电工电子技术-项目八 集成运算放大电路

PAGE22PAGE22PAGE23PAGE23《电工电子技术》

教案课时分配表章序课程内容课时备注1直流电路42正弦交流电路43磁路与变压器44异步电动机65继电接触器控制系统46二极管的认知与应用67三极管的认知与应用68集成运算放大电路49逻辑门电路410组合逻辑电路411触发器与时序逻辑电路6合计52文旌课堂APP

课题认识负反馈放大电路课时2课时（90min）教学目标知识技能目标：（1）掌握集成运放的基本组成、主要性能指标及理想模型（2）掌握负反馈的类型及其对放大电路性能的影响（3）掌能够安装和调试负反馈放大电路思政育人目标：（1）树立用电安全、操作规范意识（2）培养学生勇于探索、勇于创新的工匠精神（3）锻炼学生勤于动手、勤于思考的能力教学重难点教学重点：集成运放的概述；集成运放的主要性能指标；集成运放的理想模型；反馈的基本概念和判断方法；负反馈对放大电路性能的影响教学难点：集成运放分理想模型；反馈的判断方法教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材、万用表教学设计→→→→传授新知（35min）实操练习（30min）→课堂小结（10min）→作业布置（3min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务请大家认真通过微课预习负反馈放大电路的相关内容。【学生】完成课前任务通过课前任务，使学生了解负反馈放大电路，对疑难问题着重记录考勤

（2min）【教师】通过文旌课堂APP让学生签到【学生】签到，班干部交假条培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况课前复习

（5min）【教师】引领学生回忆上次课教学内容，根据学生反映，检验学生掌握情况。回顾三极管相关专业名词及知识，带领学生回顾几种基本放大电路，引领学生学习电路的两种分析方法。【学生】聆听、互动、积极回答通过课前复习，检查学生对所学知识的掌握程度，调整课程进度，让学生自行查漏补缺问题导入（5min）【教师】通过实物或PPT图片讲解炉温控制系统可根据炉子的实际温度与设定温度的偏差，自动接通或断开炉子的热源，使炉温稳定在给定范围之内，以满足热处理工艺的需要。炉温控制系统的工作原理图中炉温由感温元件测得。如果炉子的实际温度比设定温度高或者低，系统就通过执行装置对炉子采取相应的措施以降低温度或者升高温度，最终达到稳定炉温的目的。将系统输出信号的全部或一部分通过反馈支路形成反馈信号，引回输入端，和输入信号进行比较，再由比较所得的信号去控制输出。这样，输出不仅取决于输入，也取决于输出本身，这便是反馈的整个过程。【教师】提出以下问题：你知道反馈的分类及判别方法吗？负反馈对放大电路的性能有什么影响呢？【学生】讨论、举手回答【教师】通过学生的回答引入要讲的知识通过炉温控制系统来引入反馈的相关知识，学生带着实际应用中的问题开始今天的课程，激发学生的好奇心传授新知

（35min）集成运放概述【教师】通过ppt讲解集成运放概述1．集成运放的外形和符号集成运放是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路，也是发展最早、应用最广的一种模拟集成电路。集成运放的外形有圆壳式、双列直插式、扁平式。集成运放的电路符号如图所示，有三角形和方框形两种。其中三角形符号为国际标准符号，方框形符号为国家标准符号。图中“”表示同相输入端，“”表示反相输入端，输出端电压与反相输入端电压反相，与同相输入端电压同相。2．集成运放的电路结构集成运放的电路结构：由四部分组成，即输入级、中间级、输出级和电源电路。输入级一般由一个差动放大电路组成，该级的主要任务是提高输入电阻和共模抑制比；中间级主要是电压放大电路，作用是获得较大的电压放大倍数；输出级要求输出电阻要足够小，从而使集成运放具有较强的带负载能力；电源电路也称偏置电路，其作用是为各级电路正常工作提供电能。