项目2集成运算放大器测试与应用设计ppt课件

《项目2集成运算放大器测试与应用设计ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《项目2集成运算放大器测试与应用设计ppt课件（104页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用模块模块2-1 2-1 负反响放大器的性能测试负反响放大器的性能测试 工程工程2 集成运算放大器的测试与集成运算放大器的测试与运用设计运用设计模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用一、反响的根本概念一、反响的根本概念外部反响外部反响 将将电电子子系系统统输输出出回回路路的的电电量量电电压压或或电电流流，送送回回到到输输入回路的过程。入回路的过程。含有反响电路的放大器称为反响放大器。含有反响电路的放大器称为反响放大器。 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用一、反响的根本概念一、反响的根本概念放大器的通用符号uo反相输反相输 入端入端ut0uoui同相输入端同相输

2、入端ut0uoui输出端输出端模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用一、反响的根本概念一、反响的根本概念反响通路反响通路信号反向传输的渠道信号反向传输的渠道开环开环 无反响通路无反响通路闭环闭环 有反响通路有反响通路反响通路反响通路反响网反响网络络信号的正信号的正向传输向传输根本放大器和反响网络根本放大器和反响网络 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用三、负反响原理三、负反响原理 这就是负反响模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用义务2.1.1负反响放大器提高增益稳定性的测试做一做做一做模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用 测试电路如下图，其中测试电路如下图，其中R1 =33k，R2 =10k，R

3、3=2k，R4=680，R5=20k，RF1=2k，RF2=470，C1= C2= CF=100F，C3=470F，C4=510PF， CP1=470F，CP2=0.01F，VT为为S9013，耳机阻抗单路，耳机阻抗单路RL=30。 按图接好电路，暂不接反响电阻按图接好电路，暂不接反响电阻RF1 。 坚持步骤坚持步骤，不接，不接ui，接入电源电压，接入电源电压VCC=12V，丈量各三极管各极直流电压，丈量各三极管各极直流电压，记录结果并判别能否正常。记录结果并判别能否正常。 用耳机直接监听用耳机直接监听CD唱机的音乐信号，唱机的音乐信号，判别信号能否正常。判别信号能否正常。 义务负反响放大器提

4、高增益稳定性的测试模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用 由由CD唱机输出音乐信号作为唱机输出音乐信号作为ui接入输入端幅度较大时应衰减至接入输入端幅度较大时应衰减至10mV左右，用耳机在放大器输左右，用耳机在放大器输出端监听音乐信号，与第一次上出端监听音乐信号，与第一次上一次监听效果比较，判别信号能一次监听效果比较，判别信号能否正常并进展景象描画如有明显否正常并进展景象描画如有明显失真，那么应继续减小失真，那么应继续减小ui。义务负反响放大器提高增益稳定性景象的客观测试 结论：接入反响电阻结论：接入反响电阻RF1RF1后，放后，放大器输出端音乐信号音量大器输出端音乐信号音量_大大大大添加添加/

5、 /根本不变根本不变/ /大大减小，即引入该大大减小，即引入该反响后，放大器的增益反响后，放大器的增益_大大添加大大添加/ /根本不变根本不变/ /大大减小。这阐明该放大大大减小。这阐明该放大器中器中_引入的反响为负反响引入的反响为负反响/ /无反无反响响/ /引入的反响为正反响。引入的反响为正反响。 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用 坚持步骤坚持步骤，继续用耳机在放大器，继续用耳机在放大器输出端监听音乐信号，但同时用一输出端监听音乐信号，但同时用一30电阻并联接在放大器输出端，并与第三电阻并联接在放大器输出端，并与第三次上一次监听效果比较音量大小。次上一次监听效果比较音量大小。 结论：放

6、大器输出端另并接结论：放大器输出端另并接3030电阻后，放大器输出音乐信号电阻后，放大器输出音乐信号音量音量_大大添加大大添加/ /仍根本不变仍根本不变/ /大大减小，即负载电阻减小或大大减小，即负载电阻减小或添加后，该反响放大器的添加后，该反响放大器的_电压电压/ /电流增益电流增益_大大添大大添加加/ /仍根本不变仍根本不变/ /大大减小。这阐大大减小。这阐明该反响放大器明该反响放大器_具有具有/ /不具不具有稳定有稳定_电压电压/ /电流增益电流增益的作用，但同时增益也的作用，但同时增益也_上上升了升了/ /根本不变根本不变/ /下降了。下降了。 义务负反响放大器提高增益稳定性景象的客观

7、测试模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用义务2.1.2负反响放大器改善频率失真景象的客观测试做一做做一做模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用义务负反响放大器改善频率失真景象的客观测试 测试电路如下图，其中测试电路如下图，其中R1 =33k，R2 =10k，R3=2k，R4=680，R5=20k，RF1=2k，RF2=470，C1= C2= CF=100F，C3=470F，C4=510PF， C5=0.1F，CP1=470F，CP2=0.01F，VT为为S9013，耳机阻抗，耳机阻抗单路单路RL=30。 按图接好电路，暂不接反响电按图接好电路，暂不接反响电阻阻RF1 。其中接入。其中接入C5为加

