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1、,书名：模拟电子技术与应用项目教程作者：王继辉ISBN：978-7-111-44950-8定价：28.00出版社：机械工业出版社层次：高职高专,集成运算的应用,模拟运算电路,1,模拟运算电路的测试,2,电压比较器,3,3,4,回顾：集成运放的两种工作状态,1.运放的电压传输特性：,设：电源电压VCC=10V。运放的Aod=104,Ui1mV时，运放处于线性区。,Aod越大，线性区越小，当Aod 时，线性区0,5,2.理想运算放大器：,开环电压放大倍数 Aod=差摸输入电阻 Rid=输出电阻 Ro=0,为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：,理想运放工作在线性区的条件：电路中有负反馈！,运
2、放工作在线性区的分析方法：虚短（u+=u-）虚断（ii+=ii-=0）,3.线性区：,6,4.非线性区（正、负饱和状态）,运放工作在非线性区的条件：电路开环工作或引入正反馈！,运放工作在非线性区的分析方法在下一节讨论,7,一、比例运算电路,作用：将信号按比例放大。,类型：同相比例放大和反相比例放大。,电路结构：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样放大倍数与运放本身无关，只与反馈系数即外部元件有关。,8,i1=i2,1）放大倍数,虚短路,虚断路,1.反相比例运算电路,结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。,电压并联负反馈,9,2）电路的输入电阻,Ri=R1,RP=R1/R2,
3、uo,为保证一定的输入电阻，当放大倍数大时，需增大R2，而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。,10,输出电阻小；共模电压为 0；“虚地”是反相输入的特点。,3）反馈方式,电压并联负反馈,输出电阻很小，输入电阻也不大。,11,1）共模输入电压为0，因此对运放的共模抑制比要求低。,2）由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。接近恒压源。,3）由于并联负反馈的作用，输入电阻小，因此从信号源取的电流较大。对信号源要求较高。,5）在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。,4）输入和输出反相。,反相比例电路的特点：,12,2.同相比例运算电路,u-=u+=u
4、i,反馈方式：电压串联负反馈，输入电阻高。,虚短路,虚断路,结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。,虚断路,f,13,3）共模输入电压为ui，因此对运放的共模抑制比要求高。,1）由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。,2）由于串联负反馈的作用，输入电阻大。,4）输入与输出同相，放大倍数大于等于 1。,同相比例电路的特点：,14,此电路是电压串联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分立元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。,结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。,3.电压跟随器,15,二、
5、反相求和运算电路,实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。,16,可用叠加法求,虚地,17,三.减法运算电路,解出：,叠加法,差动放大器放大了两个信号的差，可实现减法运算。,该电路的特点是：由于采用双端差动输入，故具有高共模抑制比；但是由于有并联负反馈存在，故它的输入电阻不高。,18,例1:求输入与输出关系,19,例2:写出输出电压表达式,20,1.它们都引入电压负反馈，因此输出电阻都比较小。,2.关于输入电阻：反相输入的输入电阻小，同相输入的输入电阻高。,3.同相输入的共模电压高，反相输入的共模电压小。,比例运算电路与加减运算电路小结,21,四.积分运算电路,由于是反相积分
6、故为负,22,若输入方波，输出是三角波。,思考：如果输入是正弦波，输出波形怎样?,也可以构作同相积分电路，则输出为正，输入与输出同相。,23,五.微分运算电路,u=u+=0,24,25,一.训练目的,（1）研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法等基本运算电路的功能。（2）了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题,二.仪器设备,12V直流电源1套 函数信号发生器1台 交流毫伏表1块 直流电压表1块 集成运算放大器A7411 电阻器、电容器若干,26,三.训练内容,（1）反相比例运算电路,1）按图连接电路，接通12V电源进行调零。,调零时，将输入端接地，调零端接入电位器RW，用直流电压表测量
7、输出电压U0，细心调节RW，使U0为零（即失调电压为零）。,27,2）输入f100Hz，Ui0.5V的正弦交流信号，测量相应的UO，并用示波器观察uO和ui的相位关系，记录。,28,（2）同相比例运算电路,1)按图连接实验电路。实验步骤同内容1，将结果记录。,29,2）将上图中的R1断开，得下图所示电路重复内容1)。,30,一、单值电压比较器,UR,当ui UR时,uo=-Uom,31,特例：过零比较器(UR=0时),传输特性曲线,ui0则输出为正，反之为负。,ui 0则输出为正，反之为负。,32,例：利用电压比较器将正弦波变为方波。,方波与正弦波同相。问：若反相输入则如何？,可实现过零检测,33,二、滞回电压比较器,特点：电路中使用正反馈。,2.当uo正饱和时(uo=+UOm)：,3.当uo负饱和时(uo=UOm)：,34,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：,正程,逆程,分别称UTH1和UTH2上下门限电压。称(UTH1-UTH2)为回差。,小于回差的干扰不会引起跳转。跳转时，正反馈加速跳转。,35,u+=0 时翻转，可以求出上下门限电压。,当u+u-=0 时,uo=+UOM当u+u-=0时,uo=-UOM,36,上下门限电压：,对称性,Thank You!,
