《基本放大電路》-微積分、集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用

山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院教案首頁(yè)授課日期班級(jí)課次編定月日課題微、積分運(yùn)算及集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用教學(xué)目的:1、掌握微、積分運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并能靈活運(yùn)用。2、熟悉比較器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分析方法，并加以應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：比較器難點(diǎn)：微、積分運(yùn)算電路教學(xué)措施（課型、教法、教具、參考書(shū)）：課型：新課講授教法：講練結(jié)合參考書(shū)：北京理工大學(xué)出版社顧海遠(yuǎn)主編《電子技術(shù)》人民郵電出版社黃軍輝《電子技術(shù)》課外作業(yè)（復(fù)習(xí)、練習(xí)、預(yù)習(xí)）：復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容P1437.8教學(xué)后記：

山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院教案用紙（一）復(fù)習(xí)內(nèi)容（一）復(fù)習(xí)內(nèi)容1、習(xí)題P1437.4畫(huà)出反相和同相比例運(yùn)算電路，并寫(xiě)出每種電路的運(yùn)算關(guān)系。2、怎樣設(shè)計(jì)反相器和電壓跟隨器？使反相比例運(yùn)算電路的RF=R1即得到反相器；若令同相比例運(yùn)算電路的R1=∞(即R1開(kāi)路或從電路中去掉)，或RF=0(即RF短接)，即得到電壓跟隨器。（二）引入新課除能進(jìn)行加、減、乘、除四則運(yùn)算外，運(yùn)放在線性區(qū)還能完成微分、積分運(yùn)算，基礎(chǔ)電路為反相比例運(yùn)算電路。（三）新課講授微分和積分運(yùn)算電路1、微分運(yùn)算電路（1）電路圖山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院教案用紙即將反相比例運(yùn)算電路的外接電阻即將反相比例運(yùn)算電路的外接電阻R1換成電容，便構(gòu)成微分運(yùn)算電路。（2）電路分析因電路中有負(fù)反饋，運(yùn)放工作于線性區(qū)，滿足虛短和虛斷的關(guān)系，因此可得出ii=iF，u+=u?=0。又進(jìn)而可推得，該電路實(shí)現(xiàn)了微分運(yùn)算，其中RFC為微分時(shí)間常數(shù)。（3）應(yīng)用微分電路常用于波形變換、移相，以及自控系統(tǒng)中用于加速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程等。2、積分運(yùn)算電路（1）電路圖將微分運(yùn)算電路的外接電阻和電容調(diào)換位置即可構(gòu)成積分運(yùn)算電路。（2）電路分析運(yùn)放同樣工作于線性區(qū)，因此有ii=iF，u+=u?=0。又進(jìn)而可推得，該電路實(shí)現(xiàn)了積分運(yùn)算，其中為積分時(shí)間常數(shù)。（3）應(yīng)用積分電路可用于定時(shí)、波形變換、移相及自控系統(tǒng)中用于消除系統(tǒng)的靜態(tài)誤差等。山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院教案用紙集成運(yùn)放的集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用電壓比較器電壓比較器是一種用來(lái)比較輸入信號(hào)ui和參考電壓uR的電路。集成運(yùn)放作比較器時(shí)，常工作于開(kāi)環(huán)狀態(tài)，為了改善輸入輸出特性，常在電路中引入正反饋。輸入電壓ui接入運(yùn)放的一個(gè)輸入端，參考電壓ui接入運(yùn)放的另一輸入端，通過(guò)運(yùn)放對(duì)兩個(gè)電壓進(jìn)行比較，由運(yùn)放的輸出狀態(tài)反映所比較的結(jié)果。當(dāng)輸入信號(hào)的幅度出現(xiàn)微小的不同時(shí)，輸出電壓就將產(chǎn)生躍變，由正飽和值+Uom變成負(fù)飽和值?Uom，或者由負(fù)飽和值?Uom變成正飽和值+Uom。據(jù)此來(lái)判斷輸入信號(hào)的大小和極性。1、過(guò)零比較器（1）參考電壓為零的比較器稱(chēng)為過(guò)零比較器(亦稱(chēng)零電平比較器)。它是最為簡(jiǎn)單的一種比較器。（2）電路圖及傳輸特性（3）電路分析輸入信號(hào)ui接至反相輸入端，而同相輸入端接地，有u+=0。因運(yùn)放開(kāi)環(huán)，工作于非線性區(qū)。因此有當(dāng)ui<0時(shí)，uo=+Uom。當(dāng)ui>0時(shí)，uo=?Uom。即每當(dāng)信號(hào)過(guò)零時(shí)，輸出電壓就要發(fā)生翻轉(zhuǎn)，由+Uom到?Uom，或者由?Uom到+Uom（4）應(yīng)用電壓比較器可進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)或?qū)崿F(xiàn)波形轉(zhuǎn)換。2、單限比較器（1）將過(guò)零比較器的同相輸入端外接一參考電壓UR，即構(gòu)成單限比較器。（2）電路圖及傳輸特性山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院教案用紙（3）電路分析（3）電路分析運(yùn)放工作于非線性區(qū)，因此有當(dāng)ui<UR時(shí)，uo=+Uom當(dāng)ui>UR時(shí)，uo=?Uom3、遲滯比較器遲滯比較器也叫滯回比較器。（1）電路圖及傳輸特性（2）電路分析電路接有正反饋，因此運(yùn)放工作于非線性區(qū)。虛斷的結(jié)論依然成立。當(dāng)輸出電壓為+Uom時(shí)，同相端電壓：，輸入電壓ui由小到大變化時(shí)，只要ui<UT，輸出電壓總是+Uom。一旦ui從小于UT逐漸增加到大于UT，輸出電壓將從+Uom躍變?yōu)?Uom。 此后，當(dāng)輸出為?Uom時(shí)，同相端電壓，且只要ui>?UT山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院教案用紙輸出將保持輸出將保持?Uom不變，一旦ui由大逐漸減小到小于?UT，輸出電壓將從?Uom躍變到+Uom。輸出電壓由正變負(fù)，又由負(fù)變正，所對(duì)應(yīng)的參考電壓UT與?UT是不同的值。這就是比較器具有遲滯（回差）特性，傳輸特性具有遲滯回線的形狀。兩個(gè)參考電壓之差UT?(?UT)=2UT，稱(chēng)為“回差”。改變電路參數(shù)，就可以改變回差的大小。（3）電路優(yōu)越性及應(yīng)用抗干擾能力強(qiáng)于過(guò)零比