8、强频率失为加强频率失真的听觉效果正常情况不允许接入真的听觉效果正常情况不允许接入该电容。该电容。 坚持步骤坚持步骤，不接，不接ui，接入电源，接入电源电压电压VCC=12V，丈量各三极管各极，丈量各三极管各极直流电压，记录结果并判别能否正常。直流电压，记录结果并判别能否正常。 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用 用耳机直接监听用耳机直接监听CD唱机的音唱机的音乐信号，判别信号能否正常。乐信号，判别信号能否正常。 不接不接C5 ，由，由CD唱机输出音乐唱机输出音乐信号作为信号作为ui接入输入端幅度较大时接入输入端幅度较大时应衰减至应衰减至10mV左右，用耳机在放左右，用耳机在放大器输出端监听音

9、乐信号，与第一次大器输出端监听音乐信号，与第一次上一次监听效果比较，判别信号上一次监听效果比较，判别信号能否正常并进展景象描画如有明显能否正常并进展景象描画如有明显失真，那么应继续减小失真，那么应继续减小ui。 义务负反响放大器改善频率失真景象的客观测试 坚持步骤坚持步骤，接入，接入C5 ，由，由CD唱机输出音乐信号作为唱机输出音乐信号作为ui接入输入接入输入端，用耳机在放大器输出端监听音乐信号，与第二次上一次监听效端，用耳机在放大器输出端监听音乐信号，与第二次上一次监听效果比较，判别信号能否正常并进展景象描画。果比较，判别信号能否正常并进展景象描画。 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用 坚

10、持步骤坚持步骤，接入反响电阻，接入反响电阻RF1 ，用耳机在放大器输出端监听音，用耳机在放大器输出端监听音乐信号如音量过小，可适当添加乐信号如音量过小，可适当添加ui，并与第三次上一次监听效果，并与第三次上一次监听效果比较。判别信号能否正常并进展结果比较。判别信号能否正常并进展结果描画。描画。 义务负反响放大器改善频率失真景象的客观测试模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用五、负反响扩展放大器通频带原理五、负反响扩展放大器通频带原理模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用义务2.1.3负反响放大器改善非线性失真景象的客观测试做一做做一做模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用义务负反响放大器改善非线性失

11、真景象的客观测试 测试电路如下图，电路中测试电路如下图，电路中R1 =33k，R2 =10k，R3=2k，R4=680，R5=20k，RF1=2k，RF2=470，C1= C2= CF=100F，C3=470F，C4=510PF， CP1=470F，CP2=0.01F，VT为为S9013，耳机阻抗单路，耳机阻抗单路RL=30。 按图接好电路。按图接好电路。 坚持步骤坚持步骤，不接，不接ui和反响和反响电阻电阻RF1 ，接入电源电压，接入电源电压VCC=12V，丈量各三极管各极直流电压，记，丈量各三极管各极直流电压，记录结果并判别能否正常。录结果并判别能否正常。 用耳机直接监听用耳机直接监听CD

12、唱机的音唱机的音乐信号，判别信号能否正常。乐信号，判别信号能否正常。 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用 将将CD唱机输出音乐信号幅度唱机输出音乐信号幅度衰减至衰减至10mV左右作为左右作为ui接入输入端，接入输入端，用耳机在放大器输出端监听音乐信号；用耳机在放大器输出端监听音乐信号；继续调理继续调理ui幅度，并使输出音乐信号幅度，并使输出音乐信号恰好无明显失真。恰好无明显失真。 坚持步骤坚持步骤，适当增大，适当增大ui幅度，幅度，使输出音乐信号出现明显失真。与第使输出音乐信号出现明显失真。与第二次上一次监听效果比较，判别二次上一次监听效果比较，判别信号能否正常并进展景象描画。信号能否正常并

13、进展景象描画。 义务负反响放大器改善非线性失真景象的客观测试模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用 坚持步骤坚持步骤，接入反响电阻，接入反响电阻RF1 ，继续用耳机在放大器输出端，继续用耳机在放大器输出端监听音乐信号。调理监听音乐信号。调理ui幅度，使输幅度，使输出音乐信号音量大体与第三次上出音乐信号音量大体与第三次上一次一样，并与第三次监听效果一次一样，并与第三次监听效果比较。判别此时输出信号能否正常比较。判别此时输出信号能否正常并进展结果描画。并进展结果描画。 义务负反响放大器改善非线性失真景象的客观测试模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用六、负反响减小放大器非线性失真原理六、负反响减小放大

14、器非线性失真原理 非线性非线性模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用七、反响的性质、方式及其判别七、反响的性质、方式及其判别1.正反响和负反响正反响和负反响正反响：输入量不变时，引入反响后输出量变大了。正反响：输入量不变时，引入反响后输出量变大了。负反响：输入量不变时，引入反响后输出量变小了。负反响：输入量不变时，引入反响后输出量变小了。另一角度另一角度正反响：引入反响后，使净输入量变大了。正反响：引入反响后，使净输入量变大了。负反响：引入反响后，使净输入量变小了。负反响：引入反响后，使净输入量变小了。判别方法：瞬时极性法。即在电路中，从输入端开场，沿着判别方法：瞬时极性法。即在电路中，从输入端

