【正文】 4 UI2 181。 （ 1） 電壓跟隨器 按圖 在實驗板上接好線路。 表 Vi (V) 1 2 Vo (V) 實測值 理論值 誤差值 VA（ V） VB（ V） （ 3）同相比例放大電路 按圖 在實驗板上接好線路。 表 Vi1 (V) + Vi2 (V) Vo (V) 實測值 理論值 VA（ V） VB（ V） （ 5）差分放大電路 按圖 在實驗板上接好 線路 圖 雙端輸入的加法放大電路 按表 中要求測量并記算。例如在導(dǎo)彈、衛(wèi)星、戰(zhàn)車、艦船、飛機等軍事裝備中；在數(shù)控機床、儀器儀表等工業(yè)設(shè)備中；在通信技術(shù)和計算機中；在音響、電視、錄像、洗衣機、電冰箱、空調(diào)等家用電器中都采用了集成電路。它在通信、控制和測量等設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。中間級的主要作用是提高電壓增益 ， 一般由多級放大電路組成。 集成運放可以有同相輸入、反相輸入及差動輸入三種輸入方式。 2. 高阻型運算放大器 這類集成運算放大器的特點是差模輸入阻抗非常高，輸入偏置電流非常小，一般 rid＞（ 109~1012）， IIB 為幾皮安到幾十皮安。 3. 低溫漂型運算放大器 在精密儀器、弱信號檢測等自動控制儀表中，總是希望運算放大器的失調(diào)電壓要小且不隨溫度的變化而變化。高速型運算放大器的主要特點是具有較高 的轉(zhuǎn)換速率和較寬的頻率響應(yīng)。 18V，消耗電流為 50~250μ A。高壓大電流集成運算放大器外部不需附加任何電路，即可輸出高電壓和大電流。該值反映了輸出電壓 U0 與輸入電壓 U＋ 和 U－ 之間的關(guān)系。超出這個電壓時，運放的輸入級將不能正常工作或共模抑制比下降，甚至造成器件損壞。當(dāng)一個系統(tǒng)中使用多個運放時 ， 盡可能選用多運放集成電路 ,例如 LM32 LF347 等都是將四個運放封裝在一起的集成電路。其中 2 腳為反相輸入端， 3 腳為同相輸入端， 7腳接正電源 15V， 4 腳接負(fù)電源 15V， 6 腳為輸出端， 1 腳和 5 腳之間應(yīng)接調(diào)零電位器。萬用表撥至 50V 擋，電路如圖 (b)所示。相對于公共端（地）的正電源（ +E）與負(fù)電源（ E）分別接于運放的 +VCC 和 VEE 管腳上。此時 運放的輸出是在某一直流電位基礎(chǔ)上隨輸入信號變化。常用的調(diào)零方法有內(nèi)部調(diào)零和外部調(diào)零 ,而對于沒有內(nèi)部調(diào)零端子的集成運放 ,要采用外部調(diào)零方法。為使放大器能穩(wěn)定的工作 ,就需外加一定的頻率補償網(wǎng)絡(luò) ,以消除自激振蕩。 （ 1）輸入保護(hù) 圖 (a)所示是防止差模電壓過大的保護(hù)電路，限制集成運放兩個輸入端之間的差模輸入電壓不超過二極管 VD VD2 的正向?qū)妷骸? 圖 輸出保護(hù)電路 （ 3）電源端保護(hù) 為防止電源極性接反，可利用二極管的單向?qū)щ娦裕陔娫炊舜佣O管來實現(xiàn)保護(hù)，如圖 所示。即： （ 1）開環(huán)差模電壓放大倍數(shù) Aod=∞； （ 2）差模輸入電阻 rid=∞； （ 3）輸出電阻 rod=0； （ 4）輸入失調(diào)電壓 UIO=0，輸入失調(diào)電流 IIO=0；輸入失調(diào)電壓的溫漂 dUIO/dT=0，輸入失調(diào)電流的溫漂 dIIO/dT=0； （ 5）共模抑制比 KCMR=∞； （ 6）輸入偏置電流 IIB=0； （ 7） 3dB 帶寬 fh=∞； （ 8）無干擾、噪聲。 