《電子技術(shù)項(xiàng)目化教程》 課件 項(xiàng)目三 集成運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)和測(cè)試

項(xiàng)目三

集成運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)和測(cè)試學(xué)習(xí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：了解集成運(yùn)算放大器的基本組成。理解集成運(yùn)算放大器的基本工作原理。理解集成運(yùn)算放大器的基本分析方法。技能目標(biāo)：能夠識(shí)別集成運(yùn)算放大器的型號(hào)，能夠測(cè)試集成運(yùn)算放大器的性能。初步具有排查集成運(yùn)算放大電路常見故障的能力。2項(xiàng)目背景：前面介紹的電路都是由各種單個(gè)元件，如二極管、三極管、電阻、電容、電感等連接而成的電子電路，這種電路稱為分立元件電路。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體制作工藝不斷地進(jìn)步，逐漸實(shí)現(xiàn)將整個(gè)電路中的分立元件制作在一塊硅基片上，構(gòu)成特定功能的電路，這種電路稱為集成電路(IC)。集成電路按集成度來(lái)分，有小規(guī)模(SSI)、中規(guī)模(MSI)、大規(guī)模(LSI)和超大規(guī)模(VLSI)集成電路；按功能分，有數(shù)字集成電路和模擬集成電路。集成運(yùn)算放大器(integratedoperationalamplifier)簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放，是模擬集成電路中應(yīng)用極為廣泛的一類，也是其他各類模擬集成電路應(yīng)用的基礎(chǔ)。最早集成運(yùn)放主要用于模擬計(jì)算機(jī)中，通過(guò)改變運(yùn)算放大器的外接反饋電路和輸入電路的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)值的加、減、乘、除、微分、積分等計(jì)算，故稱為運(yùn)算放大器。現(xiàn)在的集成運(yùn)放廣泛地應(yīng)用于運(yùn)算、測(cè)量、控制及信號(hào)的產(chǎn)生、處理和變換等領(lǐng)域。3任務(wù)3.1集成運(yùn)算放大器的識(shí)別與測(cè)試任務(wù)分析：集成運(yùn)放是由多級(jí)直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。它的增益高(可達(dá)60～180dB)，輸入電阻大(幾十千歐至百萬(wàn)兆歐)，輸出電阻低(幾十歐)，而且還具有輸入電壓為零時(shí)輸出電壓亦為零的特點(diǎn)，適用于正、負(fù)兩種極性信號(hào)的輸入和輸出。隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，集成運(yùn)放的性能不斷改善，種類也越來(lái)越多，其應(yīng)用也遠(yuǎn)超過(guò)了信號(hào)運(yùn)算的范圍，在電子技術(shù)的許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。本任務(wù)通過(guò)認(rèn)識(shí)和檢測(cè)集成運(yùn)放，學(xué)習(xí)集成運(yùn)放的組成及性能特點(diǎn)。4任務(wù)3.1集成運(yùn)算放大器的識(shí)別與測(cè)試知識(shí)鏈接：3.1.1集成運(yùn)算放大器的基本組成3.1.2集成運(yùn)算放大器的符號(hào)3.1.3集成運(yùn)算放大器的主要性能指標(biāo)3.1.4集成運(yùn)算放大器的傳輸特性3.1.5理想集成運(yùn)算放大器53.1.1集成運(yùn)算放大器的基本組成集成運(yùn)放通常包含四個(gè)基本組成部分，即輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路。如圖所示。6輸入級(jí)一般要求差模放大倍數(shù)大、輸入電阻高，以便把外加信號(hào)盡可能多地吸入電路中去；通常采用具有同相和反相兩個(gè)輸入端的高性能差分放大電路實(shí)現(xiàn)，從而減少零點(diǎn)漂移，抑制共模信號(hào)。中間級(jí)主要用于提高電壓增益，要求其有大的電壓放大倍數(shù)，一般由一級(jí)或兩級(jí)有源負(fù)載放大器構(gòu)成，以提高集成運(yùn)放的輸出功率和帶負(fù)載能力。輸出級(jí)用于和負(fù)載相連，為了提高帶負(fù)載能力，要求輸出電阻小。一般采用射極輸出器或互補(bǔ)對(duì)稱的輸出電路。偏置電路用于設(shè)置集成運(yùn)放各級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，一般由恒流源電路組成。3.1.2集成運(yùn)算放大器的符號(hào)通常采用簡(jiǎn)化符號(hào)，只畫出同相和反相的兩個(gè)輸入端以及一個(gè)輸出端。7“-”表示反相輸入端，信號(hào)從此輸入端輸入時(shí)，在輸出端會(huì)得到與輸入端極性相反的信號(hào)；“+”表示同相輸入端，信號(hào)從此輸入端輸入時(shí)，在輸出端會(huì)得到與輸入端極性相同的信號(hào)。集成運(yùn)放有同相和反相兩個(gè)輸入端，若兩個(gè)輸入端上的電壓大小相等、極性相反，則這樣的一對(duì)信號(hào)稱為差模信號(hào)；若兩個(gè)輸入端上的電壓大小相等、極性也相同，則稱為共模信號(hào)。3.1.3集成運(yùn)算放大器的主要性能指標(biāo)