集成运放的主要性能指标【教师】通过ppt讲解集成运放的主要性能指标1．开环差模电压放大倍数开环差模电压放大倍数是指无外加反馈回路的差模电压放大倍数。其值一般在～之间，由于数值较大，常用分贝数（）表示，其分贝数为100～140dB。2．差模输入电阻差模输入电阻是指输入差模信号时的输入电阻。的值很大，一般大于，有的可达100MW以上。3．开环输出电阻集成运放开环时的动态输出电阻称为开环输出电阻。开环输出电阻很小，一般为几欧到几十欧。4．最大差模输入电压最大差模输入电压是指不会使PN结反向击穿的最大电压，当超过这个电压时，集成运放输入级某侧的三极管将会出现发射结的反向击穿，从而损坏集成运放。一般利用平面工艺制成的硅NPN管，其为左右，而横向三极管的可达以上。5．最大共模输入电压最大共模输入电压是指集成运放为保持正常放大功能，所允许的共模输入信号的最大电压。共模输入电压超过这个数值，集成运放中的三极管将偏离放大区，共模抑制比将显著下降。6．共模抑制比共模抑制比是指集成运放工作于线性区时，其差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比的绝对值，即，其数值很大，常用分贝数表示，一般在100dB以上。7．输入失调电压及其温度漂移当集成运放的输入级参数不完全对称，且输入电压为零时，并不为零。输入失调电压是使输出电压为零时的补偿电压。补偿电压越小，说明输入级差放管对称性越好，理想运放的为零。是指在规定的温度范围内，输入失调电压随温度的变化率，它是衡量集成运放电压温度漂移的重要指标，其值越小越好。8．输入失调电流及其温度漂移输入失调电流反映了输入级差放管输入电流的对称程度。当时，其值为集成运放两输入端电流之差的绝对值。是指在规定的温度范围内，输入失调电流随温度的变化率，它是衡量集成运放电流温度漂移特性的重要指标。和的值也是越小越好。9．转换速率转换速率用于衡量集成运放在大信号作用下对信号变化速度的适应能力，它表示集成运放在大信号作用下，输出电压的最大变化率。即10．供电电压范围（，）集成运放允许的最小和最大安全工作电源电压，称为集成运放的供电电压范围。11．功耗集成运放在规定的温度范围工作时，可以安全耗散的功率称为功耗。集成运放的理想模型【教师】讲解集成运放的理想模型集成运放的理想模型称为理想集成运放，它将集成运放的各项技术指标理想化，以便于在分析估算应用电路的过程中，抓住事物本质，忽略次要因素，简化分析过程。1．理想集成运放的性能指标理想集成运放的性能指标主要有以下几点。（1）开环差模电压放大倍数。（2）差模输入电阻。（3）开环输出电阻。（4）共模抑制比。（5）输入失调电压、失调电流及它们的温度漂移均为零。（6）带宽足够大。【教师】强调以下问题由于实际集成运放的上述性能指标接近理想化的条件，因此，在分析时用理想集成运放代替实际集成运放所引起的误差并不严重。这在工程上是允许的，可大大简化分析过程。在以后项目中，若无特别说明，均将集成运放作为理想集成运放来考虑。【学生】聆听、理解2．理想集成运放的工作特性表示集成运放输出电压与输入电压之间关系的特性曲线称为传输特性。BC段为集成运放工作的线性区，AB段和CD段为集成运放工作的非线性区（饱和区）。由于集成运放的电压放大倍数极高，BC段十分接近纵轴。在理想情况下，可认为BC段与纵轴重合，用段表示理想集成运放工作在线性区，段和段表示理想集成运放工作在非线性区。（1）在线性区的工作特性当理想集成运放工作在线性区时，作为一个线性放大元件，其输出信号和输入差值信号是线性关系，即虚短：由于理想集成运放的，而是有限值，所以可认为满足此条件称为“虚短”，即两个输入端之间的电压近似为零，相当于短路，但不是真正的短路。虚断：由于理想集成运放的，所以可认为两个输入端的电流近似为零，即满足此条件称为“虚断”，即输入端相当于断路，但又不是真正的断路。（2）在非线性区的工作特性当理想集成运放处于开环状态或同相输入端和输出端之间有通路（正反馈）时，集成运放工作在非线性区。