集成運放應(yīng)用(13.5.28孫淑艷)

1、集成運放的集成運放的應(yīng)用應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)資源：網(wǎng)絡(luò)資源： 中國學術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫中國學術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫：我校校園網(wǎng)可以直接：我校校園網(wǎng)可以直接訪問，里面收錄了八百多萬篇各種各樣的學術(shù)論文，訪問，里面收錄了八百多萬篇各種各樣的學術(shù)論文，涵蓋了所有的技術(shù)內(nèi)容。涵蓋了所有的技術(shù)內(nèi)容。是武漢力源公司的技術(shù)資料網(wǎng)站，大是武漢力源公司的技術(shù)資料網(wǎng)站，大部分芯片的數(shù)據(jù)手冊幾乎都可以找到。部分芯片的數(shù)據(jù)手冊幾乎都可以找到。是一個分欄目分應(yīng)用提供技術(shù)資料的網(wǎng)是一個分欄目分應(yīng)用提供技術(shù)資料的網(wǎng)站，主要包括傳感與控制；單片機；模擬技術(shù)；站，主要包括傳感與控制；單片機；模擬技術(shù)；EDA/PLDEDA/PLD；嵌入式系統(tǒng)；電源

2、技術(shù)；存儲器；嵌入式系統(tǒng)；電源技術(shù)；存儲器；DSPDSP；接；接口電路；無線通信；電測儀表等?？陔娐罚粺o線通信；電測儀表等。是專業(yè)芯片供應(yīng)網(wǎng)站，為芯片的購買是專業(yè)芯片供應(yīng)網(wǎng)站，為芯片的購買提供方便。提供方便。參考資料參考資料電子電路設(shè)計的基本方法電子電路設(shè)計的基本方法 1 1）必須清楚地知道題目要求我們做什么）必須清楚地知道題目要求我們做什么- -即讀懂題即讀懂題 明確設(shè)計任務(wù)的性能、指標、內(nèi)容、要求，盡可明確設(shè)計任務(wù)的性能、指標、內(nèi)容、要求，盡可能對一些參數(shù)細化，如果有些參數(shù)暫時確定不下來，能對一些參數(shù)細化，如果有些參數(shù)暫時確定不下來，在選擇設(shè)計方案時要考慮一些余量。在選擇設(shè)計方案時要考慮一

3、些余量。2 2）要明確知道實現(xiàn)該題目我們該怎么做）要明確知道實現(xiàn)該題目我們該怎么做- -即方案選擇即方案選擇利用電路、電子課程所學基本知識，借助網(wǎng)絡(luò)信利用電路、電子課程所學基本知識，借助網(wǎng)絡(luò)信息資源，查找電路設(shè)計所需要的材料。將材料歸類處息資源，查找電路設(shè)計所需要的材料。將材料歸類處理，結(jié)合所需要達到的設(shè)計目標，根據(jù)性價比以及電理，結(jié)合所需要達到的設(shè)計目標，根據(jù)性價比以及電路實現(xiàn)的難易程度、集成電路購置的情況，選擇最佳路實現(xiàn)的難易程度、集成電路購置的情況，選擇最佳方案，完成電路設(shè)計。畫出總體方框圖。方案，完成電路設(shè)計。畫出總體方框圖。電子電路設(shè)計的基本方法電子電路設(shè)計的基本方法 3 3）開始行

4、動）開始行動- -即模塊設(shè)計、參數(shù)計算、器件選取、安裝即模塊設(shè)計、參數(shù)計算、器件選取、安裝及調(diào)試及調(diào)試 設(shè)計單元電路：盡可能利用已經(jīng)成熟的電路、集成設(shè)計單元電路：盡可能利用已經(jīng)成熟的電路、集成電路、集成電路生產(chǎn)廠家提供的典型電路，與其他電路電路、集成電路生產(chǎn)廠家提供的典型電路，與其他電路之間的配合。之間的配合。計算參數(shù)：考慮裕量計算參數(shù)：考慮裕量選擇元器件：阻容元件選用標稱值系列產(chǎn)品，極限選擇元器件：阻容元件選用標稱值系列產(chǎn)品，極限參數(shù)要留有裕量，一般按參數(shù)要留有裕量，一般按1.1.倍取值，型號取材上倍取值，型號取材上盡可能統(tǒng)一，以便采購、裝配和調(diào)試。盡可能統(tǒng)一，以便采購、裝配和調(diào)試。 安裝調(diào)