對于理想運放， Aod=∞；而 uo 為有限值，工作在線性區(qū)時，有： u+u≈ 0，即： 這一特性稱為理想運放輸入端的 “虛短 ”。 理想運放工作在非線性區(qū)時，由于 rid=ric=∞，而輸入 電壓總是有限值，所以不論輸入電壓是差模信號還是共模信號，兩個輸入端的電流均為無窮小，)( ?? ??? uuAuAu odiodo???uu0?? ?? ii即仍滿足 “虛斷 ”條件： 為使運放工作在非線性區(qū)，一般使運放工作在開環(huán)狀態(tài)，也可外加正反饋。 (1) 反相比例運 算電路 反相比例運算電路也稱為反相放大器，電路組成如圖 所示。 圖 同相比例運算電路 由 “虛斷 ”可推出： i+=0， 根據(jù) “虛短 ”又可推出： u= u+≈ ui 可得： 由圖可知 ： 整理后可得 ： 顯然同相比例運算電路的輸出必然大于輸入。 圖 電壓跟隨器 Fi011 RuuiRui fi ????? ，fii?1F01 RuuRu ii ??i1F0 )1( uRRu ??（ 3）反相求和電路 反相求和電路如圖 所示，圖中有兩個輸入信號 ui ui2（實際應(yīng)用中可以根據(jù)需要增減輸入信號的數(shù)量），分別經(jīng)電阻 R R2 加在反相輸入端；為使運放工作在線性區(qū)， Rf引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋； R′為平衡電阻， R′ = Rf∥ R1∥ R2。這里介紹常用的反相積分電路，如圖 所示。 圖 基本積分電路的積分波形 ????? dtiCuu cC 10 1cii ?1RuidtiCu i1110 1 ??? ? ，其中??? dtuRCu i10 1（ 6）微分電路 微分是積分的逆運算，微分電路的輸出電壓是輸入電壓的微分，電路如圖 所示。 知識目標(biāo) 掌握集成運放的非線性典型應(yīng)用電路 ； 掌握方波發(fā)生器電路組成和工作過程 ； 掌握三角波、鋸齒波發(fā)生電路的組成以及工作原理。 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 P178 教 后 記 實訓(xùn)任務(wù) 2 三角波、方波發(fā)生器設(shè)計與制作 實訓(xùn) 流程： 按圖 在實驗板上接好線路。 R=Rp+R2 表 阻值 f (測量值 ) f (計算值 ) 輸出波形 R=10 (K) R=110(K) （ 3）為了獲得更低的頻率 ,調(diào)節(jié) RP， R2， C， R1， R3 改變電容 C1 由 ~10u f= ~ 改變電阻 R1 由 10K~20K f= ~ 改變電阻 R3 由 10K~5K f= ~ 按圖 在實驗板上接好線路。 圖 鋸齒波發(fā)生電路 （ 1）觀察 Vo2， Vo1 的輸出波形和頻率并填表 。常見非正弦信號產(chǎn)生電路 有方波、三角波、鋸齒波產(chǎn)生電路等。 由于比較器的輸出只有高、低電平兩種狀態(tài)，故其中的運放常工作在非線性區(qū)。 根據(jù)比較器的傳輸特性不同，可分為單限比較器、滯回比較器及雙限比較器等。 若 UR=0，即運放反相輸入端接地，則比較器的閾值電壓 UTH=0。如果輸入電壓受到干擾或噪聲的影響，在門限電平上下波動，則輸出電壓將在高、低兩個電平之間反復(fù)跳變，如圖 所示。傳輸過程中：當(dāng)輸入電壓 ui 從小逐漸增大，或者 ui 從大逐漸減小時，兩種情況下的門限電平是不相同的，由此電壓傳輸特性呈現(xiàn) “滯回 ”曲線的形狀。兩個穩(wěn)壓管的作用是將輸出電壓鉗位在某個特定的電壓值，它的指導(dǎo)思想是利用電容兩端的電壓作比較，來決定電容是充電還是放電。