当反相输入端与同相输入端不等时，输出电压为正、负饱和值（或），时，时，此外，当理想集成运放工作在非线性区时，两个输入端的输入电流也等于零。反馈的基本概念和判断方法【教师】通过ppt讲解反馈的基本概念和判断方法1．反馈的基本概念反馈：将放大电路输出端的信号，通过一定的电路形式，返回到放大电路的输入端。开环状态：放大电路不加反馈电路的状态。闭环状态：引入反馈后，整个系统的状态。反馈放大电路的结构：由基本放大电路和反馈网络组成，分别表示放大电路的输入、输出和反馈信号。引入反馈后，放大电路的输入端同时受输入信号和反馈信号的作用。图中的便是指和比较后得到的净输入信号。设放大电路的开环放大倍数为，闭环放大倍数为，反馈系数为，则开环放大倍数闭环放大倍数反馈系数将以上各式进行整理，可得与引入反馈前后电路的放大倍数密切相关，因此它是衡量反馈程度的一个很重要的参数，称为反馈深度。引入反馈后，电路可根据输出信号的变化控制基本放大电路净输入信号的大小，从而自动调节放大电路的放大过程，以改善放大电路的性能。2．反馈的类型与判别反馈的类型：按反馈极性的不同，反馈可分为正反馈和负反馈；按反馈信号与输出信号关系的不同，反馈可分为电压反馈和电流反馈；按反馈信号与输入信号关系的不同，反馈可分为串联反馈和并联反馈；按反馈信号成分的不同，反馈又可分为直流反馈和交流反馈。（1）正反馈与负反馈正反馈：根据反馈对输出量的影响可以区分反馈的极性，反馈的结果使输出量的变化增大，也即使净输入信号增大。正反馈多用于振荡电路和脉冲电路负反馈：反馈使输出量的变化减小，也即使净输入量减小。负反馈多用于改善放大电路的性能。【教师】强调以下问题对于负反馈，反馈深度；对于正反馈，反馈深度。【学生】理解、记录正反馈与负反馈可采用瞬时极性法来判别。具体判别方法：先假定输入信号在某一瞬时对地的极性，然后再根据各级输入、输出之间的相位关系，依次推断各相关点所呈现的瞬时极性，用（+）或（↑）表示升高，用（−）或（↓）表示降低，从而得出输出信号的极性。最后根据输出信号的极性判断出反馈信号的极性；如果反馈使净输入信号增强则为正反馈，使净输入信号减弱则为负反馈。【教师】强调以下问题对于分立元件放大电路，共射反相，共集、共基同相；对于集成运放，与反相，与同相。【学生】理解、记录【教师】结合电路图，具体分析正负反馈的判断方法（a）正反馈（b）负反馈正反馈判断方法：假设输入电压的瞬时极性对地为正，即集成运放反相输入端电位对地为正，因而输出极性为负，则反馈信号极性为负。因此使集成运放的净输入电压数值增大，说明电路引入的是正反馈。负反馈判断方法：假设输入电压的瞬时极性对地为正，输入电流如图中所示，第一级为共射电路，则三极管的集电极与输入电压反相，极性为负；第二级仍为共射电路，三极管的基极极性为负，发射极与基极同相，极性为负，反馈电流如图中所示，因此使净输入电流数值减小，说明电路引入的是负反馈。（2）直流反馈与交流反馈反馈信号只有交流分量时为交流反馈，其中，交流负反馈多用于改善放大电路的性能。反馈信号只有直流分量时为直流反馈，其中，直流负反馈多用于稳定静态工作点。如果反馈回来的信号既有直流分量又有交流分量，则同时存在交、直流反馈。电路中，根据电容隔直通交特性可知：左图中电路的反馈信号仅有交流分量，因而该电路为交流反馈放大电路；右图中电路的反馈元件仅为，反馈信号既有交流分量，又有直流分量，因此该电路为交、直流反馈放大电路。（a）交流反馈（b）交、直流反馈（3）电压反馈与电流反馈一般来讲，根据反馈信号与输出信号关系的不同，可以将其分为电压反馈和电流反馈。如果反馈信号取自输出端电压，则称之为电压反馈；如果反馈信号取自输出端电流，则称之为电流反馈。（4）串联反馈与并联反馈如果反馈信号与输入信号在输入回路中串联，则为串联反馈；如果反馈信号与输入信号在输入回路中并联，则为并联反馈。负反馈对放大电路性能的影响【教师】通过ppt讲解负反馈对放大电路性能的影响1．