运算放大器---数字电路教案

课题:运算放大器

教学目的:1.运算放大器运算放大器的结构、工作过程.

2.了解运算放大器的性能参数,建立理想运算放大器模型及其常见运算放大器电路分析。

教学重点:1.运放的基本运算电路.

2.运放的基本应用.

教学难点:运放的基本应用.

教学方法:采用多媒体教学.

教学时间:2学时.

教学内容:

一、运放的开环电压传输特性

Ao越大,运放的线性范围越小,必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。

二、理想运算放大器

由于运放的开环放大倍数很大,输入电阻高,输出电阻小,在分析时常将其理想化,称其所谓的理想运放。

三、分析运放组成的线性电路的出发点

§2信号的运算电路

2.1 比例运算电路

作用:将信号按比例放大。

类型:同相比例放大和反相比例放大。

方法:引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关,与输入电压和外围网络有关。

一、反相比例运算电路

结构特点:负反馈引到反相输入端,信号从反相端输入。

2. 电路的输入电阻

二、同相比例运算电路

结构特点:负反馈引到反相输入端,信号从同相端输入。

三、电压跟随器

结构特点:输出电压全部引到反相输入端,信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。

2.2 加减运算电路

作用:将若干个输入信号之和或之差按比例放大。

类型:同相求和和反相求和。

方法:可用虚短、虚断的概念来分析,也可用叠加定理

一、反相加法器

2.3微分运算电路与积分运算电路

一、微分运算

二、积分运算

运算电路要求

1. 熟记各种单运放组成的基本运算电路的电路图及放大倍数公式。

2. 会用 “虚开路(ii=0)”和“虚短路(u+=u–) ”分析给定运算电路的 放大倍数。

§3集成运算放大器的使用

一. 集成运放性能的扩展

1.提高输入电阻

利用外接结型场效应管组成的差动式源极输出器来提高输入电阻.

2.提高带负载能力

(1).扩大输出电流

在集成运放的输出端加一级互补对称功率放大电路来扩大输出电流.

(3).同时扩大输出电压和输出电流

二. 集成运放的保护

1.电源接反的保护

2.输入保护

3.输出保护

§4 运算放大器应用电路

恒压源

电压比较器

运放工作在非线性状态基本分析方法

1. 运放工作在非线性状态的判定:电路开环或引入正反馈。

2. 运放工作在非线性状态的分析方法:

若U+>U- 则UO=+UOM;

若U+<U-则UO=-UOM。

虚断(运放输入端电流=0)

注意:此时不能用虚短!

单门限电压比较器

一、过零比较器: (门限电平=0)

二、单门限比较器(与参考电压比较)

窗口比较器

考题3301 运算放大器的应用