5、試單元電路：在面包版上或萬能板上完成。安裝調(diào)試單元電路：在面包版上或萬能板上完成。檢查接線正確后上電調(diào)試。通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)問題、深入思檢查接線正確后上電調(diào)試。通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)問題、深入思考、分析原因、改進設(shè)計，使性能指標達到要求?？?、分析原因、改進設(shè)計，使性能指標達到要求。 聯(lián)機統(tǒng)調(diào)：整個系統(tǒng)總體運行，聯(lián)合調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問聯(lián)機統(tǒng)調(diào)：整個系統(tǒng)總體運行，聯(lián)合調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題解決問題。題解決問題。4 4）整理資料）整理資料- -即撰寫報告即撰寫報告 一般低頻電子電路可有分立元一般低頻電子電路可有分立元件和集成電路兩種構(gòu)成方法，由于件和集成電路兩種構(gòu)成方法，由于集成電路簡單、性價比高、調(diào)試方集成電路簡單、性價比高、

6、調(diào)試方便，因此被廣泛采用。便，因此被廣泛采用。按工作原理按工作原理電壓放大型：輸入量與輸出量均為電壓電壓放大型：輸入量與輸出量均為電壓電流放大型：輸入量與輸出量均為電流電流放大型：輸入量與輸出量均為電流跨導(dǎo)型：輸入量為電壓，輸出量均為電流跨導(dǎo)型：輸入量為電壓，輸出量均為電流互阻型：輸入量為電流，輸出量均為電壓互阻型：輸入量為電流，輸出量均為電壓按可控性按可控性可控增益可控增益:利用外加控制電壓控制增益的大小利用外加控制電壓控制增益的大小選通控制選通控制:輸入為多通道，利用輸入的邏輯信輸入為多通道，利用輸入的邏輯信 號控制那個通道的信號放大號控制那個通道的信號放大 集成運放的種類及選擇集成運放的

7、種類及選擇按性能指標按性能指標rid可高于可高于1012。 用于測量放大器、信號發(fā)生器。用于測量放大器、信號發(fā)生器。 fH和和SR高，高， fH可達可達1.7GHz，SR可達可達 103V/S。 用于用于A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路、視頻放大器。轉(zhuǎn)換電路、視頻放大器。低失調(diào)、低溫漂、低噪聲、高增益，低失調(diào)、低溫漂、低噪聲、高增益，Aod高于高于105dB。 用于微弱信號的測量與運算、高精度設(shè)備。用于微弱信號的測量與運算、高精度設(shè)備。工作電源電壓低、靜態(tài)功耗小，在工作電源電壓低、靜態(tài)功耗小，在100200W。 用于空間技術(shù)、軍事科學和工業(yè)中的遙感遙測。用于空間技術(shù)、軍事科學和工業(yè)中的遙感遙測。集成運放

8、的種類及選擇集成運放的種類及選擇 運算放大器圖片運算放大器圖片理想運算放大器及其模型理想運算放大器及其模型簡化的集成運放低頻等效模型簡化的集成運放低頻等效模型1、開環(huán)差模放大倍數(shù)無限大：、開環(huán)差模放大倍數(shù)無限大：Aod2、差模輸入電阻無限大：、差模輸入電阻無限大：rid3、輸出電阻為零：、輸出電阻為零：ro04、單位增益帶寬無限大：、單位增益帶寬無限大：fBW 5、共模抑制比無限大：、共模抑制比無限大：KCMR 6、失調(diào)電壓、失調(diào)電壓UIO，失調(diào)電流失調(diào)電流IIO為零：為零： UIO 0， IIO 0運算放大器構(gòu)成的信號運算和處理電路運算放大器構(gòu)成的信號運算和處理電路集成運放的應(yīng)用集成運放的應(yīng)

