【图文】电子技术基础(第二版)第3章_百度文库
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电子技术基础(第二版)第3章
&&曾主琴主编
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你可能喜欢【西南石油大学】集成电路应用实验装置_中国教育装备采购网
【西南石油大学】集成电路应用实验装置
　　【集成电路应用实验装置】 　　功能、作用介绍 　　简介 　　为系统地培养学生电子技术实验能力，建设了《电子技术综合实验》和《集成电路应用实验》两级实践课程体系。《集成电路应用实验》课程以模拟/数字电子技术、现代电子技术、单片机技术、可编程逻辑器件技术、计算机总线技术等理论为实验基础，以来源于工程实践领域的综合型、设计型实验项目为核心，培养学生掌握各类典型集成电路工程实用模块的工作原理及测试、调试与设计方法，重点培养学生工程实践能力和创新意识。 　　集成电路应用实验装置由实验箱和9种实验模块组成，可完成9个综合型或设计型实验项目，还可根据需要，方便地拓展实验项目内容，开发新的实验项目。 　　(1)实验箱 　　实验箱含常用电源、信号发生器、数字逻辑笔、常用集成电路插座接口、拨码开关、指示灯、数码显示器等，具有完善的实验电路接口和安全保护功能，配以不同实验模块可完成相应实验内容。实验箱既能满足常规教学需要，也能适应课程设计、扩展实验内容等更高需求。 　　(2)“集成运算放大器”实验模块 　　功能：通过测试并对比通用运放μA741、低失调低温漂运放OP07、高速运放OP37等三种不同类型的运算放大器的参数，使实验者熟悉集成运算放大器主要参数的定义和数值，集成运算放大器各参数的测试方法。 　　实验内容：实验测试3种器件的7个参数：运算放大器的传输特性及输出电压的动态范围;开环电压放大倍数A输入失调电压UIO;输入失调电流IIO;共模抑制比KCMR;增益-带宽积;转换速率SR。 　　(3)“语音放大电路”实验模块 　　功能：对语音信号经传感器转换后的低频信号进行处理、放大，再送扬声器发声，其由前置放大器、有源宽带带通滤波器、功率放大器等单元电路组成，前置放大器和有源带通滤波器采用集成运算放大器完成，功率放大器采用TDA2003集成功放实现。通过实验掌握各电路技术指标的测试方法。 　　实验内容：测试电路技术指标，包括：前置放大器(Aud、Auc、KCMR及Rid);有源带通滤波器(BW，绘制幅频特性曲线);功率放大器(Pom、Pv、η、Au)。 　　(4)“LED扫描电路”实验模块 　　功能：基于多位LED数码管的扫描显示原理设计的扫描电路，能实现静态显示和动态扫描两种方式。 　　实验内容：静态显示实验部分完成多位LED的静态显示原理验证;动态扫描实验部分完成多位LED的动态扫描原理验证和扫描电路设计。 　　(5)“仪用放大器”实验模块 　　功能：实验模块由两部分组成。三运放仪用放大器部分，由3个性能优良的单运放构成双端输入-单端输出差动放大电路;集成仪用放大器应用部分，包括AD524、AD620、AD621等一系列的低价格、低功耗的放大器。通过实验掌握仪用运算放大器的基本结构和特性，明确仪用运算放大器在传感器信号处理中的应用。 　　实验内容：仪用放大器(三运放)特性测试;集成仪用放大器应用，利用集成仪用放大器对热电偶(或热电阻)的测温信号进行放大处理。 　　(6)“函数发生器”实验模块 　　功能：以压控振荡集成电路MAX038为核心，配以各种调节电路，实现通用函数发生器的频率粗调和细调、占空比调节、幅度调节及电平偏移调节等功能，可完成压控振荡、扫频和频率调制等实验。 　　实验内容：函数发生器特性测试，外加信号源组合完成扫频和频率调制实验。 　　(7)“多通道数据采集系统”实验模块 　　功能：使用ADC0809完成8通道模拟电压信号的巡回采集，采集数据由LED数码管和发光二极管同时作十进制和二进制显示。A/D转换启动和通道切换由通道选择键和采样键分别控制，转换结果送显示器显示。通过实验掌握ADC0809的工作原理及控制电路设计方法，多通道数据巡回采集的概念，A/D转换器转换误差的测试方法。 　　实验内容：主要测试8个通道的A/D转换误差。 　　(8)“步进电机驱动控制电路”实验模块 　　功能：本模块是一种新型的步进电机驱动控制电路，可以用于步进电机运行状况观察与测量，测量四相步进电机的步距角等。 　　实验内容：四相步进电机运行测量与观察，测量四相步进电机的步距角，三相步进电机运行测量与观察等;设计步进电机驱动控制系统，组建功率放大电路等。 　　(9)“小功率无线收发系统”实验模块 　　功能：使实验者能够掌握小功率无线电发射与接收模块的基本原理及应用方法，掌握集成数字编码器﹑译码器的原理及应用，学习高频电子仪器的使用方法，了解小功率数字无线收发系统的设计原理。 　　实验内容：测试实验装置的发射频率;观察PT2262并行数字输入转串行输出及PT2272数字串行输入转并行输出的波形;利用发光二极管代替电器设备及实验装置的现有元器件进行组合完成无线收发设计任务。 　　(10)“CPLD开发系统”实验模块 　　功能：本模块是以ALTERA公司的MAX EPM7128STC100芯片为核心设计的复杂可编程逻辑器件开发系统。 　　实验内容：设计实现多个数字电路系统，包括2个简单电路：加法器、7段LED数码管的动态扫描显示电路;2个复杂电路：计数显示器、硬件自检电路;2个选作电路：简易电子秒表、带移位显示的数字键盘等。 　　作品名称：集成电路应用实验装置 　　完成单位：西南石油大学
