第九章集成运算放大器及其应用（易映萍） 9.1 差分放大电路 9.2互补功率放大电路 9.3 集成运算放大电路 9.4 理想集成运放的线性运用电路 9.5 理想集成运放的非线性运用电路 习题 第九章集成运算放大器及其应用 9.1 差分放大电路 9.1.1 直接耦合多级放大电路的零点漂移现象 工业控制中的很多物理量均为模拟量，如温度、流量、压力、液面和长度等，它们通过不同的传感器转化成的电量也均为变化缓慢的非周期性连续信号，这些信号具有以下两个特点： 1．信号比较微弱，只有通过多级放大才能驱动负载； 2．信号变化缓慢，一般采用直接耦合多级放大电路将其放大。 u＝0）时，人们在试验中发现，在直接耦合的多级放大电路中，即使将输入端短路（即 i u≠0）,这种现象称为零点漂移（简称为零漂），如图输出端还会产生缓慢变化的电压（即 o 9.1所示。 （a）测试电路（b）输出电压u o的漂移 图9.1 零点漂移现象 9.1.2 零漂产生的主要原因 在放大电路中，任何参数的变化，如电源电压的波动、元件的老化以及半导体元器件参数随温度变化而产生的变化，都将产生输出电压的漂移，在阻容耦合放大电路中，耦合电容对这种缓慢变化的漂移电压相当于开路，所以漂移电压将不会传递到下一级电路进一步放
大。但是，在直接耦合的多级放大电路中，前一级产生的漂移电压会和有用的信号（即要求放大的输入信号）一起被送到下一级进一步放大，当漂移电压的大小可以和有用信号相当时，在负载上就无法分辨是有效信号电压还是漂移电压，严重时漂移电压甚至把有效信号电压淹没了，使放大电路无法正常工作。 采用高质量的稳压电源和使用经过老化实验的元件就可以大大减小由此而产生的漂移，所以由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移现象的主要原因，因而也称零点漂移为温度漂移，简称温漂，从某种意义上讲零点漂移就是静态工作点Q点随温度的漂移。 9.1.3抑制温漂的方法 对于直接耦合多级放大电路，如果不采取措施来抑制温度漂移，其它方面的性能再优良，也不能成为实用电路。抑制温漂的方法主要由以下几种： （1）采用稳定静态工作的分压式偏置放大电路中Re的负反馈作用； （2）采用温度补偿的方法，利用热敏元件来抵消放大管的变化； （3）采用特性完全相同的三极管构成“差分放大电路”； 9.1.4 差分放大电路 差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路。直接耦合的多级放大电路的组成框图如图9.2所示。 图9.2 多级放大的组成框图 A倍后传送到负载上，对电路造从上图可知输入级一旦产生了温漂，会经中间级放大 u2 A≈1，对电路造成的成严重的影响，而中间级产生的温漂，由于直接到达功放级而功放的 u 影响跟输入级相比少得多，所以，我们主要应设法抑制输入级产生的温漂，故在直接耦合的多级放大电路中只有输入级常采用差分放大电路的形式来抑制温漂。 9.1.4.1 差分放大电路的组成及结构特点 一．电路组成 差分放大电路如图9.3所示。
2018年青岛市中等职业学校 电子电路装调与应用赛项竞赛规程 一、竞赛项目：电子电路装调与应用 二、竞赛地点： 三、竞赛内容：（工时：4-5小时） 由参赛选手根据工作任务书的要求，完成以下工作任务： 1.用赛场提供的元器件，在电路线路板上完成装配、焊接、调试，并进行数据采集和存储。 2.按赛场提供的电子线路板及功能说明，完成电路的故障检修。 3.按电子电路应用系统原理图及功能说明，搭建电子电路应用系统，完成功能调试，并进行数据采集和存储。 4.根据电子电路应用系统的工作说明，制作可视化控制界面，完成电子电路应用系统的功能控制。 5.应用相关的理论知识和工作过程知识，完成装配、排故、调试、控制相关工艺及过程记录。 6.完成指定电子电路印刷线路板绘制。 表1 成绩比例权重分配表 四、竞赛设备、器材与工具 本赛项主要沿用原赛项“电子产品装配与调试”赛项平台、仪器及YL-292
单元电子电路模块。工作台及仪器配置要求、模块配置、电子电路焊接与智能检测系统模块配置、软件型号等见表2所示。 表2 技术平台配置表
五、竞赛规则 1.参赛选手必须准时到达竞赛赛场，按抽取的顺序号抽取工位号并按抽取的工位号就位。裁判长宣布检查设备和摆放工具指令之后，选手才能开始进行相关操作，检查设备和摆放工具的时间为10分钟。 2.在竞赛正式开始前10分钟发放工作任务书，未宣布正式开赛前，选手只能阅读工作任务书和完成设备检查和工具摆放等。 3.竞赛正式开始后，选手不得离开赛场，否则视为终止竞赛。特殊原因需要临时离开赛场，须经裁判长批准，并在赛场记录表上签字确认，竞赛时间连续计算。 4.选手在竞赛过程中需要更换零件、元件或器件时，可举手向赛场评委报告，填写更换元器件名称、更换原因和更换时间（更换时间从填写赛场记录开始到更换完成为止）并签字确认后，由赛场评委安排赛场技术支持人员更换。更换的元件经赛场技术支持人员检测与选手填写的更换原因不符时，应告知选手并按评分细则扣分。 5.按工作任务书拟定的工作项目、工作内容，参照相关项目验收的国家标准，
