单元3任务1比例运算应用电路的实验装接与检修1.了解集成运放的组成及各部分的作用。2.掌握理想集成运放的条件及其工作在线性区的特点。3.掌握比例运算电路、加法运算电路、减法运算电路及微积分电路的结构、分析方法及电路特点。一、集成运放的基本结构与符号二、理想运放的主要性能指标三、集成运放的基本特性四、运算电路五、应用电路一、电路装接与调试二、电路检修三、电路测试一、直流放大器的零点漂移任务1比例运算应用电路的实验装接与检修二、差动放大电路 图3-1集成运放的外形一、集成运放的基本结构与符号1.集成运放的基本结构图3-2集成运放的内部结构框图(1)输入级输入级是集成运放最关键的一级，其直接影响集成运放的性能，要求输入级电阻尽可能高，静态电流尽量小。(2)中间级中间级是电路中起放大作用的主要电路，要求中间级有足够大的电压放大倍数，一般可达千倍以上。(3)输出级输出级直接与负载相接，为功率放大级。一、集成运放的基本结构与符号(4)偏置电路偏置电路决定整个电路的直流工作状态，用于为以上各级提供合适的静态工作点。图3-3集成运放的图形符号2.集成运放的符号二、理想运放的主要性能指标1)开环电压放大倍数AUO。2)开环输入电阻rid。3)输出电阻rO0。4)输入失调电压、输入失调电流均为零。5)共模抑制比KCMRR。三、集成运放的基本特性1.集成运放的电压传输特性图3-4集成运放的电压传输特性三、集成运放的基本特性2.理想运放工作在线性放大区时的特性(1)虚短由于理想集成运放的开环电压放大倍数AUO，且AUO=，所以uNuP=0，即uN=uP。图3-5反相比例运算电路三、集成运放的基本特性(2)虚断由于集成运放的开环输入电阻rid，且rid=(ii为同相及反相输入端的电流)，所以ii=0，即集成运放两个输入端的电流均为零，称之为“虚断”。四、运算电路1.反相比例运算电路2.同相比例运算电路图3-6反相器的图形符号四、运算电路图3-7同相比例运算电路四、运算电路3.加法器图3-8电压跟随器的图形符号四、运算电路图3-9反相输入加法器四、运算电路图3-10减法器4.减法器5.积分运算电路四、运算电路图3-11积分运算电路a)电路结构b)电压波形四、运算电路6.微分运算电路五、应用电路1.电路结构图3-12微分运算电路五、应用电路图3-13比例运算应用电路2.电路分析五、应用电路1.示波器、实验台，连接导线若干，12V和-12V直流电源各一台。2.比例运算应用电路的元器件明细表见表3-1。五、应用电路表3-1比例运算应用电路的元器件明细表序号名称规格数量1电阻、1k32电阻10k13电阻75014电阻51k15集成运放LM74126集成电路底座8pin2五、应用电路一、电路装接与调试1.元器件检测(1)色环电阻器主要识别其标称阻值，并用万用表相应挡位测量选用的电阻器，确认阻值的大小，分类固定存放，以方便使用。(2)确定LM741集成运放各引脚的名称。P86.TIF一、电路装接与调试2.绘制装接草图3.电路装接按顺序在实验板上插接元器件。一般先插接集成块的管座，再按顺序从左至右、从上至下插接电阻。根据装接草图，按从左至右、从上至下的顺序连接导线。接线要可靠，无漏接、虚接、短路现象，并引出电源接线端、公共地端及输入、输出信号接线端。4.电路调试二、电路检修1)直观检查电路中的导线是否松动；有无漏接、错接元器件；集成电路的引脚顺序是否正确；有无发热元器件等。2)断开电源，根据电路原理图，按从左至右、从上至下的顺序用万用表依次检查元器件的连接情况。3)检修输出端无信号故障。4)检修输出信号固定不变故障。三、电路测试1)将低频信号发生器的频率置于1kHz，输出电压为50mV，并将其输出端与比例运算应用电路的输入端连接。2)将双踪示波器的输入端分别接至应用电路的输入和输出端。3)接通电源，调整示波器使输入、输出电压波形稳定显示(一般显示23个周期)。4)读取输入、输出电压波形的峰-峰值UPP，计算每级的电压放大倍数，将结果填入表3-2中。5)观察输入、输出波形的相位变化情况，将结果填入表3-2中。三、电路测试表3-2实验测量记录测量电路输入电压输出电压电压放大倍数相位差反相比例放大电路同相比例放大电路电路合成三、电路测试三、电路测试一、直流放大器的零点漂移图3-14两级直流放大电路二、差动放大电路 1.差动放大电路的组成图3-15基本的差动放大电路二、差动放大电路 2.工作原理(1)共模输入当输入信号Ui1=Ui2时，由于电路结构对称，输出电压uo=uo1uo2=0，故称大小相等、极性相同的两个输入信号为共模信号。(2)差模输入若输入信号Ui1=Ui2，即两个输入信号大小相等、极性相反，称之为差模信号，如图3-17所示。