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&&&&&&&&&&&&通用型运算放大器概述_百度文库
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通用型运算放大器概述
&&华科电气 模电作业 通用型运算放大器概述
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运算放大器（常简称为“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”，此名称一直延续至今。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。现今运放的种类繁多，广泛应用于几乎所有的行业当中。编辑本段历史运算放大器最早被发明作为模拟信号的运算单元，是模拟电子计算机的基本组成部件，由真空电子管组成。第一块集成运放电路是美国仙童（fairchild）公司发明的μa741，在60年代后期广泛流行。直到今天μa741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。编辑本段原理运放如上图有两个输入端a,b和一个输出端o.也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向输入端(同相输入端)和输出端.当电压加u-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从a&端指向公共端时,输出电压u实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压u+加在b端和公共端之间,u与u+两者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b&端分别用&-&和&+&号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转放大器和非反转放大器如下图：一般可将运放简单地视为：具有一个信号输出端口（out）和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元，因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。对于双电源供电运放，其输出可在零电压两侧变化，在差动输入电压为零时输出也可置零。采用单电源供电的运放，输出在电源与地之间的某一范围变化。运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值，而低于正电源某一数值。经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化，甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。这种运放称为轨到轨（rail-to-rail）输入运算放大器。运放的输出电位通常只能在高于负电源某一数值，而低于正电源某一数值之间变化。经过特殊设计的运放可以允许输出电位在从负电源到正电源的整个区间变化。这种运放成为轨到轨（rail-to-rail）输出运算放大器。运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比，在音频段有：输出电压=a0（e1-e2），其中，a0&是运放的低频开环增益（如&100db，即&100000&倍），e1&是同相端的输入信号电压，e2&是反相端的输入信号电压。编辑本段类型按照集成运算放大器的参数来分,集成运算放大器可分为如下几类。1．通用型运算放大器通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指标能适合于一般性使用。例μa741（单运放）、lm358（双运放）、lm324（四运放）及以场效应管为输入级的lf356都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。2．高阻型运算放大器这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般rid＞1gω~1tω,ib为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用fet作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大。常见的集成器件有lf355、lf347（四运放）及更高输入阻抗的ca3130、ca3140等。3．