8

93.1.4集成運(yùn)算放大器的傳輸特性集成運(yùn)放的傳輸特性是描述輸出電壓與輸入電壓差(同相和反相輸入端的差值)之間的關(guān)系。103.1.5理想集成運(yùn)算放大器

11任務(wù)3.1集成運(yùn)算放大器的識(shí)別與測(cè)試任務(wù)實(shí)施：任務(wù)目標(biāo)(1)熟悉集成運(yùn)放的外形、引腳和使用方法。(2)掌握集成運(yùn)放的好壞判斷及測(cè)試方法。(3)熟悉集成運(yùn)放性能的測(cè)試方法。設(shè)備要求(1)直流電源1臺(tái)。(2)信號(hào)發(fā)生器1臺(tái)。(3)示波器1臺(tái)。(4)萬(wàn)用表1只。(5)電阻、電容若干。(6)集成運(yùn)放芯片F(xiàn)007、A741、LM324各一個(gè)。12任務(wù)3.1集成運(yùn)算放大器的識(shí)別與測(cè)試實(shí)施步驟1．認(rèn)識(shí)常用的集成運(yùn)放型號(hào)及引腳利用集成運(yùn)放芯片實(shí)現(xiàn)電路功能，關(guān)鍵是能夠正確區(qū)分集成運(yùn)放的各引腳，并熟悉不同型號(hào)集成運(yùn)放的特點(diǎn)和引腳排列。集成運(yùn)放的封裝形式主要為金屬圓殼封裝及雙列直插式封裝。金屬圓殼封裝的引腳有8、10、12三種形式，雙列直插式封裝的引腳有8、14、16三種形式。具體引腳分布如圖3-4所示13圖3-4集成運(yùn)放封裝形式及引腳分布任務(wù)3.1集成運(yùn)算放大器的識(shí)別與測(cè)試2．集成運(yùn)放好壞的簡(jiǎn)單測(cè)試集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，需要引入負(fù)反饋。此時(shí)集成運(yùn)放具有“虛短”和“虛斷”的特性，可以利用這兩個(gè)特性對(duì)集成運(yùn)放進(jìn)行分析。(1)給集成運(yùn)放A741同時(shí)接正、負(fù)直流電源(注意用萬(wàn)用表分別測(cè)量?jī)陕冯娫礊椤?2V，經(jīng)檢查無(wú)誤后方可接通±12V電源)，如圖3-5所示。(2)分別將同相輸入端或反相輸入端接地，檢測(cè)輸出電壓uo是否為uom值(電源電壓為±12V時(shí))，若是，則該器件基本良好，否則說(shuō)明器件已損壞。將運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端短路接地，運(yùn)算放大器的輸出端對(duì)地電壓應(yīng)為零，對(duì)正電源端電壓應(yīng)為12V，對(duì)負(fù)電源端電壓應(yīng)為+12V，若數(shù)值偏差大，則說(shuō)明該集成運(yùn)放已不能正常工作或已損壞。14任務(wù)3.1集成運(yùn)算放大器的識(shí)別與測(cè)試3．集成運(yùn)放的參數(shù)測(cè)試(1)測(cè)試集成運(yùn)放的傳輸特性及輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算放大器輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍是指在不失真條件下所能達(dá)到的最大幅值。為了測(cè)試方便，一般情況下將其輸出電壓的最大擺幅VoPP當(dāng)作運(yùn)算放大器的最大動(dòng)態(tài)范圍。其測(cè)試電路如圖3-6所示。15任務(wù)3.1集成運(yùn)算放大器的識(shí)別與測(cè)試(2)測(cè)開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aud。