15、开场，沿着 信号流向，标出某一时辰有关节点电压变化的斜率信号流向，标出某一时辰有关节点电压变化的斜率 正斜率或负斜率，用正斜率或负斜率，用“+、“-号表示。号表示。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用图4.25用瞬时极性法判别反响的性质1.正反响和负反响正反响和负反响模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用净输入量净输入量(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量负反响负反响正反响正反响反响通路反响通路反响通路反响通路七、反响的性质、方式及其判别七、反响的性质、方式及其判别1.正反响和负反响正反响和负反响模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用七、反响的性质、方式及其判别七、反响的性质、方式及其判别1.

16、正反响和负反响正反响和负反响级间反响级间反响通路通路净输入量净输入量级间负反响级间负反响反响通路反响通路本级反响本级反响通路通路模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用七、反响的性质、方式及其判别七、反响的性质、方式及其判别2.交流反响和直流反响交流反响和直流反响 根根据据反反响响到到输输入入端端的的信信号号是是交交流流，还还是是直直流流，或或同同时时存在，来进展判别。存在，来进展判别。交、直流负交、直流负反响反响交流正反交流正反响响模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用七、反响的性质、方式及其判别七、反响的性质、方式及其判别3.电压反响和电流反响电压反响和电流反响模拟电子技术与应用模拟电子技术与应

17、用七、反响的性质、方式及其判别七、反响的性质、方式及其判别3.电压反响和电流反响电压反响和电流反响判别电压反响、电流反响可采用短路法或开路法。判别电压反响、电流反响可采用短路法或开路法。短路法是假定把放大器的负载短路，使短路法是假定把放大器的负载短路，使uo0，这时假设反，这时假设反响信号为零即反响不存在，那么为电压反响；假设反响信响信号为零即反响不存在，那么为电压反响；假设反响信号不为零即反响依然存在，那么为电流反响。号不为零即反响依然存在，那么为电流反响。开路法是假定把放大器的负载开路，使开路法是假定把放大器的负载开路，使io0,这时假设反响这时假设反响不存在，那么为电流反响；假设反响仍存

18、在，那么为电压反响。不存在，那么为电流反响；假设反响仍存在，那么为电压反响。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用七、反响的性质、方式及其判别七、反响的性质、方式及其判别3.电压反响和电流反响电压反响和电流反响+-uN1RRfRL+-uIuO反响信号为零反响信号为零电压反响电压反响规律：假设输出信号与反响信号接在同一个输出端，那么为电压反规律：假设输出信号与反响信号接在同一个输出端，那么为电压反响。响。假设输出信号与反响信号接在不同的输出端，那么为电流反假设输出信号与反响信号接在不同的输出端，那么为电流反响。响。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用七、反响的性质、方式及其判别七、反响的性质、方式

19、及其判别4.并联反响和串联反响并联反响和串联反响模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用七、反响的性质、方式及其判别七、反响的性质、方式及其判别4.并联反响和串联反响并联反响和串联反响判别串联反响、并联反响方法：判别串联反响、并联反响方法：假定把放大器的输入端短路，这时假设反响信号为零即假定把放大器的输入端短路，这时假设反响信号为零即反响不存在，那么为并联反响；假设反响信号不为零即反响不存在，那么为并联反响；假设反响信号不为零即反响依然存在，那么为串联反响。反响依然存在，那么为串联反响。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用七、反响的性质、方式及其判别七、反响的性质、方式及其判别4.并联反响和串联反

20、响并联反响和串联反响规律：假设输入信号和反响信号接在不同的输入端，那么为串联规律：假设输入信号和反响信号接在不同的输入端，那么为串联反响反响假设输入信号和反响信号接在同一个输入端，那么为并联假设输入信号和反响信号接在同一个输入端，那么为并联反响反响模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用八、负反响放大器的组态八、负反响放大器的组态由此可组成四种阻态：由此可组成四种阻态：输入端：反响信号在输入端的联接分为串联和并联两种方式。输入端：反响信号在输入端的联接分为串联和并联两种方式。输出端：反响信号在输出端分为取电压和取电流两种方式。输出端：反响信号在输出端分为取电压和取电流两种方式。电压串联电压串联电压

21、并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联1. 类型类型模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用1电压串联负反响电压串联负反响根本放大器和反响网络的衔接根本放大器和反响网络的衔接方式：方式：输入端：串联衔接，即输入端输入端：串联衔接，即输入端为电压比较；为电压比较；输出端：并联衔接，即输出端输出端：并联衔接，即输出端为电压采样。为电压采样。八、负反响放大器的组态八、负反响放大器的组态2. 负反响的组态负反响的组态模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用八、负反响放大器的组态八、负反响放大器的组态2电流并联负反响电流并联负反响根根本本放放大大器器和和反反响响网网络络的衔接方式：的衔接方式：输输入入端端