第7章 集成运放组成的运算电路 本章教学基本要求 本章介绍了集成运放的比例、加减、积分、微分、对数、指数和乘法等模拟运算电路及其应用电路以及集成运放在实际应用中的几个问题。表为本章的教学基本要求。 表 第7章教学内容与要求 学完本章后应能运用虚短和虚断概念分析各种运算电路，掌握比例、求和、积分电路的工作原理和输出与输入的函数关系，理解微分电路、对数运算电路、模拟乘法器的工作原理和输出与输入的函数关系，并能根据需要合理选择上述有关电路。 本章主要知识点 1. 集成运放线性应用和非线性应用的特点 由于实际集成运放与理想集成运放比较接近，因此在分析、计算应用电路时，用理想集成运放代替实际集成运放所带来的误差并不严重，在一般工程计算中是允许的。本章中凡未特别说明，均将集成运放视为理想集成运放。 集成运放的应用划分为两大类：线性应用和非线性应用。 (1) 线性应用及其特点 集成运放工作在线性区必须引入深度负反馈或是兼有正反馈而以负反馈为主，此时其输出量与净输入量成线性关系，但是整个应用电路的输出和输入也可能是非线性关系。 集成运放工作在线性区时，它的输出信号o U 和输入信号（同相输入端+U 和反相输入端-U 之差）满足式（7-1） )(od o -+-=U U A U (7-1) 在理想情况下，集成运放工作于线性区满足虚短和虚断。虚短：是指运放两个输入端之间的电压几乎等于零；虚断：是指运放两个输入端的电流几乎等于零。即 虚短：0≈-+-U U 或 +-≈U U 虚断：0≈=+-I I
(2) 非线性应用及其特点 非线性应用中集成运放工作在非线性区，电路为开环或正反馈状态，集成运放的输出量与净输入量成非线性关系)(od o +--≠U U A U 。输入端有很微小的变化量时，输出电压为正饱和电压或负饱和电压值（饱和电压接近正、负电源电压），+-=U U 为两种状态的转折点。即 当+->U U 时，OL o U U = 当+-电工电子基础 模拟电路分析及应用
项目四模拟电路分析及应用 任务 1 基本电子元件的识别 一、半导体 1．半导体：导电能力随着掺入杂质、输入电压（电流）、温度和光照条件的不同而发生很大变化，人们把这一类物质称为半导体。 2．载流子：半导体中存在的两种携带电荷参与导电的“粒子”。 （1）自由电子：带负电荷。 （2）空穴：带正电荷。 特性：在外电场的作用下，两种载流子都可以做定向移动，形成电流。 3．N型半导体：主要靠电子导电的半导体。 即：电子是多数载流子，空穴是少数载流子。 4．P型半导体：主要靠空穴导电的半导体。 即：空穴是多数载流子，电子是少数载流子。 PN结 1．PN结：经过特殊的工艺加工，将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起，则在两种半导体的交界面就会出现一个特殊的接触面，称为PN结。 2．实验演示 （1）实验电路 （2）现象 所加电压的方向不同，电流表指针偏转幅度不同。 （3）结论 PN结加正向电压时导通，加反向电压时截止，这种特性称为PN结的单向导电性。 3．反向击穿：PN结两端外加的反向电压增加到一定值时，反向电流急剧增大，称为PN结的反向击穿。 4．热击穿：若反向电流增大并超过允许值，会使PN结烧坏，称为热击穿。 5．结电容 PN结存在着电容，该电容称为PN结的结电容。 二、半导体二极管 利用PN结的单向导电性，可以用来制造一种半导体器件——半导体二极管。 1．半导体二极管的结构和符号 （1）结构：由于管芯结构不同，二极管又分为点接触型（如图a）、面接触型（如图b）和。）c 平面型（如图
（2）符号：如图所示，箭头表示正向导通电流的方向。 2．二极管的特性 二极管的导电性能由加在二极管两端的电压和流过二极管的电流来决定，这两者之间的关系称为二极管的伏安特性。硅二极管的伏安特性曲线如图所示。
2019年山东省职业院校技能大赛电子电路装调与应用赛项 (中职组) 工 作 任 务 书 赛位号:
工作任务与要求 请您在4小时内，根据任务书的相关说明和工作要求，完成赛场提供的相关电路的装配焊接、调试、排故、系统搭建、绘制界面功能联调；并完成指定电路的PCB绘制，具体工作任务和要求如下： 1.根据装配与焊接要求，完成综合报警器系统电路的装配、焊接，按要求进行排故、调试，使用数据采集卡myDAQ，按任务书要求完成相关数据测量、采集，并把结果记录在相关位置。 2.根据任务一自己焊接的综合报警器系统电路，完成电路故障检修报告和电路仿真。 3.根据智能安防温控报警系统电路原理图，从赛场提供的YL-292单元电子电路模块中选取相关模块，对智能安防温控报警系统电路进行搭建、调试；根据任务要求制作智能安防温控报警系统控制界面制作，实现应用系统的功能监测联调。 4.使用Altium Designer16软件绘制任务四工程文件和元器件封装，并完成PCB图的绘制。 注意： 1.赛场提供的资料全部存放在赛场提供的U盘“赛场资料”文件夹中。 2.选手在D盘建立“×××提交资料”文件夹（×××为赛位号），所有上交资料都必须保存到“D:\×××提交资料”文件夹中，同时把“×××提交资料”在比赛结束后备份存入U盘一并提交。 3.各任务的截图必须按照要求粘贴到“答题卡”指定位置。 4.截图使用windows自带“截图工具”。 5.所有记录均以答题卡结论为准，写在任务书上无效。 6.答题卡转换成PDF格式后保存到“D:\ ×××提交资料”。
