基本运算电路教案.docx
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基本运算电路教案
基本运算放大电路
授课类型
教学做一体化
计划学时
4
授课地点
D347
教学
目标
1、明确基本运算放大电路的原理。
2、理解基本运算放大电路的特点。
3、掌握放大电路基本运算的应用。
教学重点
1、基本运算放大电路的原理。
2、基本运算放大电路的应用
教学难点
基本运算放大电路的原理。
教学方法
讲授、讨论、操作。
教学环节
教学内容
备注
复习
引入
1、深度串联负反馈放大电路的特点。
(1)净输入信号uid≈0,ua≈ub称为”虚短”。
(2)闭环输入电阻Rif→∞,即闭环放大电路的两输入端的电流iid≈0,称为“虚断”。
2、深度并联负反馈放大电路的特点。
(1)净输入信号iid≈0,ia≈ib≈0称为”虚断”。
(2)闭环输入电阻Rif→0,即闭环放大电路的两输入端“虚短”。
10分钟
新授课
一、比例运算电路
1、反相比例运算电路:
电路结构:
(深度并联电压负反馈)
10分钟
实践验证
新授课
工作原理:
运算放大器在线性应用时同时存在“虚短”和“虚断”
“虚短”
“虚断”
思考题:
当Rf=R1时,Auf=?
(-1),u0=?
(-ui)该放大器为反相器。
(为使两输入端对地直流电阻相等:
R2=R1//Rf为平衡电阻。
)
特点:
反相端是一个不接地的“接地”端,称为“虚地”。
任务一、反相比例运算电路
1.反相比例运算电路如图所示,电源电压为+12V,-12V。
2.将输入端对地短路,调整RP使输出u0=0。
3.输入端接入直流电压UI=0.20V和UI=0.40V,测量输出电压U0,记录结果与理论值比较,分析测量结果。
4.输入端接入1KHZ,有效值为0.3V和0.5V的交流信号,分别测量输
出电压uo的有效值U0,用示波器观察波形,记录、分析测量结果。
2、同相比例运算电路:
电路结构:
(深度串联电压负反馈)
工作原理:
运算放大器在线性应用时同时存在“虚短”和“虚断
30分钟
10分钟
实践验证
新授课
”
讨论:
当R1=¥,Rf=0时,
Auf=1
电压跟随器
任务二、同相比例运算电路
1.同相比例运算电路如图所示,电源电压为+12V,-12V。
2.将输入端对地短路,调整RP使输出u0=0。
3.输入端接入直流电压UI=0.20V和UI=0.40V,测量输出电压U0,记录结果与理论值比较,分析测量结果。
4.输入端接入1KHZ,有效值为0.3V和0.5V的交流信号,分别测量输
出电压uo的有效值U0,用示波器观察波形,记录、分析测量结果。
二、加法运算
1、反相加法运算:
电路结构:
20分钟
10分钟
实践验证
工作原理:
iF»i1+i2
若Rf=R1=R2则uO=-(uI1+uI2)R3=R1//R2//Rf
任务三、反相加法运算:
1.反相加法运算电路如图所示,电源电压为+12V,-12V。
2.将输入端对地短路,调整RP使输出u0=0。
3.输入端接入直流电压UI1=0.20V、UI2=0.40V,测量输出电压U0,记入结果,与理论值比较,分析测量结果。
2、同相加法运算
电路结构:
工作原理:
(同学们可自己推导,也可以利用反相加法和反相器配合)
20分钟
课后完成
新授课
实践验证
新授课
若R2=R3=R4,Rf=2R1则uO=uI1+uI2
三、减法运算
电路结构:
工作原理:
(利用叠加定理)uI2=0uI1使:
uI1=0uI2使:
一般:
R1=R¢1;Rf=R¢f
uO=uO1+uO2=Rf/R1(uI2-uI1)
课后利用“虚短”“虚断”证明。
任务四、减法运算:
(通过上述原理自己设计电路并验证)记录结果。
四、积分与微分运算
1、积分运算
电路结构:
工作原理:
10分钟
15分钟
10分钟
实践验证
新授课
设uC(0)=0
任务五、集成积分运算电路
1.集成积分运算电路如图所示,电源电压为+12V,-12V。
2.输入信号为1kHz的方波信号,用示波器观察并记录输入、输出信号的波形、相位关系及输出信号的差异。
3.输入信号为50Hz的方波信号,用示波器观察并记录输入、输出信号的波形、相位关系及输出信号的差异。
2、微分运算:
电路结构:
工作原理:
(虚地)
(虚断)
其中RfC1=t为时间常数
任务六、微分运算电路(参考积分电路设计电路并验证)
20分钟
提示:
(课后自学)
5分钟
评价总结
一、总结:
1、反相比例:
2、同相比例:
3、反相加法:
4、减法:
当R1=R¢1;Rf=R¢f
uO=uO1+uO2=Rf/R1(uI2-uI1)
5、积分:
可以实现方波变三角波。
6、微分:
可以实现方波变尖锐波。
二、点评:
作业
P1457、9
(注:
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)
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