InTouch? HMI 与 ArchestrA?集成指南
Invensys Systems, Inc.
修订版 A
上次修订日期：2007 年 8 月 6 日
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商标
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Alarm Logger、ActiveFactory、ArchestrA、Avantis、DBDump、DBLoad、DT Analyst、FactoryFocus、FactoryOffice、FactorySuite、FactorySuite A2、InBatch、InControl、IndustrialRAD、IndustrialSQL Server、InTouch、MaintenanceSuite、MuniSuite、QI Analyst、SCADAlarm、SCADASuite、SuiteLink、SuiteVoyager、WindowMaker、WindowViewer、Wonderware 以及Wonderware Logger 均为 Invensys plc 及其子公司与附属公司的商标。所有其它品牌可能是其相应所有者的商标。
3
目录
欢迎 (7)
文档惯例 (7)
技术支持 (8)
第 1 章关于 InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成 (9)
独立的 InTouch 应用程序 (10)
Galaxy 内的通讯 (11)
托管的 InTouch 应用程序 (12)
发布的 InTouch 应用程序 (13)
ArchestrA 符号 (13)
比较独立、托管及发布的 InTouch 应用程序 (14)
使用 ArchestrA IDE 管理 InTouch 应用程序 (15)
InTouchViewApp 对象 (16)
关联 InTouchViewApp 模板与 InTouch 应用程序 (17)
编辑托管的 InTouch 应用程序 (17)
测试托管的 InTouch 应用程序 (17)
部署 InTouchViewApp 对象 (18)
导出与导入 InTouchViewApp 对象 (18)
导出与导入同托管的 InTouch 应用程序
关联的标记数据 (18)
发布托管的 InTouch 应用程序 (19)
在 InTouch 应用程序之间导出与导入 InTouch 窗口 (20)
InTouchViewApp 对象的属性 (20)
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
4 目录
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南InTouchViewApp 对象与其它 AutomationObject 的
区别 (21)
ViewEngine 对象 (22)
ArchestrA 符号 (23)
创建 ArchestrA 符号 (23)
将 ArchestrA 符号内嵌到 InTouch 窗口中 (24)
自动创建新的 ArchestrA 对象实例 (25)
符号更改传播 (26)
符号动态大小传播 (26)
第 2 章使用 IDE 管理 InT ouch 应用程序 (27)
从应用程序管理器中启动 ArchestrA IDE (28)
创建托管的 InTouch 应用程序 (29)
从 ArchestrA IDE 启动 WindowMaker (31)
提交 InTouch 应用程序的更改 (33)
导入 InTouch 应用程序 (34)
导入与导出 InTouchViewApp 对象。 (36)
发布托管的 InTouch 应用程序 (37)
删除托管的 InTouch 应用程序 (38)
导出与导入标记数据 (39)
保留标记值与参数 (40)
第 3 章在 WindowMaker 中使用 ArchestrA 符号 (41)
将 ArchestrA 符号嵌入到 InTouch 窗口中 (42)
从自动化模板中嵌入 ArchestrA 符号 (43)
从实例中嵌入 ArchestrA 符号 (45)
从图形工具箱中嵌入 ArchestrA 符号 (46)
调整嵌入的 ArchestrA 符号的大小 (47)
在 WindowMaker 中配置 ArchestrA 符号 (48)
配置 ArchestrA 符号的 WindowMaker 动画链接 (48)
将 ArchestrA 符号连接到 InTouch 标记 (50)
将 ArchestrA 符号连接到 InTouch 标记的示例 (52)
从相同的父对象中选择替代实例 (56)
选择相同实例的替代符号 (57)
替换 ArchestrA 符号中的字符串 (58)
替换 ArchestrA 符号中的引用 (58)
启用或禁用嵌入的 ArchestrA 符号的动态大小更改传播.59
在 ArchestrA 符号编辑器中编辑 ArchestrA 符号 (60)
目录 5
编辑嵌入的 ArchestrA 符号 (60)
在 WindowMaker 中接受符号更改 (62)
在 WindowViewer 中接受符号更改 (62)
在 WindowViewer 中测试 ArchestrA 符号 (63)
创建新的自动化实例 (65)
第 4 章运行时使用托管的 InT ouch 应用程序 (67)
部署托管的 InTouch 应用程序 (69)
第一次部署 InTouchViewApp 对象 (69)
部署对托管的 InTouch 应用程序所作的更改 (69)
启动托管的 InTouch 应用程序 (70)
在操作员节点上接受新的应用程序版本 (71)
运行嵌入的 ArchestrA 符号中的 ArchestrA 脚本 (73)
在终端服务环境中部署 InTouchViewApp 对象 (75)
索引 (77)
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
6 目录
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
7
欢迎
本文介绍“ArchestrA 集成开发环境”(IDE) 可以如何管理
InTouch HMI 应用程序，使您能够高效利用“ArchestrA 符号
编辑器”引入的新功能。
您可以联机查看本文，也可以使用 Adobe Acrobat Reader 的打
印功能来打印本文的部分或全部内容。
本文假设您了解如何使用 Microsoft Windows，包括浏览菜单、
在应用程序之间切换，以及在屏幕上移动对象。如需有关完成这
些任务的帮助，请参阅 Microsoft 文档。
文档惯例
本文采用以下惯例：
惯例用于
首字母大写路径与文件名。
粗体菜单、命令、对话框名称以及对话框选
项。
等宽字体代码范例与显示文本。
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
8 欢迎
技术支持
Wonderware 的“技术支持”部门提供多种技术支持方案，帮
助解答有关 Wonderware 产品及其实施方案的任何疑问。
在与“技术支持”部门联系之前，请参阅本文中相关的章节，以