開環(huán)電壓放大倍數(shù)是指運(yùn)算放大器沒有反饋時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)，即運(yùn)算放大器輸出電壓Vo與差模輸入電壓Vi之比，測(cè)試電路如圖3-7所示。Rf為反饋電阻，通過(guò)隔直電容和電阻R構(gòu)成閉環(huán)工作狀態(tài)，同時(shí)與R1、R2構(gòu)成直流負(fù)反饋，減少了輸出端的電壓漂移。16任務(wù)3.1集成運(yùn)算放大器的識(shí)別與測(cè)試(3)測(cè)輸入失調(diào)電壓Uio。輸入失調(diào)電壓是指放大器輸出為零時(shí)，在輸入端所必須引入的補(bǔ)償電壓。根據(jù)定義，測(cè)試電路如圖3-8所示。17任務(wù)3.1集成運(yùn)算放大器的識(shí)別與測(cè)試(4)測(cè)輸入失調(diào)電流Iio。輸入失調(diào)電流是指輸出端為零電平時(shí)，兩輸入端基極電流的差值，用Iio表示。顯然，Iio的存在將使輸出端零點(diǎn)偏離，且信號(hào)源阻抗越高，輸入失調(diào)電流影響越嚴(yán)重。測(cè)試電路同圖3-818任務(wù)3.1集成運(yùn)算放大器的識(shí)別與測(cè)試(5)測(cè)共模抑制比KCMR。根據(jù)定義，運(yùn)算放大器的KCMR等于放大器的差模電壓放大倍數(shù)Aud和共模電壓放大倍數(shù)Auc之比，即19任務(wù)3.2集成運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路的測(cè)試任務(wù)分析：集成運(yùn)放主要有線性和非線性兩種工作狀態(tài)。線性工作狀態(tài)可以用于運(yùn)算放大；非線性工作狀態(tài)可以用于電壓比較。本任務(wù)通過(guò)介紹集成運(yùn)放的線性應(yīng)用和非線性應(yīng)用，學(xué)習(xí)集成運(yùn)放的基本應(yīng)用電路。20任務(wù)3.2集成運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路的測(cè)試知識(shí)鏈接：3.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用3.2.2集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用213.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用運(yùn)算電路主要有比例運(yùn)算、加減運(yùn)算、微積分運(yùn)算等。在運(yùn)算電路中，輸入信號(hào)作為自變量，輸出信號(hào)作為函數(shù)，當(dāng)輸入信號(hào)變化時(shí)，輸出信號(hào)按運(yùn)算規(guī)律發(fā)生相應(yīng)變化。1．比例運(yùn)算電路1)反相比例運(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路如圖3-10所示。22圖3-10反相比例運(yùn)算電路3.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用因?yàn)橛胸?fù)反饋，集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，可以利用“虛短”和“虛斷”的概念進(jìn)行電路分析。根據(jù)“虛短”的概念可得