9、用運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路+_虛斷：虛斷：iN=iP=0，虛短：虛短：uN=uP=0虛地虛地在節(jié)點在節(jié)點N：RuiiIRFIffFOuRRRiu一、反相比例運算電路一、反相比例運算電路1. 基本電路基本電路_為提高精度，一般取為提高精度，一般取fRRR/輸出與輸入反相輸出與輸入反相平衡電阻，保證靜態(tài)時平衡電阻，保證靜態(tài)時兩輸入端對稱。兩輸入端對稱。反相器則若iofuuRR，運算放大器構(gòu)成的信號運算和處理電路運算放大器構(gòu)成的信號運算和處理電路2.T2.T形形反饋網(wǎng)絡(luò)反相比例運算電路反饋網(wǎng)絡(luò)反相比例運算電路IM

10、uRRu12I342142O)1 (uRRRRRRuIO3-則若uRRRuR142，利用利用R4中有較大電流來獲得較大數(shù)值的比例系數(shù)。中有較大電流來獲得較大數(shù)值的比例系數(shù)。4322RiiRiu）（2O112RuiiII312M uRRRRui33i121RuRuMIIfOuRRu一、反相比例運算電路一、反相比例運算電路IfONfOIPNuRRuuRRuuuu111、同相比例基本運算電路、同相比例基本運算電路IPNOuuuu2、電壓跟隨器、電壓跟隨器R=R/Rf二、同相比例運算電路二、同相比例運算電路運算放大器構(gòu)成的信號運算和處理電路運算放大器構(gòu)成的信號運算和處理電路32110RuRuRuiii

11、iuuI3I2IR3R2R1FPN )(3I32I211IffFORuRuRuRRiu方法一：節(jié)點電流法方法一：節(jié)點電流法1. 反相求和運算電路反相求和運算電路三、求和運算電路三、求和運算電路運算放大器構(gòu)成的信號運算和處理電路運算放大器構(gòu)成的信號運算和處理電路）（321321RuRuRuRuRRuRRuRRuuuuI3I2I1fI3fI2fI1fO3O2O1O方法二：利用疊加原理方法二：利用疊加原理 首先求解每個輸入信號單獨作用時的輸出電壓，然后將所首先求解每個輸入信號單獨作用時的輸出電壓，然后將所有結(jié)果相加，即得到所有輸入信號同時作用時的輸出電壓。有結(jié)果相加，即得到所有輸入信號同時作用時的輸

12、出電壓。I33fO3I22fO2uRRuuRRu同理可得1I1fO1uRRu運算放大器構(gòu)成的信號運算和處理電路運算放大器構(gòu)成的信號運算和處理電路1. 反相求和運算電路反相求和運算電路設(shè)設(shè) R1 R2 R3 R4 R Rf 321132111RuRuRuRRRRuRuRuRRRRuRRuI3I2INPfI3I2IPfPfO3211RuRuRuRuI3I2IfO與反相求和運算電與反相求和運算電路的結(jié)果差一負號路的結(jié)果差一負號4321iiii 4P3PI32PI21PI1RuRuuRuuRuuP43213I32I21I1uRRRRRuRuRu11114321RRRRRRuRuRuRuP3I32I21

13、I1PP 必不可少嗎？必不可少嗎？2. 同相求和運算電路：同相求和運算電路：節(jié)點電流法求節(jié)點電流法求由于由于RN=RP，三、求和運算電路三、求和運算電路 設(shè)設(shè) R1 R2 R3 R4 R Rf利用疊加原理求解：利用疊加原理求解： 令令uI2= uI3=0，求，求uI1單獨作單獨作用時的輸出電壓用時的輸出電壓1432143211IfOuRRRRRRRRRu 同理可得，同理可得， uI2、 uI3單獨作用時的單獨作用時的uO2、 uO3，形，形式與式與uO1相同，相同， uO =uO1+uO2+uO3 。2. 同相求和運算電路同相求和運算電路3211RuRuRuRI3I2If三、求和運算電路三、求

14、和運算電路利用求和運算電路的分析結(jié)果利用求和運算電路的分析結(jié)果)(2I21I14I43I3fORuRuRuRuRu設(shè)設(shè) R1 R2 Rf R3 R4 R5)(I1I2fOuuRRu若若R1 R2 Rf R3 R4 R5，uO?實現(xiàn)了差模信號實現(xiàn)了差模信號的比例運算的比例運算四、加減運算電路四、加減運算電路)(I2I1fO121RuRuRu)(I4I3fO243RuRuRu表示輸出電壓表示輸出電壓uO為為與兩輸入電壓之差與兩輸入電壓之差（uI2 -uI1）成正比，）成正比，實現(xiàn)了求差的功能。實現(xiàn)了求差的功能。五、運算放大器組成的儀表放大電路五、運算放大器組成的儀表放大電路RuiiIRC)(O I