任务一电子电路装配、焊接、调试（20分） 一、电子电路装配与焊接（装配3分，焊接4分，共7分） 根据综合报警器系统元件清单及电路原理图, 选择所需要的元器件, 把它们准确地焊接在赛场提供的印制电路板上。 要求:（1）在印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中,无漏、假、虚、连焊, 焊点光滑、圆润、干净,无毛剌；引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥线头长度符合工艺要求,芯线完好,捻线头镀锡。（2）元器件焊接安装无错漏,元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；电路板上插件位置正确,接插件、紧固件安装可靠牢固；线路板和元器作无烫伤和划伤处, 整机清洁无污物。 二、电路功能调试（4分） 注意:（1）调试电路前J2需短路；调试过程中为了防止蜂鸣器报警引起声音话筒B1误触发，当蜂鸣器报警时选手可以用手指按住话筒B1。（2）已经焊 接好的综合报警器电路线路板上，已经设置了三个故障。请您根据综合报警器电路原理和综合报警器电路电路功能加以排除，故障排除后电路才能正常工作，并请完成检修报告。 1.连接好5V电源，电源指示灯LED3点亮。（0.5分） 2.烟雾检测电路调节：调节RP1，使无烟雾，或者烟雾浓度较低的情况下LED1不亮。烟雾浓度较高时，LED1点亮。（1分） 3.触摸检测电路调节：调节RP2，使得用手指触摸TOUCH区域，LED5亮的时间为2-3S. （0.5分） 4.声音检测电路调节：调节RP3,使得声音检测灵敏度适中，有较大声音时LED4点亮，无声音或较小声音时LED4不亮。（1分） 5.红外检测电路调节：先用示波器测得TP6产生振荡信号。用物体挡在发射管和接收管的前面，调节RP5,使得LED6点亮，并且检测到物体的距离最远。（0.5分） 6.音乐报警电路调节：触发报警信号后调节RP4，使得报警音乐速度正常。（0.5分）
电子电路的分析与应用 课程标准 集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]
电子电路的分析与应用课程标准 课程名称、代码：电子电路的分析与应用（0212002） 总学时数：340 适用专业：应用电子 一、课程概述 （一）课程性质：专业核心课程 （二）课程定位 电子电路的分析与应用是对电子产品工艺和生产人员、电子工程师、简单电子产品设计人员、自动控制设备检修员、急电设备维护人员等所从事的测试电子元器件、焊接电子线路板、检测电子产品参数、维修电路板及整机产品、开发简单电子产品等典型工作任务进行分析后，归纳总结出来其所要求的元件测试、焊接、调试、检测、维修、设计等能力要求而设置的课程。 该课程分为两个子领域既模拟电子模块和数字电子模块，每一模块又分成若干个项目，将职业行动领域的工作过程融合在项目训练中。学生以学习小组为单位，通过共同完成项目的制作、调试、设计，培养学生基本技能、积极参与意识、责任意识、协作意识和自信心，使教学过程更有目的性和针对性。 （三）课程思路设计 此课程有助于培养具有较高素养的电子、电工技术人员，让他们能够熟练测试与识别电子元件，能分析简单电子电路原理，熟练使用常用电子仪器与检测设备，会查阅元件资料，掌握电路板的焊接方法，能根据不同电路设计电路测试方案，能排除简单电路故障，可设计简单电子产品，并具有较强的安全、环保、成本、产品质量、团队合作等意识。 二、培养目标 1、方法能力目标 （1）培养学生谦虚、好学的态度。 （2）培养学生勤于思考、做事认真的良好作风。 （3）培养学生良好的职业道德。 2、社会能力目标 （1）培养学生的沟通能力及团队协作精神。 （2）培养学生分析问题、解决问题的能力。 （3）培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风。 （4）培养学生的质量意识、安全意识。 （5）培养学生的社会责任心、环保意识。 3、专业能力目标 （1）掌握常见仪表的使用方法。 （2）员器件的正确选择能力。 （3）各种电子手册及资料的检索与阅读能力，把英语作为分析技术资料的辅助工具。 （4）低频、数字电子电路识图与分析能力。 （5）电路安装设计与焊接能力。 （6）电路测试方案设计能力和测试数据分析能力。 （7）电路故障排除能力。 （8）简单电路设计能力。
集成运算放大器的应用实验报告一、实验目的 1．了解运算放大器的特性和基本运算电路的组成； 2．掌握运算电路的参数计算和性能测试方法。 二、实验仪器及器件 1．数字示波器； 2．直流稳压电源； 3．函数信号发生器； 4．数字电路实验箱或实验电路板； 5．数字万用表； 6．集成电路芯片uA741 2块、电容0.01uF2个,各个阻值的电阻若干个。 三、实验内容 1、在面包板上搭接μA741的电路。首先将+12V和-12V直流电压正确接入μA741的Vcc+(7脚)和Vcc-（4脚）。 2、用μA741组成反比例放大电路，放大倍数自定，用示波器观察输入和输出波形，测量放大器的电压放大倍数。 3、用μA741组成积分电路，用示波器观察输入和输出波形，并做好记录。 四、实验原理 （1）集成运放简介 集成电路运算放大器（简称集成运放或运放）是一个集成的高增益直接耦合放大器，通过外接反馈网络可构成各种运算放大电路和其它应用电 路。集成运放uA741