寻求问题的可能解决方案。如果需要联系技术支持以获取帮助，
请准备好以下信息：
? 使用的操作系统的类型与版本。
? 有关如何重现问题的详细说明。
? 看到的错误消息的准确内容。
? Log Viewer 或任何其它诊断应用程序提供的任何相关输出列
表。
? 为解决问题所作的尝试及其结果的详细说明。
? 如果遇到仍然存在的已知问题，请提供指定给该问题的
“Wonderware 技术支持”案例号。
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
9
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
第 1 章
关于 InT ouch HMI 与
ArchestrA 集成
您可以使用“InTouch 应用程序管理器”或 ArchestrA IDE 来
管理 InTouch 应用程序。
根据管理的方式或发布的来源，可以将 InTouch 应用程序分为
三种类型：
您可以使用图形对象（ArchestrA 符号）来增强 InTouch 应用
程序。
独立的 InTouch 应用程序
托管的 InTouch 应用程序
发布的 InTouch
应用程序
10 第 1 章 关于 InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
独立的 InTouch 应用程序
独立的 InTouch 应用程序由“InTouch 应用程序管理器”管
理。
它们在“InTouch 应用程序管理器”中显示独立字样。
通过使用“应用程序管理器”，您可以：
? 创建与管理独立的 InTouch 应用程序。
? 启动 WindowMaker 以编辑 InTouch 应用程序
? 启动 WindowViewer 以运行 InTouch 应用程序。
您也可以直接在 WindowMaker 与 WindowViewer 之间切换以
测试或运行应用程序，然后再切换回去以修改应用程序。
对于将更改从开发节点上的 InTouch 应用程序传播到目标节点
上运行的 InTouch 应用程序，由“网络应用程序开发”负责管
理。
11 Galaxy 内的通讯
ArchestrA 使您可以使用 Galaxy 范围的域名空间来包含与处理同生产相关的数据。它还可以从生产环境中运行 InTouch 的各个节点进行高级别的可视化与数据访问管理。
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
12 第 1 章 关于 InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
托管的 InTouch 应用程序
您可以使用“ArchestrA 集成开发环境”(IDE) 管理 InTouch
应用程序。这些应用程序称为“托管的”InTouch 应用程序。
它们在“InTouch 应用程序管理器”中显示托管字样。
您可以使用 WindowMaker 在 Galaxy 的一个节点上开发
InTouch 应用程序。然后将它部署到一个或多个正在运行
WindowViewer 的目标节点上。
使用 ArchestrA IDE 的系统平台功能管理 InTouch 应用程序
时，您可以：
? 查看哪些 InTouch 应用程序在哪个节点上运行。
? 使用 InTouch 应用程序中心储备库。
? 将更改部署到在远程节点上运行的 WindowViewer
。
13
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
发布的 InTouch 应用程序
编辑托管的 InTouch 应用程序之后，您可以发布它。
发布的应用程序在“InTouch 应用程序管理器”中显示发布字
样。
发布的 InTouch 应用程序的优点是，它们可以像独立的
InTouch 应用程序那样分发，但是还可以继续支持“ArchestrA
符号”的功能。
不过，您不再能：
? 使用 ArchestrA IDE 来部署 InTouch 应用程序。
? 编辑 InTouch 应用程序中的“ArchestrA 符号”或添加符
号。
ArchestrA 符号
除了可以在 ArchestrA IDE 中管理 InTouch 应用程序的优点
外，您还可以通过使用“ArchestrA 符号编辑器”创建图形来给
生产环境建模。
“ArchestrA 符号编辑器”完全集成到 ArchestrA IDE 中，并且
支持强大的建模可能性。
您可以将“ArchestrA 符号”嵌入托管的 InTouch 应用程序，
然后这些应用程序可以用作发布的 InTouch
应用程序。
14 第 1 章 关于 InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
比较独立、托管及发布的 InTouch 应用程序
独立、托管及发布的 InTouch 应用程序有不同之处，也有相似
之处，具体如下表所述：
独立的 InTouch 应
用程序托管的 InTouch 应用程序发布的 InTouch 应用程序
创建应用程序应用程序管理器ArchestrA IDE ? 新建应用程序? 导入独立的应用程序? 导入 SmartSymbol 不可能
编辑应用程序从“应用程序管理
器”中启动
WindowMaker
从 IDE 中启动 WindowMaker 从“应用程序管理器”中启动 WindowMaker 删除应用程序删除文件夹并从
“应用程序管理器”
中删除
删除 InTouchViewApp 模板删除文件夹并从“应用程序管理器”中删除对“ArchestrA 符号”的支持否
所有操作都支持是，但仅能查看，不能创建与编辑 对 DB Dump 与 DB Load 的支持是，“应用程序管理
器”中的功能
是，IDE 中的功能是，“应用程序管理器”中的功能按原始分辨率编辑
应用程序时要求进
行转换
是否是分布式应用程序的
管理
网络应用程序开发 (NAD)ArchestrA IDE 网络应用程序开发 (NAD)配置如何接受新版
本的 InTouch 应用
程序
在“应用程序管理器”中配置（网络应用程序开发）在 WindowMaker 中配置在“应用程序管理器”中配置（网络应用程序开发）使用“快速切换”
来测试应用程序
是是是使用标记值与标记
参数保留是是，还要求配置本地工作目录是
使用 ArchestrA IDE 管理 InT ouch 应用程序 15
使用 ArchestrA IDE 管理InTouch应用程序
您可以使用 IDE 管理 InTouch 应用程序。以下过程显示一般情
况下如何完成这点。如需有关详细信息，请参阅第 27 页的“使
用 IDE 管理 InTouch 应用程序”。
ArchestrA IDE 中的 InTouch 功能由两个 AutomationObject
负责处理：
? InTouchViewApp 对象代表设计时与运行时的 InTouch 应用
程序。
? ViewEngine 对象控制 InTouch 应用程序如何在 Galaxy 中
的目标节点上运行。
下图显示如何使用 ArchestrA IDE 来管理 InTouch 应用程序：
要使用 IDE 管理 InT ouch 应用程序
1在 ArchestrA IDE 中创建托管的 InTouch 应用程序。
