第七章集成运算放大器的应用.docx

批准人:课序19课Kt目的要求：点魔点：法段具问方提学习教手教复课堂讨论课堂教学环节复习提问新课讲解课常讨论每课小结布置作业时间分配(分钟)20551582布作业课时分配第七章集成运算放大器的应用本章是本课程的患点章节之一，应着掌握以下内容：(1)集成运放工作在线性区和非线性区的条件和特点比例运算电路的结构、特点,U.与U,的特点(3)求和运算电路的结构特点，分析方法(4)枳分运算电路的结构，输出输入关系(5)简单电压比拟强的分析方法，会计算UT,花电压传输特性，画口波形本章内容(1)集成运放应用根底(2)运算电路(3)有源滤波电路(4)电压比拟器电子课件五.臾成运算放大器的应用课时授课教案一授课方案批准日期：授课日期授课班次第7章第7.1节集成运放的应用根底第7.2节运算电路1 .深刻理解集成运放工作在线性区的条件和特点2 .掌握反相比例运算电路的结构、工作原理及特点3 .掌握同相比例运算电路的结构、工作原理及特点4 .掌握电压跟防器的电路结构、工作原理点反相和同相比例运算电路的结构特点及U。与U,的关系难点理解集成运算工作在线性区的条件和特点电子课件、课堂提问、课堂讨论、启发式电子课件1 .知集成运放的Ao,据电压传输特性估算出集成运放的线性输入范围2 .集成运放开环应用能否使运放工作在线性区？同相比例和反相比例电路分别作为一、二级组成两级放大电路讨论其输出电压与输入电压之间的关系本章思考题与习题3、4、7、8二授课内容2.1 集成运放的应用根底复习：上一章介绍了集成运放的符号及集成运放的电压传输特性如图示由电压传输特性曲线知，集成运放有线性工作区和非线性工作区集成运放的最大输出电压±Uai1.=±I2V,Am=10"那么最大线性输入电压为IUi1.iIM=K=I23，即只有MK1.2冲时运放才工作在线性区。可见集成运放开环应用不能工作在线性区，要使集成运放工作在线性区,必需在集成运放外部电路引入负反应。2.1.1 理想运放的条件理想条件：AW=8,%=>,ri1.=1»,为=O.CMMR=,U1.=OJA,=0等用理想运放代替实际运放所产生的误差工程上是允许的2.1.2 理想运放工作在线性区的特点在线性区UI)=A3(U,-UJU.-U.-0U.=U.虚短路AW/,=幺二三=0虚开路虚短路、虚开路是分析集成运放线性应用电路的出发点。2.2 运算电路2.2.1 比例运算1.反相比例运算电路(1)电路结构：从输出端到反相输入端引入负反应，信号加到反相输入端(2) UD与Ui关系据图示电路及其参考方向U_=U.=0i1.=I2虚开虚路虚开假设a=K那么1.f0=-Ui,=1.称为反相器或反号器平衡电阻&=凡I1.R2特点电路引入了电压并联负反应，输入电阻C=a低输出电阻F=O存在虚地U=U.=0共模输入信号Uiv=0,对于集成运放的共模抑制比要求不i2.同相比例运算电路(1)电路结构:从输出端到反相输入湍引入负反应，信号加到同相输入端(2) UO与Ui关系由图示参考方向：u,=Ut=u,i1.=i2虚开/虚路虚开整理后Uo=(I+占必R1.(3)特点电路引入了电压串联负反应，输入电阻很大，输出电阻很小，可以认为;=8乙=0共模输入信号UA=U,对于集成运放的共模抑制比要求较高。假设同相比例运算电路中”=8，R2=Rr=OUu=Ui称为电压跟随器电压跟随器可以看成是同相比例运知电路的特例此电路、电压即随效果非常好小结，1 .分析集成运放线性应用电路的出发点2 .对反相比例和同相比例运算电路进行全面比拟课时授课教案一授课方案批准人：批准日期：课序I20,授课日期t授课班次：谭同第7章第2节运算电路目的要求：1.掌握差动比例运算电路的结构，分析方法及特点。2.掌握求和电路及和差电路的电路结构，u.与u,的关系。重点难点：重点：差动比例运算电路，反相求和电路难点：同相求和电路教学方法手段：电子课件，课堂提问，课堂讨论，启发式教具I电了课件复习提问：在同向比例运算电路的网相输入端接一电阻到地.U.