uA741电路符号及引脚图 任何一个集成运放都有两个输入端，一个输出端以及正、负电源端，有的品种还有补偿端和调零端等。 （a ）电源端：通常由正、负双电源供电，典型电源电压为±15V 、 ±12V 等。如：uA741的7脚和4脚。 （b ）输出端：只有一个输出端。在输出端和地（正、负电源公共端）之间获得输出电压。如：uA741的6脚。最大输出电压受运放所接电源的电压大小限制，一般比电源电压低1～2V ；输出电压的正负也受电源极性的限制；在允许输出电流条件下，负载变化时输出电压几乎不变。这表明集成运放的输出电阻很小，带负载能力较强。 （c ）输入端：分别为同相输入端和反相输入端。如：uA741的3脚和2脚。输入端有两个参数需要注意：最大差模输入电压V id max 和最大共模输入电压 V ic max 。 两输入端电位差称为“差模输入电压”V id ：id V V V +-=- 。 两输入端电位的平均值，称为“共模输入电压”V ic ： 任何一个集成运放，允许承受的V id max 和V ic max 都有一定限制。 两输入端的输入电流 i + 和 i - 很小，通常小于1?A ，所以集成运放的 输入电阻很大。 （2）集成运放的主要参数 集成运放的主要参数有：输入失调电压、输入失调电流、开环差模电压放大倍数、共模抑制比、输入电阻、输出电阻、增益－带宽积、转换速率和最大共模输入电压。其中最重要的是增益－带宽积、转换速率和最大共模输入电压三个参数，在应用集成运放时应特别注意。
附件27： 中职信息技术类电子电路装调与应用赛项 技能竞赛规程、评分标准及选手须知 一、竞赛内容 选手在规定时间内，根据比赛时发给的工作任务书、电子电路原理图、元器件表、主要元器件介绍及电路功能介绍等文件，使用设备和工具，完成以下工作任务： 1.元器件选择。根据工作任务书设定的电子电路，从赛场提供的元、器件中识别、选择、检测电子元、器件及功能部件； 2.电子电路装配。按照工作任务书中电子电路原理图，在赛场提供的电路板（PCB板）上焊接及安装电子元、器件及功能部件，完成电子电路装配。其中部分元器件（电阻、电容封装规格0805；集成电路管脚数在64脚以下）采用贴片焊接； 3.参数测试。选择仪表或仪器，测试工作任务书设定的电子电路和赛场提供的电路中指定位置的相关参数，并记录测试结果； 4.电子电路调试。根据工作任务要求调试电子电路，实现产品功能及符合产品的技术指标； 5.绘制电路图及PCB板图。根据工作任务书要求在Altium Designer10软件环境中绘制电路原理图、元件封装及PCB板图。 6.电路仿真。根据工作任务书要求在Multisim13软件环境绘制电路原理图，并按要求进行仿真。 二、竞赛方式 本赛项为个人赛。 三、竞赛时量 240分钟。 四、名次确定方法
按照竞赛成绩从高到低排序确定名次。总分相同时，完成工作任务所用时间少的名次在前；成绩和完成时间均相同时，操作过程较规范者名次列前。 五、评分标准与评分细则 1、评分标准及分值 根据选手在规定的时间内完成工作任务的情况，结合信息产业部电子设备装调工职业标准高级工的技能要求进行评分。电子电路装配与调试满分100分：（1）职业与安全工作 5分 符合安全操作规程，遵守赛场纪律，保持工位的整洁。 （2）电子电路装配 25分 按元器件选择、装配质量和焊接工艺评分。 （3）参数测试 10分 根据仪器仪表选择、使用和参数测试的结果评分。 （4）电子电路功能调试 35分 根据任务书设定的电子电路功能实现情况评分。 （5）电路图及PCB板图的绘制 15分 根据任务书的要求和电路图及PCB板图的绘制情况评分。 （6）电路仿真 10分 根据任务书要求在Multisim13软件环境绘制电路原理图，根据仿真要求进行评分。
电路1简单电感量测量装置 在电子制作和设计，经常会用到不同参数的电感线圈，这些线圈的电感量不像电阻那么容易测量，有些数字万用表虽有电感测量挡，但测量范围很有限。该电路以谐振方法测量电感值，测量下限可达10nH，测量范围很宽，能满足正常情况下的电感量测量，电路结构简单，工作可靠稳定，适合于爱好者制作。 一、电路工作原理 电路原理如图1（a）所示。 图1简单电感测量装置电路图 该电路的核心器件是集成压控振荡器芯片MC1648，利用其压控特性在输出3脚产生频 值，测量精度极高。 率信号，可间接测量待测电感L X BB809是变容二极管，图中电位器VR1对+15V进行分压，调节该电位器可获得不同的电压输出，该电压通过R1加到变容二极管BB809上可获得不同的电容量。测量被测电感L X 时，只需将L X接到图中A、B两点中，然后调节电位器VR1使电路谐振，在MC1648的3脚会输出一定频率的振荡信号，用频率计测量C点的频率值，就可通过计算得出L 值。 X 电路谐振频率：f0=1/2π所以L X=1/4π2f02C LxC 式中谐振频率f0即为MC1648的3脚输出频率值，C是电位器VR1调定的变容二极管的电容值，可见要计算L X的值还需先知道C值。为此需要对电位器VR1刻度与变容二极管的对应值作出校准。 为了校准变容二极管与电位器之间的电容量，我们要再自制一个标准的方形RF（射频）电感线圈L0。如图6—7(b)所示，该标准线圈电感量为0.44μH。校准时，将RF线圈L0接在图（a）的A、B两端，调节电位器VR1至不同的刻度位置，在C点可测量出相对应的测量值，再根据上面谐振公式可算出变容二极管在电位器VR1刻度盘不同刻度的电容量。附表给出了实测取样对应关系。 附表振荡频率（MHz）98766253433834
