【正文】 8038 為塑封雙列直插式集成電路，其管腳功能如圖 所示。晶片通常是矩形，也有正方形。可以證明，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。 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。 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。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。選頻網(wǎng)絡(luò)由 R、 C 和 L、 C 等電抗性元件組成。 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。 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。 重 點 集成函數(shù)信號發(fā)生器 8038 的功能與應(yīng)用。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。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。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。 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。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。 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。 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。這里介紹常用的反相積分電路，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。 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。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。 （ 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３Ｓ玫恼{(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。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。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。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。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。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)。 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。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。例如在導(dǎo)彈、衛(wèi)星、戰(zhàn)車、艦船、飛機(jī)等軍事裝備中；在數(shù)控機(jī)床、儀器儀表等工業(yè)設(shè)備中；在通信技術(shù)和計算機(jī)中；在音響、電視、錄像、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)等家用電器中都采用了集成電路。 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。A 741 RP1 3 4 UI2 181。 3．加（減）法器 +15V 電路如圖 所示。 R1 的值應(yīng)遠(yuǎn)大于信號源的 R1 181。運算放大器可進(jìn)行直流放大，也可進(jìn)行交流放大。 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(jī)； 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。 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。A 741 6 UO 內(nèi)阻。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 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。 圖 同相比例放大電路 按表 中要求測量并記算。集成電路的發(fā)展，對各行各業(yè)的技術(shù)改造與產(chǎn)品更新起到了促進(jìn)作用。輸出級常用電壓跟隨器或互補電壓跟隨器組 成，以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。實現(xiàn)這些指標(biāo)的主要措施是利用場效應(yīng)管高輸入阻抗的特點，用場效應(yīng)管組成運算放大器的差分輸入級。常見的運放有LM31μ A715 等，其 SR=50~70V/μ s， BWG＞ 20MHz。例如 D41 集成運放的電源電壓可達(dá)177。 為簡化分析過程，同時又能滿足實際工程的需要，常把集成運放理想化，集成運放的理想化參數(shù)為： ①開環(huán)電壓放大倍數(shù) Au0=∞ ②差模輸入電阻 ri=∞ ③輸出電阻 r0=0 ④共模抑制比 KCMR=∞ 集成運放的電壓傳輸特性 集成運算放大器使用中的幾個具體問題 一、 集成運放的選擇 集成 運算放大器是模擬集成電路中應(yīng)用最廣泛的一種器件。μA741 的開環(huán)電壓增益 Aud 約為 94dB(5 104 倍 )。在這種方式下 ,可把信號源直接接到運放的輸入腳上 ,而輸出電壓的振幅可達(dá)正負(fù)對稱電源電壓。下面以 uA741 為例 ,圖 給出了常用調(diào)零電路。圖 (b)所示是防止共模電壓過大的保護(hù)電路，限制集成運放的共模輸入電壓不超過 +U 至 U 的范圍。 集成運放的兩個工作區(qū) 1． 運放工作在線性工作區(qū)時的特點 在集成運放應(yīng)用電路中，運放的工作范圍有兩種情況：工作在線性區(qū)或工作在非線性區(qū)。 比例運算電路 線性應(yīng)用電路中，一般都在電路中加入深度負(fù)反饋，使運放工作在線性區(qū)，以實現(xiàn)各種不同功能。 比例系數(shù)取決于電阻 Rf與 R1 阻值之比。電容 C 引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，運放工作在線性區(qū)。 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(jī)； 提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。 圖 三角波發(fā)生電路 （ 1）觀察 V01及 V02的波形 V01波形和 V02波形 （ 2）改變輸出波形的頻率，方法如方波。本節(jié)將重點介紹方波產(chǎn)生電路和 鋸齒 波產(chǎn)生電路的基本工作原理。 1．單限比較器 單門限電壓比較器只有一個門限電平，當(dāng)輸入電壓達(dá)到此門限值時，輸出狀態(tài)立即發(fā)生跳變。若用此輸出電壓控制 電機(jī)等設(shè)備，將出現(xiàn)誤操作。圖中 R 和 C 為定時元件，構(gòu)成積分電路。鋸齒波與三角波的區(qū)別是：三角波的上升和下降的斜率（指絕對值）相等，而鋸齒波的上升和下降的斜率不相等 (通常相差很多 )。 難 點 集成函數(shù)信號發(fā)生器 8038 的功能與應(yīng)用。最后測量其輸出頻率 。 利用 8038 構(gòu)成的函數(shù)發(fā)生器的實例