15、O2111tuuRCuttdtIOuRCu1)()( OIOI112211tuttuRCuttu為常量，則在若dtdt-ICCORuCiCuu11六、六、積分運算電路積分運算電路在求解在求解t1到到t2時間段的積分值時：時間段的積分值時：移相移相利用積分運算的基本關(guān)系實現(xiàn)不同的功能利用積分運算的基本關(guān)系實現(xiàn)不同的功能1) 輸入為階躍信號時的輸出電壓波形？輸入為階躍信號時的輸出電壓波形？2) 輸入為方波時的輸出電壓波形？輸入為方波時的輸出電壓波形？3) 輸入為正弦波時的輸出電壓波形？輸入為正弦波時的輸出電壓波形？波形變換波形變換tRCuuIO線性積分，延時線性積分，延時tuRCRiutuCiid

16、dddIROICR七、微七、微分運算電路分運算電路 輸入為階躍信號時的輸出電壓波形？輸入為階躍信號時的輸出電壓波形？說明微分電路對輸說明微分電路對輸入信號的突變比較入信號的突變比較敏感，常用于自動敏感，常用于自動控制系統(tǒng)中，提高控制系統(tǒng)中，提高系統(tǒng)的動態(tài)靈敏度系統(tǒng)的動態(tài)靈敏度。 由于輸入信號源內(nèi)阻由于輸入信號源內(nèi)阻的影響，在的影響，在t=0時，輸出電時，輸出電壓仍為一個負的有限值，壓仍為一個負的有限值，隨著隨著C的充電，輸出電壓將的充電，輸出電壓將逐漸衰減，最后趨于零。逐漸衰減，最后趨于零。dt-)(IIRCO2uCRuRRuuu1121輸出與輸入成比例輸出與輸入成比例- -積分關(guān)積分關(guān)系，稱

17、為比例系，稱為比例- -積分調(diào)節(jié)器，積分調(diào)節(jié)器，簡稱簡稱PIPI調(diào)節(jié)器，常用于自調(diào)節(jié)器，常用于自動控制系統(tǒng)中，作為校正動控制系統(tǒng)中，作為校正電路，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性電路，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度。和控制精度。)d()(222CCCROtiCiRuuu221211RuiIR111RuCiICd112CRCiiituCRtuCRuCCRRttuRuCRtuRutiCiRuddd1)()dddC()ddC()d(I2II2IIIICCO212121111221122112輸出與輸入成比例輸出與輸入成比例- -積分積分- -微分關(guān)系，稱為比例微分關(guān)系，稱為比例- -積分積分- -微分調(diào)節(jié)器，簡稱微分調(diào)

18、節(jié)器，簡稱PIDPID調(diào)節(jié)器，常用于自動調(diào)節(jié)器，常用于自動控制系統(tǒng)中，保證系統(tǒng)控制系統(tǒng)中，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、控制精度以的穩(wěn)定性、控制精度以及對輸入信號的靈敏度。及對輸入信號的靈敏度。RuiiRIC對輸入電壓的極性和幅值有何要求？對輸入電壓的極性和幅值有何要求？RIuUuuSITBEOln實用電路中常常采取措施實用電路中常常采取措施消除消除IS對運算關(guān)系的影響對運算關(guān)系的影響TBEeSCUuIi 利用利用PN結(jié)端電結(jié)端電壓與電流的關(guān)系壓與電流的關(guān)系八、對數(shù)八、對數(shù)運算電路運算電路注意：注意：uI必須大于零，電路的輸出電壓小于必須大于零，電路的輸出電壓小于0.7伏伏BEIuu 對輸入電壓的極性和幅

