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1、集成运放的 应用 网络资源： 中国学术期刊全文数据库：我校校园网可以直接 访问，里面收录了八百多万篇各种各样的学术论文， 涵盖了所有的技术内容。 是武汉力源公司的技术资料网站，大 部分芯片的数据手册几乎都可以找到。 是一个分栏目分应用提供技术资料的网 站，主要包括传感与控制；单片机；模拟技术； EDA/PLD；嵌入式系统；电源技术；存储器；DSP；接 口电路；无线通信；电测仪表等。 是专业芯片供应网站，为芯片的购买 提供方便。 参考资料 电子电路设计的基本方法 1）必须清楚地知道题目要求我们做什么-即读懂题 明确设计任务的性能、指标、内容、要求，尽可 能对一些参数细化，如果有些参数暂时确定不下
2、来， 在选择设计方案时要考虑一些余量。 2）要明确知道实现该题目我们该怎么做-即方案选择 利用电路、电子课程所学基本知识，借助网络信 息资源，查找电路设计所需要的材料。将材料归类处 理，结合所需要达到的设计目标，根据性价比以及电 路实现的难易程度、集成电路购置的情况，选择最佳 方案，完成电路设计。画出总体方框图。 电子电路设计的基本方法 3）开始行动-即模块设计、参数计算、器件选取、安装 及调试 设计单元电路：尽可能利用已经成熟的电路、集成 电路、集成电路生产厂家提供的典型电路，与其他电路 之间的配合。 计算参数：考虑裕量 选择元器件：阻容元件选用标称值系列产品，极限 参数要留有裕量，一般按1
3、.倍取值，型号取材上 尽可能统一，以便采购、装配和调试。 安装调试单元电路：在面包版上或万能板上完成。 检查接线正确后上电调试。通过调试发现问题、深入思 考、分析原因、改进设计，使性能指标达到要求。 联机统调：整个系统总体运行，联合调试，发现问 题解决问题。 4）整理资料-即撰写报告 一般低频电子电路可有分立元 件和集成电路两种构成方法，由于 集成电路简单、性价比高、调试方 便，因此被广泛采用。 按工作原理 电压放大型：输入量与输出量均为电压 电流放大型：输入量与输出量均为电流 跨导型：输入量为电压，输出量均为电流 互阻型：输入量为电流，输出量均为电压 按可控性 可控增益:利用外加控制电压控制
4、增益的大小 选通控制:输入为多通道，利用输入的逻辑信 号控制那个通道的信号放大 集成运放的种类及选择 按性能指标 高高 阻阻 型：型：rid可高于1012。 用于测量放大器、信号发生器。 高高 速速 型：型： fH和SR高， fH可达1.7GHz，SR可达 103V/S。 用于A/D、D/A转换电路、视频放大器。 高精度型：高精度型：低失调、低温漂、低噪声、高增益，Aod高于105dB。 用于微弱信号的测量与运算、高精度设备。 低功耗型：低功耗型：工作电源电压低、静态功耗小，在100200W。 用于空间技术、军事科学和工业中的遥感遥测。 大功率型、仪表用放大器、隔离放大器、缓冲放大器大功率型、
5、仪表用放大器、隔离放大器、缓冲放大器 集成运放的种类及选择 运算放大器图片 理想运算放大器及其模型 简化的集成运放低频等效模型 1、开环环差模放大倍数无限大：Aod 2、差模输输入电电阻无限大：rid 3、输输出电电阻为为零：ro0 4、单单位增益带宽带宽 无限大：fBW 5、共模抑制比无限大：KCMR 6、失调电压调电压 UIO，失调电调电 流IIO为为零： UIO 0， IIO 0 运算放大器构成的信号运算和处理电路 集成运放的应用 运算放大器构成的信号产生电路 运算放大器构成的信号变换电路 + _ 虚断：iN=iP=0， 虚短：uN=uP=0虚地 在节点N： 一、反相比例运算电路 1.
