電子技術(shù)技能與實(shí)訓(xùn)電子教案05 搭建集成運(yùn)放uA741應(yīng)用電路

電子技術(shù)技能與實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)教案05搭建集成運(yùn)放uA741應(yīng)用電路55.1訓(xùn)練目標(biāo)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)（一）掌握集成運(yùn)放的功能和集成運(yùn)放簡單電路的設(shè)計(jì)。（二）學(xué)會使用示波器對電路波形進(jìn)行檢測。（三）學(xué)會搭建反相輸人電路，并會測量其相關(guān)參數(shù)。（四）學(xué)會搭建同相輸人電路，并會測量其相關(guān)參數(shù)。二、素養(yǎng)目標(biāo)（一）了解集成運(yùn)放的發(fā)展史和我國近年來電子技術(shù)行業(yè)迅猛發(fā)展的現(xiàn)狀（二）安全用電、愛護(hù)儀器設(shè)備，保持實(shí)訓(xùn)室環(huán)境整潔（三）通過分組合作完成實(shí)訓(xùn)，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)探索精神，養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)意識和協(xié)作意識55.2知識鏈接一、運(yùn)算放大器的歷史：運(yùn)算放大器最早被設(shè)計(jì)出來的目的是用來進(jìn)行加、減、微分、積分的模擬數(shù)學(xué)運(yùn)算，因此被稱為“運(yùn)算放大器”。同時(shí)它也成為實(shí)現(xiàn)模擬計(jì)算機(jī)的基本建構(gòu)單元。然而，理想運(yùn)算放大器在電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的用途卻遠(yuǎn)超過加減等的計(jì)算。現(xiàn)在的運(yùn)放不在只能做簡單的運(yùn)算，還具有各種特殊功能，但本質(zhì)離不開對信號的運(yùn)算和放大。例如：電流檢測放大器、儀表放大器、程控增益放大器等功能放大器。1960年代晚期，仙童半導(dǎo)體推出了第一個(gè)被廣泛使用的集成電路運(yùn)算放大器，型號為uA709，設(shè)計(jì)者則是鮑伯·韋勒（BobWidlar）。但是709很快地被隨后而來的新產(chǎn)品uA741取代，741有著更好的效能，更為穩(wěn)定，也更容易使用。741運(yùn)算放大器成了微電子工業(yè)發(fā)展歷史上的一個(gè)里程碑式，歷經(jīng)了數(shù)十年的演進(jìn)仍然沒有被取代，很多集成電路的制造商至今仍然在生產(chǎn)741。但事實(shí)上后來仍有很多效能比741更好的運(yùn)算放大器出現(xiàn)，利用新的半導(dǎo)體器件，如1970年代的場效晶體管或是1980年代早期的金氧半場效晶體管等。這些器件常常能直接使用在741的電路架構(gòu)中，而獲得更好的效能。二、電路搭建（一）反相輸入電路的搭建：1.查閱資料，繪制uA741集成運(yùn)算放大器的引腳圖，并說明每個(gè)引腳的功能。2.根據(jù)反相輸入電路的電路圖指導(dǎo)學(xué)生按照電路圖連接電路，并確保正確的電源接入和接地。3.提供關(guān)于電路連接和線路布局的建議，以確保信號的穩(wěn)定和減少干擾。4.反相輸入電路的參數(shù)測量：（1）測量反相輸入電路的增益。（2）指導(dǎo)學(xué)生使用函數(shù)發(fā)生器提供輸入信號，并使用示波器測量輸入和輸出信號的幅度。（3）解釋如何計(jì)算反相輸入電路的增益，并指導(dǎo)學(xué)生記錄測量結(jié)果。（二）同相輸入電路的搭建：1.根據(jù)同相輸入電路的電路圖，指導(dǎo)學(xué)生按照電路圖連接電路，并確保正確的電源接入和接地。2.提供關(guān)于電路連接和線路布局的建議，以確保信號的穩(wěn)定和減少干擾。3.同相輸入電路的參數(shù)測量：（1）測量同相輸入電路的增益。（2）指導(dǎo)學(xué)生使用函數(shù)發(fā)生器提供輸入信號，并使用示波器測量輸入和輸出信號的幅度。（3）解釋如何計(jì)算同相輸入電路的增益，并指導(dǎo)學(xué)生記錄測量結(jié)果。55.3訓(xùn)練要求本任務(wù)以小組為單位，通過知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)能夠識別uA741的歷史及引腳識別，熟練進(jìn)行電路搭建和故障排除。能夠利用示波器完成電路中各部分波形檢驗(yàn)，做好記錄、畫出各部分波形圖。整個(gè)過程要求團(tuán)隊(duì)協(xié)作、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、主動探索、嚴(yán)格規(guī)范。一、掌握集成運(yùn)放的功能原理二、集成運(yùn)放簡單電路的設(shè)計(jì)三、學(xué)會使用示波器對電路波形進(jìn)行檢測四、學(xué)會搭建反相輸人電路五、學(xué)會搭建同相輸人電路六、并會測量其相關(guān)參數(shù)七、掌握電路搭建時(shí)元器件的再判斷八、電路通電前應(yīng)由實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師或現(xiàn)場工程師檢驗(yàn)九、熟練實(shí)訓(xùn)步驟和數(shù)據(jù)記錄及任務(wù)評價(jià)的填寫55.4訓(xùn)練分組采用撲克牌分組法，4人一組，對班級學(xué)生進(jìn)行分組，4人分別擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理（組長）、電子設(shè)計(jì)工程師、電子安裝員和項(xiàng)目驗(yàn)收員角色，萬用表檢測三極管項(xiàng)目實(shí)施過程。分組完成后，有序坐好，小組討論制訂組名、組訓(xùn)和小組LOGO，營造小組凝聚力和文化氛圍，并確定任務(wù)分工，項(xiàng)目經(jīng)理完成的填寫。55.5元器件清單表5-2元器件清單表名稱型號數(shù)量備注雙蹤示波器Mos640fg1個(gè)萬用表MF4701個(gè)模擬電路實(shí)驗(yàn)臺1臺元器件uA741套件1套面包板MB-1021個(gè)55.6訓(xùn)練實(shí)施一、了解uA741集成運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)。二、查閱資料，繪制uA741集成運(yùn)算放大器的引腳圖，并說明每個(gè)引腳的功能。（一）在下框中繪制uA741集成運(yùn)算放大器的引腳圖（二）在【表5-3】表格中寫出uA741集成運(yùn)算放大器的引腳的功能表5