19、值有何要求？對輸入電壓的極性和幅值有何要求？TIeSOUuRRIRiuTIeSEUuRIii九、指數(shù)九、指數(shù)運算電路運算電路要求要求VBEST70.uuU 以上兩個電路溫漂很嚴重，實際電路都有溫以上兩個電路溫漂很嚴重，實際電路都有溫度補償電路，常采用熱敏電阻。度補償電路，常采用熱敏電阻。十、除法運算電路十、除法運算電路oXu .uKu22 只有當只有當ux2為正極性時，才能保證運算放大器是處為正極性時，才能保證運算放大器是處于負反饋工作狀態(tài)，而于負反饋工作狀態(tài)，而ux1則可正可負。則可正可負。2211RuRux211222XxXouKRuRuKuu 模擬乘法器的符號模擬乘法器的符號十一、開平方

20、電路十一、開平方電路 kuuukuuu1020221 kuu10 多多了了一一個個反反相相器器十二、低通濾波器和高通濾波器十二、低通濾波器和高通濾波器 1f2RR 1. 1. RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路此時若放大電路的電壓增益為此時若放大電路的電壓增益為 用用瞬時極性法瞬時極性法判斷可知，電路判斷可知，電路滿足相位平衡條件滿足相位平衡條件則電路滿足振幅平衡條件則電路滿足振幅平衡條件0f 當當RC10 時，時，fan2311fuRRA1313uuFA電路可以輸出頻率為電路可以輸出頻率為 的正弦波的正弦波RCf210(+)(+)(+)(+)運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生

21、電路帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的RC正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路 電流增大時，二極管的動態(tài)電流增大時，二極管的動態(tài)電阻電阻rd減?。浑娏鳒p小時，二極減?。浑娏鳒p小時，二極管的動態(tài)電阻管的動態(tài)電阻rd增大，使輸出電增大，使輸出電壓穩(wěn)定。壓穩(wěn)定。此時，此時，1dfuRrRA1oU oID2I dr3uA1uuFA穩(wěn)幅穩(wěn)幅uA頻率可調(diào)的文氏電橋振蕩器頻率可調(diào)的文氏電橋振蕩器 改變電位器滑動端可改變電位器滑動端可以產(chǎn)生幾赫茲到幾百千赫以產(chǎn)生幾赫茲到幾百千赫的振蕩頻率。的振蕩頻率。同軸同軸電位器電位器RCf210運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路2. 2. 雙雙T T選頻網(wǎng)絡(luò)正弦波選頻

22、網(wǎng)絡(luò)正弦波振蕩電路振蕩電路運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路3. 3. 正交信號發(fā)生器正交信號發(fā)生器運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路4.單限比較器單限比較器輸出限幅電路輸出限幅電路(1)(1)過零比較器過零比較器UT0UO= VCC電壓傳輸特性電壓傳輸特性 輸入端輸入端 限幅電路限幅電路運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路運算放大器構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路討論：討論：（1）若）若UREF0，則，則UT 0（2）若）若uI作用在同相端，則作用在同相端，則改變曲線躍變方向改變曲線躍變方向（3）若）若改變輸出限幅

23、電路，則改變輸出限幅電路，則改變改變UOL、UOHREF12TURRU4.單限比較器單限比較器設(shè)設(shè)UREFR37.階梯波發(fā)生器階梯波發(fā)生器7.階梯波發(fā)生器階梯波發(fā)生器運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路1.1.正弦波正弦波- -矩形波變換電路矩形波變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路2.2.矩形矩形- -三角波變換電路三角波變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路3.3.矩形波矩形波- -鋸齒波變換電路鋸齒波變換電路利用利用電子電子開關(guān)開關(guān)改變改變比例比例系數(shù)系數(shù)微分電路微分電路如何得到？如何得到？電子開關(guān)電路電子開關(guān)電路

24、uC為低電平，開關(guān)為低電平，開關(guān)斷開，斷開，uO=uI；uC為高電平，開關(guān)為高電平，開關(guān)閉合，閉合，uO=-uI。4.4.三角波三角波- -鋸齒波變換電路鋸齒波變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路若輸入信號的頻率若輸入信號的頻率變化不大變化不大，則可用濾波法實現(xiàn)。，則可用濾波法實現(xiàn)。 三角波用傅立葉級數(shù)展開，除基波外，還含有三角波用傅立葉級數(shù)展開，除基波外，還含有3 3次、次、5 5次次諧波。諧波。)-sin5sin3-(sin8)(m2ItttUtu251915.5.三角波三角波- -正弦波變換電路正弦波變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換