2020年江苏省职业院校技能大赛 电子电路装调与应用 项目任务书（样题） 选手工位号 _________________________________________________________________________ 工作任务与要求 请您在4小时内，完成四个部分工作任务，具体工作任务和要求如下： 1.完成平板姿态传感电路的装配、检测与调试。 2.依托multisim 14和参考文档，完成指定电路板的故障分析和检修。 3.使用装配电路、MyDAQ连接成平板姿态感知系统；利用Labview2015完成系统控制界面制作，实现对电路的功能验证和参数测试记录。 4.利用Altium Designer10软件完成指定电路的印制电路板设计。 以上任务，除现场作品以外，请其余记录在计算机D盘根目录下，“Z+工位号作品”文件夹内，包括答题卡文档，并请复制到赛场发放的U盘中，裁判将依据现场电路板作品和上交的U盘文档进行评分。空白的答题卡文档在赛场发放的U盘参考文件夹内。 任务一平板姿态传感电路的装配与调试(20分) 根据图8所示原理图、图7所示装配图和表1所示元器件表，正确选取元器件，准确地焊接在赛场提供的印制线路板上。（中职组10分）（教师组6分） 焊接要求：在印制电路板上所焊接的电子元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净，无毛刺；位置正确；无漏、假、虚、连焊。引脚加工尺寸及成形符合工艺要求，导线长度、剥线头长度符合工艺要求，芯线完好，捻线头镀锡。其中包括：贴片元器件焊接和直插元器件焊接。
装配要求：元器件焊接安装无错漏；线路板上插件位置正确，接插件、紧固件安装可靠牢固；元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；线路板和元器件无烫伤和划伤，整机清洁无污物。 平板姿态传感，当前常见的方案是采购专用加速度传感器芯片，体积小，应用也成熟了。比如自控飞行器的飞行控制等等。 DZ181206电路采用的方案，也是部分集成加速度传感器采用的原理，只是材料工艺结构等方面的技术成果，使得集成芯片体积小功耗小，使用方便。 基本原理，是利用在重力作用下，加热气体的对流作用，是垂直向上的，如果在一个热源的上方，均等地布置四个热敏电阻，平板平放时，四个热敏电阻受到同样的对流空气加热，温度相同，表明平板是水平放置的。见下图，如果平板有所倾斜，对流气体就会偏向左边或右边，使其相应温度升高。只要我们检测到这个温度的变化，进行分析计算，就可以了解平板的姿态。 本电路采用电阻通电加热用作热源。最大功率5瓦，这个电阻装配的时候需要注意不要紧贴电路板，需要悬空5毫米装配。采用开关电源给热源电阻供电，有一个热敏电阻布置在热源电阻上，用于测量温度，防止太热。过热时，热敏电阻阻值减小，使得比较器输出电平为高，过热指示灯亮，开关电源停止工作。通过电位器可以调节过热保护的电压，也就是过热保护的温度可以通过电位器设置。 四个均衡布置的热敏电阻，其输出电压经过缓冲以后，进行差分放大，再进入单片机进行采样，以串口报告数据。通过串口送入计算机进行分析和计算。 串口通信格式，9600波特，8+1，无校验。计算机上通过串口调试助手可以读取数据。 按钮和一位数码管用于选择工作模式，选择单片机ADC采集的数据通道。 一共模式0—模式2三种工作方式。 模式0，CC0高，CC1高，测量和记录两路温度差信号，此时应放平平板，数据作为基准。这是校正模式。 模式1，CC0高，CC1高，测量记录，发送数据。这是姿态传感模式。 模式2，CC0低，CC1低，测量记录，发送数据。这是温度测量模式，测量热源温度和环境温度。 现场发放的U盘的参考文件夹中，有串口调试助手程序，也有串口调试助手的使用说明。 波形测量记录(中职组10分)（教师组9分） 在下发的U盘参考文件夹中，有电子电路装调与应用项目答题卡的文档，选手需在答题卡文档中作答。示波器的图形文件，可以粘贴在答题卡中对应的位置。 （1）电路工作在模式0，使用双踪示波器，测量记录JP17和JP18引脚信号。 （2）电路工作在模式1，使用示波器，测量记录JP15电压信号。 （3）电路工作在模式2，使用示波器，测量记录TXD电压前六个波形。