22、：并并联联衔衔接接，即即输入端为电流比较；输入端为电流比较；输输出出端端：串串联联衔衔接接，即即输出端为电流采样。输出端为电流采样。2. 负反响的组态负反响的组态模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用八、负反响放大器的组态八、负反响放大器的组态2. 负反响的组态负反响的组态3电压并联负反响电压并联负反响在在ii一一定定时时，假假设设由由于于RL减减小小使使输输出出电电压压uo指指幅幅值值，下下同同下降，那么有下述自动调整过程：下降，那么有下述自动调整过程：其其结结果果使使输输出出电电压压趋趋于于稳稳定定，即即电电压压并并联联负负反反响响放放大大器器具具有有稳稳定输出电压的特点。定输出电压的特点。

23、显显然然，电电压压并并联联负负反反响响电电路路的的信号源应为电流源。信号源应为电流源。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用八、负反响放大器的组态八、负反响放大器的组态2. 负反响的组态负反响的组态4电流串联负反响电流串联负反响根根本本放放大大器器和和反反响响网网络络的衔接方式：的衔接方式：输输入入端端：串串联联衔衔接接，即即输入端为电压比较；输入端为电压比较；输输出出端端：串串联联衔衔接接，即即输出端为电流采样。输出端为电流采样。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用九、负反响放大器的方框图及其计算九、负反响放大器的方框图及其计算箭头表示信号的传输方向，箭头表示信号的传输方向，符号符号 表示比较

24、环节，输出表示比较环节，输出端的小黑点端的小黑点“ 表示采样表示采样环节环节 为根本放大器的放大为根本放大器的放大倍数，倍数， 为反响网络的反响为反响网络的反响系数系数1.负反响放大器的方框图负反响放大器的方框图模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用九、负反响放大器的方框图及其计算九、负反响放大器的方框图及其计算2.负反响放大器的计算负反响放大器的计算根本关系：根本关系：净输入信号净输入信号 开环放大倍数开环放大倍数 反响系数反响系数 闭环放大倍数闭环放大倍数 对对于于不不同同的的组组态态的的负负反反响响， 和和 有有四四种种表表示示方方式式，故故 与与 一一样样，也也有有四种表示方式四种表示方

25、式模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用九、负反响放大器的方框图及其计算九、负反响放大器的方框图及其计算2.负反响放大器的计算负反响放大器的计算反响深度反响深度负反响负反响模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用九、负反响放大器的方框图及其计算九、负反响放大器的方框图及其计算2.负反响放大器的计算负反响放大器的计算深度负反响深度负反响在深度负反响条件下，闭环放大倍数只取决于反响系数，而与根本放大器几在深度负反响条件下，闭环放大倍数只取决于反响系数，而与根本放大器几乎无关乎无关结论：结论：模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用九、负反响放大器的方框图及其计算九、负反响放大器的方框图及其计算3.深度负反响

26、的特点深度负反响的特点即，深度负反响条件下，闭环增益只与反响网络有关即，深度负反响条件下，闭环增益只与反响网络有关由于由于那那么么又由于又由于代入上式代入上式得得输入量近似等于反响量输入量近似等于反响量净输入量近似等于零净输入量近似等于零由此可得深度负反响条件下，根本放大电路由此可得深度负反响条件下，根本放大电路“两虚的概念两虚的概念模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用九、负反响放大器的方框图及其计算九、负反响放大器的方框图及其计算3.深度负反响的特点深度负反响的特点串联负反响，输入端电压求和。串联负反响，输入端电压求和。深度负反响条件下深度负反响条件下虚短虚短虚断虚断虚短虚短虚断虚断并联负反

27、响，输入端电流求和。并联负反响，输入端电流求和。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用十、负反响对放大器输入电阻和输出电阻的控制十、负反响对放大器输入电阻和输出电阻的控制1.串联负反响对输入电阻的控制串联负反响对输入电阻的控制模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用十、负反响对放大器输入电阻和输出电阻的控制十、负反响对放大器输入电阻和输出电阻的控制2.并联负反响对输入电阻的控制并联负反响对输入电阻的控制模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用十、负反响对放大器输入电阻和输出电阻的控制十、负反响对放大器输入电阻和输出电阻的控制3.电压负反响对输出电阻的控制电压负反响对输出电阻的控制FX-AFiXoioRi

28、AX+-ou模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用十、负反响对放大器输入电阻和输出电阻的控制十、负反响对放大器输入电阻和输出电阻的控制4.电流负反响对输出电阻的控制电流负反响对输出电阻的控制模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用引入负反响的普通原那么引入负反响的普通原那么1 1要稳定直流量如静态任务点，引入直流负反响；要稳定直流量如静态任务点，引入直流负反响； 要改善交流性能，引入交流负反响。要改善交流性能，引入交流负反响。2 2要稳定输出电压，或减小输出电阻，引入电压负反响；要稳定输出电压，或减小输出电阻，引入电压负反响； 要稳定输出电流，或增大输出电阻，引入电流负反响。要稳定输出电流，或增大输

