集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用模擬運(yùn)算電路

第七章集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用—模擬運(yùn)算電路本章是本課程的重點(diǎn)章節(jié)之一，應(yīng)著重掌握以下內(nèi)容：（1）集成運(yùn)放工作在線性區(qū)和非線性區(qū)的條件和特點(diǎn)（2）比例運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，Uo與Ui的特點(diǎn)（3）求和運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析方法（4）積分運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)，輸出輸入關(guān)系（5）簡單電壓比較強(qiáng)的分析方法，會計算UT，花電壓傳輸特性，畫UO波形本章內(nèi)容（1）集成運(yùn)放應(yīng)用基礎(chǔ)（2）運(yùn)算電路電子課件七.集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用—模擬運(yùn)算電路課時授課教案一授課計劃批準(zhǔn)人：批準(zhǔn)日期：課序19授課日期授課班次課題：第7章第7.1節(jié)集成運(yùn)放的應(yīng)用基礎(chǔ)第7.2節(jié)運(yùn)算電路目的要求：1.深刻理解集成運(yùn)放工作在線性區(qū)的條件和特點(diǎn)2.掌握反相比例運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)3.掌握同相比例運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)4.掌握電壓跟隨器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)反相和同相比例運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及Ｕo與Ｕi的關(guān)系難點(diǎn)理解集成運(yùn)算工作在線性區(qū)的條件和特點(diǎn)教學(xué)方法手段:電子課件、課堂提問、課堂討論、啟發(fā)式教具：電子課件復(fù)習(xí)提問1.知集成運(yùn)放的Ａo，據(jù)電壓傳輸特性估算出集成運(yùn)放的線性輸入范圍2.集成運(yùn)放開環(huán)應(yīng)用能否使運(yùn)放工作在線性區(qū)？課堂討論同相比例和反相比例電路分別作為一、二級組成兩級放大電路討論其輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系布置作業(yè)本章思考題與習(xí)題３、４、７、８課時分配課堂教學(xué)環(huán)節(jié)復(fù)習(xí)提問新課講解課堂討論每課小結(jié)布置作業(yè)時間分配（分鐘）２０５５１５８２二授課內(nèi)容7.1集成運(yùn)放的應(yīng)用基礎(chǔ)復(fù)習(xí)：上一章介紹了集成運(yùn)放的符號及集成運(yùn)放的電壓傳輸特性如圖示由電壓傳輸特性曲線知，集成運(yùn)放有線性工作區(qū)和非線性工作區(qū)集成運(yùn)放的最大輸出電壓則最大線性輸入電壓為，即只有時運(yùn)放才工作在線性區(qū)?？梢娂蛇\(yùn)放開環(huán)應(yīng)用不能工作在線性區(qū)，要使集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，必需在集成運(yùn)放外部電路引入負(fù)反饋。7.1.1理想運(yùn)放的條件理想條件：等用理想運(yùn)放代替實(shí)際運(yùn)放所產(chǎn)生的誤差工程上是允許的7.1.2理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的特點(diǎn)在線性區(qū)虛短路虛開路虛短路、虛開路是分析集成運(yùn)放線性應(yīng)用電路的出發(fā)點(diǎn)。