電子線路裝調(diào) 課件 B-3 集成運(yùn)算放大電路裝調(diào)

1B-3集成運(yùn)算放大電路裝調(diào)職業(yè)能力B-3-1能正確裝調(diào)反相比例放大電路

學(xué)習(xí)任務(wù)2

知識(shí)講授運(yùn)放基本知識(shí)【運(yùn)放組成】

內(nèi)部電路有四部分：高阻抗輸入級(jí)、中間放大級(jí)、低阻抗輸出級(jí)和偏置電路?！具\(yùn)放外形】

運(yùn)算放大器（簡(jiǎn)稱(chēng)運(yùn)放）是一種高電壓放大倍數(shù)、高輸入電阻、低輸出電阻、直接耦合的多級(jí)放大電路。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，如今的運(yùn)放都是以集成單片形式存在，故稱(chēng)集成運(yùn)放。常見(jiàn)外形如圖所示。3知識(shí)講授運(yùn)放的傳輸特性【運(yùn)放符號(hào)】【電壓傳輸特性】

【運(yùn)放外形及引腳排列】4知識(shí)講授理想集成運(yùn)放【理想化集成運(yùn)放的條件】【理想集成運(yùn)放特點(diǎn)】

1）開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)AUO=∞；2）輸入電阻ri==∞；3）輸出電阻rO=0；4）共模抑制比KCMR=∞。根據(jù)以上的理想條件可推導(dǎo)出以下兩個(gè)重要結(jié)論。1）虛短：理想集成運(yùn)放的兩輸入端電位差趨于零（簡(jiǎn)稱(chēng)虛短），即U+=U-≈0（可認(rèn)為U+=U-）。2）虛斷：理想集成運(yùn)放的輸入電流趨于零（簡(jiǎn)稱(chēng)虛斷），即Ii≈0（可認(rèn)為I+=I-=0）5知識(shí)講授反相比例放大電路【電路組成】輸入信號(hào)Ui通過(guò)電阻R1加到集成運(yùn)放的反相輸入端，輸出信號(hào)通過(guò)反饋電阻Rf反送到運(yùn)放的反相輸入端，構(gòu)成電壓并聯(lián)負(fù)反饋。運(yùn)放的同相輸入端經(jīng)電阻R2接地,R2叫平衡電阻，其大小為R2=R1∥Rf?！竟ぷ髟怼扛鶕?jù)“虛斷”和“虛短”概念可知，

結(jié)論：反相比例放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)Auf只取決于Rf與R1之比，與開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)Aod無(wú)關(guān)，輸出電壓與輸入電壓成反相比例關(guān)系。負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓極性相反6

任務(wù)分析反相比例放大電路【裝接原理圖】能力訓(xùn)練操作條件能力訓(xùn)練操作過(guò)程序號(hào)步驟操作方法及說(shuō)明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1原理電路圖識(shí)讀在表B3-1-3中列出圖B3-1-8所示反相比例放大電路原理圖中所需元件名稱(chēng)、型號(hào)、參數(shù)，并簡(jiǎn)要寫(xiě)出其在電路中的作用正確寫(xiě)出電路中的元件名稱(chēng)、型號(hào)、參數(shù)及作用2電路版面安裝與布局按照原理電路圖，選擇合適的電子元件，進(jìn)行整形、安裝，完成電路版面的布局正確選用元件并正確安裝，要求版面布局合理、大小適中、美觀3電路連接按照原理電路圖，正確連接電路電路連接正確4電路通電按照原理電路，正確接上電源，給電路通電電源參數(shù)調(diào)節(jié)正確，并且正確通到電路板5參數(shù)測(cè)量與調(diào)試正確選擇儀表，按照表B3-1-4測(cè)量相關(guān)參數(shù)；使用示波器測(cè)量相關(guān)參數(shù)波形并記錄于表B3-1-5。數(shù)據(jù)測(cè)量、讀數(shù)正確，波形記錄正確能力訓(xùn)練操作記錄能力訓(xùn)練操作記錄【操作記錄2】1）按圖B3-1-8所示的電路正確連線；2）將雙路直流穩(wěn)壓電源兩路均調(diào)到12V，分別接到集成運(yùn)放的8腳和4腳，注意8腳是正電源，4腳是負(fù)電源，不能接錯(cuò)；3）兩個(gè)2KΩ電阻和1KΩ的電位器RP組成簡(jiǎn)易信號(hào)源。簡(jiǎn)易信號(hào)上加上正負(fù)電源。調(diào)節(jié)RP可以改變A點(diǎn)對(duì)地電位的大小，先調(diào)RP使A點(diǎn)對(duì)地電壓小一些；4）將運(yùn)放的輸入端接到A點(diǎn)，調(diào)節(jié)RP，使Ui按表B3-1-3中的數(shù)值要求（要用萬(wàn)用表在電路中監(jiān)測(cè)），然后用萬(wàn)用表測(cè)出不同輸入時(shí)的對(duì)應(yīng)輸出電壓并記錄。能力訓(xùn)練操作記錄反饋交流問(wèn)題情境【問(wèn)題情境一】