29、出电阻，引入电流负反响。3 3要提高输入电阻，或减小放大器向信号源索取的电流，要提高输入电阻，或减小放大器向信号源索取的电流， 引入串联负反响；要减小输入电阻，引入并联负反响。引入串联负反响；要减小输入电阻，引入并联负反响。4 4信号源为电压源时引入串联负反响，信号源为电压源时引入串联负反响， 信号源为电流源时引入并联负反响。信号源为电流源时引入并联负反响。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用模块模块2-3 2-3 集成运放根本运用电路的测试集成运放根本运用电路的测试 工程工程2 集成运算放大器的测试与集成运算放大器的测试与运用设计运用设计模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用一、集成电路一、集

30、成电路ICIC，即，即Integrated CircuitsIntegrated Circuits的分类与的分类与封装封装扁平式扁平式双列直插式双列直插式单列直插式单列直插式1. 1.集成电路的封装方式集成电路的封装方式模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用一、集成电路一、集成电路ICIC，即，即Integrated CircuitsIntegrated Circuits的分类与的分类与封装封装2. 2.集成电路的分类集成电路的分类 按照集成度分按照集成度分按照集成度分按照集成度分小规模集成电路小规模集成电路SSI中规模集成电路中规模集成电路MSI大规模集成电路大规模集成电路LSI超大规模集成电

31、路超大规模集成电路VLSI 按照导电类型分按照导电类型分按照导电类型分按照导电类型分双极型双极型BJT型型单极型单极型MOS型型模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用一、集成电路一、集成电路ICIC，即，即Integrated CircuitsIntegrated Circuits的分类与的分类与封装封装2. 2.集成电路的分类集成电路的分类 按功能分按功能分按功能分按功能分模拟集成电路模拟集成电路AI数字集成电路数字集成电路DI 按封装方式不同分按封装方式不同分按封装方式不同分按封装方式不同分扁平式扁平式双列直插式双列直插式单列直插式单列直插式模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用二、模拟集成电

32、路的电性能特点二、模拟集成电路的电性能特点1. 1.电路构造和元器件参数具有对称性电路构造和元器件参数具有对称性电路构造和元器件参数具有对称性电路构造和元器件参数具有对称性2. 2.采用有源元器件采用有源元器件采用有源元器件采用有源元器件3. 3.放大器级间耦合方式为直接耦合放大器级间耦合方式为直接耦合放大器级间耦合方式为直接耦合放大器级间耦合方式为直接耦合4. 4.二极管由二极管由二极管由二极管由BJTBJT构成构成构成构成模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用三、集成运放及其根本组成三、集成运放及其根本组成 由差动放大器构成，由差动放大器构成，以减小运放的零漂以减小运放的零漂中间级由一级或两

33、级有源负载中间级由一级或两级有源负载放大器构成，以提高运放的输放大器构成，以提高运放的输出功率和带负载才干出功率和带负载才干模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用三、集成运放及其根本组成三、集成运放及其根本组成 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用集成运放的运用集成运放的运用夜灯自动点亮电路夜灯自动点亮电路集成运放作为通用的器件，它的运用非常广泛，包括模拟信号的运算、放大、集成运放作为通用的器件，它的运用非常广泛，包括模拟信号的运算、放大、滤波、产生以及进展各种线性和非线性的处置等。滤波、产生以及进展各种线性和非线性的处置等。线性集成运放普通任务在深度负反响的闭环形状而非线性集成运放那么任务在正

34、反响或开环形状。 线性区：曲线斜率为电压放大倍数线性区：曲线斜率为电压放大倍数u0 =Aod (up -uN), Aodu0 =Aod (up -uN), Aod很大，很大， 线性区非常窄。线性区非常窄。非线性区：输出电压只需两种能够的情况，非线性区：输出电压只需两种能够的情况， +UOM +UOM 或或- UOM - UOM 。集成运放有两个任务区：线性区、非线性区集成运放有两个任务区：线性区、非线性区如右图所示为集成运放的电压传输特性，它表示输出电压与输入电压之间的关系。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用一、理想运放：为了简化分析，在实践分析过程中经常把集一、理想运放：为了简化分析，在实

35、践分析过程中经常把集成运放理想化。理想运放具有下述的理想参数：成运放理想化。理想运放具有下述的理想参数： 3.3.输出电阻输出电阻rod=0rod=07.7.干扰和噪声均不存在干扰和噪声均不存在1. 1. 开环电压增益开环电压增益 Aod Aod 2.2.差模输入电阻差模输入电阻rid rid 4. 4.共模抑制比共模抑制比 KCMR KCMR 5. 5. 开环带宽开环带宽fH fH 6. 6. 转换速率转换速率 SR SR 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用由于线性任务时需引入深度负反响由于线性任务时需引入深度负反响, , 由第由第4 4章深度负反响的讨章深度负反响的讨论可知论可知: :