提高放大倍数的稳定性放大电路的放大倍数可能会因为元件老化、电源电压的波动、负载大小变化、环境温度变化等原因而不稳定。在放大电路中引入负反馈之后，虽然降低了放大电路的放大倍数，但却可以提高放大倍数的稳定性。2．展宽频带无反馈时，由于电路中耦合电容、三极管极间电容的存在，会造成放大电路放大倍数随频率而变化。在中频段放大倍数较大，而高频段和低频段放大倍数较小。放大电路的幅频特性如线段①所示。引入负反馈以后，利用负反馈的自动调整作用，改变放大倍数随频率变化的特性，使通频带展宽，如线段②所示。图中和分别表示负反馈引入前的下限频率和上限频率，和分别表示引入负反馈后的下限频率和上限频率。根据分析，引入负反馈后，放大电路的下限频率由无负反馈时的下降为，而上限频率由无负反馈时的上升到，其中F为引入负反馈后放大电路的反馈系数。放大电路的通频带得到展宽，展宽后的频带约是未引入负反馈时的倍。3．减小非线性失真对于理想的放大电路，其输出信号与输入信号应该呈线性关系。但由于放大电路中存在着三极管等非线性器件，当输入幅值较大的正弦波后，输出的却往往不是正弦波，波形产生了非线性失真。输入的正弦波在输出端输出时，变成了正半周幅值大、负半周幅值小的失真波形。引入负反馈可以减小非线性失真。反馈信号与的失真情况一致，且反馈到输入端。这样，反馈信号与原输入信号在输入端叠加，产生的净输入信号便是前半周小、后半周大的波形。然后净输入信号经基本放大电路放大后，与“前半周大、后半周小”的失真信号相互补偿，结果可使输出波形的正、负半周幅值趋于一致，从而使非线性失真减小。【教师】强调以下问题对于产生于电路内部的非线性失真，须引入负反馈才能抑制。对于非线性信号混入输入量，或由外界干扰信号引起的失真，引入负反馈却不起作用，须采取其他方法才能解决。而且，负反馈只能“减小”而不是“完全消除”非线性失真。【学生】理解、记录4．对放大电路输入、输出电阻的影响放大电路引入负反馈后，其输入、输出电阻也随之变化。不同类型的反馈对输入、输出电阻的影响各不相同，串联负反馈使输入电阻增大，并联负反馈使输入电阻减小；电压负反馈使输出电阻减小，电流负反馈使输出电阻增大。因此，在设计放大电路时可以选择不同类型的负反馈以满足对于输入、输出电阻的不同需要。结合PPT，讲解集成运放相关知识，学生着重记录及理解熟知集成运放的外形电路及符号表示方式分析集成运放的电路结构结合图片，对比分析集成运放的主要性能指标参数的含义及大小结合动画，重点讲解集成运放的理想模型，学生紧跟老师思路强调集成运放性能指标在实际应用中需要考虑的问题结合集成运放的工作特性曲线，分析各阶段电路的特点结合动画及电路知识，分析反馈的基本概念及其判断方法结合概念分析反馈的类型及其判断反馈类型的方法强调正负反馈反馈深度的大小结合电路图，具体分析判断正负反馈的方法掌握正反馈的判断方法掌握负反馈分判断方法分析直流反馈与交流反馈的判别方法分析电压反馈与电流反馈分判断方法分析串联反馈与并联反馈的区别结合特性曲线，分析负反馈对放大电路性能的影响结合电路图，分析反馈对非线性失真的影响强调反馈与失真的关系及解决方法实操练习（30min）【教师】讲解和演示基本操作步骤MF-47型万用表为例，说明其主要性能指标、面板及使用方法，和测量电阻的基本步骤。说明双直流稳压电源、双踪示波器和函数信号发生器的操作方法及其面板按键意义。【教师】重点强调以下问题实施中要注意万用表量程的选择，表笔正负极要识清，观测要细心。在衰减器中，信号源要用一个较大的信号，如图8-13（见教材）。【学生】聆听、理解、模仿操作操作步骤1.连接电路第一步：检查实验器材的完整性第二步：连接电路，按照教材图8-13负反馈放大电路图连接电路，其中，为三极管9013。【学生】细致连接、理解电路、检验连接是否完整2.测试负反馈对电压放大倍数的影响第一步：按图8-13所示连接电路。（详见教材）第二步：输入端接入频率为的正弦波交流信号。第三步：不接入电路的情况称为电路开环；接入电路的情况称为电路闭环。当电路开环（）时，调节输入信号使输出波形最大不失真，测出此时的（），，将结果填入表8-1中。