2在 WindowMaker 中打开它。
3在 WindowMaker 中配置 InTouch 应用程序。您可以切换到
WindowViewer 来测试应用程序。
4保存 InTouch 应用程序并关闭 WindowMaker 与
WindowViewer。
5确定将 InTouch 应用程序部署到哪些节点。
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
16 第 1 章关于 InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成
6将 InTouch 应用程序部署到 Galaxy 中的目标节点。
7在目标节点上的 WindowViewer 中运行 InTouch 应用程序。
InTouchViewApp 对象
ArchestrA 使用一个名称为 InTouchViewApp 对象的特定类型
的 ArchestrA 对象来管理 InTouch 应用程序。
InTouchViewApp 模板在设计时引用托管的特定 InTouch 应用
程序，在运行时无法执行。
您必须创建一个 InTouchViewApp 模板的实例。此实例可以部
署到目标节点。目标节点是在 WindowViewer 中运行托管的
InTouch 应用程序的节点。
要分布 InTouch 应用程序，您可以创建相同模板的多个实例，
并将它们部署到多个节点。
作为可选项，您可以：
? 导出与导入 InTouchViewApp 对象，以便在不同的 Galaxy
之间交换托管的 InTouch 应用程序。
? 按照 .csv 文件的形式导出与导入标记字典数据。
? 在不同类型的 InTouch 应用程序之间导出与导入窗口。
? 发布托管的 InTouch 应用程序。发布的 InTouch 应用程序像
独立的 InTouch 应用程序那样运行，但它可以包含
“ArchestrA 符号”。
? 使用部署的 InTouchViewApp 对象的属性对包含 ArchestrA
属性的 InTouch 标记进行读取和写入。
要使用 InT ouchViewApp 对象
1从 $InTouchViewApp 基本模板中衍生 InTouchViewApp 模
板。
2通过创建新的 InTouch 应用程序或导入独立的 InTouch 应用
程序，将衍生的模板与 InTouch 应用程序关联起来。
3在 WindowMaker 中打开应用程序。
4在 WindowMaker 中配置应用程序并在 WindowViewer 中
测试它。
5保存并关闭 WindowMaker。InTouchViewApp 模板已签
入。
6从 InTouchViewApp 模板中衍生实例。
7将这些实例部署到 Galaxy 中所选的目标节点上。
8在目标节点上运行“应用程序管理器”，在 WindowViewer
中运行托管的 InTouch 应用程序。
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
使用 ArchestrA IDE 管理 InT ouch 应用程序 17
关联 InT ouchViewApp 模板与 InT ouch 应用程序
创建新的 InTouchViewApp 模板之后，可以按以下方式关联InTouchViewApp 模板与 InTouch 应用程序：
? 创建新的 InTouch 应用程序。
? 导入独立的 InTouch 应用程序。
InTouchViewApp 模板不包含 InTouch 应用程序数据本身，如标记配置与值，但会简单地引用应用程序。
编辑托管的 InT ouch 应用程序
您可以像对待独立的 InTouch 应用程序那样使用WindowMaker 编辑托管的 InTouch 应用程序；只是需要打开InTouchViewApp 模板的编辑器，以便在 WindowMaker 中启动关联的 InTouch 应用程序。
更改 InTouch 应用程序之后关闭 WindowMaker 时，InTouchViewApp 对象会自动签入。
测试托管的 InT ouch 应用程序
您可以像对待独立的 InTouch 应用程序那样使用WindowViewer 测试托管的 InTouch 应用程序。
托管的 InTouch 应用程序在 WindowMaker 中打开时，您可以快速切换到 WindowViewer，然后再切换回 WindowMaker。
如果托管的 InTouch 应用程序包含对 ArchestrA 数据的引用，如galaxy:UDA，则需要将 WinPlatform 对象部署到正在编辑InTouch 应用程序的节点上。否则数据会显示空值。
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
18 第 1 章 关于 InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
部署 InT ouchViewApp 对象
衍生 InTouchViewApp 模板的实例之后，可以将它指定到目标
平台上 ViewEngine 对象的下面。
您无法在一个 ViewEngine 下指定多个具有相同父对象的
InTouchViewApp 实例。相反，您可以创建第二个 ViewEngine
实例来存放具有相同父对象的其它 InTouchViewApp 实例。
部署 InTouchViewApp 对象之后，您可以在目标节点上打开
“InTouch 应用程序管理器”。关联的托管 InTouch 应用程序出
现在列表中，并在修改日期列中显示最近一次部署的时间标签。
将 InTouchViewApp 实例部署到目标节点时，InTouch 应用程
序包含于：
? 开发节点上的文件夹。这包含 InTouchViewApp 模板的源文
件。
? 运行 InTouch 应用程序的目标节点上的文件夹。这包含
InTouch 应用程序的一个实例副本。
导出与导入 InT ouchViewApp 对象
您可以导出 InTouchViewApp 对象。例如，您可以执行此操作
将托管的 InTouch 应用程序同其它 Galaxy 中存放它的
InTouchViewApp 对象配合使用。
导出对象时会创建一个数据包文件 (.aaPKG)，此文件包含该对
象、关联的托管 InTouch 应用程序以及该应用程序使用的任何
“ArchestrA 符号”的有关信息。
导入 InTouchViewApp 对象时，ArchestrA IDE 也导入托管的
InTouch 应用程序。
导出与导入同托管的 InT ouch 应用程序关联的标记数据
您可以将与托管的 InTouch 应用程序关联的标记数据导出到 .csv
文件。这等同于“InTouch 应用程序管理器”的 DB Dump 功
能。
使用 ArchestrA IDE 管理 InT ouch 应用程序 19
同使用 DB Load 功能那样，您可以将导出的标记数据从 .csv 文件中导回到托管的 InTouch 应用程序中。
从托管的 InTouch 应用程序与独立的 InTouch 应用程序中导出的那些 .csv 文件完全可以互换。
发布托管的 InT ouch 应用程序
您可以发布托管的 InTouch 应用程序。发布的 InTouch 应用程序与 InTouchViewApp 模板不再关联。
