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1、南通市工贸技工学校教案首页授课 日期班级09机电1课题： 差动放大电路教学目的要求： 1.了解运算放大器的输入级、放大级和输出级的功能和 结构特点。2.掌握运算放大器的基本知识、性能特点和典型电路。教学重点、难点：1.多级直接耦合放大电路前后级的相互影响和零点漂移 现象。2.差分放大电路的电路组成和抑制零点漂移的原理。3、差分放大电路的 工作原理。授课方法： 讲授教学参考及教具（含多媒体教学设备）： 授课执行情况及分析：板书设计或授课提纲课题：差分放大电路1. 直流放大器零点漂移2. 差分放大电路长尾式恒流源式教案用纸附页教学内容、方法和过程附 记引入在测量或控制等实际应用中，经常要处理一种缓
2、慢而又无规则变化的微弱信 号，这就需要高放大倍数的直流放大电路。由于信号的特点，只能用直接耦合的 方式。二新授课1）直流放大器（介绍）11前后级静态工作点的相互影响直流放大器：用来放大缓慢变化的信号或某个直流量的变化的放大电路。 直流放大器的幅频特性如图（a）所示。阻容耦合放大器的幅频特性如图（b） 所示。可见，直流放大器比阻容耦合放大器在低频端有更好的幅频特性。直流放 大器也可放大交流信号。两级直接耦合放大器工作点相互影响示意图如图所示。（讲解）(1) C、i(2) C、iB断开。计算放大器的静态工作点。V管处于放大状态。 2 17 V 12V“ AI u cc = 40 iiABQ1 R3
3、00 kQblI = BI = 50 x 40 uA = 2 mACQlBQ1V = V -1 R = (12 - 2 x 3) V = 6 VCEQl CC CQ1 cB连接。V = 0.7 V，迫使V= V = 0.7 V。V管处于饱2BE2CE1 BE21和状态，失去放大功能，而V处于深饱和状态。改善电路如图所示。图（a）中在射极上加了电阻，可抬高V管的射极电位，因V = V + V ,2CE1 BE2 E2这样，前级的V 提高了。后级的V 也有了合适的值，信号就可以放大并耦合 CE1BE2到后级，不过，由于引入了电流负反馈，使放大器增益下降。图（b）采用硅稳压管代替电阻，其电流负反馈作
4、用很小。图（c）采用NPN管和PNP管组成互补耦合电路，也能改善前后级工作点互 相牵制。1.2零点漂移现象1什么是零点漂移零点漂移：在输入端短路时，输出电压偏离起始值，简称零漂。结论：（1）第一级零漂所产生的作用最显著，因为它受到后面各级放大器放大。 要减小零漂必须着重解决第一级。（2）放大器的总的放大倍数越高，输出电压的漂移越严重。2. 零点漂移的表示方法输入零漂：把输出端零点漂移电压除以放大器放大倍数，得到的数就是等效 到输入端的零点漂移电压，简称输入零漂。输入零漂确定了直流放大电路正常工作时，所能放大的有用信号的最小值。3. 抑制零漂的措施（1）选用稳定性能好的硅三极管作放大管。（2）采
5、用单级或级间负反馈来稳定工作点，以减小零点漂移。（3）采用直流稳压电源，减小由于电源电压波动所引起的零点漂移。（4）采用差分放大电路抑制零漂。（引导学 生分析）2）差分放大电路（1）对共模信号的抑制作用差分放大电路如图所示。特点：左右电路完全对称。原理：温度变化时，两集电极电流增量相等，即M =M ，使集电极电 C1C2压变化量相等，AV =AV，则输出电压变化量AV =AV -AV = 0，电CQlCQ2OClC2路有效地抑制了零点漂移。若电源电压升高时，仍有AV =AV -AV = 0，因 OClC2此，该电路能有效抑制零漂。R,.- + K5%2 /rJI-5-e共模信号：大小相等，极性
6、相同的输入信号称为共模信号 共模输入：输入共模信号的输入方式称为共模输入。（2）对差模信号的放大作用 基本差分放大电路如图。 差模信号：大小相等，极性相反的信号称为差模信号。 差模输入：输入差模信号的输入方式称为差模输入。 在图中，1v 二-v二 v，Il I2 2 I1人v = -v= AvClC2 2 v I-(-2 Av VI)二 Av VI放大器双端输出电压 l人v = v 一 v = Avo Cl C2 2 v I差分放大电路的电压放大倍数为v Avc RA =O=v_= A = -p vd v v V rIIbe可见它的放大倍数与单级放大电路相同。（3）共模抑制比共模抑制比KR差模
7、放大倍数A与共模放大倍数A的比值称为共模抑CMKvdvc制比。AK = yCMR Avc缺点：第一，要做到电路完全对称是十分困难的。第二，若需要单端输出,输出端的零点漂移仍能存在，因而该电路抑制零漂的优点就荡然无存了。改进电路如图（b）所示。在两管发射极接入稳流电阻R。使其即有咼的差模放e倍数，又保持了对共模信号或零漂强抑制能力的优点。（讲解）在实际电路中，一般都采用正负两个电源供电，如图所示（c）所示。（讲解）课堂小结差分放大电路对共模差模信号的放大 作业练习册 P231256（观察电路，讲明特点）（引导学 生分析）教案首页授课 日期班级09机电1教学目的要求： 1.了解集成运算放大器的基本