低温漂型运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有op07、op27、ad508及由mosfet组成的斩波稳零型低漂移器件icl7650等。4．高速型运算放大器在快速a/d和d/a转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率sr一定要高,单位增益带宽bwg一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。常见的运放有lm318、μa715等,其sr=50~70v/ms,bwg＞20mhz。5．低功耗型运算放大器由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。常用的运算放大器有tl-022c、tl-060c等,其工作电压为±2v~±18v,消耗电流为50~250μa。目前有的产品功耗已达μw级,例如icl7600的供电电源为1.5v,功耗为10mw,可采用单节电池供电。6．高压大功率型运算放大器运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中,输出电压的最大值一般仅几十伏,输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压或增大输出电流,集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。例如d41集成运放的电源电压可达±150v,μa791集成运放的输出电流可达1a。编辑本段主要参数1.共模输入电阻(rincm)该参数表示运算放大器工作在线性区时，输入共模电压范围与该范围内偏置电流的变化量之比。2.直流共模抑制(cmrdc)该参数用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同直流信号的抑制能力。3.交流共模抑制(cmrac)cmrac用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同交流信号的抑制能力，是差模开环增益除以共模开环增益的函数。4.增益带宽积(gbw)增益带宽积aol&*&?是一个常量，定义在开环增益随频率变化的特性曲线中以-20db/十倍频程滚降的区域。5.输入偏置电流(ib)该参数指运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流。6.输入偏置电流温漂(tcib)该参数代表输入偏置电流在温度变化时产生的变化量。tcib通常以pa/°c为单位表示。7.输入失调电流(ios)该参数是指流入两个输入端的电流之差。8.输入失调电流温漂(tcios)该参数代表输入失调电流在温度变化时产生的变化量。tcios通常以pa/°c为单位表示。9.差模输入电阻(rin)该参数表示输入电压的变化量与相应的输入电流变化量之比，电压的变化导致电流的变化。在一个输入端测量时，另一输入端接固定的共模电压。&10.输出阻抗(zo)该参数是指运算放大器工作在线性区时，输出端的内部等效小信号阻抗。11.输出电压摆幅(vo)该参数是指输出信号不发生箝位的条件下能够达到的最大电压摆幅的峰峰值，vo一般定义在特定的负载电阻和电源电压下。12.功耗(pd)表示器件在给定电源电压下所消耗的静态功率，pd通常定义在空载情况下。13.电源抑制比(psrr)该参数用来衡量在电源电压变化时运算放大器保持其输出不变的能力，psrr通常用电源电压变化时所导致的输入失调电压的变化量表示。&14.转换速率/压摆率(sr)该参数是指输出电压的变化量与发生这个变化所需时间之比的最大值。sr通常以v/us为单位表示，有时也分别表示成正向变化和负向变化。15.电源电流(icc、idd)该参数是在指定电源电压下器件消耗的静态电流，这些参数通常定义在空载情况下。16.单位增益带宽(bw)该参数指开环增益大于1时运算放大器的最大工作频率。17.输入失调电压(vos)该参数表示使输出电压为零时需要在输入端作用的电压差。18.输入失调电压温漂(tcvos)该参数指温度变化引起的输入失调电压的变化，通常以uv/°c为单位表示。19.输入电容(cin)cin表示运算放大器工作在线性区时任何一个输入端的等效电容(另一输入端接地)。20.输入电压范围(vin)该参数指运算放大器正常工作(可获得预期结果)时，所允许的输入电压的范围，vin通常定义在指定的电源电压下。21.输入电压噪声密度(en)对于运算放大器，输入电压噪声可以看作是连接到任意一个输入端的串联噪声电压源，en通常以&nv&/&根号hz&为单位表示，定义在指定频率。22.输入电流噪声密度(in)对于运算放大器，输入电流噪声可以看作是两个噪声电流源，连接到每个输入端和公共端，通常以&pa&/&根号hz&为单位表示，定义在指定频率。编辑本段应用运算放大器是用途广泛的器件，接入适当的反馈网络，可用作精密的交流和直流放大器、有源滤波器、振荡器及电压比较器。&
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