发布的应用程序无法在 IDE 中编辑，也无法导入到另一个InTouchViewApp 模板中。换句话说，您无法使用 IDE 管理或重新发布它。
发布的 InTouch 应用程序仍然可以通过任何内嵌的“ArchestrA 符号”与 Galaxy 通讯。例如，您可以将数据写回Galaxy，或以可视化方式显示 Galaxy 数据。
您可以使用基本的 InTouch 操作编辑“ArchestrA 符号”，如复制、剪切、粘帖、创建副本、移动、调整大小、翻转、旋转、及配置 InTouch 动画链接。
不过，“ArchestrA 符号”无法修改，新的“ArchestrA 符号”也无法嵌入 InTouch 应用程序。只有托管的 InTouch 应用程序才允许使用这些操作。
您可以在不支持 ArchestrA 处理要求的环境中执行这些操作。例如，在远程工厂或小型网络中。
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
20 第 1 章关于 InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成
在 InT ouch 应用程序之间导出与导入 InT ouch 窗口
您可以从 WindowMaker 的所有三种 InTouch 应用程序类型中
导出窗口，但是在导入所导出的窗口或从 InTouch 应用程序中
直接导入窗口时，存在一些限制。
? 对于独立的 InTouch 应用程序，无法从包含“ArchestrA 符
号”的发布的与托管的 InTouch 应用程序中导入任何窗口。
此时出现警告消息，并将关于哪些窗口未导入的信息写入
Logger。
如果从包含“ArchestrA 符号”的托管的或发布的 InTouch
应用程序中导入窗口，则窗口会导入，但“ArchestrA 符
号”不起作用并显示为“未找到”。
? 对于托管的 InTouch 应用程序，您可以从发布的、独立的及
其它托管的 InTouch 应用程序中导入任何窗口。内嵌的
“ArchestrA 符号”不会导入。
? 对于发布的 InTouch 应用程序，您可以从独立的 InTouch 应
用程序中导入任何窗口。内嵌的“ArchestrA 符号”不会导
入。
InT ouchViewApp 对象的属性
您可以使用 InTouchViewApp 对象的 ArchestrA 属性来访问关
联的 InTouch 应用程序的标记的运行时数据。对于在 Galaxy 域
名空间中直接读取和写入 InTouch 数据，这很有用，并且提供
与 InTouchProxy 对象相同的功能。
在本例中，部署的托管的 InTouch 应用程序使用 TankLevel 实
型标记来报告贮料罐的填充级别，使用 ValveOut 离散标记来控
制阀门的状态。
要从 InT ouchViewApp 对象实例中读取和写入InTouch标记
1使用鼠标右键单击部署的 InTouchViewApp 对象，然后单击
View in Object Viewer（在对象查看器中查看）。此时出现
Object Viewer（对象查看器）。
2使用鼠标右键单击 Watch（观察）区域，然后单击Add
Attribute Reference（添加属性引用）。此时出现Add
Attribute Reference（添加属性引用）对话框。
InT ouch HMI 与 ArchestrA 集成指南
、实验目的 1、掌握运放的线性工作区特点； 2、理解运放主要参数的意义； 3、掌握运放电路线性区分析测试方法； 4、掌握运算放大电路设计方法； 5、掌握半波整流电路分析设计方法； 二、实验仪器 1. 多功能函数发生器1 台 2. 数字示波器1 台 3. 数字万用表1 台 4. 模拟电子技术实验训练箱1 台 三、实验电路 反向电压放大器电路 电压跟随器电路
加法器电路积分器电路 半波整流器电路 四、工作原理 集成运放是高增益的直流放大器。若在它的输出端和输入端之间加上反馈网络，则可以实现不同的电路功能。例如，施加线性负反馈，可以实现放大功能以及加、减、微分、积分等模拟运算功能，施加非线性负反馈，可以实现对数、乘、除等模拟运算功能以及非线性变换功能；施加线性或非线性反馈，或将正、负两反馈结合，可以实现产生
加法器电路积分器电路各种模拟信号
的功能。在使用集成运放时，要特别注意下列两个共性问题。首先，在输出信号中含有直流分量的应用场合下，必须考虑“调零”问题。第二，是相位补偿问题，不能让运算放大器产生自激现象，保证运放的稳定正常工作。此外, 为了见效 输入级偏置电流引起的误差，一般要求同相端和反相端到地直流电阻相等——保持输入端直流平衡。 五、实验内容与步骤 1、电压跟随器按图电路接线，输入信号由同相端引入，测取Vi ，Vo，探究 其关系。 2、反向电压放大器 按图电路接线，输入信号由反向端引入，测取Vi 、Vo，探究其有什么关系。
3、加法器 按如图电路接线。加入输入信号。然后分别给Vi1 、Vi2 两个电压值，并测Vi1 、Vi2 、Vo，分析其关系。 4、积分器 按电路接线输入方波信号，f=100-1000Hz ，用示波器观察Vo，并记录之。 5、半波整流电路 按图接线。输入信号为正弦波，f=100-1000Hz, 用示波器观察 Vo 的波形，并记录之
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。
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
实训九 集成运放的线性应用 内容一 集成运放的反相、同相比例运算电路 一、实训目的 1.掌握集成运算放大器的使用方法。 2.了解集成运放构成反相比例、同相比例运算电路的工作原理。 3.掌握集成运放反相比例、同相比例运算电路的测试方法。 二、实训测试原理 1. 反相放大电路 电路如图（1）所示。输入信号U i 通过电阻R 1加到集成运放的反相输入端，输出信号通过反馈电阻R f 反送到运放的反相输入端，构成电压并联负反馈。 根据“虚断”概念，即i N =i p ，由于R 2接地， 所以同相端电位U p =0。又根据“虚短”概念可知，U N =U p ，则U N =U p =0，反相端电位也为零。但反相端又不是接地点，所以N 点又称“虚地”。则有 f 1i i =,1i = 1i R U ,f i =-f 0R U 则0U =-1 f R R i U 。 运放的同相输入端经电阻R 2接地,R 2叫平衡电阻，其大小为R 2=R 1∥R f 。 图（1） 反相放大电路 图（2） 同相放大电路 图（3） 电压跟随器 2. 同相放大电路 电路如图（2）所示。输入信号U i 通过平衡电阻R 2加到集成运放的同相输入端，输出信号通过反馈电阻R f 反送到运放的反相输入端，构成电压串联负反馈。根据“虚断”与“虚短”的概念，有N P i U U U ==，i N =i P =0；则得i 1f 0)1(U R U +=若1R =∞,0f =R ,则i 0U U =即为电压跟随器，如图（3）。
三、实训仪器设备 1.直流稳压电源 2.万用表 3.示波器 四、实训器材 1. 集成块μA741(HA17741) 2. 电阻10KΩ×2 100KΩ×2 2 KΩ×2 3. 电位器1KΩ×1 五、实训电路 图（3）反相比例运算实训电路 图（4）同相比例运算实训电路 六、测试步骤及内容 1. 反相比例运算实训