，因?yàn)?/p>

通過(guò)電阻

接地，故

。由此可見，運(yùn)放的反相輸入端雖然沒有接地，但具有和地相同的電位，也叫“虛地”。根據(jù)“虛斷”的概念可得

。由基爾霍夫電流定律可知

，即

，整理可得

。由此可見，輸出電壓和輸入電壓之間是成反比例的，因此，此電路為反相比例運(yùn)算電路。當(dāng)

時(shí)，輸出電壓和輸入電壓大小相等，相位相反，此時(shí)電路為反相器。反相比例運(yùn)算電路的電壓放大倍數(shù)為

。233.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用2)同相比例運(yùn)算電路同相比例運(yùn)算電路如圖3-11所示。輸入信號(hào)ui通過(guò)電阻R0加到集成運(yùn)放的同相輸入端，Rf為反饋電阻，將輸出電壓uo反饋到反相輸入端。根據(jù)反饋組態(tài)的判別方法，可判斷出該電路的反饋方式為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。反相輸入端經(jīng)電阻R1接地。24圖3-11同相比例運(yùn)算電路3.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用因?yàn)橛胸?fù)反饋，集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，可以利用“虛短”和“虛斷”的概念進(jìn)行電路分析。根據(jù)“虛短”的概念可得

，因?yàn)橥ㄟ^(guò)電阻R0接ui，故

。根據(jù)“虛斷”的概念可得

。由基爾霍夫電流定律可知

，即

，整理可得

。由此可見，輸出電壓和輸入電壓之間是成正比例的，因此，此電路為同相比例運(yùn)算電路。同相比例運(yùn)算電路的電壓放大倍數(shù)為

。在圖3-11電路中，將Rf短路(Rf=0)或者R1斷開(

)，

=1。輸出電壓和輸入電壓大小相等，相位相同，此時(shí)電路為電壓跟隨器，如圖3-12所示。253.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用2．加減運(yùn)算電路1)加法運(yùn)算電路(1)反相加法運(yùn)算電路。反相加法運(yùn)算電路如圖3-13所示。在反相比例運(yùn)算電路中增加一個(gè)輸入端即可構(gòu)成反相加法運(yùn)算電路。26圖3-13反相加法運(yùn)算電路3.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用利用“虛短”和“虛斷”的概念進(jìn)行電路分析。根據(jù)“虛短”的概念可得

，因?yàn)橥ㄟ^(guò)電阻R0接地，故。根據(jù)“虛斷”的概念可得

。由基爾霍夫電流定律可知

，即

，整理可得

。當(dāng)

時(shí)，輸出電壓

，即輸出電壓等于輸入電壓之和，負(fù)號(hào)表示反相。故該電路稱為反相加法運(yùn)算電路。273.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用(2)同相加法運(yùn)算電路。同相加法運(yùn)算電路如圖3-14所示。在同相比例運(yùn)算電路中增加一個(gè)輸入端即可構(gòu)成同相加法運(yùn)算電路。28圖3-14同相加法運(yùn)算電路3.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用利用“虛短”和“虛斷”的概念進(jìn)行電路分析。根據(jù)“虛斷”的概念可得

。對(duì)于反相輸入端，由基爾霍夫電流定理可知

，即

，整理可得

；對(duì)于同相輸入端，由基爾霍夫電流定律可知

，即

，整理可得

。根據(jù)“虛短”的概念可得

，即

，整理可得

。當(dāng)

時(shí)，

，即輸出電壓等于輸入電壓之和。故該電路稱為同相加法運(yùn)算電路。293.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用3．減法運(yùn)算電路減法運(yùn)算電路如圖3-15所示。兩個(gè)輸入信號(hào)分別加在集成運(yùn)放的反相輸入端和同相輸入端，相當(dāng)于將反相比例運(yùn)算電路和同相比例運(yùn)算電路組合起來(lái)。303.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用利用“虛短”和“虛斷”的概念進(jìn)行電路分析。根據(jù)“虛斷”的概念可得