25、電路若輸入信號的頻率變化較大，則可用折線法實現(xiàn)若輸入信號的頻率變化較大，則可用折線法實現(xiàn)。fH3fL電阻的選取應(yīng)保證電阻的選取應(yīng)保證u1u2u2u35.5.三角波三角波- -正弦波變換電路正弦波變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路6.6.精密半波整流電路精密半波整流電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路6.6.精密半波整流電路精密半波整流電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路7.7.精密全波整流電路精密全波整流電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電

26、路7.7.精密全波整流電路精密全波整流電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路8.8.電流電流- -電壓變換電路電壓變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路8.8.電流電流- -電壓變換電路電壓變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路8.8.電流電流- -電壓變換電路電壓變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路9.9.電壓電壓- -電流變換電路電流變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路9.9.電壓電壓- -電流變換電路電流變換電路運算放大器構(gòu)成的信號變換電路運算放大器構(gòu)成的信號

27、變換電路10.10.輸出電流增大電路輸出電流增大電路11.11.交流交流- -直流變換電路直流變換電路12.12.電流檢測電路電流檢測電路13.13.峰值檢測電路峰值檢測電路集成功率放大集成功率放大電路電路簡單電壓放簡單電壓放大器的設(shè)計大器的設(shè)計 電路如下所示，要求直流輸入電電路如下所示，要求直流輸入電壓壓Ui=0.5V時，輸出電壓時，輸出電壓Uo=5V，誤差，誤差不超過不超過1%。試計算圖中各電阻值。試計算圖中各電阻值。設(shè)計要求設(shè)計要求解題過程解題過程解題過程解題過程高精度數(shù)據(jù)放高精度數(shù)據(jù)放大器的設(shè)計大器的設(shè)計 高精度數(shù)據(jù)放大器能完成系統(tǒng)對小信號高精度數(shù)據(jù)放大器能完成系統(tǒng)對小信號放大的要求。

28、放大的要求。 試設(shè)計一個放大器，能將傳感器輸出的試設(shè)計一個放大器，能將傳感器輸出的5mV信號轉(zhuǎn)換為信號轉(zhuǎn)換為2V的信號。要求畫出原理的信號。要求畫出原理圖，說明參數(shù)設(shè)計過程。圖，說明參數(shù)設(shè)計過程。設(shè)計要求設(shè)計要求一、電路選擇一、電路選擇 放大電路種類很多，能將微弱信號進行放大，放大電路種類很多，能將微弱信號進行放大，常采用常采用高精度數(shù)據(jù)放大器高精度數(shù)據(jù)放大器，如下圖所示。，如下圖所示。電路中電路中A1和和A2的失調(diào)電壓的大小和方向相同，可以互相抵消，的失調(diào)電壓的大小和方向相同，可以互相抵消，所以所以精度比較高。精度比較高。 二、參數(shù)計算二、參數(shù)計算三、器件選擇三、器件選擇波形發(fā)生器波形發(fā)生器

29、的設(shè)計的設(shè)計 設(shè)計振蕩頻率為設(shè)計振蕩頻率為500Hz500Hz的方波的方波- -三角波發(fā)三角波發(fā)生器，要求方波輸出電壓為生器，要求方波輸出電壓為12V12V，三角波，三角波輸出電壓為輸出電壓為6V 6V 。 要求寫出設(shè)計思路、電路結(jié)構(gòu)、元器件要求寫出設(shè)計思路、電路結(jié)構(gòu)、元器件參數(shù)的計算過程，并選擇適當?shù)姆椒▽λO(shè)參數(shù)的計算過程，并選擇適當?shù)姆椒▽λO(shè)計的電路進行分析、測試；若測試結(jié)果不滿計的電路進行分析、測試；若測試結(jié)果不滿足設(shè)計要求，調(diào)整電路結(jié)構(gòu)或改變電路元器足設(shè)計要求，調(diào)整電路結(jié)構(gòu)或改變電路元器件參數(shù)，直至測試結(jié)果符合設(shè)計要求。件參數(shù)，直至測試結(jié)果符合設(shè)計要求。設(shè)計要求設(shè)計要求 1 1、設(shè)