6、基本电路 _ 为提高精度，一般取 输出与输入反相 平衡电阻，保证静态时 两输入端对称。 运算放大器构成的信号运算和处理电路 2.T形反馈网络反相比例运算电路 利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数。 i1 一、反相比例运算电路 1、同相比例基本运算电路 2、电压跟随器 R=R/Rf 二、同相比例运算电路 运算放大器构成的信号运算和处理电路 方法一：节点电流法 1. 反相求和运算电路 三、求和运算电路 运算放大器构成的信号运算和处理电路 方法二：利用叠加原理 首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压，然后将所 有结果相加，即得到所有输入信号同时作用时的输出电压。 运算放大器构成的信号运算和
7、处理电路 1. 反相求和运算电路 设设 R1 R2 R3 R4 R Rf 与反相求和运算电 路的结果差一负号 必不可少吗 ？ 2. 同相求和运算电路： 节点电流法求 由于RN=RP， 三、求和运算电路 设设 R1 R2 R3 R4 R Rf 利用叠加原理求解： 令uI2= uI3=0，求uI1单独作 用时的输出电压 同理可得， uI2、 uI3单独作用时的uO2、 uO3，形 式与uO1相同， uO =uO1+uO2+uO3 。 2. 同相求和运算电路 三、求和运算电路 利用求和运算电路的分析结果 设 R1 R2 Rf R3 R4 R5 若R1 R2 Rf R3 R4 R5，uO? 实现了差模
8、信号 的比例运算 四、加减运算电路 表示输出电压uO为 与两输入电压之差 （uI2 -uI1）成正比 ，实现了求差的功 能。 五、运算放大器组成的仪表放大电路 六、积分运算电路 在求解t1到t2时间段的积分值时： 移相 利用积分运算的基本关系实现不同的功能 1) 输入为阶跃信号时的输出电压波形？ 2) 输入为方波时的输出电压波形？ 3) 输入为正弦波时的输出电压波形？ 波形变换线性积分，延时 七、微分运算电路 输入为阶跃信号时的输出电压波形？ 说明微分电路对输 入信号的突变比较 敏感，常用于自动 控制系统中，提高 系统的动态灵敏度 。 由于输入信号源内阻 的影响，在t=0时，输出电 压仍为一个
9、负的有限值， 随着C的充电，输出电压将 逐渐衰减，最后趋于零。 输出与输入成比例-积分关 系，称为比例-积分调节器 ，简称PI调节器，常用于 自动控制系统中，作为校 正电路，保证系统的稳定 性和控制精度。 输出与输入成比例-积分 -微分关系，称为比例- 积分-微分调节器，简称 PID调节器，常用于自动 控制系统中，保证系统 的稳定性、控制精度以 及对输入信号的灵敏度 。 对输入电压的极性和幅值有何要求？ 实实用电电路中常常采取措施 消除IS对对运算关系的影响 利用PN结结端电电 压压与电电流的关系 八、对数运算电路 注意：uI必须须大于零，电电路的输输出电压电压 小于0.7伏 对输入电压的极性
10、和幅值有何要求？ 九、指数运算电路 要求 以上两个电路温漂很严重，实际电路都有温 度补偿电路，常采用热敏电阻。 十、除法运算电路 只有当ux2为正极性时，才能保证运算放大器是处 于负反馈工作状态，而ux1则可正可负。 模拟乘法器的符号 十一、开平方电路 十二、低通滤波器和高通滤波器 1. RC正弦波振荡电路 此时若放大电路的电压增益为 用瞬时极性法判断可知，电路 满足相位平衡条件 则电路满足振幅平衡条件 当 时， 电路可以输出频率为 的正弦波 (+) (+) (+) (+) 运算放大器构成的信号产生电路 带稳幅环节的RC正弦波振荡电路 电流增大时，二极管的动态 电阻rd减小；电流减小时，二极