。對(duì)于反相輸入端，由基爾霍夫電流定律可知

，即

，整理可得

；對(duì)于同相輸入端，由基爾霍夫電流定律可知

，即

，整理可得

。根據(jù)“虛短”的概念可得

，即

，整理可得

。當(dāng)

時(shí)，

；當(dāng)

時(shí)，

；當(dāng)

時(shí)，

。由此可見輸出電壓與輸入電壓之差成比例。故該電路稱為減法運(yùn)算電路。313.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用利用加法運(yùn)算電路和反相比例運(yùn)算電路也可以構(gòu)成減法運(yùn)算電路，如圖3-16所示。

反相比例運(yùn)算電路輸出信號(hào)為

，加法運(yùn)算電路輸出信號(hào)為

。32圖3-16加法運(yùn)算電路和反相比例運(yùn)算電路構(gòu)成的減法運(yùn)算電路3.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用4．微積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算和微分運(yùn)算互為逆運(yùn)算。利用積分電路和微分電路可以實(shí)現(xiàn)方波、三角波之間的波形變換。1)積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路如圖3-17所示。由圖可見，將反相比例運(yùn)算電路中的反饋電阻換成電容，即可構(gòu)成積分運(yùn)算電路。333.2.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用利用“虛短”和“虛斷”的概念進(jìn)行電路分析。根據(jù)“虛短”的概念可得

，因?yàn)閡+通過(guò)電阻

接地，故

。根據(jù)“虛斷”的概念可得

，由基爾霍夫電流定律可知

。假設(shè)t=0時(shí)，電容上的初始電壓為0，則接入輸入信號(hào)

時(shí)有

，

。由此可見，輸出電壓為輸入電壓對(duì)時(shí)間的微分，負(fù)號(hào)表示相位是相反的。343.2.2集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用當(dāng)集成運(yùn)放工作在開環(huán)狀態(tài)或者引入正反饋時(shí)，它工作在非線性區(qū)。此時(shí)集成運(yùn)放輸入輸出關(guān)系滿足：當(dāng)時(shí)，為正向最大電壓；當(dāng)時(shí)，為負(fù)向最大電壓。集成運(yùn)放非線性應(yīng)用可以用于構(gòu)成電壓比較器。電壓比較器是將輸入的模擬信號(hào)與一個(gè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出一定的高低電平。353.2.2集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用1．簡(jiǎn)單電壓比較器簡(jiǎn)單電壓比較器電路如圖3-19(a)所示，參考電壓

可以是正值也可以是負(fù)值。當(dāng)

，即

時(shí)，

為高電平輸出；當(dāng)

，即

時(shí)，

為低電平輸出。得到的電壓傳輸特性如圖3-19(b)所示。當(dāng)UREF=0，輸入電壓ui每次過(guò)零時(shí)，輸出電壓就要產(chǎn)生跳變。這時(shí)比較器稱為過(guò)零比較器，如圖3-20所示。該電路既可以用作零電平檢測(cè)器，也可以用于波形轉(zhuǎn)換，將正弦波轉(zhuǎn)變?yōu)榉讲ā?63.2.2集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用2．遲滯電壓比較器簡(jiǎn)單電壓比較器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但抗干擾能力差。通過(guò)引入正反饋的遲滯電壓比較器可以克服抗干擾能力差的問(wèn)題。圖3-21(a)是遲滯電壓比較器。遲滯電壓比較器有上、下兩個(gè)判決門限，可以解決誤判的問(wèn)題，以此來(lái)獲得正確、穩(wěn)定的輸出波形。37任務(wù)3.2集成運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路的測(cè)試任務(wù)實(shí)施：任務(wù)目標(biāo)(1)能夠用集成運(yùn)放等元件構(gòu)成線性應(yīng)用電路。(2)能夠用集成運(yùn)放等元件構(gòu)成非線性應(yīng)用電路。(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試和分析，進(jìn)一步掌握它們的主要特點(diǎn)、性能及輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系。設(shè)備要求(1)PC機(jī)一臺(tái)。(2)Multisim軟件。38任務(wù)3.2集成運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路的測(cè)試1．集成運(yùn)放線性應(yīng)用電路測(cè)試1)反相比例運(yùn)算電路(1)打開Multisim軟件，按圖3-22連接仿真測(cè)試電路。39任務(wù)3.2集成運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路的測(cè)試(2)反相輸入端接交流正弦信號(hào)源，輸出端接示波器A通道，B通道接輸入信號(hào)。對(duì)示波器時(shí)基標(biāo)度、通道刻度等進(jìn)行調(diào)整，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄。(3)改變R1、R2、R3的阻值，輸入信號(hào)不變。觀察示波器中放大倍數(shù)與電阻阻值之間的關(guān)系，填入表3-4中。結(jié)論：當(dāng)R1變大時(shí)，放大倍數(shù)變