集成运算放大器电路分析及应用（完整电子教案） 3.1 集成运算放大器认识与基本应用 在太阳能充放电保护电路中要利用集成运算放大器LM317实现电路电压检测，并通过三极管开关电路实现电路的控制。首先来看下集成运算放大器的工作原理。 【项目任务】 测试如下图所示，分别测量该电路的输出情况，并分析电压放大倍数。 R1 15kΩ R3 15kΩ R4 10kΩ V2 4 V XFG1 1 VCC 5V U1A LM358AD 3 2 4 8 1 VCC 3 5 2 4 R1 15kΩR2 15kΩ R3 15kΩ R4 10kΩ V2 4 V XFG1 1 VCC 5V U1A LM358AD 3 2 4 8 1 VCC 3 5 2 4 函数信号发生器函数信号发生器 (a)无反馈电阻(b)有反馈电阻 图3.1集成运算符放大器LM358测试电路(multisim) 【信息单】 集成运放的实物如图3.2 所示。 图3.2 集成运算放大 1.集成运放的组成及其符号 各种集成运算放大器的基本结构相似，主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成，如图3.3所示。输入级一般由可以抑制零点漂移的差动放大电路组成；中间级的作用是获得较大的电压放大倍数，可以由共射极电路承担；输出级要求有较强的带负载能力，一般采用射极跟随器；偏置电路的作用是为各级电路供给合理的偏置电流。
图3.3集成运算放大电路的结构组成 集成运放的图形和文字符号如图 3.4 所示。 图3.4 集成运放的图形和文字符号 其中“-”称为反相输入端，即当信号在该端进入时， 输出相位与输入相位相反； 而“+”称为同相输入端，输出相位与输入信号相位相同。 2.集成运放的基本技术指标 集成运放的基本技术指标如下。 ⑴输入失调电压 U OS 实际的集成运放难以做到差动输入级完全对称，当输入电压为零时，输出电压并不为零。规定在室温(25℃)及标准电源电压下，为了使输出电压为零，需在集成运放的两输入端额外附加补偿电压，称之为输入失调电压U OS ，U OS 越小越好，一般约为 0.5～5mV 。 ⑵开环差模电压放大倍数 A od 集成运放在开环时(无外加反馈时)，输出电压与输入差模信号的电压之比称为开环差模电压放大倍数A od 。它是决定运放运算精度的重要因素，常用分贝(dB)表示，目前最高值可达 140dB(即开环电压放大倍数达 107 )。 ⑶共模抑制比 K CMRR K CMRR 是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，即od CMRR oc A K =A ，其含义与差动放大器中所定义的 K CMRR 相同，高质量的运放 K CMRR 可达160d B 。 ⑷差模输入电阻 r id r id 是集成运放在开环时输入电压变化量与由它引起的输入电流的变化量之比，即从输入端看进去的动态电阻，一般为M Ω数量级，以场效应晶体管为输入级的r id 可达104M Ω。分析集成运放应用电路时，把集成运放看成理想运算放大器可以使分析简化。实际集成运 放绝大部分接近理想运放。对于理想运放，A od 、K CMRR 、r id 均趋于无穷大。 ⑸开环输出电阻 r o r o 是集成运放开环时从输出端向里看进去的等效电阻。其值越小，说明运放的带负载能力越强。理想集成运放r o 趋于零。 其他参数包括输入失调电流I OS 、输入偏置电流 I B 、输入失调电压温漂 d UOS /d T 和输入失调电流温漂 d IOS /d T 、最大共模输入电压 U Icmax 、最大差模输入电压 U Idmax 等，可通过器件
实验集成运算放大器的基本应用（Ⅱ）——有源滤波器 一、实验目的 1、熟悉用运放、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波和带通、带阻滤波器。 2、学会测量有源滤波器的幅频特性。 二、实验原理 （a）低通（b）高通 (c) 带通（d）带阻 图9－1 四种滤波电路的幅频特性示意图 由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择不同，可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四种滤波器，它们的幅频特性如图9－1所示。 具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的，只能用实际的幅频特性去逼近理想的。一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快，但RC网络的节数越多，元件参数计算越繁琐，电路调试越困难。任何高阶滤波器均可以用较低的二阶RC有滤波器级联实现。 1、低通滤波器（LPF） 低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。 如图9－2（a）所示，为典型的二阶有源低通滤波器。它由两级RC滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。 图9－2（b）为二阶低通滤波器幅频特性曲线。
