《基本运算电路》word版

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1、课程模拟电子技术章节5.3教师审批课题基本运算电路课时2授课日期授课班级教学目的与要求1.掌握同相输入、差动输入、求和、积分、微分运算电路的结构、特点与分析方法。2.掌握同相输入、差动输入运算电路uo与ui的关系。重点同相输入、差动输入运算电路的结构、特点、uo与ui的关系难点同相输入、差动输入运算uo与ui的关系授课类型面授教具多媒体作业教材页第题教学进程和时间分配表（可略去，直接填写教学内容）序号教学内容时间分配授课类型1复习引入102同相输入运算电路结构、特点、放大倍数的求算25讲授3差动输入

2、运算电路结构、特点与运算关系的分析25讲授4课堂练习30提问、讲授教学内容：一、复习提问1．集成运算放大电路由哪几部分组成？2．集成运算电路的理想化参数有哪些？3．集成运放在线性区与非线性区各有何特点？二、引入新课集成运放属于一种高电压放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的多级直接耦合放大电路，除了用做比例放大外，还广泛应做加法、减法、积分、微分的运算，下面就让我们一起来分析一下它是如何完成这些运算的。1．反相输入比例运算电路a．反相输入比例运算电路结构　　　　输入信号通过R1送往运放的反向输入端　　　

3、　Rf：反馈电阻，引入电压并联负反馈　　　　R2：平衡电阻，其值为的R1//Rf　　　b．电压传输特性分析由于引入负反馈所以集成运放工作在线性区，U+=U-、Ii+=Ii-，即流过R2的电流为零。则U+=0，U-=U+=0，说明同相端虽然没有直接接地，但其电位为零电位，相当于接地，是“虚假接地”，简称为“虚地”，因此有　　　由于Ii-=I′i=0,则If=Ii,即Auf是反相输入式放大电路的电压放大倍数。c.反相比例放大电路有如下特点：　由于反相比例电路存在虚地，即u+=u-＝0，所以共模输入电压为

4、零。因此对集成运放的共模抑制比要求低。　放大器的输入电阻低，仅为R1的大小，所以对输入信号的负载能力有一定要求。2.同相输入运算电路电路结构如图所示输入信号从同相端入；RF：反馈电阻，引入电压串联负反馈；b．电路分析根据集成运算线性区内虚短与虚断的概念，可得u-=u+=ui，iF　=　i1　则ui=u_=uoR1R1+RF由此可得　　　　　Auf=uoui=1+RFR1c．电路特例　若R1=∞或RF＝0时，此时Au=1,即uo=ui则该电路构成同相器或电压跟随器，电路如图所示，主要用于信号的隔离、前

5、后级的阻抗匹配。　d．电路特点（1）输入电阻很高，可高达1000MΩ以上；　（2）由于u_=u+=ui即同相输入电路的共模输入信号为ui，因此对集成运放的共模抑制比要求高。这是它的主要缺点，限制了它的使用场合。1．差动输入运算电路　a．电路结构（如图所示）　R2：平衡电阻，取值：R1//RF=R2//R3从输出端到反向输入端引入负反馈。两路输入信号分别加到反相输入端和同相输入端。　b．电路分析应用叠加定理：当Ui1单独作用时，输出电压Uo1ˊ=-(R2/R1)Ui1；当Ui2单独作用时，输出电压UO

6、2=R1+R2R1R4R3+R4Ui2U02ˊ=U-R1（R1+R2）U-=U+=R4R3+R4Ui2Ui1和Ui2共同作用时，则UO=Uo1ˊ+U02ˊ=R1+R2R1R4R3+R4Ui2—(R2/R1)Ui1若R1=R3R2=R4则有UO=R2/R1(Ui2-Ui1)若R1=R3=R2=R4，则有　UO=Ui2-Ui1　c．电路特点　　完成两输入信号的减法运算；可放大差动信号，抑制共模信号。3．求和运算电路　a．电路结构（如图所示）在反相比例运算电路基础上，反相输入端多加几路输入信号即构成反相求

7、和运算电路　b．电路分析根据线性运放虚短和虚断概念，可得Ui1/R1+Ui2/R2＋Ui3/R3=-UO/RfUO=-Ui1Rf/R1-Ui2Rf/R2－Ui3Rf/R3若R2=R1=R3=Rf则UO=-(Ui1+Ui2+Ui3)若加入一反相器则UO=Ui1+Ui2+Ui34．积分电路　a．电路结构（如图所示）反相比例运算电路中，反馈支路中的电阻换成电　　容即构成积分运算电路R2为平衡电阻，其取值为R1＝R2。　b．电路分析利用电容的充放电来实现积分运算，根据线性运放虚短和虚断概念，可得i1=ic;

8、i1=uiR1;uc=-uo又由于ic=Cducdt=-Cduodt故有　　　　　　　　　　　uiR1=-Cduodt即　　　　　　　　　　　　uot=-1R1Cuidt　c．电路应用　　常用于定时、锯齿波及三角波的产生。在输入端与电容C并接一个小电阻RF引入直流负反馈，可使微分电路的工作稳定性提高。5．微分电路　a．电路结构（如图所示）积分和微分互为逆运算，积分电路中的C和　R互换位置即构成微分运算电路。　b．电路分析Uo=-RiF=-RiC=-RCdUidtc．电