36、净输入净输入ui=0, (ui=0, (虚短虚短) uP = uN ) uP = uN 净输入净输入 ii=0 ( ii=0 (虚断虚断) )虚短和虚断是集成运放分析中的两个重要概念虚短和虚断是集成运放分析中的两个重要概念uoui净净 i ii i模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用一、比例运算电路一、比例运算电路 为提高精度，普通取为提高精度，普通取电压并联负反响电压并联负反响假假设设电电路路处处于于深深度度负负反反响响条条件下，虚短和虚断成立件下，虚短和虚断成立1.1.反相比例运算电路反相比例运算电路利用虚短和虚断得利用虚短和虚断得输出与输入反相输出与输入反相n 运运算算放放大大器器输输入

37、入端端无无共共模模信信号号n 运算电路输入电阻较小运算电路输入电阻较小模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用2.2.同相比例运算电路同相比例运算电路利用虚短和虚断得利用虚短和虚断得n 运运算算放放大大器器输输入入端端有有共共模模信信号号n 运算电路输入电阻很大运算电路输入电阻很大输出与输入同相输出与输入同相一、比例运算电路一、比例运算电路 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用义务2.3.1加法电路的测试做一做做一做模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用查集成电路管脚图的方法查集成电路管脚图的方法1.1.借助手册资料查管脚图借助手册资料查管脚图2.2.借助网站直接搜索该集成块借助网站直接搜索该集成块

38、3.3.利用专门的芯片资源搜索网利用专门的芯片资源搜索网站查询站查询 如如21icsearch21icsearch模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用芯片资源搜索网站芯片资源搜索网站模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用LM324是四运放集成电路，采用14脚双列直插塑料封装，外形如下图，内部包含四组方式完全一样的运算放大器，四组相互独立。LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，价钱低廉等优点。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用输输入入输输出出参考参考: : 集成块位置集成块位置正负电源接法正负电源接法输入输出接法输入输出接法模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用义务加法电路的测试 测

39、试电路如下图加法电路，电路中测试电路如下图加法电路，电路中R1、R2和和Rf均为均为10k，运，运放为放为324。 接好图示加法电路，并接入接好图示加法电路，并接入+VCC = +12V， VCC = 12V。 坚持步骤坚持步骤，接入，接入uS1为为0.1V，5kHz的正弦波信号，不接的正弦波信号，不接uS2。 结论：结论： 输出电压幅值与输入电压幅值输出电压幅值与输入电压幅值_根本相等根本相等/相差很大，相差很大，即电压放大倍数与即电压放大倍数与Rf/R1值值_根本相等根本相等/相差很大，且输出电压与输相差很大，且输出电压与输入电压相位入电压相位_一样一样/相反。相反。 模拟电子技术与应用模

40、拟电子技术与应用 坚持步骤坚持步骤，将，将Rf改为改为10k。 坚持步骤坚持步骤，接入，接入uS1和和uS2均为均为0.1V，5kHz的正弦波的正弦波信号，用示波器信号，用示波器DC输入端察看输出电压和输入电压输入端察看输出电压和输入电压uS2波形，波形，画出各波形并记录：画出各波形并记录： 结论：结论： 该电路该电路_能能/不能实现输入电压相加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，且输出电压相对于输入电压是_正极正极性的性的/负极性的。负极性的。 义务加法电路的测试模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用 坚持步骤坚持步骤，改接，改接uS2为为1V，500H

41、z的方波信号，用示的方波信号，用示波器波器DC输入端察看输出电压和输入电压输入端察看输出电压和输入电压uS2波形，并记录各波波形，并记录各波形。形。 义务加法电路的测试模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用 根根据据虚虚短短、虚虚断断和和N N点点的的KCLKCL得：得：假设假设那那 么么有有加法运算加法运算输出再接一级反相电路输出再接一级反相电路可得可得二、加法电路二、加法电路模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用义务2.3.2减法电路的测试做一做做一做模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用 测试电路如下图加法电路，电路中测试电路如下图加法电路，电路中R1, R2, Rf1和和Rf2均为均为1k，

42、运放为运放为324。 接好图示减法电路，接好图示减法电路，并接入并接入+VCC = +12V， VCC = 12V。 义务减法电路的测试 坚持步骤坚持步骤，接入，接入uS1和和uS2均为均为0.1V，5kHz的正弦波的正弦波信号，用示波器信号，用示波器DC输入端察看输出、输入电压波形，画出各输入端察看输出、输入电压波形，画出各波形并记录：波形并记录： 结论：输出电压幅值与输入电压幅值相比结论：输出电压幅值与输入电压幅值相比_根本为根本为0/根本根本相等相等/要大得多，即该电路要大得多，即该电路_能能/不能实现输入电压相减不能实现输入电压相减uO= uS1 uS2。 模拟电子技术与应用模拟电子技

43、术与应用 坚持步骤坚持步骤，改接，改接uS2为为1V，500Hz的方波信号，用示波器的方波信号，用示波器DC输入端察看输出电压和输入电压输入端察看输出电压和输入电压uS2波形，并记录各波形。波形，并记录各波形。 义务减法电路的测试模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用三、减法电路一三、减法电路一 第一级反相比例第一级反相比例第二级反相加法第二级反相加法即即当当 时时得得减法运算减法运算模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用当当那那么么假假设设继继续续有有那那么么 根根据据虚虚短短、虚虚断断和和N N、P P点的点的KCLKCL得：得：三、减法电路二三、减法电路二 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应