(a)电路图 (b)频率特性 图9－2 二阶低通滤波器 电路性能参数 1 f uP R R 1A + = 二阶低通滤波器的通带增益 RC 2π1 f O = 截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。 uP A 31 Q -= 品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。 2、高通滤波器（HPF ） 与低通滤波器相反，高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。 只要将图9－2低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通滤波器，如图9－3(a)所示。高通滤波器性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器是“镜象”关系，仿照LPH 分析方法，不难求得HPF 的幅频特性。 (a) 电路图 (b) 幅频特性 图9－3 二阶高通滤波器 电路性能参数A uP 、f O 、Q 各量的函义同二阶低通滤波器。 图9－3（b ）为二阶高通滤波器的幅频特性曲线，可见，它与二阶低通滤波器的幅频特性曲线有“镜像”关系。 3、 带通滤波器（BPF ）
一设计目的 1.集成运算放大电路当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反 馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系，在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分等模拟运算电路。 2.本课程设计通过Mulitisim编写程序几种运算放大电路仿真程序，通过输入 不同类型与幅度的波形信号，测量输出波形信号对电路进行验证，并利用Protel软件对实现对积累运算放大电路的设计，并最终实现PCB版图形式。二设计工具：计算机，Mulitisim，Protel软件 三设计任务及步骤要求 1)通过Mulitisim编写程序运算放大电路仿真程序，通过输入不同类型与 幅度的波形信号，测量输出波形信号对电路进行验证。输入电压波形可以任意选取，并且可对输入波形的运算进行实时显示，并进行比较； 2)对设计完成的运算放大电路功能验证无误后，通过Protel软件对首先对电 路进行原理图SCH设计，要求：所有运算放大电路在一张原理图上； 输入输出信号需预留接口； 3)设计完成原理图SCH后，利用Protel软件设计完成印制板图PCB，要求：至 少为双层PCB板； 四设计内容 1集成运算放大器放大电路概述
集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。 2集成运放芯片的选取和介绍 由于LM324具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，而本次电子设计实验对精度要求不是非常高,LM324完全满足要求,因此我们这里选用LM 324作为运放元件 LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可如图所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图。 3运放电路基本原理及其Mulitisim仿真 3.1．同相比例运放电路
项目五 数字电路分析及应用 任务1 逻辑门电路及应用 观察周围事物，提出现象：（培养学生的观察能力） 教室前门锁若有两把，怎样锁才能保证每来一个有其中一把钥匙人都能把门打开？（思考） 怎样锁才能保证只有两人同时用钥匙才都能把门打开？（思考）[答案略] 对生活进行与专业进行联系提问：（培养学生的分析能力） 在电子学中有哪个专业知识有类似作用？串联和并联 在生活中还有哪些现象符合上述现象（课外完成） 根据生活中的一些量用逻辑电平来表达，提出正逻辑与负逻辑。为了不加重学生的学习负担，由于在学习中少用到负逻辑故不要求学生掌握负逻辑。 5.1.1 与门电路 一、 与逻辑关系 当一件事情的几个条件全部具备之后，这件事情才能发生，否则不发生。这样的因果关系称为与逻辑关系。 举例说明:以开锁为例和书上的开关串联为例。 让学生联系生活说明有哪些常见的与逻辑。（讨论） 二、 与门电路 1、 电路图 电路如右图8-9所示 2、真值表 3、逻辑符号 图 5－2 与门逻辑符号 留给学生一定的思考空间，也为学生的个性化发展提供的前提。 4、逻辑函数式 Y ＝ A · B （中间的点乘也可以去掉） 5.1.2或门电路： 一、 或逻辑关系 在决定一件事的各种条件中，到少具备一个条件，这件事就会发生。这样的因果关系称为或逻辑关系。 举例说明:以开锁为例和书上的开关并联为例。 让学生联系生活说明有哪些常见的或逻辑。（讨论） 二、 或门电路
1、电路图 电路如下图5-2所示 图5-3 二极管或门电路 2、 真值表 输 入 输出 A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 3图5－13 或门逻辑符号 4、逻辑函数式 Y ＝A ＋B 5.1.3非门电路： 一、 非逻辑关系 事情和条件总是呈相反状态。这种系称为非逻辑关系。 举例说明:以书上的开关和灯并联为例。 让学生联系生活说明有哪些常见的非逻辑。（讨论） 二、非门电路 1、 电路图 三极管反相器电路如下图8-15： 图5-5 非门电路 2、 真值表 输入 输出 A Y 0 1 1 3、 逻辑符号 4、 逻辑函数式 Y= A 学习重点提要：各门电路的逻辑符号、逻函数表达式、真值表（记住逻辑功能） 学习方法：对于逻辑符号要用自己的方式去理解，不可死记。以后还有其他的符号会形成混淆的。在刚开始的时候一定要注意多练习，记巩固所学内容。 5.3.4 与非门 1、 构成：将一个与门和一个非门联结起来，就构成了一个与非门。（图5-7） V a 、V b 有一个是高电平（5V ）： V o 为高电平；V a 、V b 两个都为低电平（0V ） 从真值表可以看出：与门电路的逻辑功能是：“有1出1，全0出0”。 当V i 为高电平 (V CC ) V O 为低电平 (0V) 当V i 为低电平 (0V) V O 为高电平 (V CC ) 从真值表可以看出：与门电路的逻辑功能是：“有1出0，有0出1”。