；當(dāng)R2變大時(shí)，放大倍數(shù)變

；當(dāng)R3變大時(shí)，放大倍數(shù)變

。同樣的方法可以驗(yàn)證同相比例運(yùn)算電路輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系40任務(wù)3.2集成運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路的測(cè)試2)反相加法運(yùn)算電路(1)打開Multisim軟件，按圖3-23連接仿真測(cè)試電路。(2)反相輸入端接直流信號(hào)源，輸出端接萬(wàn)用表。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄。同樣的方法可以驗(yàn)證同相加法運(yùn)算電路輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系。41任務(wù)3.2集成運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路的測(cè)試3)減法運(yùn)算電路(1)打開Multisim軟件，按圖3-24連接仿真測(cè)試電路。(2)反相輸入端接函數(shù)發(fā)生器，函數(shù)發(fā)生器輸出1V、500Hz的正弦波信號(hào)，示波器A通道接反相輸入端信號(hào)，B通道接同相輸入端信號(hào)，輸出端接示波器C通道。對(duì)示波器時(shí)基標(biāo)度、通道刻度等進(jìn)行調(diào)整，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄。結(jié)論：輸出電壓幅值與輸入電壓幅值相比

(基本為0/基本相等/要大得多)，該運(yùn)算電路

(能/不能)實(shí)現(xiàn)輸入電壓相減。42任務(wù)3.2集成運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路的測(cè)試4)積分運(yùn)算電路(1)打開Multisim軟件，按圖3-25連接仿真測(cè)試電路。(2)反相輸入端接函數(shù)發(fā)生器，函數(shù)發(fā)生器輸出1V、500Hz的方波，輸出端接示波器A通道，B通道接函數(shù)發(fā)生器。對(duì)示波器時(shí)基標(biāo)度、通道刻度等進(jìn)行調(diào)整，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄。結(jié)論：積分運(yùn)算電路能實(shí)現(xiàn)將方波轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