（详见教材）第四步：保持输入信号不变，按表8-1中的数据要求，测量出其他情况下的值，计算放大电路的，并将结果填入表8-1中。3.测试负反馈对输入、输出电阻的影响第一步：在信号源与放大电路间串接的电阻（即，此时不接），加入的正弦波信号，用示波器观察输出波形。第二步：调节输入信号的幅值，使输出最大不失真，分别测量开环、闭环时的，，计算输入电阻，并将测量和计算结果填入表8-2中。第三步：在A端加的正弦波交流信号，在输出端接入电阻作为负载，调节合适的输入信号幅值，使放大电路的输出波形不失真（接示波器观察）。第四步：分别测量在开环和闭环状态下，接上负载时的电压及空载时的电压，计算输出电阻，并将测量和计算结果填入表8-3中。4.测试负反馈对频率特性的影响第一步：将电路开环，选择适当幅值的输入信号（频率为的正弦波交流信号），使输出信号在示波器上有满幅的正弦波显示。第二步：保持输入信号幅值不变，逐步增大或减小频率，直至输出信号的幅值减小为原来的70%，此时的信号频率即为放大电路或。第三步：将电路闭环，重复步骤（1）、（2），将测量结果填入表8-4中。5．测试负反馈对失真的改善作用第一步：将电路开环，逐步加大的幅值，使输出信号出现失真（但不要过分失真）记录失真波形的幅值：，。第二步：保持步骤（1）中的不变，将电路闭环，此时输出波形（失真/不失真）。【教师】巡堂辅导，及时解决学生遇到的问题教师演示器件的使用步骤重点强调实操练习过程中存在的注意问题，学生认真聆听学生严格按照操作步骤完成电路的连接学生严格按照操作步骤完成负反馈对电压放大倍数的影响测量学生严格按照操作步骤完成负反馈对输入、输出电阻影响的测量学生严格按照操作步骤完成负反馈对频率特性的影响的测量教师随堂指导，对存在的问题及时解答课堂小结

（5min）【教师】简要总结本节课的要点本节课认识了集成运放电路和反馈电路，熟知了集成运放的外形、符号、结构和主要性能指标，重点分析了集成运放的理性模型和反馈的判断方法，理解了反馈对放大电路性能的影响。希望大家课后按时完成课后作业，巩固知识，提升能力。【学生】总结回顾知识点总结知识点，巩固学生对集成运放电路和反馈电路相关知识的学习作业布置

（3min）【教师】布置课后作业请根据课堂知识，完成项目测评中的填空题1-3和解答题1-3，并撰写实验报告。预习任务二，观看任务二的微课并记录问题。【学生】完成课后任务通过课后作业复习巩固学到的知识教学反思本次课结合电路图，采用理论与实验相结合的方式对集成运放相关知识进行了详细分析，既能培养学生工程思维的能力，也能提升理论联系实际的能力，有效提高了教学效果。

课题了解集成运算放大电路课时2课时（90min）教学目标知识技能目标：（1）掌握集成运放的线性应用（2）了解集成运放的非线性应用（3）掌握集成运放电路的运算分析方法（4）能够测试集成运算放大电路的性能指标思政育人目标：（1）锻炼学生主动思考、勤于动手的能力（2）带领学生进行实验，激发他们的探索精神和为国争光的自信心（3）培养学生分析问题、解决问题的工程思维方法教学重难点教学重点：比例运算电路；加法运算电路；减法运算电路；积分运算电路；微分运算电路；电压比较器教学难点：比例运算电路；加法运算电路；积分运算电路教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材、万用表、电流表、电压表教学设计→→→→传授新知（45min）实操练习（20min）→课堂小结（10min）→作业布置（3min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务请大家结合运算放大电路和反馈电路相关知识的学习，预习集成运算放大电路的相关知识，记录预习中存在的疑难问题，学生负责人汇总后反馈教师。【学生】完成课前任务通过课前任务，学生记录疑难点内容，增加学生对疑难问题的好奇心，带着问题上课考勤

