《基本放大电路》-微积分、集成运放的非线性应用

山东工业职业学院教案首页授课日期班级课次编定月日课题微、积分运算及集成运放的非线性应用教学目的:1、掌握微、积分运算电路的结构特点，并能灵活运用。2、熟悉比较器的结构特点及分析方法，并加以应用。教学重点、难点：重点：比较器难点：微、积分运算电路教学措施（课型、教法、教具、参考书）：课型：新课讲授教法：讲练结合参考书：北京理工大学出版社顾海远主编《电子技术》人民邮电出版社黄军辉《电子技术》课外作业（复习、练习、预习）：复习本节内容P1437.8教学后记：

山东工业职业学院教案用纸（一）复习内容（一）复习内容1、习题P1437.4画出反相和同相比例运算电路，并写出每种电路的运算关系。2、怎样设计反相器和电压跟随器？使反相比例运算电路的RF=R1即得到反相器；若令同相比例运算电路的R1=∞(即R1开路或从电路中去掉)，或RF=0(即RF短接)，即得到电压跟随器。（二）引入新课除能进行加、减、乘、除四则运算外，运放在线性区还能完成微分、积分运算，基础电路为反相比例运算电路。（三）新课讲授微分和积分运算电路1、微分运算电路（1）电路图山东工业职业学院教案用纸即将反相比例运算电路的外接电阻即将反相比例运算电路的外接电阻R1换成电容，便构成微分运算电路。（2）电路分析因电路中有负反馈，运放工作于线性区，满足虚短和虚断的关系，因此可得出ii=iF，u+=u−=0。又进而可推得，该电路实现了微分运算，其中RFC为微分时间常数。（3）应用微分电路常用于波形变换、移相，以及自控系统中用于加速系统的过渡过程等。2、积分运算电路（1）电路图将微分运算电路的外接电阻和电容调换位置即可构成积分运算电路。（2）电路分析运放同样工作于线性区，因此有ii=iF，u+=u−=0。又进而可推得，该电路实现了积分运算，其中为积分时间常数。（3）应用积分电路可用于定时、波形变换、移相及自控系统中用于消除系统的静态误差等。山东工业职业学院教案用纸集成运放的集成运放的非线性应用电压比较器电压比较器是一种用来比较输入信号ui和参考电压uR的电路。集成运放作比较器时，常工作于开环状态，为了改善输入输出特性，常在电路中引入正反馈。输入电压ui接入运放的一个输入端，参考电压ui接入运放的另一输入端，通过运放对两个电压进行比较，由运放的输出状态反映所比较的结果。当输入信号的幅度出现微小的不同时，输出电压就将产生跃变，由正饱和值+Uom变成负饱和值−Uom，或者由负饱和值−Uom变成正饱和值+Uom。据此来判断输入信号的大小和极性。1、过零比较器（1）参考电压为零的比较器称为过零比较器(亦称零电平比较器)。它是最为简单的一种比较器。（2）电路图及传输特性（3）电路分析输入信号ui接至反相输入端，而同相输入端接地，有u+=0。因运放开环，工作于非线性区。因此有当ui<0时，uo=+Uom。当ui>0时，uo=−Uom。即每当信号过零时，输出电压就要发生翻转，由+Uom到−Uom，或者由−Uom到+Uom（4）应用电压比较器可进行过零检测或实现波形转换。2、单限比较器（1）将过零比较器的同相输入端外接一参考电压UR，即构成单限比较器。（2）电路图及传输特性山东工业职业学院教案用纸（3）电路分析（3）电路分析运放工作于非线性区，因此有当ui<UR时，uo=+Uom当ui>UR时，uo=−Uom3、迟滞比较器迟滞比较器也叫滞回比较器。（1）电路图及传输特性（2）电路分析电路接有正反馈，因此运放工作于非线性区。虚断的结论依然成立。当输出电压为+Uom时，同相端电压：，输入电压ui由小到大变化时，只要ui<UT，输出电压总是+Uom。一旦ui从小于UT逐渐增加到大于UT，输出电压将从+Uom跃变为−Uom。 此后，当输出为−Uom时，同相端电压，且只要ui>−UT山东工业职业学院教案用纸输出将保持输出将保持−Uom不变，一旦ui由大逐渐减小到小于−UT，输出电压将从−Uom跃变到+Uom。输出电压由正变负，又由负变正，所对应的参考电压UT与−UT是不同的值。这就是比较器具有迟滞（回差）特性，传输特性具有迟滞回线的形状。两个参考电压之差UT−(−UT)=2UT，称为“回差”。改变电路参数，就可以改变回差的大小。（3）电路优越性及应用抗干扰能力强于过零比