。
过零比较器只能比较输入与零电位的大小，而迟滞比较器可以通过调整相应的参数实现与任意电位的比较。
2．RC 振荡电路的振荡频率是由哪部分电路确定的？如何改变电路的振荡频率？RC 振荡电路的振荡频率是有RC 选频网络决定的，即图示电路中RC 串联与RC 并联网络决定。
振荡频率：012f RCπ= 可见，要想改变电路的振荡频率只需改变相应RC 的参数即可获得需要的频率。
3．如果迟滞比较器的输出为一条直线，那么可能原因有哪些？（1）输入信号幅值偏小只达到下门限电压值，达不到上门限电压值无法再次反转；（2）输入信号为直流（3）示波器接地了，输出零电位（4）电路中有短线4. 实验过程中遇到的问题，如何解决。
RC振荡电路不能起振，解决办法：调整Wf大小使A vf满足起振条件即A vf>3；输出波形失真，解决办法：调整Wf大小使波形刚好达到最大不失真；反馈电阻实测值比理论值偏小，解决办法：实验中测量反馈电阻时没有与电路断开，当有万用表测量反馈电阻时相当于反馈电阻与电路并联，故实测值比理论值偏小，需断开与电路的联系重新测量实验总结。