二、差动放大电路 图3-16具有恒流源的差动放大电路二、差动放大电路 图3-17差模输入的差动放大电路(3)共模抑制比KCMRR共模抑制比是衡量差动放大电路对共模信号抑二、差动放大电路 制能力大小的一个性能指标，其值为差模电压放大倍数与共模电压放大倍数的比值，即KCMRR=Ad/Ac。任务2三角波方波发生器的制作与检修1.掌握理想运放工作在非线性区的特点。2.理解电压比较器的组成和工作原理。任务2三角波方波发生器的制作与检修2.理解电压比较器的组成和工作原理。图3-18三角波方波发生器的装配图一、理想运放工作在非线性区时的特点1)虚短不成立，但具有比较功能。2)虚断仍然成立，即iN=iP=ii=0。二、单门限电压比较器1.过零电压比较器2.比较电压为UR的电压比较器1.过零电压比较器图3-19反相输入过零电压比较器1.过零电压比较器图3-20同相输入过零电压比较器2.比较电压为UR的电压比较器0321.TIF2.比较电压为UR的电压比较器0322.TIF三、迟滞电压比较器图3-23迟滞电压比较器a) 电路结构b) 电压传输特性四、三角波方波发生器1.万用表、示波器。2.常用电子电路组装工具、焊锡、助焊剂、多股软导线若干。3.三角波方波发生器的元器件明细表见表3-4。四、三角波方波发生器图3-24三角波方波发生器的电路结构四、三角波方波发生器3.三角波方波发生器的元器件明细表见表3-4。表3-4三角波方波发生器的元器件明细表序号名称规格数量序号名称规格数量1集成运放、 LM74125稳压二极管VZ2DW722电阻10k16电容器C0022F13电阻、20k37电源12V、-12V各14电位器RP20k18集成电路底座与LM741配套23.三角波方波发生器的元器件明细表见表3-4。一、电路制作与调试1.元器件检测2.绘制装配草图3.引脚加工成形4.电路制作5.电路调试1.元器件检测(1)色环电阻器主要识别其标称阻值，并用万用表相应挡位测量选用的电阻器，确认阻值的大小，分类固定存放，以方便使用。(2)电容器确认电容器的极性。(3)电位器用万用表测量其标称值，并检测其质量的好坏，保证阻值均匀调节。(4)稳压二极管主要判断其正、负极并检测质量好坏。(5)集成运放 确认集成运放各引脚的名称。二、电路的检修1)调试中如果无输出波形：检查集成电路是否接反。电源极性是否正确。R1与uo的反馈线是否连接。其他元器件是否错接、漏接或损坏。2)如果输出波形频率不可调，检查电阻RP的接线是否正确。1.集成电路接反。2.R1与uo的反馈线及A2的同相接地端漏接。3.集成电路被烧坏。任务3函数信号发生器的制作与检修一、函数信号发生器的结构二、电路原理一、电路制作与调试二、电路的检修任务3函数信号发生器的制作与检修任务3函数信号发生器的制作与检修任务3函数信号发生器的制作与检修图3-25函数信号发生器的装配图任务3函数信号发生器的制作与检修一、函数信号发生器的结构图3-26函数信号发生器的结构原理图二、电路原理图3-27函数信号发生器中、的波形二、电路原理1.万用表、示波器。2. 12V、-12V直流电源各一台。3.常用电子电路组装工具、焊锡、助焊剂、多股软导线若干。4.函数信号发生器的元器件明细表见表3-6。二、电路原理表3-6函数信号发生器的元器件明细表序号名称规格数量1电阻、10k/025W32电阻、20k/025W33电阻51k/025W14电阻、68k/025W25电阻100/025W16电阻、2k/025W27电阻8k/025W18可调电位器R、R47k/(02505)W29可调电位器R100k/(02505)W110可调电位器R100/(02505)W1二、电路原理表3-6函数信号发生器的元器件明细表11电解电容器10F/25V112电容1F/63V113电解电容器、470F/25V314电容01F/63V115集成运放及管座A747各116晶体管V、V、V、V90134二、电路原理一、电路制作与调试1.元器件检测(1)色环电阻器主要识别其标称阻值，并用万用表相应挡位测量选用的电阻器，确认阻值的大小，分类固定存放，以方便使用。(2)电容器确认电容器的极性及质量。(3)晶体管识别其类型与引脚的排列，并用万用表检测其质量的好坏。(4)电位器用万用表测量其标称值，并检测其质量的好坏，保证阻值连续可调。(5)集成运放确认集成运放各引脚的名称。2.绘制装配草图3.引脚加工成形4.电路制作一、电路制作与调试5.电路调试二、电路的检修1)电路无输出波形：检查集成电路是否接反。电源极性是否正确。R2与uo2的反馈线是否连接。其他元器件是否错接、漏接或损坏。2)输出波形频率不可调，检查电阻RP接线是否正确。二、电路的检修1. R2与10号端的导线漏接。2. R1、R5、RP3、R6、R12、R13的接地线间有断路点。3. A747中的9号或13号的正电源漏接等。