用萬(wàn)用表測(cè)量不同輸入時(shí)的對(duì)應(yīng)輸出電壓時(shí)，發(fā)現(xiàn)測(cè)得數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)偏差較大，不知該如何處理？解決途徑：測(cè)得數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)偏差較大，請(qǐng)首先排除以下兩種情況：1）測(cè)量者讀數(shù)方法有誤；2）測(cè)量?jī)x表問(wèn)題；

對(duì)于LM741集成運(yùn)放而言，實(shí)際接線需如圖B3-1-5所示典型接線圖在1、5兩腳間接一調(diào)零電位器，在數(shù)據(jù)測(cè)量前需通過(guò)調(diào)零電位器校準(zhǔn)使輸入電壓為0時(shí)輸出電壓也為0，從而保證反向比例放大器輸出電壓與輸入電壓間的線性關(guān)系。13B-3集成運(yùn)算放大電路裝調(diào)職業(yè)能力B-3-2能正確裝調(diào)同相比例放大電路

學(xué)習(xí)任務(wù)14知識(shí)講授同相比例放大電路【電路組成】輸入電壓ui經(jīng)電阻R2加在同相輸入端上，反相輸入端經(jīng)電阻R1接地，輸出電壓uo經(jīng)過(guò)Rf接回反相輸入端，形成電壓串聯(lián)負(fù)反饋。

結(jié)論：

同相比例放大電路的電壓放大倍數(shù)Auf只取決于Rf與R1的比值，輸出電壓與輸入電壓同相且成比例關(guān)系。15知識(shí)講授電壓跟隨器【電路組成】

當(dāng)同相比例放大電路中，Rf=0,R1=∞時(shí)，Rf/R1=0,則uo=ui，Auf=1。輸出電壓與輸入電壓大小相等、相位相同，稱(chēng)為電壓跟隨器(同號(hào)器)，這是同相比例放大器中的一個(gè)特例。【電壓跟隨器符號(hào)】16

任務(wù)分析同相比例放大電路【裝接原理圖】能力訓(xùn)練操作條件能力訓(xùn)練操作條件能力訓(xùn)練操作過(guò)程序號(hào)步驟操作方法及說(shuō)明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1原理電路圖識(shí)讀在表B3-2-2中列出圖B3-2-3所示同相比例放大電路原理圖中所需元件名稱(chēng)、型號(hào)、參數(shù)，并簡(jiǎn)要寫(xiě)出其在電路中的作用正確寫(xiě)出電路中的元件名稱(chēng)、型號(hào)、參數(shù)及作用2電路版面安裝與布局按照原理電路圖，選擇合適的電子元件，進(jìn)行整形、安裝，完成電路版面的布局正確選用元件并正確安裝，要求版面布局合理、大小適中、美觀。3電路連接按照原理電路圖，正確連接電路電路連接正確4電路通電按照原理電路，正確接上電源，給電路通電電源參數(shù)調(diào)節(jié)正確，并且正確通到電路板。5參數(shù)測(cè)量與調(diào)試正確選擇儀表，按照表B3-2-3測(cè)量相關(guān)參數(shù)；使用示波器測(cè)量相關(guān)參數(shù)波形并記錄。數(shù)據(jù)測(cè)量、讀數(shù)正確，波形記錄正確。能力訓(xùn)練操作記錄能力訓(xùn)練操作記錄能力訓(xùn)練操作記錄反饋交流問(wèn)題情境【問(wèn)題情境一】測(cè)量同相比例放大電路的輸出電壓時(shí)，發(fā)現(xiàn)不論輸入電壓值為多少，輸出電壓接近正負(fù)電源電壓，不知該如何處理？解決途徑：測(cè)量同相比例放大電路的輸出電壓時(shí)，不論輸入電壓值為多少輸出電壓接近正負(fù)電源電壓，說(shuō)明電路工作于非線性開(kāi)路狀態(tài)，請(qǐng)檢查負(fù)反饋支路接線有無(wú)開(kāi)路或元件Rf是否開(kāi)路。【問(wèn)題情境二】若要求把同相比例放大電路改裝為一個(gè)電壓跟隨器，該如何解決？解決途徑：電壓跟隨器是同學(xué)比例放大電路的一種特殊情況，只要將同相比例放大電路中的反饋電阻Rf短接或電阻R1在電路中斷開(kāi)即可。24B-3集成運(yùn)算放大電路裝調(diào)職業(yè)能力B-3-3能正確裝調(diào)過(guò)零比較器

