《劳动出版社《电子技术基础》-B02-0762课题三 集成运算应用电路的装配与调试》由会员分享，可在线阅读，更多相关《劳动出版社《电子技术基础》-B02-0762课题三 集成运算应用电路的装配与调试（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、任务 比例运算电路的装配与调试 任务 正弦信号发生器的装配与调试 任务 矩形波三角波发生器的装配与调试, 掌握集成运算放大器及其特性。 掌握比例运算、加减运算电路的组成及工作分析。 能正确识读比例运算应用电路的原理图、接线图和布置图。 能按照工艺要求正确焊装比例运算应用电路。 能熟练掌握比例运算电路的装配与调试方法，并能独立排除调试过程中出现的故障。,学习目标,任务 比例运算电路的装配与调试,运算放大电路是一种具有高放大倍数的直接耦合放大器。 本次任务的主要内容如下： 根据给定的技术指标，按照电路图装配并调试比例运算电路； 同时能独立解决调试过程中出现的故障。,任务引入,相关知识,运算放大电路
2、最初主要用于模拟电子计算机中的数学运算，故称为运算放大器。从电子技术的发展到集成电路的出现，形成了集成运算放大器，简称集成运放。,一、集成运放的基本结构与符号, 集成运放的基本结构 集成运放实际上是一个高增益的带有深度负反馈的多级直接耦合放大器。集成运放的种类很多，电路各不相同，但其内部结构相似，通常都由四部分组成，即输入级、中间级、输出级和偏置电路。 （） 输入级 输入级是集成运放最关键一级，其直接影响集成运放的性能，要求输入级电阻尽可能高，静态电流尽量小。,（） 中间级 中间级是电路中起放大作用的主要电路，要求中间级有足够大的电压放大倍数，一般可达千倍以上。 （） 输出级 输出级直接与负载
3、相接，为功率放大级。一般要求输出级具有输出电压线性范围宽、输出电阻小、失真小等特点，通常采用互补对称输出电路。 （） 偏置电路 偏置电路决定整个电路的直流工作状态，用于为以上各级提供合适的静态工作点。, 集成运放的符号 “ ” 号为同相输入端，表示集成运放的输出信号与该输入端所加信号极性相同； “ ” 号为反相输入端，表示集成运放的输出信号与该输入端所加信号极性相反。“ ” 表示信号的传输方向，“ ” 表示理想开环电压放大倍数为无穷大。,二、集成运放的主要性能指标,集成运放的主要技术指标是选择和使用集成运放的依据，了解各项技术指标的含义，对于正确选择和使用集成运放是非常必要的。 开环差模电压放
4、大倍数 Aod 输入失调电压 Uos 及其温漂 dUos dt 输入失调电流 Ios 及其温漂 dIos dt 输入偏置电流 IB, 差模输入电阻 rid 输出电阻 ro 共模抑制比 最大差模输入电压 Uidm 最大共模输入电压 Uicm,三、理想集成运放的技术指标及其基本特性,在分析集成运放组成的各种电路时，将实际集成运放作为理想运放来处理，并分清它的工作状态是线性区还是非线性区，这是十分重要的。, 理想集成运算放大器的技术指标 理想集成运算放大器满足以下各项技术指标： （） 开环差模电压放大倍数 Aod 。 （） 输入电阻 rid 。 （） 输出电阻 rod 。 （） 共模抑制比 KCMR
5、 。 （） 失调电压、失调电流以及它们的温漂均为零。 （） 带宽 fh 。, 集成运放的电压输出特性 将集成运放的输出电压随输入电压的变化而变化的特性称为电压传输特性。 理想运放工作在线性放大区时的特性 理想运放引入深度负反馈时，工作在线性放大状态，其特性如下： （） 同相输入端电位与反向输入端电位相等 （） “ 虚断” 是指集成运放两个输入端的输入电流趋近于零，而不是输入端真的断开。,四、基本运算电路,集成运放外加不同的反馈网络 （ 反馈电路） ，可以实现比例、加法、减法、积分、微分、对数、指数等多种基本运算。, 比例运算电路 （） 反相比例运算电路 反相比例运算电路又称为反相输入放大器。,
