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电子电路分析与实践 PAGE PAGE 12 项目3：电子秤压力放大电路的设计、组装与调试 一、学习目标 1．了解集成运算放大器的组成和性能，掌握集成运算放大器的应用电路； 2．能运用所学知识对电子秤压力放大电路进行设计； 3．能运用印制电路板、电子元件进行集成话筒放大器电路的组装； 4．借助常用电工电子仪器仪表对电子秤压力放大电路进行调试； 5．具有集成放大电路的设计、组装、调试和评估能力。 二、问题导入 1.电子秤的功能 电子秤是一种通用的称重仪器。常见的电子秤压力放大电路为了提高其放大信号得能力，其电路由多级放大电路组成。 图3.1 电子秤压力放大电路原理图 电子秤实物图如图3.2所示。 图3.2电子秤实物图 2.问题导入 1）集成运算放大电路有什么功能？ 2）集成运算放大电路由哪些电路组成？ 3）集成运算放大电路有什么特点？ 4）电子秤放大电路有几部分组成？ 5）如何确定集成运算放大电路的性能的好坏？ 三、知识点 1.集成运放的特点 (1)集成电路的工艺对制造电感器和容量大的电容器有困难，所以大都采用直接耦合电路。 (2)集成电路制造工艺表明，制造半导体二极管或三极管占用硅片面积小，且工艺简单、成本低。制造电阻、电容比较困难，尤其是阻值大（大于300Ω）的电阻和容量大（大于400pF）的电容，更不经济。为此，应尽量避免内接电容，并尽可能用阻值低的电阻或以三极管代替电阻。 2.集成电路的分类 1）按集成度分类 集成 电路 小规模集成电路(Small scalein tegrated circuit) 芯片管子元件数在一百个以下 中规模集成电路(Medium scale integrated circuit) 芯片管子元件数在102至103之间 大规模集成电路(Large scale integrated circuit) 芯片管子元件数在103至105之间 超大规模集成电路（VLSI） 芯片管子元件数在105至107之间 特大规模集成电路（ULSI） 芯片管子元件数在107以上 2）按内部器件分类 所用器件 BJT管 MOS管 PMOS NMOS CMOS 混合 既有FET又有BJT管 3.差动放大电路 简称差放，是集成运算放大器中常用的一种单元电路，具有优越的抑制零点漂移性能。 1）直接耦合放大电路存在的问题： (1)各级静态工作点相互影响，相互牵制； (2)存在零点漂移； ①零漂定义：在输入信号为零时，出现输出端的直流电位缓慢变化的现象。 ②产生零点漂移的原因：元器件参数的变化；环境的温度的变化(最主要的因素，因温度变化引起零漂称为温漂)。 ③零漂在RC耦合电路中影响不大；但在直接耦合放大电路中会被后级电路逐级放大，且第一级的零漂影响最为严重。 2）抑制零漂的最有效方法 采用差动放大电路。它常用作集成运放的输入级。 3）差动放大电路组成 它具有两个输入端，两个输出端见图3.3。该电路采用发射极电阻Re耦合的对称共射电路，其中V1、V2称为差分对管，两边的元器件采用相同的温度特性和参数，使之具有很好的对称性，双电源供电，且VCC=VEE，输出负载可以接到两输出端之间（称为双端输出），也可接到任输出端到地之间（称为单端输出）。 图3.3 差分放大电路 (a) 电路图 (b) 直流通路 静态时，IC1=IC2≈IE，UC1=UC2=VCC-IC1Rc1 。故： Uo=UC1-UC2=0。另一思路，忽略IB影响。UB=0，UE=-UBE，。 即静态时，差动放大器具有零输入零输出的特点。不会产生零点漂移现象，前提：电路完全对称。 4）共模信号、差模信号及其放大倍数。 （1）差模信号和差模放大倍数 差模信号就是一对大小相等、极性相反的信号电压，即 ui1=-ui2。uid=uid1-uid2 =2uid1 ，uid1=-uid2=uid/2 若电路仅有uid作用，则输出电压为uod；则电路的差模电压放大倍数Aud=uod/uid 。 （2）共模信号和共模放大倍数 共模信号就是一对大小相等、极性相同的信号，即ui1=ui2=uic 。 差动放大器只有uic作用输出电压为uoc；则共模电压放大倍数Auc=uoc/uic 。 （3）任意信号的分解 ui1和ui2输入的两个任意信号。此时，若将ui1和ui2改写成 由此可知，一对任意信号均可以分解为一对共模信号和一对差模信号之和，即 其中 任意信号输入时，分解成uid和 uic ，分别放大再叠加。即 差动放大器的性能应是差模性能和共模性能的合成。 [例