通常將輸出信號頻率與輸入控制電壓成正比的ZURR RU 21 2T ???ZURR RU 21 2T ????)21ln(2 12RRRCT ??波形產(chǎn)生電路稱為壓控振蕩器，它的應(yīng)用也十分廣泛。正是為了克服這一缺點，才將積分電路的輸出送給遲滯比較器的輸入，再將它輸出的方波送給積分電路的輸入，從而得到質(zhì)量較高的三角波。圖 是利用一個滯回比較器和一個反相積 分器組成頻率可調(diào)節(jié)的鋸齒波發(fā)生電路。 重 點 集成函數(shù)信號發(fā)生器 8038 的功能與應(yīng)用。 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 P178 教 后 記 實訓(xùn)任務(wù) 3 函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計與制作 實訓(xùn) 流程： 1．按圖 在實驗板上接好線路 圖 集成 RC 正弦波振蕩電路 （ 1）將 RP1 調(diào)到 10K，調(diào)節(jié) RP2 用示波器觀察輸出波形。 表 f（ HZ） 理論值 測量值 （ 3）改變振蕩頻率 先將 RP1 調(diào)到 30K，然后在 R1 與地之間串一個 20K 的電阻。 圖 LC 正弦波振蕩器電路 （ 1） 去掉信號源，斷開 R2，令 RP2=0，調(diào)節(jié) RP1 使 V1 的集電極電壓為 6V。 表 波形 結(jié)論 R=20K R= 2． 函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計與制作。但是，這樣兩部分構(gòu)成的振蕩器 一般得不到正弦波，這是由于很難控制正反饋的量。選頻網(wǎng)絡(luò)由 R、 C 和 L、 C 等電抗性元件組成。只不過負(fù)反饋放大電路中是由于信號頻率達(dá)到了通頻帶的兩端，產(chǎn)生了足夠的附加相移，從而使負(fù)反饋變成了正反饋。既然 ? ..FA ?＞ 1，起振后就要產(chǎn)生增幅振蕩，需要靠三極管大信號運用時的非線性特性去限制幅度的增加，這樣電路必然產(chǎn)生失真。 圖 RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 阻抗用 Z2 表示。 C R1和 C R2 正反饋支路與 R R4 負(fù)反饋支路正好構(gòu)成一個橋路，稱為文氏橋。 LC 正弦波振蕩電路 LC 正弦波振蕩電路的構(gòu)成與 RC 正弦波振蕩電路相似，包括有放大電路、正反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅電路。 1. LC 并聯(lián)諧振回路 在選頻放大器中，經(jīng)常用到圖 所示的 LC 并聯(lián)諧振回 路。 LC 并聯(lián)諧振電路作為三極管的負(fù)載，反饋線圈將反饋信號 送入三極管的輸入回路?？梢宰C明，這樣連接的三點式振蕩電路一定滿足振蕩器的相位平衡條件。 （ 3）分析振蕩器是否滿足振幅平衡條件和相位平衡條件 (主要看是否滿足相位平衡條件，即用瞬時極性法判別是否存在正反饋 ) 。晶片通常是矩形，也有正方形。其中 C0 是晶片兩表面涂敷銀膜形成的電容， L 和 C 分別模擬晶片的質(zhì)量 (代表慣性 )和彈性，晶片振動時因摩擦而 造成的損耗用電阻 R 來代表。 8038 為塑封雙列直插式集成電路，其管腳功能如圖 所示。 圖 8038 內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)