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1、项目二： 信号运算与处理电路 模块2.2： 集成运算放大器的应用,（1）反相输入比例运算电路,读一读集成运放线性应用之一比例运算电路,分析：1）反相输入端,2）同相输入端,（虚断）,（KCL）,（虚断）,（虚短）,3）,反相输入电路为电压并联负反馈电路，其输入阻抗（为R1）较小，这对信号源不利，但由于出现虚地，放大电路不存在共模信号，允许输入信号中包含有较大的共模电压，对集成运算放大器的共模抑制比要求也不高，因此该电路应用场合较多。,（2）同相输入比例运算电路,分析：1）反相输入端,2）同相输入端,（虚断）,（虚断）,（虚短）,3）,（KCL）,同相输入电路为电压串联负反馈电路，其输入阻抗极高
2、，这对信号源有利，但由于两个输入端均不能接地或为虚地，放大电路中存在共模信号，不允许输入信号中包含有较大的共模电压，且对集成运算放大器的共模抑制比要求较高，否则很难保证运算精度，因此该电路的应用场合相对较少。,若,则有,读一读集成运放线性应用之二加法电路,分析：1）反相输入端,2）同相输入端,（虚短）,（虚断）,3）,（KCL）,做一做,项目：加法电路的测试 项目编号：MNC5-1 任务要求：按测试程序要求完成所有测试内容，并撰写测试报告（格式要求见附录A）。 测试设备：模拟电路综合测试台1台，030V直流稳压电源1台，函数信号发生器1台，双踪示波器1台，数字万用表1块。 测试电路：图示加法电
3、路，电路中R1、R2和Rf均为1k，运放为MC4558。, 接好图示加法电路，并接入+VCC = +15V，VCC =15V。, 保持步骤，接入uS1为0.1V，5kHz的正弦波信号，不接uS2。,做一做加法电路的测试,测试程序：, 保持步骤，用示波器DC输入端观察输出、输入电压波形，画出各波形并记录。,输出电压幅值与输入电压幅值_（基本相等/相差很大），即电压放大倍数与Rf/R1值_（基本相等/相差很大），且输出电压与输入电压相位_（相同/相反）。,做一做加法电路的测试,测试程序：, 保持步骤，将Rf改为2k，用示波器DC输入端观察输出、,输入电压波形，画出各波形并记录：,输出电压幅值基本等
4、于输入电压幅值的_（0.5倍/1倍/2倍），即电压放大倍数与Rf/R1值_（基本相等/相差很大）。, 保持步骤，将Rf改为1k。,做一做加法电路的测试,测试程序：, 保持步骤，接入uS1和uS2均为0.1V，5kHz的正弦波信号，用,示波器DC输入端观察输出电压和输入电压uS2波形，画出各波形并记录：,该电路_（能/不能）实现输入电压相加uO=(uS1+uS2)，且输出电压相对于输入电压是_（正极性的/负极性的）。, 保持步骤，改接uS2为1V，500Hz的方波信号，用示波器DC输入端观察输出电压和输入电压uS2波形，并记录各波形。,当,则,若继续有,则,读一读集成运放线性应用之三减法电路,分
5、析：1）反相输入端,2）同相输入端,（虚断）,（虚断）,3）,（KCL）,（KCL）,（虚短）,做一做, 接好图5.7所示减法电路，并接入+VCC = +15V，VCC =15V。,做一做减法电路的测试,测试程序：, 保持步骤，接入uS1和uS2均为0.1V，5kHZ的正弦波信号，用示波器DC输入端观察输出、输入电压波形，画出各波形并记录：输出电压幅值与输入电压幅值相比 （基本为0/基本相等/要大得多），即该电路 （能/不能）实现输入电压相减（uO= uS2uS1）。,课堂练习,1、求输出电压Uo,2、求输出电压uo,读一读集成运放线性应用之四积分电路,分析：1）反相输入端,2）同相输入端,（