44、用义务2.3.3积分电路的测试做一做做一做模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用测试电路如下图，电路中测试电路如下图，电路中R为为1k ，C为为0.1 F，运放为，运放为MC4558。 接好图示积分电路，并接好图示积分电路，并在在C两端并接一个两端并接一个100 k电阻电阻引入负反响并启动电路，该引入负反响并启动电路，该电阻取值应尽能够大，但也不电阻取值应尽能够大，但也不宜过大，并接入宜过大，并接入+VCC = +15V， VCC = 15V。 义务积分电路的测试 坚持步骤坚持步骤，接入，接入uS为为1V，1kHz的方波双极性信号，的方波双极性信号，用示波器用示波器DC输入端察看输出、输入电压波

45、形，画出各波形并记录：输入端察看输出、输入电压波形，画出各波形并记录：输入电压波形为输入电压波形为 正弦波正弦波/方波方波/三角波，而输出电压波形为三角波，而输出电压波形为 正弦波正弦波/方波方波/三角波，因此该电路三角波，因此该电路_能能/不能实现积不能实现积分运算。分运算。 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用式式中中，负负号号表表示示uOuO与与uSuS在在相相位上是相反的。位上是相反的。根根据据“虚虚短短，得得根根据据“虚虚断断，得得即即因此因此电容器被充电，其充电电流为电容器被充电，其充电电流为设电容器设电容器C C的初始电压为零，那么的初始电压为零，那么积分运算积分运算四、简单积分

46、电路四、简单积分电路模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用义务2.3.4微分电路的测试做一做做一做模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用测试电路如下图，电路中测试电路如下图，电路中R为为1k ，C为为0.1 F，运放为，运放为MC4558。 接好图示微分电路，并在接好图示微分电路，并在电容电容C支路中串接一个支路中串接一个51电阻电阻防止产生过冲呼应，并接入防止产生过冲呼应，并接入+VCC = +15V， VCC = 15V。 义务微分电路的测试 坚持步骤坚持步骤，接入，接入uS为为1V，1kHz的三角波双极性信号，用的三角波双极性信号，用示波器示波器DC输入端察看输出、输入电压波形，画出各波形并

47、记录：输入电输入端察看输出、输入电压波形，画出各波形并记录：输入电压波形为压波形为 正弦波正弦波/方波方波/三角波，而输出电压波形为三角波，而输出电压波形为 正弦正弦波波/方波方波/三角波，因此该电路三角波，因此该电路_能能/不能实现微分运算。不能实现微分运算。 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用根据虚地和虚断有：根据虚地和虚断有： uI=0，iI=0，i2= i1设设t=0时，电容时，电容C上的初始电压为上的初始电压为0 那么接入信号电压那么接入信号电压uS时有时有 五、微分电路五、微分电路模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用义务2.3.5简单电压比较器的测试做一做做一做模拟电子技术与应用

48、模拟电子技术与应用测试电路如下图，电路中运放为测试电路如下图，电路中运放为MC4558。 接好图示电路，两输入端分别接好图示电路，两输入端分别串接一个串接一个1k电阻，并接入电阻，并接入+VCC = +15V， VCC = 15V。 义务简单电压比较器的测试 坚持步骤坚持步骤，接入，接入UREF=2V用数字万用表准确丈量的直流电压。用数字万用表准确丈量的直流电压。 坚持步骤坚持步骤，接入，接入uI=3V，用万用表丈量输出直流电压，用万用表丈量输出直流电压大小，并记录：大小，并记录：uO=_V，_输出高电平输出高电平uOH/输出低电输出低电平平uOL。 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用 坚持

49、步骤坚持步骤，接入，接入uI=1V，用万用，用万用表丈量输出直流电压大小，并记录：表丈量输出直流电压大小，并记录：uO=_V，_输输出高电平出高电平uOH/输出低电平输出低电平uOL。 义务简单电压比较器的测试 坚持步骤坚持步骤，微调，微调uI，使，使uI在在1V至至3V之间变化，用万用之间变化，用万用表丈量并察看输出直流电压的变化情况，并记录：恰好出现高表丈量并察看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电平向低电平翻转或低电平向高电平翻转时的uI=_V准确准确丈量，此值与丈量，此值与UREF值值_很接近很接近/有较大差距。有较大差距。 结论：该电路

50、结论：该电路_能能/ /不能实现电压比较的作用不能实现电压比较的作用模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用电压比较器电压比较器电压传输特性电压传输特性uPuNuo=UOHuP uNuo=UOL过零比较器过零比较器简单电压比较器简单电压比较器模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用义务2.3.6迟滞电压比较器的测试做一做做一做模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用 测试电路如下图，其中测试电路如下图，其中R1, R2为为1k，R3为为3.3k，R4为为330，VDZ为为1N4740UZ=10V，运放为，运放为MC4558。 接好图示电路，并接好图示电路，并接入接入+VCC = +15V， VCC = 1

