项目4温度指示器的制作与调试

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1、项目4温度指示器的制作与调试每当季节更替，气候变化时，令人想回忆过去的往事。利用集成运放的应用电路，制作一款温度指示器，随时陪伴在你的身边，让你觉得总有“人”关心你，提示你“寒”“暑”间的温度变化。其实，时至今日，集成运放在各种放大器、比较器、振荡器、信号运算电路得到了广泛应用，成为一种通用性很强的基本集成电路。内容提要集成运算放大器在基本运算中的应用1集成运算放大器在信号处理方面的应用33集成运算放大器在波形发生方面的应用2任务1集成运算放大器在基本运算中的应用任务目标：1．理解集成运算放大器的特点；2．了解集成运放的单元电路（恒流源、差分放大器）的组成形式

2、及基本特性；3．掌握集成运放在线性系统中的应用；4．能正确识读集成运放和判断其的质量好坏任务教学方式：教学建议：采用多媒体课件，重点介绍差分放大器输入与输出方式及特点；集成运放的应用电路应结合练习，精讲电路结构形式及特性任务1集成运算放大器在基本运算中的应用知识1集成运放的基本单元电路1．电流源电路（1）单管电流源电路单管电流源电路采用分压偏置式电路（即引入电流负反馈）单管电流源电路集成电路内部结构框图（2）镜像电流源V1和V2管的参数完全相同，故IC1=IC2，当管子的β较大时，IB很小，可忽略不计，所以V2管的集电极电流IC2（即电流源输出电流）近似等于基准

3、电流IREF，即镜像电流源有源负载放大器由于普通晶体管电流源的频率特性较差，尤其是横向PNP管电流源的频率特性更差，所以在高速或宽带集成电路中，一般不采用有源负载放大器。由于电流源具有直流电阻小，而交流电阻很大的特点，在集成电路内部的放大器广泛使用电流源作有源负载。2．差分放大电路（1）零点漂移现象在单级共射放大器处静态时，由于温度变化、电源波动、器件的老化等因素的影响，会使工作点电压（即集电极电位）偏离设定值而缓慢地上下漂动，这种现象称为零点漂移，简称“零漂”。（2）基本差分放大器1）电路结构对于完全对称的差分放大电路，输出电压uo=uc1-uc2=0，因此共

4、模电压放大倍数共模放大倍数AVC愈小，则表明抑制零漂移能力愈强。差分放大器常用共模抑制比KCMR（Common-ModeRejectionRatio)来衡量放大器对有用信号的放大能力及对无用漂移信号的抑制能力，其定义为即2）典型的差分放大电路当输入信号ui=0时，由于电路不完全对称，输出uo不一定为零，这时可调节RP，使电路达到对称，uo=0。而发射极电阻Re的作用是引入共模负反馈。例如，当温度升高时，两个晶体管的射极电流同时增大，射极电阻Re两端电压升高，使两管发射结压降同时减小，基极电流也都减小，从而阻止了两管集电极电流随温度升高而增大，稳定了静态工作点，有

5、效地抑制零漂。在共模信号输入时，由于差分放大器在Re上形成的反馈电压是单管电路的两倍，故对共模信号有很强的抑制能力。3．具有恒流源的差分放大器由于电流源的输出端电位在很宽范围内变化时，输出电流的变化极小，因而当输入共模信号引起射极电位改变时，将不会影响差模性能，但会使共模放大倍数减小。因此，引入恒流源后，扩大了差动电路的共模输入电压范围，从而提高共模抑制比。4．差分放大电路的几种输入、输出方式图（c）为单端输入、双端输出差分放大电路；而图（d）为单端输入、单端输出差分放大电路。双端输入和双端输出差分放大电路如图（a）所示，可利用电路两侧对称性及Re的共模反馈来抑

6、制零漂；图（b）为双端输入、单端输出差分放大电路；无论是双端输入，还是单端输入，只要是双端输出时，AuD=AuD1（AuD1单边差模电压放大倍数）；单端输出时，想一想：1．零点漂移是否在任何耦合方式的多级放大器中都存在呢？2．在差分放大器的不同连接方式中，输出方式怎样影响电压放大倍数的？输入方式会影响电压放大倍数吗？知识2集成运算放大器应用理想化的条件主要是：开环放大倍数Ao→∞；差模输入电阻rid→∞；开环输出电阻ro→0；共模抑制比KCMRR→∞。运算放大器工作在线性区时，分析依据有两条：一是由于运算放大器输入端的差模输入电阻rid→∞，故认为两个输入端的输

7、入电流为零，称为“虚断”；二是由于运算放大器的开环放大倍数Ao→∞，输出电压是一个有限的数据，从uo=Ao（u+-u-）=uo/Ao≈0，所以认为u+≈u-，称为“虚短”。（a）新符号（b）旧符号1．反相比例放大电路反馈电阻输出输入平衡电阻输入电阻2．同相比例放大器电路当Rf=0，R1→∞时，便构成了电压跟随器例4.1有一理想集成运放电路接线如图所示，已知ui=1V，R1=20kΩ，Rf=200kΩ，试求输出电压uo及平衡电阻R2。解：（1）此电路为反相放大器，（2）例4.2在下图所示电路中，已知Rf=2R1，R3=2R2，ui=1V，试求输出电压uo。解：图示

8、电路可以分解成两个运算放