。43任務(wù)3.2集成運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路的測(cè)試5)微分運(yùn)算電路(1)打開Multisim軟件，按圖3-26連接仿真測(cè)試電路。(2)反相輸入端接函數(shù)發(fā)生器，函數(shù)發(fā)生器輸出1V、500Hz的方波，輸出端接示波器A通道，B通道接函數(shù)發(fā)生器。對(duì)示波器時(shí)基標(biāo)度、通道刻度等進(jìn)行調(diào)整，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄。44任務(wù)3.2集成運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路的測(cè)試2．集成運(yùn)放非線性應(yīng)用電路測(cè)試1)過(guò)零比較器(1)打開Multisim軟件，按圖3-27連接仿真測(cè)試電路。(2)反相輸入端接函數(shù)發(fā)生器，函數(shù)發(fā)生器輸出1V、500Hz的正弦波，示波器A通道接反相輸入端信號(hào)，輸出端接示波器B通道。對(duì)示波器時(shí)基標(biāo)度、通道刻度等進(jìn)行調(diào)整，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄。45任務(wù)3.2集成運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路的測(cè)試2)遲滯電壓比較器(1)打開Multisim軟件，按圖3-28連接仿真測(cè)試電路。(2)集成運(yùn)放引入了正反饋R1，參考電壓接地為零，輸入信號(hào)連接函數(shù)發(fā)生器，函數(shù)發(fā)生器輸出1V、500Hz的正弦波。示波器A通道接反相輸入端信號(hào)，輸出端接示波器B通道。對(duì)示波器時(shí)基標(biāo)度、通道刻度等進(jìn)行調(diào)整，用示波器B/A擋測(cè)量實(shí)驗(yàn)電路的電壓傳輸特性，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄。(3)調(diào)整可變電阻R5的阻值，觀察遲滯電壓比較器傳輸特性變化。46實(shí)訓(xùn)3集成運(yùn)算放大器應(yīng)用電路設(shè)計(jì)和測(cè)試實(shí)訓(xùn)3.1設(shè)計(jì)指標(biāo)(1)掌握集成運(yùn)放的工作原理和基本特性。(2)了解集成運(yùn)放綜合應(yīng)用電路的分析設(shè)計(jì)方法。(3)熟悉集成運(yùn)放在模擬運(yùn)算方面的應(yīng)用。(4)掌握集成運(yùn)算放大電路的設(shè)計(jì)方法和調(diào)試技巧。(5)能夠通過(guò)測(cè)試論證設(shè)計(jì)的正確性，會(huì)根據(jù)電路原理及測(cè)試結(jié)果分析故障產(chǎn)生的原因。實(shí)訓(xùn)3.2設(shè)計(jì)任務(wù)用集成運(yùn)放設(shè)計(jì)一個(gè)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)的運(yùn)算功能。要求：(1)為交流信號(hào)；(2)反饋電阻。47實(shí)訓(xùn)3.3設(shè)計(jì)要求(1)所設(shè)計(jì)的電路能滿足設(shè)計(jì)要求。(2)熟悉仿真軟件Multisim的使用方式。(3)繪制設(shè)計(jì)電路圖。(4)實(shí)現(xiàn)仿真測(cè)試。實(shí)訓(xùn)3.4設(shè)計(jì)步驟(1)選用集成運(yùn)放芯片LM324或A741，查閱相關(guān)技術(shù)資料，熟悉基本應(yīng)用電路。(2)確定電路功能實(shí)現(xiàn)方式(可采用單運(yùn)放的差動(dòng)輸入減法電路或雙運(yùn)放的反相求和電路)，進(jìn)行參數(shù)計(jì)算和元件選擇，繪制原理框圖。(3)打開Multisim軟件，按繪制的原理圖連接仿真測(cè)試電路，可參照?qǐng)D3-29。4849實(shí)訓(xùn)3.5電路調(diào)試與檢測(cè)(1)改變電源電壓、輸入信號(hào)頻率等參數(shù)，逐漸調(diào)整輸入電壓，使輸出電壓波形出現(xiàn)最大不失真。(2)仿真運(yùn)行時(shí)，通過(guò)示波器記錄結(jié)果，驗(yàn)證是否能夠?qū)崿F(xiàn)功能。50思考與練習(xí)3一、填空題1．集成運(yùn)放內(nèi)部電路通常包括四個(gè)基本組成部分，即________、________、________和________。2．為提高輸入電阻，減小零點(diǎn)漂移，通用集成運(yùn)放的輸入級(jí)大多采用________電路；為了減小輸出電阻，輸出級(jí)大多采用________電路。3．在差分放大電路發(fā)射極接入長(zhǎng)尾電阻或恒流三極管后，它的差模放大倍數(shù)Aud將________，而共模放大倍數(shù)Auc將________，共模抑制比KCMR將________。