30、計思路、設(shè)計思路 設(shè)計波形發(fā)生器電路通常考慮兩個方面設(shè)計波形發(fā)生器電路通?？紤]兩個方面的因素：的因素：一是選擇什么樣的輸出波形電路，其一是選擇什么樣的輸出波形電路，其次是確定該電路的振蕩頻率。次是確定該電路的振蕩頻率。對于對于10KHz10KHz以下以下的振蕩電路，通常對器件（即運放性能）要求的振蕩電路，通常對器件（即運放性能）要求不高，選擇余地較大。當要求的工作頻率較高不高，選擇余地較大。當要求的工作頻率較高時，需要考慮性能較好的專用集成運算放大器。時，需要考慮性能較好的專用集成運算放大器。 在確定振蕩頻率時，應(yīng)先選擇積分電容在確定振蕩頻率時，應(yīng)先選擇積分電容的大小，一般在的大小，一般在0.

31、01uF-0.33uF0.01uF-0.33uF之間，然后再之間，然后再確定電阻的大小，一般在幾確定電阻的大小，一般在幾k-100kk-100k之間。之間。 2、確定電路形式、確定電路形式 一般來說，方波一般來說，方波- -三角波發(fā)生器是由一三角波發(fā)生器是由一個遲滯比較器和一個積分電路組成，電路框個遲滯比較器和一個積分電路組成，電路框圖如下：圖如下：3、電路結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu)4、計算元件參數(shù)、計算元件參數(shù)5 5、取元器件，畫電路圖，仿真分析、取元器件，畫電路圖，仿真分析6 6、結(jié)論、結(jié)論 從仿真設(shè)計過程可以看出，在從仿真設(shè)計過程可以看出，在Multisim環(huán)境下進行電路的仿真實環(huán)境下進行電路的仿真

32、實驗，與實際動手進行實驗有很多相驗，與實際動手進行實驗有很多相同之處，而且更加方便快捷，其仿同之處，而且更加方便快捷，其仿真結(jié)果對實際電路設(shè)計是一個很好真結(jié)果對實際電路設(shè)計是一個很好的參考。但我們不能過分的依賴仿的參考。但我們不能過分的依賴仿真軟件，畢竟現(xiàn)實環(huán)境中有很多干真軟件，畢竟現(xiàn)實環(huán)境中有很多干擾因素。擾因素。7 7、報告、報告 一律用一律用word文檔書寫，包括以下幾個部分：文檔書寫，包括以下幾個部分：摘要摘要（中英文）（中英文）（1）方案論證與比較：包括常見的方法；比較、論證、）方案論證與比較：包括常見的方法；比較、論證、確定方案。確定方案。（2）系統(tǒng)設(shè)計：包括總體設(shè)計（畫出設(shè)計電路

33、的方框）系統(tǒng)設(shè)計：包括總體設(shè)計（畫出設(shè)計電路的方框圖）；各模塊設(shè)計及參數(shù)計算；軟件系統(tǒng)設(shè)計（流程圖）；各模塊設(shè)計及參數(shù)計算；軟件系統(tǒng)設(shè)計（流程圖、程序清單等）；系統(tǒng)設(shè)計圖（整個電路的系統(tǒng)圖、程序清單等）；系統(tǒng)設(shè)計圖（整個電路的系統(tǒng)圖）。圖）。（3）調(diào)試：包括硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和聯(lián)機調(diào)試。電）調(diào)試：包括硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和聯(lián)機調(diào)試。電路級先模塊調(diào)試、再互連調(diào)試；單片機軟件先在小系路級先模塊調(diào)試、再互連調(diào)試；單片機軟件先在小系統(tǒng)上調(diào)試，確保外部存儲器工作正常外，在與硬件系統(tǒng)上調(diào)試，確保外部存儲器工作正常外，在與硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。統(tǒng)聯(lián)調(diào)。（4）指標測試：主要按照設(shè)計要求進行，包括使用的）指標測試：主要按照設(shè)計要求進行，包括使用的測試儀器、指標的具體測量值等。測試儀器、指標的具體測量值等。（5）結(jié)論：主要是闡述基本要求和發(fā)揮部分完成的情）結(jié)論：主要是闡述基本要求和發(fā)揮部分完成的情況，并列表說明。況，并列表說明。作作 業(yè)業(yè)設(shè)計任務(wù)：設(shè)計任務(wù)： 利