7.2運(yùn)算電路7.2.1比例運(yùn)算1.反相比例運(yùn)算電路（1）電路結(jié)構(gòu)：從輸出端到反相輸入端引入負(fù)反饋，信號加到反相輸入端（2）U0與Ui關(guān)系據(jù)圖示電路及其參考方向虛開/\虛路虛開有若則,稱為反相器或反號器平衡電阻（3）特點(diǎn)①電路引入了電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻低輸出電阻②存在虛地③共模輸入信號，對于集成運(yùn)放的共模抑制比要求不高2.同相比例運(yùn)算電路（1）電路結(jié)構(gòu)：從輸出端到反相輸入端引入負(fù)反饋，信號加到同相輸入端（2）U0與Ui關(guān)系由圖示參考方向：虛開/\虛路虛開有整理后（3）特點(diǎn)①電路引入了電壓串聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻很大，輸出電阻很小，可以認(rèn)為②共模輸入信號，對于集成運(yùn)放的共模抑制比要求較高。若同相比例運(yùn)算電路中，稱為電壓跟隨器電壓跟隨器可以看成是同相比例運(yùn)算電路的特例此電路、電壓跟隨效果非常好小結(jié)：1.分析集成運(yùn)放線性應(yīng)用電路的出發(fā)點(diǎn)2.對反相比例和同相比例運(yùn)算電路進(jìn)行全面比較課時授課教案一授課計劃批準(zhǔn)人：批準(zhǔn)日期：課序：20授課日期：授課班次：課題：第7章第2節(jié)運(yùn)算電路目的要求：1.掌握差動比例運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)，分析方法及特點(diǎn)。2.掌握求和電路及和差電路的電路結(jié)構(gòu)，uo與ui的關(guān)系。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：差動比例運(yùn)算電路，反相求和電路難點(diǎn)：同相求和電路教學(xué)方法手段:電子課件，課堂提問，課堂討論，啟發(fā)式教具：電子課件復(fù)習(xí)提問：在同向比例運(yùn)算電路的同相輸入端接一電阻到地，uo與ui關(guān)系如何？課堂討論：1.兩級運(yùn)放構(gòu)成的電路：（1）各構(gòu)成何種運(yùn)算電路（2）分析uo與ui關(guān)系（3）指出虛短路、虛地布置作業(yè)：本章思考題與習(xí)題：10（1）（3）12（a）（b）（d）課時分配：課堂教學(xué)環(huán)節(jié)復(fù)習(xí)（提問）新課講解課堂討論每課小結(jié)布置作業(yè)時間分配（分鐘）20502082二授課內(nèi)容復(fù)習(xí)：在同相比例運(yùn)算電路的同相輸入端，接一個電阻到地，分析此電路的Uo與Ui關(guān)系。7.2.2差動比例運(yùn)算電路結(jié)構(gòu).從輸出端到反向輸入端引入負(fù)反饋。兩路輸入信號分別加到反相輸入端和同相輸入端。Uo和Ui的關(guān)系應(yīng)用疊加定理：Ui1單獨(dú)作用，輸出電壓Uo1ˊ=-(R2/R1)Ui1Ui2單獨(dú)作用，輸出電壓U02ˊ=(1+R2/R1)R4/(R3+R4)Ui2Ui1和Ui2共同作用UO=Uo1ˊ+U02ˊ=（1+R2/R1）R4/R3+R4Ui2-R2/R1Ui1若R1=R3R2=R4則有UO=R2/R1(Ui2-Ui1)差動比例運(yùn)算又是減法運(yùn)算7.2.3求和運(yùn)算反相求和運(yùn)算電路結(jié)構(gòu)在反相比例運(yùn)算電路基礎(chǔ)上，反相輸入端多加幾路輸入信號即構(gòu)成反相求和運(yùn)算電路Uo和Ui關(guān)系Ui1/R1+Ui2/R2=-UO/RfUO=-Rf/R1Ui1-Rf/R2Ui2若R2=R1=Rf則UO=-(Ui1+Ui2)同相求和運(yùn)算電路結(jié)構(gòu)在同相比例運(yùn)算電路基礎(chǔ)上，在同相輸入端多加幾路輸入信號，即構(gòu)成同相求和運(yùn)算電路。