运算放大器应用设计的几个技巧 一、如何实现微弱信号放大？ 传感器+运算放大器+ADC+处理器是运算放大器的典型应用电路，在这种应用中，一个典型的问题是传感器提供的电流非常低，在这种情况下，如何完成信号放大？张世龙指出，对于微弱信号的放大，只用单个放大器难以达到好的效果，必须使用一些较特别的方法和传感器激励手段，而使用同步检测电路结构可以得到非常好的测量效果。这种同步检测电路类似于锁相放大器结构，包括传感器的方波激励，电流转电压放大器，和同步解调三部分。他表示，需要注意的是电流转电压放大器需选用输入偏置电流极低的运放。另外同步解调需选用双路的SPDT模拟开关。 另有工程师朋友建议，在运放、电容、电阻的选择和布板时，要特别注意选择高阻抗、低噪声运算和低噪声电阻。有网友对这类问题的解决也进行了补充，如网友“1sword”建议： 1)电路设计时注意平衡的处理，尽量平衡，对于抑制干扰有效，这些在美国国家半导体、BB(已被TI收购)、ADI等公司关于运放的设计手册中均可以查到。 2)推荐加金属屏蔽罩，将微弱信号部分罩起来(开个小模具)，金属体接电路地，可以大大改善电路抗干扰能力。 3)对于传感器输出的nA?级，选择输入电流pA?级的运放即可。如果对速度没有多大的要求，运放也不贵。仪表放大器当然最好了，就是成本高些。 4)若选用非仪表运放，反馈电阻就不要太大了，M欧级好一些。否则对电阻要求比较高。后级再进行2级放大，中间加入简单的高通电路，抑制50Hz干扰。 二、运算放大器的偏置设置 在双电源运放在接成单电源电路时，工程师朋友在偏置电压的设置方面会遇到一些两难选择，比如作为偏置的直流电压是用电阻分压好还是接参考电压源好？有的网友建议用参考电压源，理由是精度高，此外还能提供较低的交流旁路，有的网友建议用电阻，理由是成本低而且方便，对此，张世龙没有特别指出用何种方式，只是强调双电源运放改成单电源电路时，如果采用基准电压的话，效果最好。这种基准电压使系统设计得到最小的噪声和最高的PSRR。但若采用电阻分压方式，必须考虑电源纹波对系统的影响，这种用法噪声比较高，PSRR比较低。 三、如何解决运算放大器的零漂问题？ 有网友指出，一般压电加速度传感器会接一级电荷放大器来实现电荷——电压转换，可是在传感器动态工作时，电荷放大器的输出电压会有不归零的现象发生，如何解决这个问题？ 对此，网友“Frank”分析道，有几种可能性会导致零漂：1)反馈电容ESR特性不好，随电荷量的变化而变化；2)反馈电容两端未并上电阻，为了放大器的工作稳定，减少零漂，在反馈电容两端并上电阻，形成直流负反馈可以稳定放大器的直流工作点；3)可能挑选的运算放大器的输入阻抗不够高，造成电荷泄露，导致零漂。 网友“camel”和“windman”还从数学分析的角度对造成零漂的原因进行了详细分析，认为除了使干扰源漂移小以外还必须使传感器、缆线电阻要大，运放的开环输入阻抗要高、运放的反馈电阻要小，即反馈电阻的作用是为了防止漂移，稳定直流工作点。但是反馈电阻太小的话，也会影响到放大器的频率下限。所以必须综合考虑！ 而嘉宾张世龙则建议，对于电荷放大器输出电压不归零的现象，一般采用如下办法来解决： 1)采用开关电容电路的技巧，使用CDS采样方式可以有效消除offset电压；2)采用同步检测电路结构，可以有效消除offset电压。
实验名称 集成运算放大器的基本应用 一.实验目的 1.掌握集成运算放大器的正确使用方法。 2.掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法。 3.学习正确使用示波器交流输入方式和直流输入方式观察波形的方法，重点掌握积分输入，输出波形的测量和描绘方法。 二.实验元器件 集成运算放大器 LM324 1片 电位器 1k Ω 1只 电阻 100k Ω 2只；10k Ω 3只；5.1k Ω 1只；9k Ω 1只 电容 0.01μf 1只 三、预习要求 1.复习由运算放大器组成的反相比例、反相加法、减法、比例积分运算电路的工作原理。 2.写出上述四种运算电路的vi 、vo 关系表达式。 3.实验前计算好实验内容中得有关理论值，以便与实验测量结果作比较。 4.自拟实验数据表格。 四.实验原理及参考电路 本实验采用LM324集成运算放大器和外接电阻、电容等构成基本运算电路。 1. 反向比例运算 反向比例运算电路如图1所示，设组件LM324为理想器件，则 11 0υυR R f -=
R f 100k R 1 10k A 10k R L v o v 1 R 9k 图1 其输入电阻1R R if ≈，图中1//R R R f ='。 由上式可知，改变电阻f R 和1R 的比值，就改变了运算放大器的闭环增益vf A 。 在选择电路参数是应考虑： ○ 1根据增益，确定f R 与1R 的比值，因为 1 R R A f vf - = 所以，在具体确定f R 和1R 的比值时应考虑；若f R 太大，则1R 亦大，这样容易引起较大的失调温漂；若f R 太小，则1R 亦小，输入电阻if R 也小，可能满足不了高输入阻抗的要求，故一般取f R 为几十千欧至几百千欧。 若对放大器输入电阻有要求，则可根据1R R i =先确定1R ，再求f R 。 ○ 2运算放大器同相输入端外接电阻R '是直流补偿电阻，可减小运算放大器偏执电流产生的不良影响，一般取1//R R R f ='，由于反向比例运算电路属于电压并联负反馈，其输入、输出阻抗均较低。 本次试验中所选用电阻在电路图中已给出。 2. 反向比例加法运算 反向比例加法运算电路如图2所示，当运算放大器开环增益足够大时，其输入端为“虚地”，11v 和12v 均可通过1R 、2R 转换成电流，实现代数相加，其输出电压 ??? ??+-=122111 v R R v R R v f f o 当R R R ==21时 ()1211v v R R v f o +- = 为保证运算精度，除尽量选用精度高的集成运算放大器外，还应精心挑选精度高、稳定性好的电阻。f R 与R 的取值范围可参照反比例运算电路的选取范围。 同理，图中的21////R R R R f ='。
成绩评定表
课程设计任务书
摘要 本设计是根据要求进行的集成运算放大器的设计，用Protel软件设计实验电路，并绘制出PCB电路板，根据电路图对设计进行制作，最后进行调试测试。通过对Protel软件的学习与应用，加深对相关原理的理解，并对protel软件有初步的认识和一定的操作能力，为后续相关课程和相关软件的学习与应用打下坚实的基础。并根据通信电子线路所学的知识，掌握电路设计，熟悉电路的制作，运用所学理论和方法进行一次综合性设计训练，从而培养独立分析问题和解决问题的能力。根据相关课题的具体要求，按照指导老师的指导，进行具体项目的设计，提高自己的动手能力和综合水平。 本设计采用LM324芯片，它是一个四运算放大器的基本电路，在四运算放大器电路中起到了至关重要的作用。通过LM324芯片与其他相关电子元件的组合，画出调制与解调电路图，并完成PCB电路的绘制，完成课题的设计，可以算是对自我综合能力的一次有益尝试。 关键字：Protel、PCB、LM324、四运算放大器
