集成放大电路的安装与调试课件

学习情境三集成放大电路的安装与调试学习情境三集成放大电路的安装与调试1能力目标：能力目标：1、掌握集成电路的组成2、差动放大电路的特点3、了解差动放大电路的参数4、学会单端输入、双端输出差动电路的分析能力目标：1、掌握集成电路的组成2方法能力：方法能力：1.具备自学、分析、语言表达能力。2.具有电子线路分析、实施、评价能力。3.具有知识的综合运用能力。包头职业技术学院社会能力：社会能力：1.具有团队协作、计划、组织管理能力。2.具有团队意识和处理人际关系能力。方法能力：1.具备自学、分析、语言表达能力。包头职业技术学院3教学做一体化教学布置任布置任务教师制作任务工作单，并向各班组布置工作任务，说明任务要求与能力目标。资讯决策决策1.差模信号的输入2.单端输入、双端输出电路的连线参考资料：网站资料、晶体管手册、实训指导书、教材。计划划学生根据任务书及工作任务，制定工作任务步骤，设计设备明细表，装接调试分工计划、时间分配、填写工作计划单。实施施按照制定设备元器件检修工作步骤，设计的检修明细表、分工计划实施，做出实施记录。检查评价价学生自评：任务完成后，学生相互检查判断，寻找不足，记录问题，再根据任务评分标准进行自评打分，训练学生评价能力与诚实、协同沟通能力。教师评价：根据协作精神、工作方法、分析结果、安全意识、任务实施过程考核、结果等给出学生该任务成绩。汇报总结抽查两个小组汇报任务完成情况、总结出现的问题与解决办法。训练学生语言组织、表达与成果展示能力。教师总结。教学做一体化教学布置任务教师制作任务工作单，并向各班组布置工4一、咨询引导性知识差动放大电路反馈电路运算放大电路一、咨询引导性知识差动放大电路反馈电路运算放大电路5差动放大电路任务一差动放大电路任务一6咨询引导性知识目录1.1.集成电路概述集成电路概述集成电路概述集成电路概述2.差动放大电路差动放大电路训练项目训练项目 差动放大电路调试差动放大电路调试咨询引导性知识目录1.集成电路概述2.差动放大电路训7概述集成电路是20世纪60年代初发展起来的一种新型器件。它把整个电路中的各个元器件以及器件之间的连线，采用半导体集成工艺同时制作在一块半导体芯片上，再将芯片封装并引出相应管脚，做成具有特定功能的集成电子线路。与分立件电路相比，集成电路实现了器件、连线和系统的一体化，外接线少，具有可靠性高、性能优良、重量轻、造价低廉、使用方便等优点。概述集成电路是20世纪60年代初8集成运算放大器的基本结构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3-1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，可以由我们熟悉的共射极电路承担；输出级要求有较强的带负载能力，一般采用射极跟随器；偏置电路的作用是供给各级电路合理的偏置电流。集成运算放大器的基本结构各种集成运算放大器的基本结构相似，9图3-1 集成运算放大器的结构框图 图3-1集成运算放大器的结构框图10差动放大电路差动放大电路是一种具有两个输入端且电路结构对称的放大电路。其基本特点是只有两个输入端的输入信号间有差值时才能进行放大，也就是说差动放大电路放大的是两个输入信号的差，所以称为差动放大电路。图3-2中的输出电压可以表示为uo=Aud（ui1-ui2），其中，Aud叫做差动放大电路的差模电压放大倍数。差动放大电路差动放大电路是一种具有两个11图3-2 差动放大电路输出与输入的关系 图3-2差动放大电路输出与输入的关系12图3-3 典型基本差动放大电路 图3-3典型基本差动放大电路13差动电路的分析（静态）当ui1=ui2=0时，由于电路完全对称，因此电路对称两边的静态参数也应完全相同。以V1管为例，其静态基极回路由-UEE、UBE和Re构成，但需要注意的是，流过Re的电流是V1、V2两管发射极电流之和。如图3-4所示。则V1管的输入回路方程为UEE=UBE+2IE1Re所以，静态射极电流为差动电路的分析（静态）当ui1=ui2=0时，由于电路完全对14静态基极电流为静态V1管压降为 UCE1=UCC+UEE-IC1Rc-2IE1Re 因为电路参数对称，故V2管的静态参数与V1管相同。静态时，两管集电极对地电位UC1=UC2（不为 0），而两集电极之间电位差为零，即输出电压uo=UC1-UC2=0。静态基极电流为静态V1管压降为15图3-4 基本差动放大电路的直流通路 图3-4基本差动放大电路的直流通路16差模信号和共模信号1）差模输入如果两个输入信号的大小相同、极性相反，即ui1=-ui2，则这种输入方式叫做差模输入。差模信号和共模信号1）差模输入172一对任意输入信号的分解差模信号和共模信号在实际使用中，加在差动放大电路两个输入端的输入信号ui1和ui2是任意的，要想分析有输入信号时差动放大电路的工作情况，必须了解差模信号和共模信号的概念。2一对任意输入信号的分解差模信号和共模信号181）差模输入如果两个输入信号的大小相同、极性相反，即ui1=-ui2，则这种输入方式叫做差模输入。假设加在V1管的ui1为正值，则ui1使V1管的集电极电流增大IC1，V1的集电极电位因而降低了UC1；和V1相反，在ui2的作用下，V2的集电极电位升高了UC2。所以差模输入时，两管的集电极电位一增一减，变化的方向相反，变化的大小相同，就像是“跷跷板”的两端。两个集电极电位的差值就是输出电压uo，即uo=UC1-UC21）差模输入192）共模输入如果两个输入信号的大小相同、极性也相同，即ui1=ui2，这种输入方式叫做共模输入。