（2min）【教师】通过文旌课堂APP让学生签到【学生】签到，班干部交假条培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况课前复习（5min）【教师】引领学生回忆上次课教学内容，根据学生反映，检验学生掌握情况。提问运算放大电路的符号和反馈的分类？引导学生共同回顾运算放大电路和反馈判断方法【学生】积极互动，给随教师一起回顾内容通过课前复习，检查学生对所学知识的掌握程度，调整课程进度，让学生自行查漏补缺问题导入（5min）【教师】通过图片或生活现象讲解在汽车电子电路中，常见的蓄电池电压过低报警电路是集成运放非线性应用的一个典型体现，它是一种电压比较器。蓄电池电压过低报警电路由集成运放、电阻、稳压二极管和发光二极管组成。电阻与稳压管组成电压基准电路，向集成运放提供5V的基准电压。，组成分压电路，中间点作为电压检测点。当蓄电池电压高于10V时，输入信号电压大于基准电压，则比较器输出电压为蓄电池电压（10～12V），发光二极管因承受反向电压而熄灭，表示蓄电池电压正常；当蓄电池电压低于10V时，输入信号电压小于基准电压，则比较器输出电压为零，发光二极管因承受正向电压而导通发光，指示蓄电池电压过低【教师】提出以下问题：你知道集成运放在线性区有哪些应用吗？它们的工作原理是什么呢？【学生】讨论、举手回答【教师】通过学生的回答引入要讲的知识通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的积极性，主动讨论传授新知

（45min）【教师提问】集成运放电路有哪些运算方法，如何实现？【学生】讨论、举手回答集成运放电路的算法：实现比例、加法、减法、积分、微分、对数及指数等运算。实现要求：对模拟量进行上述运算时，要求输出信号必须反映输入信号的某种运算结果，这就要求引入深度负反馈使集成运放工作在线性区。比例运算电路【教师】通过ppt讲解比例运算电路比例运算电路：运算电路中最简单的电路，它的输出电压和输入电压成比例关系。1．反相比例运算电路反相比例运算电路：输入信号从反相输入端输入时，输出信号与输入信号反相。在电路中，同相输入端通过电阻接地，输入信号经电阻送到反相输入端，反馈电阻跨接在输出端和反相输入端之间。根据集成运放的“虚断”和“虚短”可知通过电路运算，闭环电压放大倍数为：反相比例运算电路的输出电压与输入电压是比例关系，电路的电压放大倍数只与外围电阻有关，而与集成运放本身的参数无关，这就保证了放大电路放大倍数的精确和稳定。“”号表示输出电压与输入电压反相。为平衡电阻，，其作用是消除静态电流对输出电压的影响。当时，，此时的电路称为反相器。2．同相比例运算电路如果输入信号从同相输入端引入，集成运放电路便称为同相比例运算电路根据集成运放的“虚断”和“虚短”可知根据→→→地回路可得闭环电压放大倍数为同相比例运算电路的输出电压与输入电压也是比例关系，且与集成运放本身的参数无关，其放大倍数的精度和稳定性都很高。同相比例运算电路的电压放大倍数，为正值，表示输出电压与输入电压同相。当或时，，此时电路为同相器或电压跟随器。由于集成运放的性能优良，所以，由它构成的电压跟随器不仅精度高，而且输入电阻大，输出电阻小，比射极输出器的跟随效果好得多，可作为各种电路的输入级、中间级或缓冲级等。【教师】重点讲解【例8-1】（详见教材）【学生】聆听、讨论、理解加法运算电路【教师】通过PPT讲解加法运算电路反相加法运算电路（反相加法器）：在反相比例运算电路的基础上增加几个输入支路。同相加法运算电路（同相加法器）：在同相比例运算电路的基础上增加几个输入支路。一般反相加法器的性能较好，应用较多，以反相加法器为例。根据集成运放的“虚断”和“虚短”，可列出，，，结论：当时，结论：当时，结论：加法运算电路也与集成运放本身的参数无关，只要电阻值足够精确，就可保证加法运算的精度和稳定性。平衡电阻。【教师】重点讲解【例8-2】（详见教材）【学生】聆听、讨论、理解减法运算电路【教师】通过PPT讲解减法运算电路减法运算电路：用来实现两个电压和相减的减法运算电路，其两个输入端都有信号输入，实际为差动放大电路。