Uo與Ui的關(guān)系利用疊加定理可得到圖示電路的Uo為Uo=（1+Rf/R1）R3/(R2+R3)Ui1+（1+Rf/R1）R2/(R2+R3)Ui2=（1+Rf/R1）[R3/(R2+R3)Ui1+R2/(R2+R3)Ui2]平衡電阻應(yīng)滿足R1‖Rf=R2‖R3代數(shù)求和電路兩級電路構(gòu)成的和差電路如圖所示Uo1=-Rf/R1Ui1-Rf/R2Ui2Uo=-R6/R4Uo1-R6/R3Ui3=(Rf/R1Ui1+Rf/R2Ui2)R6/R4-R6/R3Ui3=Rf/R1R6/R4Ui1+Rf/R2R6/R4Ui2-R6/R3Ui3小結(jié)反相求和與同相求和運(yùn)算電路的比較單個運(yùn)放構(gòu)成的和差運(yùn)算電路與兩級運(yùn)放構(gòu)成的和差運(yùn)算電路的比較課時授課教案一授課計劃批準(zhǔn)人：批準(zhǔn)日期：課序：21授課日期：授課班次：課題：第7章第7.2節(jié)運(yùn)算電路(7.2——7.4)目的要求：1.掌握積分運(yùn)算電路的電路組成，輸入輸出關(guān)系。2.了解微分運(yùn)算電路，對數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路。3.熟悉模擬乘法器在乘法，除法等運(yùn)算電路中的應(yīng)用。4.了解有源濾波電路。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)積分運(yùn)算電路教學(xué)方法手段:電子課件，課堂提問，課堂討論，啟發(fā)式教具：電子課件復(fù)習(xí)提問兩級運(yùn)放電路分析（第一級反相求和，第二級差動運(yùn)算）課堂討論1.利用模擬乘法器能否實(shí)現(xiàn)倍頻？2.若能實(shí)現(xiàn)，畫出電路圖并分析。布置作業(yè)：本章思考題與習(xí)題13.（a）（b）（d）26.課時分配：課堂教學(xué)環(huán)節(jié)復(fù)習(xí)提問新課講解課堂討論每課小結(jié)布置作業(yè)時間分配（分鐘）15601582二授課內(nèi)容7.4積分和微分運(yùn)算電路復(fù)習(xí)：兩級運(yùn)放電路分析積分運(yùn)算電路電路結(jié)構(gòu)反相比例運(yùn)算電路中，反饋支路中的電阻換成電容即構(gòu)成積分運(yùn)算電路Uo與Ui關(guān)系由圖示參考方向Uo=-Uc=-1/c∫i1dt=-1/RC∫Uidt實(shí)用的積分運(yùn)算電路在上述積分電路中，反饋電容兩端并上一個大電阻即構(gòu)成實(shí)用的積分電路。微分運(yùn)算電路電路結(jié)構(gòu)積分和微分互為逆運(yùn)算，積分電路中的C和R互換位置即構(gòu)成微分運(yùn)算電路。Uo與Ui關(guān)系Uo=-RiF=-RiC=-RCdUi/dt實(shí)用微分電路在輸入端與電容C串接一個小電阻，可使微分電路的工作穩(wěn)定性提高7.5對數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路1.對數(shù)運(yùn)算電路電路結(jié)構(gòu)反相積分運(yùn)算電路中的電容換成二極管則構(gòu)成基本的對數(shù)運(yùn)算電路Uo與Ui關(guān)系iD=Is(eUD/UT-1)i1=iD≈ISeUD/UTUO=-UD考慮上述各式得UO=-UT㏑指數(shù)運(yùn)算電路(1)電路結(jié)構(gòu)對數(shù)電路中的二極管D與電阻R互換位置則構(gòu)成指數(shù)電路（2）Uo與Ui關(guān)系UD=Ui-U-=UiiD=IseUi/UTUo=-iFR=-iDR=-IsReUi/UT7.6乘法運(yùn)算電路模擬乘法器的符號如圖，它有兩個輸入端，一個輸出端，兩個輸入端分別加上輸入信號Ux和Uy，則輸出Uo=kUxUy式中k為運(yùn)算系數(shù)，由生產(chǎn)廠家定。若兩個輸入端聯(lián)在一起，加上輸入信號UI,可實(shí)現(xiàn)平方運(yùn)算即Uo