第四章集成运算放大器的应用-义乌工商职业技术学院.docVIP

义乌工商职业技术学院 教 案 序 号 4 授课 班级 04计算机（1）、（2）班　 计划 课时 6 课 题 第4章 集成运算放大器的应用 教学目的及 教学要求 1、掌握模拟运算电路的基本原理和应用； 2、掌握信号处理电路的基本原理和应用； 3、掌握正弦波振荡器的振荡条件和RC/LC振荡器的原理和应用； 4、掌握运算放大器的应用以及运用中的实际问题。 重点和难点 本章重点： 1、集成运算放大器在线性和非线性应用时的基本概念和分析依据 2、集成运算放大器在线性和非线性应用时的分析方法 3、集成运算放大器典型线性应用电路的组成、工作原理和电路功能 4、集成运算放大器典型非线性应用电路的组成、工作原理和电路功能 本章难点： 1、集成运放在线性和非线性应用的工作原理。 参考资料 1、模拟电子技术基础简明教程 杨素行主编 高等教育出版社 1998年 2、数字电路技术基础 阎石主编 高等教育出版社 1998年一版; 3、电子技术基础 康华光等编 高等教育出版社 1995年八月一版; 4、电子技术基础 苏丽萍编 西安电子科技出版社 2002年2月一版; 后 记 教材：《电子技术基础》 李中发主编 中国水得水电出版社2004年3月一版 第4章 集成运算放大器的应用 教学内容 4.1模拟运算电路 4.2信号处理电路 4.3正弦波振荡器 4.4使用运算放大器应注意的几个问题 二、教学方法 本章主要通过课堂讲述、多媒体课件演示和电路仿真实验等方式进行理论教学。本章介绍模拟运算电路、信号处理电路、正弦波振荡器电路的组成、工作原理和电路功能，掌握运算放大器的应用以及运用中的实际问题。通过课后习题掌握。 三、教学过程 第4章 集成运算放大器的应用 4.1 模拟运算电路 4.1.1 比例运算电路 反相输入比例运算电路 根据运放工作在线性区的两条分析依据可知： ， 而 由此可得： 式中的负号表示输出电压与输入电压的相位相反。 闭环电压放大倍数为： 当时，，即，该电路就成了反相器。 同相输入比例运算电路 同反相输入比例运算电路一样根据运放工作在线性区的虚短和虚断两条分析依据，闭环电压放大倍数为： 可见同相比例运算电路的闭环电压放大倍数必定大于或等于1。 电压跟随器：当或时，，即 同相输入比例运算电路　　　　　　　　电压跟随器 【例 1】 在图示电路中，已知R1=100kΩ， Rf=200kΩ ，ui=1V，求输出电压uo，并说明输入级的作用。 解 输入级为电压跟随器，由于是电压串联负反馈，因而具有极高的输入电阻，起到减轻信号源负担的作用。且，作为第二级的输入。 第二级为反相输入比例运算电路，因而其输出电压为： 4.1.2 加法和减法运算电路 1、 加法运算电路 在 反相比例运算电路的基础上，增加一个输入支路，就构成了反相输入求和电路，此时两个输入信号电压产生的电流都流向Rf 。 可得： 若，则： 可见输出电压与两个输入电压之间是一种反相输入加法运算关系。这一运算关系可推广到有更多个信号输入的情况。 法运算电路 若（断开），则： 若，且，则： 若，则： 由此可见，输出电压与两个输入电压之差成正比，实现了减法运算。 【例 2 】 试用两级运算放大器设计一个加减运算电路，实现以下运算关系： 解 由题中给出的运算关系可知ui3与uo反相，而ui1和ui2与uo同相，故可用反相加法运算电路将ui1和ui2相加后，其和再与ui3反相相加，从而可使ui3反相一次，而ui1和ui2反相两次。根据以上分析，可画出实现加减运算的电路图，如图所示。 由图可得： 根据题中的运算要求设置各电阻阻值间的比例关系： ，，， 若选取，则可求得其余各电阻的阻值分别为： ，，， 平衡电阻R3、R6的值分别为： 4.1.3 积分和微分运算电路 1、积分运算电路 由此可得： 输出电压与输入电压对时间的积分成正比。 若ui为恒定电压U，则输出电压uo为： 积分电路用于方波－三角波转换 2、微分运算电路 由此可得： 输出电压与输入电压对时间的微分成正比。 【例3】　利用积分电路将方波变成三角波 时间常数 ( = R1Cf = 0.1 ms 设 uC(0) = 0 = 5 V 4.2 信号处理电路 4.2.1 有源滤波器 滤波器：选出所需要的频率范围内的信号，使其顺利通过；而对于频率超出此范围的信号，使其不易通过。 不同的滤波器具有不同的频率特性，大致可分为低通、高通、带通和带阻四种。 理想滤波器的频率特性 无源滤波器：仅由无源元件R、C构成的