模拟电子技术教材十.docx

1、模拟电子技术教材十第五节 集成运放应用中的一些问题一、集成运放的选用集成运放按其技术指标可分为通用型、高速型、高阻型、低功耗型、大功率型、高精度型；按其内部电路可分为双极型和单极型；按每一集成块中所含运算放大器的数目可分为单运放、双运放和四运放。由于通用型运放价格较低，又比较容易购得，故应优先选用。但因特殊型运放的部分性能比通用型要好得多，因此应根据实际要求选用集成运放。其主要原则是1信号源内阻较大时，应选用场效应管为输入级的运放，如LM351等。2输入信号中含有较大的共模信号时，应选择共模输入电压范围大和共模抑制比较大的运放，如A725、LM308等。3对精度要求高的电路，应选择高增益、低漂

2、移的运放，如OP-07等。4对要求功耗较低的场合，应选择低功耗型，如LM312、OP-20等。5对于频带宽的电路，应选择中增益宽带型，如LM353等。6对输出功率要求较大的场合，应选择大功率型，如MCEL165等。大功率型运放在使用时，应根据要求加装散热片，以防运放因过热而损坏。二、集成运放的消振与调零1自激振荡的消除 集成运放的内部为高增益多级放大电路，因而易于产生自激振荡，使电路工作不稳定。为消除自激振荡，大多数运放（例如A741等）的内部已设置了自激振荡的补偿网络，但也有的运放需要引出消振端子，外接RC消振网络。实际应用中，有些电路通过在正、负电源端并接0.01F0.1F的电容消除自激振

3、荡，如图3-26a所示；有些电路则在输入端并联RC支路消振，如图3-26b所示。 2调零 集成运放在使用时，要求输入为零时输出也为零，即零输入零输出。为此，有些运放在引脚中设有专门的调零端子，接上调零电位器RP就可以进行调零，电路如图3-27所示。调零电位器应选用精密的线绕电位器。调零时，将电路的输入端接地，调节电位器RF使输出电压为零即可。对于没有专门调零端的集成运放，使用中可采取辅助调零的方法。如图3-28a所示，通过在运放的反相输入端外加补偿失调电压，以使输入为零时输出也为零。另外，也可以在同相输入端外加补偿失调电压，如图3-28b所示。第六节 集成运放技能训练训练1 集成运放基本运算电

4、路的应用与测试一、训练目的1学习集成运放的基本使用方法2掌握集成运放基本运算电路的测试方法二、所需仪器及设备双路直流稳压电源1台；函数发生器一台；万用表1块；实验线路板1块三、训练内容和步骤电路如图3-29所示。电路中的两只二极管VD1和VD2是为了避免电源的极性接错损坏器件而接入的保护二极管。测试时，在反相输入端施加的直流小信号由分压电路产生。分压电路可以从M、N点输出两路直流小信号。当电位器的滑动触点位于中间位置时，输出电压为零；当滑动触点上移时，输出电压为正；当滑动触点下移时，输出电压为负。 本实训由通用型集成运放LM741组成基本运算电路，并进行相关测试。集成运放LM741的管脚排列顺

5、序如图3-30所示，图中1、5两端接调零电位器，调零电源为负电源。熟悉电路板后，引入12V双路电源。首先对运放电路进行调零，然后完成以下测试内容。1反相输入放大电路的测试 （1）将分压电路产生的直流小信号从A（或B）端输入，构成反相输入放大电路；（2）使输入信号分别为0.2V、0.4V，测量相应的输出电压，并将测量值和理论值填入自拟的表中。（3）计算电压放大倍数。2加法运算电路测试（1）将分压电路产生的两路直流小信号分别从A端和B端输入，构成加法运算电路；（2）将电路中的F、G两点短接，使运放两输入端电阻平衡。（2）使输入信号分别为（+0.2V、-0.1 V）、（-0.2V、+0.1 V）、（