目录 1 Protel的简要介绍 (5) 1.1 Protel的发展历史 (5) 1.2 Protel99SE简介 (5) 2 设计任务及要求 (6) 2.1设计任务 (6) 2.2设计要求 (6) 3 电路原理介绍 (7) 3.1 反向运算放大器 (7) 3.2 反向加法器 (7) 3.3 差动运算放大器 (7) 3.4积分器电路 (8) 4 原理图设计 (10) 4.1电路元件明细表 (10) 4.2 绘制原理图 (10) 4.3 元件生成清单 (12) 5 印刷版图的绘制 (12) 5.1 准备电路原理图和网络表 (12) 5.2 创建PCB文件以及网络表的装入 (15) 5.3 元件的布局以及印刷板的布线 (15) 6收获和体会 (16) 7 主要参考文献 (17)
运算放大器应用电路的设计与制作 运算放大器 1.原理 运算放大器是目前应用最广泛的一种器件,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。 运算放大器一般由4个部分组成，偏置电路，输入级，中间级，输出级。 图1运算放大器的特性曲线 图2运算放大器输入输出端图示 图1是运算放大器的特性曲线，一般用到的只是曲线中的线性部分。如图2所示。U -对应的端子为“-”，当输入U -单独加于该端子时，输出电压与输入电压U -反相，故称它为反相输入端。U +对应的端子为“＋”，当输入U +单独由该端加入时，输出电压与U +同相，故称它为同相输入端。 输出：U 0= A(U +-U -) ； A 称为运算放大器的开环增益（开环电压放大倍数）。 在实际运用经常将运放理想化，这是由于一般说来，运放的输入电阻很大，开环增益也很大，输出电阻很小，可以将之视为理想化的，这样就能得到: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化参数。 理想运放在线性应用时的两个重要特性 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”。 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。 运算放大器的应用 (1)比例电路 所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路，比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。 (a) 反向比例电路 反向比例电路如图3所示，输入信号加入反相输入端: 图3反向比例电路电路图 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 ’＝R 1 // R F 。 输出电压U 0与输入电压U i 称比例关系，方向相反，改变比例系数，即改变两个电阻的阻值就可以改变输出电压的值。反向比例电路对于输入信号的负载能力有一定的要求。 (b) 同向比例电路 同向比例电路如图4所示，跟反向比例电路本质上差不多，除了同向接地的一段是反向输入端: 图4 同相比例电路电路图 i 1 f O U R R U -=
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 ）
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。 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K CMRR = A A od，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160dB 。 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
1.集成运算放大器的主要应用 集成运算放大器的两个输入端分别为同相输入端u P 和反相输入端u N ，这里的“同相”和“反相”是集成运算放大器的输入电压与输出电压u o 之间的相位关系，其符号及外观如图1.1所示。从外部看，可以认为集成运算放大器是一个双端输入、单端输出、具有高差模放大倍数A od 、高输入电阻、低输出电阻、能较好地抑制温漂的差动放大电路。 集成运算放大器加上负反馈回路，使其具有各种各样的特性，实现各种各样的电路功能。集成运算放大器的主要应用： DC 放大器----DC ～低频信号的放大。 音频放大器----数十H Z ～数十kH Z 的低频信号的放大器。 视频放大器----数十H Z ～数十MH Z 的视频信号的放大器。 有源滤波器----低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。 模拟运算----模拟信号的加法、减法、微分、积分等运算。 信号的发生和转换----正弦波振荡电路、矩形波发生电路、电压比较器、电压—电流转换电路等。 2.集成运算放大器的主要性能指标 (1) 开环差模增益A od 在集成运算放大器无外加反馈时的差模放大倍数称为开环差模增益，记作A od 。A od =△u o /△（u P -u N ），常用分贝（dB ）表示，其分贝数为20lg|A od |。通用型集成运算放大器A od 通常在105左右或用102V/mV 表示，即100dB 左右。 (2)共模抑制比K CMR 共模放大倍数A oc 如图2.1所示，A oc =△u o /△u ic 。 共模抑制比等于差模放大倍数与共模放大倍数A oc 之比的绝对值，即K CMR =|A od /A oc |，常用分贝表示，其数值为20lg K CMR 。K CMR 越大越好，K CMR 越大对温度影响的抑制能力就越大。 图1.1 集成运算放大器 的符号及外观 图2.1 共模放大倍数
第七章集成运放的应用 7．1在下列描述中错误的是[ ] A 级联放大器的带宽比各级放大器带宽小 B 负反馈的引入可以起到展宽放大器频带的作用 C 集成运算放大器电路中广泛采用了以电流源为负载的放大器结构 D 理想运放在线性与非线性工作区均有虚断、虚短两个重要特性 7．2在输入信号从极小到极大的一次变化过程中，迟滞比较器的输出会发生[ ]次翻转。 A 0 B 1 C 2 D 3 7．3希望抑制1KHz以下的信号，应采用的滤波电路是[ ] A.低通滤波电路 B. 高通滤波电路 C.带通滤波电路 D. 带阻滤波电路 7．4有用信号频率为7Hz,应采用的滤波电路是[ ] A.低通滤波电路 B. 高通滤波电路 C.带通滤波电路 D. 带阻滤波电路 7.5 填空 1．比例运算电路的输入电流基本上等于流过反馈电阻的电流，而比例运算电路的输入电流几乎等于零。（同相，反相） 2．反相比例放大电路的输入电阻较，同相比例放大电路的输入电阻较。（高，低） 3．在进行反相比例放大时，集成运放两个输入端的共模信号u IC = ；若 同相输入端接u 1，则由集成运放组成的比例放大电路的共模信号u IC = 。 7.6 试从 a.低通滤波电路，b.高通滤波电路，c.带通滤波电路，d.带阻滤波电 路四种电路名称中选择一种填写下列各空； 1．在理想情况下，在f=0和f→∞时的电压放大倍数相等，且不为零； 2．在f=0和f→∞时，电压放大倍数都等于零。 3．的直流电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数。 4．在理想情况下，在f→∞时的电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数。 7.7 在负反馈运算放大电路的三种输入方式（a.反相输入，b.同相输入，c.差动输入）中，选择合适的方式填入下面的空格。（以下各题均只在单个运放电路且反馈网络为线性电阻的范围内讨论问题）