对于完全对称的差动放大电路来说，共模输入时两管的集电极电位必然相同，因此有uo=UC1-UC2=0。所以在理想情况下，差动放大电路对共模信号没有放大能力。实际上，我们说差动放大电路对零点漂移有抑制作用，就是对共模信号的抑制作用。因为引起零点漂移的温度等因素的变化对差动电路来说相当于输入了一对共模信号，所以差动放大电路对零点漂移的抑制就是对共模信号抑制的一种特例。2）共模输入203）任意信号输入在实际应用中，加给差动放大电路的一对输入信号的大小和极性往往是任意的，既不是一对差模信号，也不是一对共模信号。为了分析和处理方便，通常将一对任意输入信号分解为差模信号uid和共模信号uic两部分。定义差模信号为两个输入信号之差，共模信号是两个输入信号的算术平均值，即（3-4）3）任意信号输入（3-4）21从式（3-4）可以得出，用差模和共模信号表示的两个输入电压信号的表达式：（3-5）从式（3-4）可以得出，用差模和共模信号表示的22其中，Aud定义为差模电压放大倍数，为差模输出电压uod与差模输入uid的比值；Auc定义为共模电压放大倍数，为共模输出电压uoc与共模输入uic的比值。差模电压放大倍数Aud越大，电路的差模放大能力越强，共模电压放大倍数Auc越小，电路抑制共模信号的能力越强。其中，Aud定义为差模电压放大倍数，为差模输23图3-5 差模输入时基本差动放大电路的交流通路图3-5差模输入时基本差动放大电路的交流通路241）差模电压放大倍数Aud差模电压放大倍数定义为差模输出电压uod与差模输入信号uid的比值。由图3-7可得（3-7）可以看出，差动放大电路双端输出时的差模电压放大倍数和单边电路的电压放大倍数相同，差动放大电路为了实现同样的电压放大倍数，必须使用两倍于单边电路的元器件数，但是换来了对零点漂移，或者说共模信号的抑制能力1）差模电压放大倍数Aud（3-7）可以看出，差动放大252）差模输入电阻rid差模输入时从差动放大电路的两个输入端看进去的等效电阻定义为差模输入电阻rid，即rid=2rbe(rbe为三极管的等效输入电阻)。3）差模输出电阻rod差模输出电阻rod定义为差模输入时从差动放大电路的两个输出端看进去的等效电阻，由图3-5可知 rod=2Rc2）差模输入电阻rid264）共模电压放大倍数Auc由于电路对称且输入相同，图3-5中两管的集电极电位始终相同，有uoc1=uoc2。因此从两管的集电极之间取出的输出电压uoc=uoc1-uoc2=0。理想情况下双端输出时的共模电压放大倍数为0，即Auc=05）共模抑制比KCMRR为了更好地描述差动放大电路放大差模、抑制共模的特性，定义放大器差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比为共模抑制比，即4）共模电压放大倍数Auc27表3-1 差动放大电路的输入输出形式 表3-1差动放大电路的输入输出形式28集成放大电路的安装与调试课件29训练项目训练项目 差动放大电路调试差动放大电路调试能力要求任务描述任务要求任务评价和总结训练项目差动放大电路调试能30能力要求1能够掌握共模输入和差模输入信号的计算2掌握单端输入、双端输出差放电路的组成3掌握放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算4训练团结合作、组织能力与语言逻辑表达能力。能力要求1能够掌握共模输入和差模输入信号的计算31任务描述1计算单端输入信号的计算。2计算单端输入、双端输出差动电路的输入电阻、输出电阻和放大倍数的测量。3理论值和实际值进行比对，进行误差分析。任务描述1计算单端输入信号的计算。32任务要求1做出任务计划分工表，选择任务中应使用的工具、仪器、仪表。2列出电路的设备明细表。3根据工作任务的实施步骤，将测试结果记录于工作单的表格中，并记录工作过程中出现的问题及解决办法。任务要求1做出任务计划分工表，选择任务中应使用的工具、仪器33任务评价和工作总结完成小组任务评价。写出小组工作总结报告。任务评价和工作总结完成小组任务评价。34n教学环节三教学环节三根据任务书及工作任务，制定工作步骤，设计设备明细表，制定分工计划、时间分配、填写工作计划单。计计 划划教学环节三根据任务书及工作任务，制定工作步骤，计35n教学环节四教学环节四任务描述：任务描述：两个同学一组，任意搭配，完成对差放电路的连线。测量电路的放大倍数、输入电阻和输出电阻测量值与理论值进行比对，进行误差分析按照任务单要求和制定的工作计划进行实施，按照任务单要求和制定的工作计划进行实施，做出实施过程出现的问题记录。做出实施过程出现的问题记录。实实 施施教学环节四按照任务单要求和制定的工作计划进行实施，实36n教学环节五教学环节五学生自评：任务完成后，学生相互检查判断，记录实施过程出现的问题。根据任务评分标准进行自评。训练学生评价能力与诚实、协同沟通能力教师评价：根据协作精神、工作方法、分析结果、安全意识、任务实施过程考核、结果等评定出学生该任务成绩。综合能力方面考核评价教学环节五教师评价：评价37n教学环节六教学环节六抽查两个小组汇报任务完成情况，总结出现的问题与解决办法训练学生语言组织、表达与成果展示能力汇汇 报报 总总 结结教学环节六抽查两个小组汇报任务完成情况，汇报总结38n教学环节六教学环节六对任务完成情况做全面总结评出本次任务优秀团队作业：1.不同输入、输出形式的差放电路特征分析。2.误差分析总总 结结教学环节六对任务完成情况做全面总结作业：1.不同输入、输出39