11、管的动态电阻rd增大，使输出电 压稳定。 此时， 稳幅 频率可调的文氏电桥振荡器 改变电位器滑动端可 以产生几赫兹到几百千赫 的振荡频率。 同轴 电位器 运算放大器构成的信号产生电路 2. 双T选频网络正弦波振荡电路 运算放大器构成的信号产生电路 3. 正交信号发生器 运算放大器构成的信号产生电路 运算放大器构成的信号产生电路 4.单限比较器 输出限幅电路 (1)过零比较器 UT0 UO= VCC 电压传输特性 输入端 限幅电路 运算放大器构成的信号产生电路 讨论： （1）若UREF0，则UTR3 7.阶梯波发生器 7.阶梯波发生器 运算放大器构成的信号变换电路 1.正弦波-矩形波变换电路 运
12、算放大器构成的信号变换电路 2.矩形-三角波变换电路 运算放大器构成的信号变换电路 3.矩形波-锯齿波变换电路 利用 电子 开关 改变 比例 系数 微分电路如何得到？ 电子开关电路 uC为低电平，开关 断开，uO=uI； uC为高电平，开关 闭合，uO=-uI。 4.三角波-锯齿波变换电路 运算放大器构成的信号变换电路 若输入信号的频率变化不大，则可用滤波法实现 。 三角波用傅立叶级数展开，除基波外，还含有3 次、5次谐波。 5.三角波-正弦波变换电路 运算放大器构成的信号变换电路 若输入信号的频率变化较大，则可用折线法实现 。 fH3fL电阻的选取应保证u1u3 5.三角波-正弦波变换电路
13、运算放大器构成的信号变换电路 运算放大器构成的信号变换电路 6.精密半波整流电路 运算放大器构成的信号变换电路 6.精密半波整流电路 运算放大器构成的信号变换电路 7.精密全波整流电路 运算放大器构成的信号变换电路 7.精密全波整流电路 运算放大器构成的信号变换电路 8.电流-电压变换电路 运算放大器构成的信号变换电路 8.电流-电压变换电路 运算放大器构成的信号变换电路 8.电流-电压变换电路 运算放大器构成的信号变换电路 9.电压-电流变换电路 运算放大器构成的信号变换电路 9.电压-电流变换电路 运算放大器构成的信号变换电路 10.输出电流增大电路 11.交流-直流变换电路 12.电流检
14、测电路 13.峰值检测电路 集成功率放大 电路 简单电压放 大器的设计 电路如下所示，要求直流输入电压 Ui=0.5V时，输出电压Uo=5V，误差不 超过1%。试计算图中各电阻值。 设计要求 解题过程 解题过程 高精度数据放 大器的设计 高精度数据放大器能完成系统对小信号 放大的要求。 试设计一个放大器，能将传感器输出的 5mV信号转换为2V的信号。要求画出原理 图，说明参数设计过程。 设计要求 一、电路选择 放大电路种类很多，能将微弱信号进行放大， 常采用高精度数据放大器，如下图所示。电路中A1 和A2的失调电压的大小和方向相同，可以互相抵消 ，所以精度比较高。 二、参数计算 三、器件选择
15、波形发生器 的设计 设计振荡频率为500Hz的方波-三角波发 生器，要求方波输出电压为12V，三角波 输出电压为6V 。 要求写出设计思路、电路结构、元器件 参数的计算过程，并选择适当的方法对所设 计的电路进行分析、测试；若测试结果不满 足设计要求，调整电路结构或改变电路元器 件参数，直至测试结果符合设计要求。 设计要求 1、设计思路 设计波形发生器电路通常考虑两个方面 的因素：一是选择什么样的输出波形电路，其 次是确定该电路的振荡频率。对于10KHz以下 的振荡电路，通常对器件（即运放性能）要求 不高，选择余地较大。当要求的工作频率较高 时，需要考虑性能较好的专用集成运算放大器 。 在确定振荡频率时，应先选择积分电容 的
