【正文】 項目 四 信號產(chǎn)生電路設(shè)計與制作 知識目標(biāo)： ? 了解集成運放的電路結(jié)構(gòu)，熟知集成運放降低零點漂移的基本方法； ? 掌握集成運放組成的三種輸入形式的放大器及信號運算電路的結(jié)構(gòu)特點和主要性能； ? 掌握區(qū)分運放工作在不同區(qū)域的方法； ? 能按照輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系要求，設(shè)計集成運放應(yīng)用電路，并確定電阻的阻值； ? 掌握典型三角波、方波產(chǎn)生應(yīng)用電路 ? 了解振蕩器的功能、電路結(jié)構(gòu)、振蕩條件； ? 熟知 LC 振蕩的電路組成、理解電路工作原理，會判別電路是否振蕩； ? 了解石英晶體振蕩電路的基本形式，理解基本工作原理； ? 掌握函數(shù)產(chǎn)生器 8038 的功能及其應(yīng)用； 技能目標(biāo)： ? 掌握利用運放工作在不同區(qū)域的特點分析運放應(yīng)用電路的方法； ? 能正確識讀集成運放的引腳； ? 會用電阻測量法或電壓測量法判斷集成運放質(zhì)量的好壞； ? 初步具有排除集成運放常見應(yīng)用電路故障的能力； ? 練習(xí)識讀特色信號產(chǎn)生電路實例； ? 會用示波器觀察振蕩波形的頻率和幅度；掌握振蕩電路頻率調(diào)整方法 ? 會用集成函數(shù)產(chǎn)生器 8038 設(shè)計實用信號產(chǎn)生電路，并掌握調(diào)試方法。 工作任務(wù)： ? 比例運算電路制作與測試 ? 三角波、方波發(fā)生器設(shè)計與制作 ? 函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計與制作 課題 項目四 信號產(chǎn)生電路設(shè)計與制作 任務(wù)一 比例運算電路制作與測試 任務(wù)分解 集成運放引腳識讀與電壓法判斷質(zhì)量的好壞 比例運算電路制作與測試 授 課 方 式 講 授 操作演示 仿真演示 研究學(xué)習(xí) 學(xué)生操作 師生互動 √ √ √ √ √ 能力目標(biāo) 能正確識讀集成運放的引腳 ； 會用電阻測量法或電壓測量法判斷集成運放質(zhì)量的好壞 ； 初步具有排除集成運放常見應(yīng)用電路故障的能力。 知識目標(biāo) 了解集成運放的電路結(jié)構(gòu)，熟知集成運放降低零點漂移的基本方法 ； 掌握集成運放組成的三種 輸入形式的放大器及信號運算電路的結(jié)構(gòu)特點和主要性能 ； 能按照輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系要求，設(shè)計集成運放應(yīng)用電路，并確定電阻的阻值 。 情感目標(biāo) 增強專業(yè)意識，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和職業(yè)習(xí)慣； 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機； 提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。 重 點 掌握集成運放組成的三種輸入形式的放大器及信號運算電路的結(jié)構(gòu)特點和主要性能。 難 點 能按照輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系要求，設(shè)計集成運放應(yīng)用電路，并確定電阻的阻值 。 選 學(xué) 情境設(shè)計 電子技術(shù)項目教學(xué)室，兩名學(xué)生為一組。每組模 電試驗箱一臺。 課后閱讀 預(yù)習(xí)教材： 查閱資料： 課后作業(yè)與 操作 習(xí)題 教 后 記 實訓(xùn)任務(wù) 1 比例運算電路制作與測試 實訓(xùn) 流程： 運算放大器是具有兩個輸入端，一個輸出端的高增益、高輸入阻抗的電壓放大器。