与U,关系如何？课盆讨论：1.两级运放构成的电路：(1)各构成何种运算电路(2)分析U“与u,关系(3)指出虚短路、虚地布作业：本章思考题与习题：10(1)12（八）(b)(d)课时分配I课堂教学环节更习(提问)新课讲解课堂讨论每课小结布置作业时间分配(分钟)20502082二授课内容复习：在同相比例运算电路的同相输入端，接一个电阻到地.分析此电路的UO与Ui关系.7. 2.2差动比例运兑<1)电路结构.从输出端到反向输入端引入负反应。两路输入信号分别加到反相输入端和同相输入端。(2) U.和U,的关系应用慢加定理：UH单独作用,输出电压UJ=-(RJIu,单独作用,输出电压usz=(1.+RR1)R(Rs+R,)UaU”和g共同作用U=Uj+UJ=(1+RRJR1R3+R.U11-R2ZR1Uu假设R产RRs=R1那么有U=IVR1.(UkUJ差动比例运算乂是减法运算7. 2.3求和运算1 .反相求和运算(1)电路结构在反相比例运算电路根底上，反相输入端多加几路输入信号即构成反相求和运算电路(2)UO和Ui关系UMwUjRI=-Uj/RrU)=-R1R1U1.1.-RrZR2U2假设R=Ri=R,那么UO=-(U“+U”)2 .同相求和运算(1)电路结构在同相比例运算电路根底上，在同相输入端多加儿路输入信号，即构成同相求和运算电路“(2) Uo与Ui的关系利用段加定理可得到图示电路的UO为Uo=(1+Rf/R1.)R3(R2+R3)Ui1.+(1+Rf/R1.)R2(R2+R3)1.i2-(1+Rf/R1.)R3(R2+R3)Ui1.+R2(R2+R3)Ui2平衡电阻应满足R1.1.IRI'=R2R33 .代数求和电路两级电路构成的和差电路如下图UU=-RRUu-RJR:UuU1,="RfRUo1-RRjU1F(RrR1U1.1.+RfRjU1.2)RfR1.-RR*Uu=R1RRR.U,1+RRjR6R<U1.t-RR,Ui1.小结1 .反相求和与同相求和运算电路的比拟2 .单个运放构成的和差运算电路与两级运放构成的和差运算电路的比拟课时授课教案提课方案批准人：批准日期：课序：21.授课日期；授课班次：谭麟第7章第7.2节运算电路一一7.2.6)第7.3节有源源波电路目的要求：1.掌握积分运兑电路的电路组成，输入输出关系。2. 了解微分运尊电路，对数和指数运算电路。3. 熟悉模拟乘法器在乘法,除法等运算电路中的应用。4. r解有源灌波电路.Jt点难点：选点积分运算电路难点有源波波电路教学方法手段：电子课件，课堂提问，课堂讨论，启发式教具：.电子课件复习提问两级运放电路分析(第一级反相求和，第二级差动运算)课堂讨的1.利用模拟乘法潜能否实现倍领？2.假设能实现，画出电路图并分析.布置作业：本京思考题与习题13.（八）(b)(d)26.课时分配：课堂教学环节复习提问新课讲解课堂讨论每课小结布置作业时间分配(分钟)15601582二授课内容7. 2.4积分和微分运算电路曳习：两级运放电路分析1 .积分运算电路(1)电路结构反相比例运算电路中，反应支路中的电阻换成电容即构成积分运算电路(2)UO与Ui关系由图示参考方向U=-Ut=-IZc/i1dt=-1.RC/U,dt(3)实用的积分运算电路在上述积分电路中，反应电容两端并上一个大电阻即构成实用的积分电路.2.微分运算电路(1)电路结构积分和微分互为逆运算，积分电路中的C和R互换位置即构成微分运算电路1>(2)U,与Ui关系U=-Rif=-Ric=-RCdUidt(3)实用微分电路在输入湍与电容C半接一个小电阻，可使微分电路的工作稳定性提高7.2.5对数和指数运算电路1 .对数运兑电路(1)电路结构反相积分运算电路中的电容换成二极管那么构成根本的对数运算电路(2)Uo与Ui关系i0=Is(em-1.)i=i产keu,1nUn=-Un考虑上述各式存Un=-UJnU-RIs2.