學(xué)習(xí)任務(wù)25知識(shí)講授電壓比較器【同相輸入電壓比較器】

輸入電壓Ui接在同相輸入端，參考電平UR接在反相輸入端。Ui>UR時(shí)，輸出電壓Uo=+Uom，Uo≈+UCC；

Ui<UR，輸出電壓Uo=-Uom，Uo≈-UCC?！緜鬏斕匦浴窟\(yùn)算放大器的輸入電壓與輸出電壓之間關(guān)系的特性曲線稱(chēng)為傳輸特性。26知識(shí)講授電壓比較器【反相輸入電壓比較器】

Ui接在反相輸入端，UR接在同相輸入端。

Ui>UR時(shí)輸出電壓Uo=-Uom；

Ui<UR時(shí)輸出電壓Uo=+Uom?！緜鬏斕匦浴窟\(yùn)算放大器的輸入電壓與輸出電壓之間關(guān)系的特性曲線稱(chēng)為傳輸特性。27知識(shí)講授過(guò)零比較器【電路組成】

當(dāng)比較器的參考電平UR=0時(shí)，電平比較器又可稱(chēng)為“過(guò)零比較器”?！竟ぷ鞑ㄐ巍侩娐肪椭慌袆e輸入信號(hào)是大于零還是小于零，。當(dāng)Ui為正弦波電壓時(shí)，則Uo為矩形波電壓。28

任務(wù)分析過(guò)零比較器【裝接原理圖】能力訓(xùn)練操作條件能力訓(xùn)練操作條件能力訓(xùn)練操作過(guò)程序號(hào)步驟操作方法及說(shuō)明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1原理電路圖識(shí)讀在表B3-3-3中列出圖B3-3-5所示過(guò)零比較器電路圖中所需元件名稱(chēng)、型號(hào)、參數(shù)，并簡(jiǎn)要寫(xiě)出其在電路中的作用；正確寫(xiě)出電路中的元件名稱(chēng)、型號(hào)、參數(shù)及作用。2電路版面安裝與布局按照原理電路圖，選擇合適的電子元件，進(jìn)行整形、安裝，完成電路版面的布局正確選用元件并正確安裝，要求版面布局合理、大小適中、美觀。3電路連接按照原理電路圖，正確連接電路電路連接正確4電路通電按照原理電路，正確接上電源，給電路通電電源參數(shù)調(diào)節(jié)正確，并且正確通到電路板。5參數(shù)測(cè)量與調(diào)試1）正確選擇儀表，按照表B3-3-4測(cè)量相關(guān)參數(shù)；2)使用示波器測(cè)量相關(guān)參數(shù)波形并記錄。數(shù)據(jù)測(cè)量、讀數(shù)正確，波形記錄正確。能力訓(xùn)練操作記錄能力訓(xùn)練操作記錄能力訓(xùn)練操作記錄反饋交流問(wèn)題情境【問(wèn)題情境一】測(cè)量過(guò)零比較器電路的輸出電壓時(shí)