6、虚断）,3）,（KCL）,（虚短）,做一做, 接好图示积分电路，并在C两端并接一个100 k电阻（引入负反馈并启动电路，该电阻取值应尽可能大，但也不宜过大），并接入+VCC = +15V，VCC =15V。,做一做积分电路的测试,测试程序：, 保持步骤，接入uS为1V，1kHz的方波（双极性）信号，用示波器DC输入端观察输出、输入电压波形，画出各波形并记录：,输入电压波形为 （正弦波/方波/三角波），而输出电压波形为 （正弦波/方波/三角波），因此该电路_（能/不能）实现积分运算。,读一读集成运放线性应用之五微分电路,分析：1）反相输入端,2）同相输入端,（虚断）,3）,（KCL）,（虚短）,
7、做一做, 接好图示微分电路，并在电容C支路中串接一个51电阻（防止产生过冲响应），并接入+VCC = +15V，VCC =15V。,做一做微分电路的测试,测试程序：, 保持步骤，接入uS为1V，1kHz的三角波（双极性）信号，用示波器DC输入端观察输出、输入电压波形，画出各波形并记录：输入电压波形为 （正弦波/方波/三角波），而输出电压,波形为 （正弦波/方波/三角波），因此该电路_（能/不能）实现微分运算。,读一读集成运放非线性应用,（1）理想集成运算放大器的输出电压uo的值有两种可能，或等于正的最大输出电压（+Uom）,或等于负的输出电压(-Uom),+Uom或-Uom在数值上接近集成运算
8、放大器的正负电源值。 (2)理想集成运算放大器的输入电流等于零。,电压比较器,电压传输特性,uPuN,uo=UOH,uP uN,uo=UOL,过零比较器,读一读集成运放非线性应用之一简单电压比较器,做一做, 接好图示电路，两输入端分别串接一个1k电阻，并接入+VCC = +15V，VCC =15V。,做一做简单电压比较器的测试,测试程序：, 保持步骤，接入UREF=2V（用数字万用表精确测量）的直流电压。, 保持步骤，接入uI=3V，用万用表测量输出直流电压大小，并记录：uO=_V，_（输出高电平uOH/输出低电平uOL）。, 保持步骤，接入uI=1V，用万用表测量输出直流电压大小，并记录：u
9、O=_V，_（输出高电平uOH/输出低电平uOL）。,做一做简单电压比较器的测试,测试程序：, 保持步骤，微调uI，使uI在1V至3V之间变化，用万用表测量并观察输出直流电压的变化情况，并记录：恰好出现高电平向低电平翻转或低电平向高电平翻转时的uI=_V（精确测量），此值与UREF值_（很接近/有较大差距）。,结论：该电路_（能/不能）实现电压比较的作用,简单电压比较器： 结构简单，灵敏度高，但抗干扰能力差。,读一读集成运放非线性应用之二迟滞电压比较器,(KCL),(虚断）,（减小）,（增大）,（减小）,（增大）,1. 基本概念,滤波器： 是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减 无用频率信
10、号得电子装置。,有源滤波器： 由有源器件构成的滤波器。,读一读集成运放线性应用之六有源滤波电路,低通（LPF）,高通（HPF）,带通（BPF）,带阻（BEF）,全通（APF）,2. 分类,读一读集成运放线性应用之六有源滤波电路,（1） 一阶低通滤波器（LPF）,1 有源低通滤波器,（2） 二阶低通滤波器,2 有源高通滤波器(HPF),3 有源带通滤波器(BPF),4 有源带阻滤波器,1、求图示电路的输出电压uO，设各运放均为理想的。,2、求图2.1.20所示电路的输出电压uO，设运放是理想的,3、图示为积分求和运算电路，设集成运算放大器是理想的，试推导输出电压与各输入电压的关系式。,小结,1. 集成运算放大器的分析与计算 集成运算放大器线性应用电路的结构、功能 集成运算放大器非线性应用电路的结构、功能,本次讲解结束,