6、+0.2V、-0.2V），测量相应的输出电压，并将测量值和理论值填入自拟的表中。 3积分运算电路测试（1）将电路中的D、E两点短接，构成积分运算电路；（2）从A（或B）端输入幅值为0.5 V、频率为1kHz的方波信号，用示波器观察并记录输入、输出信号的波形及输出信号的幅值。 四、思考题 1 为什么在使用集成运放时，首先要进行调零？总结对运放进行调零的步骤。 2 构成积分运算电路时，为什么不将反馈电阻RF断开？训练2 集成运放波形产生电路的应用与测试一、训练目的1熟悉使用集成运放构成各种非正弦波产生电路。 2掌握使用示波器测量频率和周期的方法。 二、所需仪器及设备双路直流稳压电源1台；数字电压表

7、1块；万用表1块三、训练内容和步骤1方波产生电路及测试 实训电路如图3-31所示。（1）按图接线，调节RP大约在中点位置。检查无误后引入12V双路电源。（2）用示波器观察uc和uo的波形，测量频率并与估算值比较。2方波产生电路及测试 电路如图3-32所示。（1）按图接线，检查无误后引入12V双路电源。（2）调节RP，用示波器观察uo1和uo2的波形，测量频率和幅值并与估算值比较。四、思考题1如何改变图3-32电路输出信号频率？设计两种方案并画出波形。2分析图3-33所示电路输出波形，按图接线，用示波器观察输出波形。复习思考题3-1为什么在集成运放的输入级采用差动放大电路？差动放大电路在结构上有

8、什么特点？它为什么能够抑制零点漂移？3-2差动放大电路有哪四种接法？它们在指标计算时有什么不同？3-3集成运放有哪些主要参数？它们是如何定义的？ 3-4双端输入、双端输出差动放大电路如图3-34所示，试分析以下问题：（1）若ui1=1500V，ui2=500V，则差模输入电压uid和共模输入电压uic分别为多少？（2）若差模电压放大倍数Aud=100，求差模输出电压uod的值；（3）若输出电压uo=1000ui1-999 ui2，求电路的差模电压放大倍数Aud、共模电压放大倍数Auc以及共模抑制比KCMR。3-5差动放大电路如图3-35所示，毫伏表满刻度的电流为100A，内阻为2k，三极管V1

9、和V2的均为50。试求（1）每个管子的静态电流IBQ和ICQ（UBE=0.7V）。（2）当毫伏表满偏时的输入电压ui为多大？3-6试求图3-36所示电路的输出电压uo与ui的关系，并求R3、R5的值。3-7在图3-37所示电路中，已知R3=2 R1，ui=1V。试求：（1）输出电压uo1和uo。（2）理想情况下，该电路的输入和输出电阻为多大？3-8图3-38a所示电路中，R1=R2=RF，输入电压ui1和ui2的波形如图3-38b所示，试画出输出电压uo的波形。 3-9图3-39是集成运放测量电流的原理图，共有三个不同的量程。输出端的电压表满量程为5V，用电压表的读数指示被测电流IX。试求：（

10、1）各量程对应的电阻R1、R2和R3。（2）该电流表的内阻大还是小，为什么？3-10如图3-40所示电路，设集成运放饱和输出电压为12V。已知ui1=0.1V，ui2=0.2V，R1=50k，R2=100k，R3=33k，R4=R5=100k，R6=R7=50k。（1）指出运放A1、A2各组成什么电路；（2）求uo1和uo的值；（2）若R2开路，求uo1的值。 3-11由集成运放组成的三极管的测量电路，如图3-41所示。试求（1）C、B、E各点对地的电压值（被测三极管为硅管）；（2）当电压表读数为200mV时，被测三极管的值。3-12在图3-42a所示电路中，已知输入电压ui的波形如图3-42

11、b所示，当t0时uo0V。试画出输出电压uo的波形。3-13电路如图3-43所示，已知集成运放饱和输出电压为12V，AOd=105，求下列三种情况下的输出电压。（1）uP=3mV，uN=3.1mV；（2）uP=3mV，uN=0mV；（3）uP=0mV，uN=3mV。3-14电路如图3-44所示，集成运放饱和输出电压为Uo（sat），二极管导通压降为0.7V。（1）指出A1和A2各组成什么电路？（2）说明VD1、VD2的作用及输入信号的范围；（3）当输入信号ui=sint（V）时，试画出uo1和uo2的波形。3-15图3-45a所示电路是由A1和A2组成的窗孔比较器，参考电压UR1 UR2，试分析输入信号ui由零增加时，输出电压uo的变化，并在图3-45b中作出电压传输特性。