8、概念和使用常识。2.掌 握集成运算放大器的基本运算电路。教学重点、难点：1.运算放大器的性能特点及理想运算放大器的特点。2 .同相和反相比例运算电路的电路组成和比例运算关系。授课方法： 讲授教学参考及教具（含多媒体教学设备）： 授课执行情况及分析：板书设计或授课提纲课题：集成运算放大器1集成运算放大器的基础知识2集成运算放大器构成的基本运算电路1反相比例运算放大器2同相比例运算放大器教案用纸附页教学内容、方法和过程附记一引入集成运算放大器的应用日益广泛，它除了完成诸如加法、减法、微分、积分 等各种数学运算外，还可以完成信号的产生、转换、处理等各项功能。因此，纟 成运算放大器已成为模拟系统的一个
9、基本单元。二新授课1) 集成运算放大器11集成运算放大器的基础知识1集成运放的组成和电路符号集成运放电路主要由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四部分组成，如 图所示。(1) 输入级：由差分放大电路组成，有两个输入端。 同相输入端：输入信号在该端输入时，输出信号与输入信号相位相同； 反相输入端：输入信号在该端输入时，输出信号与输入信号相位相反。(2) 中间级：由高增益的电压放大电路组成。(3) 输出级：由三极管射极输出器互补电路组成。(讲解)(4) 偏置电路：为集成运放各级电路提供合适而稳定的静态工作点。集成运放电路符号如图所示。2. 集成运放的主要参数(1) 开环差模电压放大倍数AVO 无反
10、馈时集成运放的放大倍数。(2) 输入失调电压VIO当输入电压为零时，为了使放大器输出电压为零,在输入端外加的补偿电压, 反映了运放的失调程度。V越小，输入级对称性越好。IO(3) 输入失调电流IIO输入信号为零时，运放两输入端的基极静态电流不相等，其差值称为输入失调电 流I。数值越小，表明输入级管子卩的对称性越好。IO(4) 共模抑制比KCMR开环情况下，差模放大倍数A与共模放大倍数A之比，K 越大，运 VDVCCMR放对零漂的抑制能力越强。(5) 输出电压峰-峰值V(介绍, 参考教OPP放大器在空载情况下，输出的最大不失真电压的峰峰值。3. 理想集成运放理想运放的条件:(1)(2)(3)(4
11、)结论： 理想运放的两输入端电位差趋于零。 理想运放的输入电流趋于零。开环电压放大倍数A =8 ； VD输入电阻r =8 ；i输出阻抗r = 0;o共模抑制比KCMR=8 o2) 集成运算放大器构成的基本运算电路1反相比例运算放大器(1)电路结构反相比例运算放大器电路及其等效电路如图所示。A00%-OO5h(a)(b)R引入电压负反馈。 f虚短：N、P两点电位相同，路”虚地：N端称“虚地”并非真正“接地”是反相输入运放的一个重要特点。(2)闭环放大倍数AVF相当于短路，但内部并未短路，称为“虚假短人vRA = -0 二一一FVF vRi1(3)结论：反相输入比例运算电路的闭环放大倍数A只取决于
12、外接反馈 VF电阻R与输入端电阻R之比，与集成运放本身参数无关；输出电压与输入电压 f1成比例关系，相位相反。2 同相比例运算放大器(1)电路结构同相比例运算放大器电路如图所示。hA 00R引入电压串联负反馈。材)（2）闭环放大倍数AVF人 v（R + R ） | RA = 0 = 十 f = 1 + fVF vRRi11（3）结论：同相输入比例运算电路的放大倍数与A无关，只取决于R与RVf1的比值；输出电压与输入电压同相且成比例关系。4） 集成运算放大器使用常识1集成运放的保护措施（1）电源极性接反的保护?+FccVI2QNPfE如图所示。主要用于高电源电压的场合。保护原理：利用二极管的单向
13、导电性，当电源极性为正时，它正常导通; 旦电源极性接反，二极管反偏截止，电源不通，保护了运放。（2）输入保护保护如图所示。vi 01nVDjVD,无论是输入信号的极性是正是负只要超过二极管导通电压，则VD或VD1 2 中就会有一个导通，导通压降为0.7 V从而限制了输入信号的幅度，起到了保护 作用。（讲解）（讲解）（3）输出保护 保护电路如图所示。巧 o_T=二FA00立叫2SvdZ2若输入端出现过高电压，集成运放输出端电压将受到稳压管稳压值的限制， 将其稳定在安全范围内。2.集成运放常见故障分析（1）不能调零出现这种故障是输出电压处于极限状态，或接近正电源，或接近负电源。如 果这是开环调试，则属正常情况。当接成闭环后，若输出电压仍在某一极限值， 调零也不起作用，则可能是接线错误、电路上有虚焊点、或运放组件损坏。（2）阻塞现象：运放工作于闭环状态下，输出电压接近正电源或负电源电压极限值， 不能调零，信号无法输入。原因：输入信号过大或干扰信号过强，使运放内的