若在它的輸出端和輸入端之間加上反饋網(wǎng)絡(luò)就可以組成具有各種功能的電路。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)為線性電路時可實現(xiàn)乘、除等模擬運算等功能。運算放大器可進(jìn)行直流放大，也可進(jìn)行交流放大。 使用運算放大器時，調(diào)零和相位補償是必 須注意的兩個問題，此外應(yīng)注意同相端和反相 +15V 端到地的直流電阻等，以減少輸入端直流偏流 UI R1 2 7 引起的誤差。 181。A 741 6 UO 1．反相比例放大器 RP 3 4 電路如圖 所示。當(dāng)開環(huán)增益為 ?（大于 15V 104 以上）時，反相放大器的閉環(huán)增益為： 1RRUUA fIOuf ??? （ 1） 圖 反相比例放大器 由上式可知，選用不同的電阻比值 Rf / R1， Auf可以大于 1，也可以小于 1。 若 R1 = Rf ， 則放大器的輸出電壓等于輸入電壓的負(fù)值 ，因此也稱為反相器。 放大器的輸入電阻為： Ri≈ R1 直流平衡電阻為： RP = Rf // R1 。 R1 Rf 其中，反饋電阻 Rf不能取得太大，否則會 +15V 產(chǎn)生較大的噪聲及漂移，其值一般取幾十千歐 2 7 到幾百千歐之間。 R1 的值應(yīng)遠(yuǎn)大于信號源的 R1 181。A 741 6 UO 內(nèi)阻。 UI 3 4 2．同相比例放大器、同相跟隨器 Rf 同相放大器具有輸入電阻很高，輸出電阻 15V 很低的特點，廣泛用于前置放大器。電路原理 圖如圖 所示。當(dāng)開環(huán)增益為 ?（大于 104 以上 圖 同相比例放大器 ）時，同相放大器的閉環(huán)增益為： 111 1 RRR RRUUA ffIOuf ????? （ 2） 由上式可知， R1 為有限值， Auf恒大于 1。 同相放大器的輸入電阻為： Ri = ric 其中： ric 是運放同相端對地的共模輸入電阻，一般為 108?；放大器同相端的直流平衡電阻為： RP = Rf // R1。 若 R1 ?（開路）， 或 Rf = 0，則 Auf為 1，于是同相放大器變?yōu)橥喔S器。此時由于放大器幾乎不從信號源吸取電流，因此 UI1 R1 ? Rf 可視作電壓源，是比較理想的阻抗變換器。 3．加（減）法器 +15V 電路如圖 所示。當(dāng)運算放大器開環(huán)增益為 UI2 R2 2 7 足夠大時，由于點 ?為“虛地”，兩個輸入電 181。A 741 6 UO 壓可以彼此獨立地通過自身輸入回路的電阻轉(zhuǎn) 3 4 換為電流，能精確地實現(xiàn)代數(shù)相加運算。其輸 RP 15V 出電壓 UO 為： ???????? ??? 2211 IfIfO URRURRU （ 3） 圖 加法器 圖中：同相端的輸入電阻 RP = Rf // R1 // R2。 上式中，負(fù)號表示加法器的輸出信號與輸入信號的相位相反。 若取 R3 = R2 = Rf2 ，并使其中一個輸入信號 UI1 經(jīng)過一級反相放大器，則加法器可以變?yōu)闇p法器。如圖 所示。 Rf1 Rf2 +15V UI1 R1 2 7 +15V 6 R2 2 7 181。A 741 RP1 3 4 UI2 181。A 741 6 UO 15V R3 3 4 RP2 ?15V 圖 減法器 圖中： RP1 = Rf1 /2， R3 = R2 = Rf2 ， R1=Rf1， RP2= R3// R2// Rf2 其輸出電壓為： )( 12 IIO UUU ??? （ 4） Rf +15V 4．差動放大器（減法器） UI1 R1 2 7 電路如圖 所示。當(dāng)運算放大器的同相端 181。A 741 6 UO 和反相端分別輸入信號 UI1 和 UI2 時，輸出電壓 UI2 R2 4 UO 為： 3 RP ?15V 232 3111 1 IfIfO URR RRRURRU ???????? ????????? ???? 圖 差動放大器 當(dāng) R1=R2， R3=Rf 時，圖 電路為差動放 大器，其差模電壓增益為：