6、反相比例运算电路,（） 同相比例运算电路,同相比例运算电器的基本电路形式, 加法运算电路 加法运算电路可分为同相加法运算电路和反相加法运算电路。 （） 反相加法运算电路 反相加法运算电路是反相输入端有三个输入信号的加法电路，是利用反相比例运算电路实现的。,反相加法运算电路,（） 同相加法运算电路 同相加法运算电路是同相输入端有两个输入信号的加法电路，是利用同相比例运算电路实现的。,同相加法运算电路, 减法运算电路,减法运算电路,任务实施,一、任务准备,实施本任务教学所使用的实训设备及工具、材料可参考下表。,实训设备及工具、材料,实训设备及工具、材料,二、电路装配, 绘制电路的元器件布置图 元器
7、件的检测 对电路中使用的元器件进行检测与筛选，确定 CF741 集成运放各引脚的名称。 元器件的成型 将所用元器件按插装工艺要求进行成型。 元器件的插装焊接 按顺序在万能焊接电路板上插接元器件。, 镀锡裸铜丝的焊接 根据元器件布置图进行镀锡裸铜丝的焊接。接线要可靠，无漏接、虚接、短路现象，并引出电源接线端、公共地端及输入、输出信号接线端。 焊接检查 焊接结束，首先检查电路板上有无漏焊、错焊、虚焊等问题。,三、通电前的检查,电路安装完毕后，必须在不通电的情况下，对电路板进行认真细致的检查，以便纠正安装错误。检查中应注意以下问题： 元器件引脚之间有无短路。 检查集成运放引脚有无接错，用万用表欧姆挡
8、检查引脚有无短路、开路等问题。 检查集成运放输出端、电源端和接地端，这几个端子之间不能短路，否则将损坏元器件和电源。 发现问题应及时纠正。,四、电路测试, 经上述检查确认没有错误后，将稳压电源输出的 12V 直流电源与电路板的正、负电源端相连接，并认真检查，确保直流电源正确、可靠地接入电路，然后接通直流电源。 将低频信号发生器 “ 频率” 调为 100 Hz，输出信号电压调为 50 mV，输入至测试电路的输入端。 将双通道示波器 Y 输入分别与测试电路的输入、输出端连接，接通示波器电源，调整示波器使输入、输出电压波形稳定显示 （1 3 个周期）。, 读取输入、输出电压波形的峰峰值，计算电压放大
9、倍数。 分别观察电压跟随器、同相比例运算电路、反相比例运算电路和反相器的输出波形，观察输入、输出波形的相位变化。,知识拓展,一、微分运算电路 微分运算电路和反相比例运算电路的差别是用电容器代替电阻器 R1。为使直流电阻平衡，要求 R1 Rf 。,二、积分运算电路,将微分运算电路中的电阻器和电容器位置互换，即构成积分运算电路。 微分和积分电路常用以实现波形变换。,微、积分电路用于波形变换 ） 微分电路输出电压 ） 积分电路输出电压, 掌握正弦波振荡的基本概念、RC 串并联电路的选频特性、RC 桥式正弦波振荡电路的组成及工作原理。 能正确识读 RC 桥式正弦波振荡电路图、接线图和布置图。 能按照工
10、艺要求正确焊装 RC 桥式正弦波振荡电路。 能熟练掌握 RC 桥式正弦波振荡电路的装配与调试，并能独立排除调试过程中出现的故障。,学习目标,任务 正弦信号发生器的装配与调试,本次任务的主要内容如下： 根据给定的技术指标，按照电路图装配并调试正弦信号发生器电路； 同时能独立解决调试过程中出现的故障。,任务引入,相关知识,一、正弦波振荡的概念,放大电路在没有输入信号时，接通电源就有稳定的正弦波信号输出，这种电路被称为正弦波振荡电路。,二、正弦波振荡电路的组成原则,正弦波振荡电路一般应由放大电路、反馈网络、选频网路和稳幅电路四部分组成。 放大电路 放大电路是维持振荡电路连续工作的主要环节，没有放大，
