运算放大器信号运算与变换电路.docx

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运算放大器信号运算与变换电路

第2章模拟电路制作实训

2.1运算放大器基本运算电路

2.1.1实训目的与器材

实训目的：

制作一个基于MCP6021运算放大器的基本运算电路实验模板[16]。

实训器材：

常用电子装配工具，万用表，示波器。

基本运算电路实验模板元器件清单如表2.1.1所列。

表2.1.1基本运算电路实验模板元器件清单

2.1.2MCP6021运算放大器的基本特性

MCP6021（MCP6022、MCP6023和MCP6024）是高性能的轨对轨输入/输出运算放大器，带宽为10MHz，噪声为8.7（10kHz），低失调电压为±500~±250μV，总谐波失真为0.00053%，电源电压范围为2.5V～5.5V，采用PDIP、SOIC和TSSOP封装，引脚端封装形式如图2.1.1所示。

图2.1.1MCP6021引脚端封装形式

2.1.3基本运算电路实验模板电路结构

基本运算电路实验模板电路如图2.1.2所示。

基本运算电路实验模板可以构成的一些运算放大器电路如图2.1.3所示。

图2.1.2基本运算电路实验模板电路

（a）反相放大器电路

（b）同相放大器电路

（c）电压跟随器电路

（d）反相比较器电路

（e）同相比较器电路

（f）反相微分电路

（g）同相微分电路

图2.1.3基本运算电路实验电路结构

2.1.4基本运算电路实验模板的制作步骤

1．印制电路板制作

按印制电路板设计要求，设计基本运算电路实验模板电路的印制电路板图，一个参考的基本运算电路实验模板电路PCB图如图2.1.4所示。

印制电路板制作过程请参考“全国大学生电子设计竞赛技能训练”一书。

2．元件焊接

按图2.1.4（a）所示，将元器件逐个焊接在印制电路板上，元件引脚要尽量的短。

元件焊接方法与要求请参考“全国大学生电子设计竞赛技能训练”一书有关章节。

注意：

元器件布局图中所有元器件均未采用下标形式。

（a）元器件布局图

（b）顶层PCB图

（c）底层PCB图

图2.1.4基本运算电路实验模板电路PCB图

2.1.5实训思考与练习题：

制作求和运算电路实验模板

试采用MCP6021制作一个求和运算电路实验模板，一个参考的设计电路和PCB图[16]如图2.1.5所示。

实验的求和电路结构如图2.1.6所示。

求和运算电路实验模板元器件清单与表

2.1.1相同。

补充的实验求和电路元件清单如表2.1.2所列。

表2.1.2实验求和电路元件清单

（b）元器件布局图

（a）电原理图

（c）顶层PCB图（d）底层PCB图

图2.1.5求和运算电路实验模板电路和PCB图

（a）反相求和放大器电路

（b）同相求和放大器电路

图2.1.6实验的求和电路结构

2.1.6实训思考与练习题：

制作差分放大器电路实验模板

试采用MCP6021制作一个差分放大器电路实验模板，一个参考的设计电路和PCB图[16]如图2.1.7所示。

差分放大器电路实验模板元器件清单如表2.1.3所列。

实验的差分放大器电路结构如图2.1.8所示，图中CS1为0.1μF,RS1,RS2为20.0kΩ，RS3为0.0kΩ，R1~R4、RL为1.98

（a）电原理图

（b）元器件布局图

（d）顶层PCB图

（e）底层PCB图

图2.1.7差分放大器电路实验模板电路和PCB图

表2.1.1符号CP1CR1,CR2,CU1,CU2,CS1DP1JP1,JP2RR1,RR2,RS1,RS2RS3U1U2U1插座R1~R4,RISO,RLCL差分放大器实验模板元器件清单参数1µF,10%,25V,X5R,0805，陶瓷电容器0.1µF,10%,25V,X7R,0805，陶瓷电容器稳压二极管，6.2V,350mW,SOT-23插头20.0kΩ,1/8W,1%0805,SMD,电阻10.0kΩ,1/8W,1%0805,SMD,电阻MCP6021,SOT-23-5,运算放大器MCP6021SOIC-8,运算放大器8-DIP,镀锡根据实验电路要求配置根据实验电路要求配置数量14124111161（a）差分放大器电路结构（b）源配置电路结构图2.1.8实验的差分放大器电路结构