51、5V 坚持步骤坚持步骤，接入，接入uI=UREF =0直接接地，用万用表丈直接接地，用万用表丈量输出直流电压大小，并记录：量输出直流电压大小，并记录：uO=_V，为，为_输出高输出高电平电平uOH/输出低电平输出低电平uOL。义务迟滞电压比较器的测试模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用 坚持步骤坚持步骤，微调，微调uI，使，使uI在在1V之间变化，用万用表丈之间变化，用万用表丈量并察看输出直流电压的变化情况，并记录：量并察看输出直流电压的变化情况，并记录：uO_无变化无变化/产生翻转。产生翻转。 坚持步骤坚持步骤，微调，微调uI ，使，使uI在在5V之间变化，用万用表丈之间变化，用万用表丈量并

52、察看输出直流电压的变化情况，绘出该比较器的传输特性。量并察看输出直流电压的变化情况，绘出该比较器的传输特性。 义务迟滞电压比较器的测试模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用叠加定理叠加定理阈值电压阈值电压10uOuiUOHUOL传输特性迟滞电压比较器迟滞电压比较器阈值电压阈值电压2模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用实训实训2 2 集成运算放大器的运用设计集成运算放大器的运用设计 工程工程2 集成运算放大器的测试与集成运算放大器的测试与运用设计运用设计模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用电压增益Au40dBf=1kHz时音频信号源幅度Ui有效值1V，频率f=0.110kHz高音10kHz与低音0

53、.1kHz相对增益最大可控变化比12dB负载耳机阻抗RL=30输出信号失真度THD1.0%可实现双声道与单声道之间的转换。2、义务要求：完成原理图设计、元器件选型、电路装接与调试、电路性能检测、设计文档编写1、设计目的：模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用完成原理图设计、元器件选型、电路装接与调试、电路性能检测、设计文档编写2义务要求模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用设计内容例如1电路组成构造设计图5-14 电路组成构造框图 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用设计内容例如2电路原理图设计图5-15 模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用设计内容例如3计算电路中各元器件参数低音、高音调调理电路

54、图5-17所示。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用设计内容例如3计算电路中各元器件参数电容CL1=CL2远远大于CL5由于CL5值较小，对于低音频相当于开路，电阻RL1、RL2、RL3、RW1A不能获得太大，否那么运放漂移电流的影响不可忽略，但也不能太小，否那么流过它们的电流将超出运放的输出才干。普通取几千欧几百千欧。暂取 RL1=RL2=RL3=47K RW1A=500K图5-18低音调理电路模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用设计内容例如3计算电路中各元器件参数取标称值0.01F，即CL1=CL2=0.01F。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用设计内容例如3计算电路中各元器件参数当输入

55、信号频率为远远小于fL1的低音频信号时，CL1，CL2的阻抗较大，可以以为是断路。此时的电路对于低音是一个反相比例运放，当电位器RW1A滑动至最左端时，AvL=RW1A+RL3/RL1=1+RW1A/RL1=1120.8dB；低音频提升最大；当电位器RW1A滑动至最右端时，低音频衰减最大。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用设计内容例如3计算电路中各元器件参数当输入信号频率为远远大于fL2的低音频信号时，CL1、CL2的容抗较小，可以以为是短路路。RL5为平衡电阻。电路中选择10k即可。此时的电路对于低音是一个反相比例运放，此时的电路增益为AvL=RL3/RL1=1(0dB)模拟电子技术与应用

56、模拟电子技术与应用设计内容例如图5-19 高音调理电路(一为了便于分析，可以将电阻RL1、RL2、RL3、的星形衔接转换成三角形衔接，转换后的电路如图5-20所示，RLa=RLb=RLc=3RL1图5-20 高音调理电路二1低音、高音调理电路的计算模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用设计内容例如图5-20 高音调理电路二暂取CL5=470pF。1低音、高音调理电路的计算模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用设计内容例如图5-20 高音调理电路二当输入信号频率为远远大于fH2的高音频信号时，CL5的容抗较小，可以以为是短路。此时的电路对于高音是一个反相比例运放，当电位器RW1A滑动至最左端时，Av

57、H=RLb/(RLa/RL4)=1120.8dB；低音频提升最大；可得RL4=15k。当电位器RW1A滑动至最右端时，低音频衰减最大。1低音、高音调理电路的计算模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用设计内容例如图5-20 高音调理电路二当输入信号频率为远远小于fH1的高音频信号时。CL5的容抗较大，可以以为是断路。此时的电路对于低音是一个反相比例运放，此时的电路增益为AvH=RLb/RLa=10dB当输入信号频率为介于fH1和fH2之间的低音频信号时，此时的电路增益为20 dB/10倍频。1低音、高音调理电路的计算模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用设计内容例如混音电路的计算RL7，RL10，RL8构成反相加法器，经过混音开关实现左右声道信号的叠加。取RL7，RL10为10k，RL8为100k。LF353为集成运放，RL9为平衡电阻。取10k。模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用4电路的仿真1低音、高音调理电路的仿真模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用4电路的仿真2混音电路的仿真模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用