11、就不可能产生持续的振荡。要求放大电路必须有能量供给，结构合理，静态工作点合适，且具有放大的作用。 反馈网络 反馈网络的作用是形成反馈 （ 主要是正反馈） 信号，为放大电路提供维持振荡的输入信号，是振荡电路维持振荡的主要环节。, 选频网络 选频网络的主要作用是保证电路能产生单一频率的振荡信号，一般情况下这个频率就是振荡电路的振荡频率。在很多振荡电路中，选频网络和反馈网络结合在一起。 稳幅电路 稳幅电路的作用主要是使振荡信号幅值稳定，以达到稳幅振荡。,三、RC 桥式正弦波振荡电路, 电路组成 集成运放构成的 RC 桥式正弦波振荡电路如图所示。,RC 桥式正弦波振荡电路图, RC 串、并联网络的选频
12、特性 （） 反馈电压 uF 的幅频特性 uF 的幅值随输入信号的频率变化而发生变化的关系被称为幅频特性。 （） 反馈电压 uF 的幅频特性 当信号频率 f 等于 RC 串、并联网络的谐振频率 f0 时，输出电压 uF 幅值最大，且与输入信号 uo 同相位，这就是 RC 串、并联网络的相频特性。,任务实施,一、任务准备,实施本任务教学所使用的实训设备及工具、材料可参考下表。,实训设备及工具、材料,二、电路装配, 绘制电路的元器件布置图 元器件的检测 对电路中使用的元器件进行检测与筛选。 元器件的成型 将所用元器件按插装工艺要求进行成型。 元器件的插装焊接 按照装配工艺要求进行元器件的插装焊接。,
13、 镀锡裸铜丝的焊接 根据元器件布置图进行镀锡裸铜丝的焊接。要求布线正确，焊点合格，无虚焊、短路现象。 焊接检查 焊接结束，首先检查电路有无漏焊、错焊、虚焊等问题。,三、通电前的检查,电路安装完毕后，必须在不通电的情况下，对电路板进行认真细致的检查，以便纠正安装错误。检查中应注意以下问题： 元器件引脚之间有无短路。 检查集成运放引脚有无接错，用万用表欧姆挡检查引脚有无短路、开路等问题。 重点检查集成运放输出端、电源端和接地端，这几个端子之间不能短路，否则将损坏元器件和电源。 发现问题应及时纠正。,四、电路测试, 负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响分析 分析研究振荡的幅值条件 振荡频率 f0 分
14、析 故障分析,知识拓展,正弦波振荡的条件 一、振幅平衡条件,AF 1,二、相位平衡条件,三、起振条件, 掌握电压比较器、具有滞回特性的电压比较器的工作原理及特点。 掌握矩形波三角波发生器的组成及工作原理。 能正确识读矩形波三角波发生器的电路图、接线图和布置图。 能按照工艺要求正确焊装矩形波三角波发生器。 能熟练掌握电路的调试方法，并能独立排除调试过程中出现的故障。,学习目标,任务 矩形波三角波发生器的装配与调试,集成运放工作在非线性区域时，可以组成电压比较电路。电压比较电路又称为电压比较器，它是函数发生器电路中不可缺少的组成部分。 本次任务的主要内容如下： 根据给定的技术指标，按照原理图装配并
15、调试矩形波三角波发生器电路； 同时能独立解决调试过程中出现的故障。,任务引入,矩形波三角波发生器的电路图,相关知识,一、电压比较器,电压比较器是将输入电压与一个参考电压相比较，在两者幅值相等的附近由输出状态反映比较结果。, 过零比较器 过零比较器是一个参考电压为 0V 的比较器。 滞回比较器 滞回比较器也称为迟滞比较器。,二、矩形波三角波发生器, 矩形波三角波发生器的作用 矩形波和三角波发生器分别是产生矩形波和三角波信号的电路，是一个信号源，在计算机和自动控制系统中的应用非常广泛。,矩形波三角波发生器的工作波形, 矩形波三角波发生器电路组成及工作原理,任务实施,一、任务准备,实施本任务教学所使用的实训设备及工具、材料。,二、电路装配, 绘制电路的元器件布置图 元器件的检测 对电路中使用的元器件进行检测与筛选。 元器件的成型 将所用元器件按插装工艺要求进行成型。 元器件的插装焊接 按照装配工艺要求进行元器件的插装焊接。, 镀锡裸铜丝的焊接 根据元器件布置图进行镀锡裸铜丝的焊接。 焊接检查 焊接结束，首先检查电路有无漏焊、错焊、虚焊等问题。,三、通电前的检查,电路安装完毕后，必须在不通电的情况下，对电路板进行认真细致的检查，以便纠正安装错误。检