集成运算放大器的应用实验报告 【摘要】： 本题目关于放大器设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预 设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块 均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电 路要求。 【关键字】：运算放大器LM324、三角波信号发生器、加法器、滤波器、比较器 一、设计任务 使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a ），实现下述功能： 使用低频信号源产生 ， 的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加 入由自制振荡器产生的信号uo1， uo1 如图1（b ）所示， T1=，允许T1有±5%的误差。 （a ） （b ） 图中要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。ui2 经选频滤波器滤除uo1 频率分量，选 出f0 信号为uo2，uo2 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。uo2 信 号再经比较器后在1kΩ 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压uo3。 电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号 运算放大器。 要求预留ui1、ui2、uo1、uo2 和uo3 的测试端子。 二、设计方案 1、 三角波发生器 由于用方波发生器产生方波，再经过积分电路电路产生三角波需要运用两个运算放大器，而LM324只有四个运算放大器，每个电路运用一个，所以只能用一个运算放大器产生三 角波。同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电 压源代替稳压管。对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端， 出来的波形近似为三角波。电路仿真如下图所示： 2、 加法器 由于加法器输出11210o i i u u u += ，根据《模拟电子技术》书上内容采用求和电路，电路如 下所示： 3、 滤波器 由于正弦波信号1i u 的频率为500Hz ，三角波1o u 的频率为2KHz ，滤波器需要滤除1o u ，所 以采用二阶的有源低通滤波器。电路仿真如下图： 4、 比较器 由于单门限电压比较器的抗干扰能力差，所以采用迟滞比较器，电路仿真如图所示： 三、电路设计及理论分析: 1、 总电路图: 2、 三角波发生器：
实验--集成运算放大器的基本应用
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 2π1f 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 31Q -= 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。
集成运算放大器的应用实验报告 【摘要】：本题目关于放大器设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。 【关键字】：运算放大器LM324、三角波信号发生器、加法器、滤波器、比较器
一、设计任务 使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a），实现下述功能： 使用低频信号源产生，的正弦波信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号uo1， uo1 如图1（b）所示， T1=0.5ms，允许T1有±5%的误差。 （a） （b） 图中要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。ui2 经选频滤波器滤除uo1 频率分量，选出f0 信号为uo2，uo2 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。uo2 信号再经比较器后在1kΩ 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压uo3。电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。 要求预留ui1、ui2、uo1、uo2 和uo3 的测试端子。 二、设计方案 1、三角波发生器 由于用方波发生器产生方波，再经过积分电路电路产生三角波需要运用两个运算放大器，而LM324只有四个运算放大器，每个电路运用一个，所以只能用一个运算放大器产生三角波。同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电压源代替稳压管。对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端，出来的波形近似为三角波。电路仿真如下图所示：
单电源供电集成运算放大器的电路及其应用 文章包括以下四个部分 一、单电源运放应用：基础知识 二、单电源运放应用：基本电路 三、单电源运算放大器电路应用：滤波 四、单电源运算放大器的偏置与去耦电路设计 大多数集成运算放大器电略部采用正、负对称的双电源供电，在只有一组电源的情况下，集成运算放大器也能正常工作。图1所示为两种采用单电源供电的供电电路。 采用单电源对集成这算放大器供电的常用方法是，把集成运算放大器两输入端电位抬高（且通常抬高至电源电压的一半，即E＋/2），抬高后的这个电位就相当于双电源供电时的“地”电位，因此在静态工作时，输出端的电位也将等于两输入端的静态电位，即E＋/2。 图中，集成运算放大器两输入端抬高的电压由R4、R5对电源分压后产生，约等于E+ /2；C2为滤波电容；C1和C3分别为输入、输出隔直电容。为了减小输入失调电流的影响，图1（a）中R1应等于R2与R4的并联值，图1（b）中R1应等于R2与R3的并联值。 图1（a）为反相输入方式，电路的交流放大倍数为R4/R3=100倍；图1（b）为同相输入方式，电路的交流放大倍数为R3/R2=10倍。