；因，结论为：当时，结论：当时，结论：闭环电压放大倍数为：由于电路存在共模电压，为保证运算精度，应当选用共模抑制比较高的集成运放或选用阻值合适的电阻。积分运算电路【教师】通过PPT讲解积分运算电路积分运算电路：在反相比例运算电路中，若用电容代替电阻，便构成了积分运算电路。由于是反相输入，且，结论：输出电压与输入电压的积分成比例，负号表示两者反相。称为积分时间常数。当为一常数时，有当输入电压为常数时，积分运算电路的输出电压将随时间作线性变化，直到达到饱和值为止。微分运算电路【教师】通过PPT讲解微分运算电路微分运算电路：微分运算是积分运算的逆运算，因此，将积分电路中输入端的电阻和反馈电容互换位置就可构成微分运算电路。结论：输出电压与输入电压的一次微分成正比，负号表示两者反相。称为微分时间常数。当输入信号为一个矩形阶跃信号时，输出电压为两个尖脉冲电压信号。【教师】拓展集成运算放大电路的非线性应用当集成运放工作在开环或引入正反馈时，其输出电压和输入电压的关系是非线性的。分析此类应用时，虚短和虚断不再适用。电压比较器：将一个模拟电压信号和一个参考电压相比较，在二者幅值大致相等时，输出电压产生跃变，相应输出高电平或低电平的电路。1.过零比较器过零比较器是参考电压为零的比较器，其同相输入端接地，输入信号从反相端接入。电路符号表示为当时，；当时，。其传输特性表示为：电压比较器输出电平发生跃变时的输入电压称为门限电压或阈值电压，用表示。当输入电压为正弦波电压时，输出电压为矩形波电压，其波形图为：为了将输出电压限制在某一特定值，以便和接在输出端的数字电路电平相配合，会在比较器的输出端与“地”之间跨接一个双向稳压管，作双向限幅用。与零电平比较，输出电压被限制在或。如果将过零比较器的接地端改接入一个参考电压，由于的大小与极性均可调整，则电路成为任意电平电压比较器。当时，；当时，。【教师】强调过零比较器的缺点过零比较器的特点：结构简单、灵敏度高，但其抗干扰能力差，当输入电压在门限电压附近稍有波动时，便会使输出电压误动，容易形成干扰信号。【学生】记录、理解、思考2.滞回比较器滞回比较器：从集成运放电路的输出端引出一个反馈电阻到同相输入端，形成正反馈的电路。其电路结构和传输特性为：当输入电压逐渐增大或减小，对应的门限电压不同，传输特性呈“滞回”现象。两门限电压分别为和，两者的差值称为回差电压或门限宽度。由于输出电压为和，则有，当ui逐渐增大至时，输出电压就从跃变到，输出低电平；当逐渐减小至时，输出电压就从跃变到，输出高电平。回差电压为可见，回差电压与参考电压无关，改变电阻和的值，即可改变回差电压。【学生】聆听、记录、理解结合所学，教师剖出问题，学生主动思考，积极回答结合动画及板书，教师重点对比分析反相比例运算电路和同相比例运算电路的输入电压、输出电压和放大倍数，学生重点掌握分析电路的方法分析反相比例运算电路的算法对照反相比例运算电路，学生以小组为单位，推导同相比例运算电路的放大倍数，时间5分钟，教师将小组结论展示黑板，引导学生得出正确结论结合例题，具体分析电路的放大倍数结合电路图，分析加法运算电路的计算，得出结论结合例题，具体分析电路的放大倍数对照加法运算电路，学生以小组为单位，推导减法运算电路的放大倍数，时间5分钟，教师将小组结论展示黑板，引导学生得出正确结论教师结合电路图分析积分运算电路的计算，学生注意掌握分析方法对照积分运算电路，学生以小组为单位，推导微分运算电路的放大倍数，时间5分钟，教师将小组结论展示黑板，引导学生得出正确结论教师拓展集成运算放大电路的非线性应用，主要以电压比较器为例讲解其计算方法结合电路图分析过零比较器的计算、传输特性和特点强调过零比较器的缺点，引出滞回比较器结合电路图分析滞回比较器的计算、传输特性和特点学生注重分析方法的掌握及相关知识的理解实操练习（20min）【教师】讲解和演示基本操作步骤说明直流电源、双综示波器、函数信号发生器的主要性能指标、面板及使用方法。演示测量步骤。【教师】重点强调以下