1、教 案任課教師龍愛忠授課班級17秋機電一體化5年一貫制班課時安排2個課時專業、層次中職課題內容第六章 集成運算放大器教學重點集成運算放大器的組成反饋放大電路教學難點理想運放在模擬信號運算方面的應用課程目標掌握集成運算放大器組成2、掌握反饋放大電路原理課的類型新授課教學策略通過多媒體教學方法與手段講授、實踐等教 學 過 程 設 計教學過程及時間分配教 學 內 容時間分配組織教學1、點名檢查學生出勤情況。2、填寫教學記錄表。5min導入新課提問導入：生活中是否見過放大器？3min新課講授6.1 集成運算放大器的組成運算放大器是具有高開環放大倍數并帶有深度負反饋的多級直接耦合放大電路。隨著半導體工藝

2、的發展，運算放大器由分立元件電路發展到了集成運算放大器，其應用也遠遠超出信號運算的界限，在信號處理、信號測量及波形產生等方面獲得廣泛應用。 集成運算放大器內部的多級放大電路可分為輸入級、中間級、輸出級以及偏置電路四個基本組成部分。參見 集成運放電路方框圖1、輸入級都采用差動放大電路，有同相和反相兩個輸入端。輸入級是提高運算放大器質量的關鍵部分，要求其輸入電阻高，能減小零點漂移和抑制干擾信2、中間級主要進行信號放大，要求其電壓放大倍數高，一般由共射放大電路構成。3、輸出級與負載相接，要求其輸出電阻低，帶負載能力強，一般由射極輸出器構成。4、偏置電路的作用是為上述各級電路提供穩定和合適的偏置電流，

3、決定各級的靜態工作點，一般由恒流源電路構成。下圖（a） 為集成運算放大器的符號，除圖示的同相輸入端、反相輸入端和輸出端外，還有未在圖中標出的正電源端和負電源端（單電源運放則為接地）。在實際運放器件中，由于具體 應用、封裝等需要，有時還會增加一些輔助端（管腳），此外還有單片集成的多運放器件型號 6.2 理想運放在模擬信號運算方面的應用理想運放的基本應用可分為：線性應用和非線性應用。理想運放工作在線性區時，分析依據有兩條：(1)由于輸入電阻無窮大，故兩個輸入端的輸入電流為零。 1、反相比例運算電路電路如下圖所示，其中電阻R引入反相輸入信號Ui，電阻Rf引入深度負反饋，使運放工作于線性區，根據前述的

4、兩個分析依據，很容易可以推出：Up = Un = 0V（即同相和反相輸入端皆為虛地）Au = Uo / Ui = Rf / R由式可知為反相比例運算電路，2、同相比例運算電路電路如上圖所示，圖中電阻R引入同相輸入信號Ui，電阻Rf引入深度負反饋，使運放工作于線性區，根據前述的兩個分析依據，很容易可以推出Up = Un = UiAu = Uo / Ui = 1 Rf / R 由式可知為同相比例運算電路。若Rf =0或 R= ，則Au =1，即為電壓跟隨器。參見下圖電壓跟隨器3、反相求和運算電路如果在反相輸入端增加若干輸入電路（如下圖所示），則構成反相求和（加法）運算電路。同樣容易得出，當R1 =

5、 R2 = R3 = Rf時，Uo = （Ui1Ui2Ui3） 4、同相求和運算電路如果在同相輸入端增加若干輸入電路（如左圖所示），則構成同相求和運算電路。容易得出，分析此電路時可先運用節點電壓法求出Up，則Uo = (1Rf / R) x Up。5、差分比例運算電路如果在同相和反相輸入端分別加上輸入信號（如左圖所示），則構成差分比例運算電路。分析此電路可得，Uo = (Ui2 Ui1） x Rf / R。若使Rf = R，則Uo = Ui2 Ui1，即為減法運算。6.3 反饋放大電路反饋：就是將電路的輸出量（電壓或電流）的一部分或全部通過反饋網絡，引回到輸入回路，與輸入量一起控制輸出量的過程

6、。反饋放大電路由基本放大器和反饋網絡構成一個閉環系統，其中有兩種信號流通方向：正向傳輸：信號從輸入到輸出的流向。反向傳輸：信號從輸出到輸入的流向。只有正向傳輸的電路稱為開環系統。既有正向傳輸，又有反向傳輸的電路稱為閉環系統。在電路中凡聯系輸入和輸出回路的電路元件都是反饋元件。電路中凡有反饋元件存在，則電路有反饋，反之無反饋。（1）正反饋-反饋增強凈輸入信號， 使放大倍數提高。負反饋-反饋削弱凈輸入信號，使放大倍數降低。判斷反饋極性常采用瞬時極性法：先假定放大電路的輸入端信號在某一瞬間對地的極性為（+），然后從輸入端到輸出端，標出放大電路中各點的瞬間極性，再得到反饋信號的極性，最后通過比較反饋信

7、號的極性與輸入信號的極性是相同或相反，從而判斷對凈得量是增強或是削弱。增強為正反饋，削弱為負反饋。（2）直流反饋反饋只對直流分量起作用，反饋元件只能傳遞直流信號。引入直流負反饋的目的：穩定靜態工作點交流反饋反饋只對交流分量起作用，反饋元件只能傳遞交流信號。引入交流負反饋的目的：改善放大電路的性能（3）電壓反饋 反饋信號取自輸出電壓。電壓負反饋具有穩定輸出電壓、減小輸出電阻的作用。電流反饋 反饋信號取自輸出電流電流負反饋具有穩定輸出電流、增大輸出電阻的作用。（4）串聯反饋反饋信號與輸入信號串聯，即反饋信號與輸入信號以電壓形式作比較。串聯反饋使電路的輸入電阻增大并聯反饋反饋信號與輸入信號并聯，即反饋信號與輸入信號以電流形式作比較。并聯反饋使電路的輸入電阻減小。 負反饋負反饋交流反饋直流反饋電壓串聯負反饋電壓并聯負反饋電流串聯負反饋電流并聯負反饋穩定靜態工作