单电源运放应用图集(一)：基础知识 我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集，但是这些应用都建立在双电源的基础上，很多时候，电路的设计者必须用单电源供电，但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。 在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心，设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。 1．1 电源供电和单电源供电 所有的运算放大器都有两个电源引脚，一般在资料中，它们的标识是VCC＋和VCC －，但是有些时候它们的标识是VCC＋和GND。这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。但是，这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。在运放不是按默认电压供电的时候，需要参考运放的数据手册，特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。 绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器，比如图一左边的那个电路，一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。一般是正负15V，正负12V和正负5V也是经常使用的。输入电压和输出电压都是参考地给出的，还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。 单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。正电源引脚接到VCC ＋，地或者VCC－引脚连接到GND。将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上，这时运放的输出电压也是该虚地电压，运放的输出电压以虚地为中心，摆幅在Vom 之内。有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压，但在大部分应用中，输入和输出是参考电源地的，所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容，用来隔离虚地和地之间的直流电压。(参见1.3节) 图一 通常单电源供电的电压一般是5V，这时运放的输出电压摆幅会更低。另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。出于这个原因在单电源供电的电路中使用的运放
山东师范大学课程设计 题目集成运算放大器的应用 学院物理与电子科学学院
摘要 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合放大器，主要由输入、中间、输出三部分组成。输入部分是差动放大电路，有同相和反相两个输入端；前者的电压变化和输出端的电压变化方向一致，后者则相反。中间部分提供高电压放大倍数，经输出部分传到负载。供电电源通常接成对地为正或对地为负的形式，而以地作为输入、输出和电源的公共端。 本课程设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。 [关键词]运算放大器LM324、加法器、滤波器、比较器
目录 一、设计任务 (4) 二、设计方案及比较 (5) 1. 三角波产生器 (5) 2. 加法器 (6) 3. 滤波器 (6) 4. 比较器 (7) 三、电路设计及理论分析 (7) 1. 总电路图 (7) 2. 三角波发生器 (8) 3. 加法器 (9) 4. 带通滤波器 (10) 5. 滞回比较器 (11) 四、电路仿真结果及分析 (12) 1.三角波电路 (12) 2.正弦波发生器 (12) 3.加法器输出 (13) 4.滤波输出 (13) 5.比较器输出 (14) 五、总结 (14) 1.电源提供的电压对波形的影响： (14) 2.单电源和双电源的区别及其对电路的影响： (15) 3.模块与模块之间的链接存在相互影响： (15) 六、参考文献 (15)
一、设计任务 使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a ），实现下述功能： 使用低频信号源产生Hz f V t f u i 500)(2sin 1.0001==π的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图1（b ）所示,1T =0.5ms ，允许1T 有±5%的误差。 图中要求加法器的输出电压11210o i i u u u +=。2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ,2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2o u 信号再经比较器后在1k Ω 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。 电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。 要求预留1i u 、2i u 、2o u 、2o u 和3o u 的测试端子。
集成运算放大器的应用 一、设计要求： 使用一片通用四运放芯片LM324组成电路框图如图12（a ），实现下述功能： 使用低频信号源产生.sin ()i u f t V π=10012，0500f Hz =的正弦波信号，加至加法器输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图12（b ）所示， .105T ms =，允许1T 有%5±的误差。 （a ） 2 -2 1 （b ） 图12 图中要求加法器的输出电压21110i i o u u u =+。2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ，2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2o u 信号再经比较器在1K Ω负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。 电源选用±12V 和±5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。要求预留1i u 、2i u 、1o u 、2o u 和3o u 的测试端子，以方便测试。 二、原理框图：
原理框图说明： 图中要求加法电路的输出电压21110i i o u u u =+。2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ，2o u 为峰-峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2o u 信号再经比较器后在1 K Ω 负载上得到峰-峰值为2V 的输出电压3o u 。 三、实验设备及元器件： 直流稳压电源，低频信号发生器，面包板，LM324，电阻、电容若干 四、实验原理： 本次实验主要是考察运算放大器的应用，模拟电路知识的掌握。利用LM324中的4个运算放大器分别设计三角波发生电路，加法器电路，滤波电路以及比较器电路。利用电阻和电容将12V DC 变成±6V 的电源给运算放大器供电，合理分配运算放大器实现一个信号调制解调的过程。 五、设计步骤： 我们首先将各个模块电路做出来，查看是否正确，在对这些模块电路进行组装，测试总电路，完成电路设计工作。 1.三角波产生器设计。 利用LM324一功放和RC 震荡电路和T=2R5*C1*ln （1+2R3/R1），Uo1=R1/(R1+R2)调试R1和R3得到相关要求参数。三角波产生器仿真电路及实验结果如下：