集成运放基本应用之一—模拟运算电路
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实验十二集成运放基本应用之一——模拟运算电路 一、实验目的 1、了解并掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的原理与功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 理想运算放大器特性： 在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放： 开环电压增益A ud=∞ 输入阻抗r i=∞ 输出阻抗r o=0 带宽f BW=∞ 失调与漂移均为零等。 理想运放在线性应用时的两个重要特性： （1）输出电压U O与输入电压之间满足关系式 U O＝A ud（U+－U－） 由于A ud=∞，而U O为有限值，因此，U+－U－≈0。即U+≈U－，称为“虚短”。
（2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。 基本运算电路 1) 反相比例运算电路 电路如图5－1所示。对于理想运放， 该电路的输出电压与输入电压之间的 关系为 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1 // R F 。 图5－1 反相比例运算电路 图5－2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路 电路如图5－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )U R R U R R ( U i22 F i11F O +-= R 3＝R 1 / R 2 // R F 3) 同相比例运算电路 图5－3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 i 1 F O )U R R (1U + = R 2＝R 1 / R F 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图5－3(b)所示的电压跟随器。图中R 2＝R F ， i 1 F O U R R U -=
电子电路的分析与应用课程标准 课程名称、代码：电子电路的分析与应用（0212002） 总学时数：340 适用专业：应用电子 一、课程概述 （一）课程性质：专业核心课程 （二）课程定位 电子电路的分析与应用是对电子产品工艺和生产人员、电子工程师、简单电子产品设计人员、自动控制设备检修员、急电设备维护人员等所从事的测试电子元器件、焊接电子线路板、检测电子产品参数、维修电路板及整机产品、开发简单电子产品等典型工作任务进行分析后，归纳总结出来其所要求的元件测试、焊接、调试、检测、维修、设计等能力要求而设置的课程。 该课程分为两个子领域既模拟电子模块和数字电子模块，每一模块又分成若干个项目，将职业行动领域的工作过程融合在项目训练中。学生以学习小组为单位，通过共同完成项目的制作、调试、设计，培养学生基本技能、积极参与意识、责任意识、协作意识和自信心，使教学过程更有目的性和针对性。 （三）课程思路设计 此课程有助于培养具有较高素养的电子、电工技术人员，让他们能够熟练测试与识别电子元件，能分析简单电子电路原理，熟练使用常用电子仪器与检测设备，会查阅元件资料，掌握电路板的焊接方法，能根据不同电路设计电路测试方案，能排除简单电路故障，可设计简单电子产品，并具有较强的安全、环保、成本、产品质量、团队合作等意识。 二、培养目标 1、方法能力目标 （1）培养学生谦虚、好学的态度。 （2）培养学生勤于思考、做事认真的良好作风。 （3）培养学生良好的职业道德。 2、社会能力目标 （1）培养学生的沟通能力及团队协作精神。 （2）培养学生分析问题、解决问题的能力。 （3）培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风。 （4）培养学生的质量意识、安全意识。 （5）培养学生的社会责任心、环保意识。 3、专业能力目标 （1）掌握常见仪表的使用方法。 （2）员器件的正确选择能力。 （3）各种电子手册及资料的检索与阅读能力，把英语作为分析技术资料的辅助工具。 （4）低频、数字电子电路识图与分析能力。 （5）电路安装设计与焊接能力。 （6）电路测试方案设计能力和测试数据分析能力。 （7）电路故障排除能力。 （8）简单电路设计能力。