指数运葬电路(1)电路结构对数电路中的二极管D与电阻R互换位置那么构成指数电路(2)U.与Ui关系U=U1-U=U1i=Iseui,v,U=-ifR=-iuR=-I,Ret,1t,7.2.6乘法运算电路模拟乘法器的符号如图，它有两个输入端，一个输出端，两个输入端分别加上输入信号UX和Uy,那么输出Uo=kUxUy式中k为运更:系数，由生产厂家定。假设两个输入端联在起,加上输入信号U1.,可实现平方运算即Uo=kU12乘法器和集成运放配合可构成除法,开方，开立方等运算。除法电路如图：Ux1.ZR1=U1.ZR2U2=kUoUa所以U1,=-R(kR,)U*U,2假设选RJR,=k那么有U1.UjU”注意，此电路要求U,：为正极7.3有源流波电路7.3.1低通滤波电路图（八）的通带电压放大倍数为Ay=(I+RJRJ截止角频率1,=1.RC图(b)通带电压放大倍数AS=-RJRI截止角频率30=1/RC低通滤波电路的幅频特性如图示7.3.2高通滤波电路图（八）为同相输入的¾通滤波电路通带电压放大倍数=1.÷R,R截止角频率0=1.RC图(b)为反相输入高通波波电路通带电压放大倍数Xu=-M,截止角频率0=1.R,C高通灌波电路的幅频特性如图示：小结1.积分运算电路能起到波形变换作用2.模拟乘法涔与集成运放配合可构成多种运算电路3.有源滤波器按工作频率分类及对应的嫉率特性课时授课教案一授课方案批准人：批准日期：课序：22授课日期：授课班次：课题：第7章第4节电压比拟器目的要求II.掌握集成运放工作在非线性状态的分析方法。2 .掌握简单电路比拟器的分析方法。3 .熟悉滞回比拟器和窗口比拟器电路。重点难点；重点简派电压比拟器难点滞回比拟器教学方法手段：电子课件课堂提问课堂讨论启发式教具：电子课件复习提问I1.集成运放在什么情况下工作在非线性状态？4 .臾成运放工作在非线性状态U11与U1.的关系如何？课盆讨论：简单电压比拟器电路求IU画出电压传输特性和1.波形布置作业：本章思考题与习题363738（八）(b)(c)(d)(e).课时分配：课堂教学环节更习提问新课讲解课堂讨论每课小结布置作业I时间分配（分钟）I15I60I15I8I2I二、投课内容7.4电压比拟器复习：集成运放非线性应用的条件及特点集成运放开环或集成运放外部电路连成正反应，那么集成运放工作在非线性区集成运放工作在非线性区，输出只有两种状态。U*=U_是输出状态发生跳变得时刻桀成运放非线性应用时，虚开路仍然适用7.4.1 简单电压比拟器1 .同相输入简单比拟器由图知Ui加到运放的同相端，参考电压UR加到反相输入端,集成运放开环应用。固值电压UZM=U设UR为正，电压传输特性如图示知U,为正弦波对应画出Uo波形如图示2 .输入有保护输出有限幅的反相输入简单比拟罂电路如图,由图知，U,1.=U11U,>Um.时Uo=U"=-UzS<U"信时UtI=U,+力设UR为负，电压传输特性如图示7.4.2 滞回比拟器简单比拟器灵敬度高，但稳定性差，滞回比拟器可解决稳定性差的问题,反相输入沛回比拟器电路如下图，电路引入正反应，经分析可得两个阀值电压分别为假设设U*=0,那么电压传输特性如图示7.4.3 窗口比拟器荷单比拟器和滞回比拟器，当输入信号单方向变化时，UR只跳变一次，因此只能与一个电平进行比拟。如果要判断U,是否在某两个电平之间，可采用窗口比拟器。种窗口比拟器电路如图示，两个参考St与U,要求：U>Ub当4>U>%时,U”为高电平.为低电平:。导通&截至，U。=%=%”当C<Uif<%时，U“为低电平，Uq为高电平：A截至打导通，Uo=US=当心>4>力时,同样分析知Un=UiU=Uin=UrM电压传输特性如图示小结I.分析集成运放工作在非线性状态的条件与特点2 .分析电压比拟器应抓住哪些要点3 .电压比拟器可将输入的模拟信号转换成输出具有上下电平特点的数字信号