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1、運(yùn)放集成電路基礎(chǔ)一.單運(yùn)放集成電路LM741LM741是通用型運(yùn)算放大器電路,應(yīng)用很廣泛,可以構(gòu)成各種功能電路,下面是管腳資料和調(diào)零電路。.LM741引腳圖?LM741可通過(guò)外接電位器進(jìn)行調(diào)零,如上圖b所示。二.四運(yùn)放集成電路LM324LM324是四運(yùn)放集成電路,它采用14腳雙列直插塑料封裝,電路符號(hào)與管腳圖如圖4所示。它內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器,除電源共用外,四組運(yùn)放相互獨(dú)立。11腳接負(fù)電源,4腳接正電源。圖4LM324電路符號(hào)與管腳圖第二章運(yùn)放應(yīng)用電路一.溫度控制電路裝配與調(diào)試運(yùn)放的二個(gè)應(yīng)用:⑴ 線性應(yīng)用-測(cè)量放大
2、器。⑵ 非線性應(yīng)用-滯回比較器1.測(cè)量放大器原理分析9⑴當(dāng)Ui+=0時(shí),A1同相輸入,A2反相輸入⑵當(dāng)Ui-=0時(shí),A2同相輸入,A1反相輸入⑶總的輸出:若、、;則:;代入U(xiǎn)1、U2,化簡(jiǎn)得選,則:2.滯回比較器9我們把上門(mén)限電壓UTH1與下門(mén)限電壓UTH2之差稱(chēng)為回差電壓,用回差電壓的存在,大大提高了電路的抗干擾能力。只要干擾信號(hào)的峰值小于半個(gè)回差電壓,比較器就不會(huì)因?yàn)楦蓴_而誤動(dòng)作3.測(cè)量電橋9(a)為溫度測(cè)量電橋(b)為光照度測(cè)量電橋4.設(shè)備與器材LM324一片,穩(wěn)壓管2DW7一只,三極管9013、8050各1只,負(fù)溫度系數(shù)熱
3、敏電阻1只,電阻、電容、電位器若干,±12V、+1V直流穩(wěn)壓電源1臺(tái),萬(wàn)用表1塊,數(shù)字式溫度計(jì)1只,雙蹤示波器1臺(tái)。5.溫度控制電路原理溫度控制電路如圖1所示,由測(cè)量電橋、測(cè)量放大器、滯回比較器及驅(qū)動(dòng)電路等組成。測(cè)量電橋的A點(diǎn)所在的橋臂的電阻是固定的,故是固定的。B點(diǎn)所在的橋臂的電阻隨溫度變化,故是變動(dòng)的。由于溫度的不同,因而在測(cè)量電橋的A、B點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的電壓差,這個(gè)差值經(jīng)過(guò)測(cè)量放大器放大后進(jìn)入到滯回比較器的反相輸入端,與比較電壓UR比較后,由滯回比較器輸出信號(hào)進(jìn)行加熱或停止加熱。滯回電壓比較器的比較電壓UR代表設(shè)定的溫度,改
4、變比較電壓UR能改變控溫的范圍,控溫的精度由滯回比較器的滯環(huán)寬度確定。溫度t↑,↓,使↓,而↑。經(jīng)測(cè)量放大器的放大,↑,當(dāng)溫度由上升到達(dá),即溫度t到達(dá)設(shè)定值,滯回比較器輸出信號(hào)停止加溫。溫度t↓,↑,使↑↓,而↓。經(jīng)測(cè)量放大器的放大,↓,當(dāng)溫度下降達(dá),即溫度t下降低于設(shè)定值,滯回比較器輸出信號(hào)進(jìn)行加溫。6.裝配與調(diào)試(1)按圖1連接線路,2W的電阻R16靠近Rt,檢查無(wú)誤后,接通電源。圖1溫度控制電路9(2)標(biāo)定溫度范圍,設(shè)控制溫度范圍為t1~t2,標(biāo)定時(shí)將熱敏電阻置于恒溫槽中,使恒溫槽溫度為t1,過(guò)幾分鐘后調(diào)整Rp1,使UC=U
5、D,標(biāo)定此時(shí)Rp1的位置為t1。同理可標(biāo)定溫度為t2的位置。根據(jù)控溫精度要求,可在t1~t2之間作若干點(diǎn),在Rp1上標(biāo)注相應(yīng)的溫度刻度即可(3)令B點(diǎn)接地,用電位器壓得到-30mV電壓,接入A點(diǎn),測(cè)量C點(diǎn)電位,計(jì)算放大器的電壓放大倍數(shù)。(4)調(diào)節(jié)A點(diǎn)電位,使之從-0.5V到+0.5V范圍內(nèi)緩慢變化,用示波器觀察E點(diǎn)的電位變化,記錄使E點(diǎn)電位發(fā)生正負(fù)跳變的值,并繪制滯回特性曲線。(5)連接電路構(gòu)成閉環(huán)控溫系統(tǒng),測(cè)試溫度分別為t1′、t2′、t3′時(shí)升溫和降溫的時(shí)間。7.裝配與調(diào)試報(bào)告(1)繪制滯回比較器的滯回特性曲線。(2)計(jì)算測(cè)量
6、放大器的放大倍數(shù),并與實(shí)測(cè)值比較,計(jì)算誤差,并找出引起誤差的原因。(3)若使UD=2V,則控制溫度的范圍是升高還是降低?闡明其原因。測(cè)試記錄表8.提問(wèn)⑴ 滯回比較器的滯環(huán)寬度減小應(yīng)滿(mǎn)足什么條件⑵負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻能否與交換位置。二.運(yùn)放組成的波形發(fā)生器電路裝配與調(diào)試運(yùn)放的二個(gè)應(yīng)用:⑴ 線性應(yīng)用-RC正弦波振蕩器⑵ 非線性應(yīng)用-滯回比較器1.RC正弦波振蕩器原理分析RC橋式振蕩電路如圖所示。9集成運(yùn)放組成一個(gè)同相放大器,它的輸出電壓uo作為RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的輸入電壓,而將RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓作為放大器的輸入電壓,當(dāng)f=f0時(shí),RC
7、串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的相位移為零,放大器是同相放大器,電路的總相位移是零,滿(mǎn)足相位平衡條件,而對(duì)于其他頻率的信號(hào),RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的相位移不為零,不滿(mǎn)足相位平衡條件。由于RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在f=f0時(shí)的傳輸系數(shù)F=1/3,因此要求放大器的總電壓增益Au應(yīng)大于3,這對(duì)于集成運(yùn)放組成的同相放大器來(lái)說(shuō)是很容易滿(mǎn)足的。由R1、Rf、V1、V2及R2構(gòu)成負(fù)反饋支路,它與集成運(yùn)放形成了同相輸入比例運(yùn)算放大器?只要適當(dāng)選擇Rf與R1的比值,就能實(shí)現(xiàn)Au>3的要求。其中,V1、V2和R2是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)幅的限幅電路⑴ 振蕩原理RC橋式振蕩電路如圖所示。根據(jù)自激振蕩的
8、條件,φ=φa+Φf=2πn,其中RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)作為反饋電路,當(dāng)f=fo時(shí),φf(shuō)=0°,所以放大器的相移應(yīng)為φa=0°,即可用一個(gè)同相輸入的運(yùn)算放大器組成。又因?yàn)楫?dāng)f=fo時(shí),F(xiàn)=1/3,所以放大電路的放大倍數(shù)A≥3。起振時(shí)A>3,起振后若只依靠晶