模拟电路技术基础 教案全套 欧小东 第1-7章 半导体器件 - 直流稳压电源与晶闸管应用电路

④光电耦合器耦合，能很好地解决放大器的级间电气隔离问题。2.阻容耦合放大器多级阻容耦合放大器具有如下特点。优点：①静态工作点互不影响，均可以调整为各自的最佳状态，有利于放大器的分析、设计和调试；②体积小、质量轻；③不存在零点漂移问题。缺点：①耦合电容对交流信号呈现一定的容抗，在传输过程中，信号会受到一定的衰减；②不能放大变化缓慢的信号和直流分量变化的信号；③在集成电路中，制造大容量的电容很困难，因此无法实现集成化。2.1阻容耦合放大器动态参数分析画出如图2-38所示的两级阻容耦合共发射极放大器的微变等效电路，如图2-39所示。也就是说，多级放大器的输入电阻就是第一级的输入电阻，多级放大器的输出电阻就是最后一级的输出电阻，多级放大器的电压放大倍数为各级电压放大倍数的乘积。2.2阻容耦合放大器的频率特性频率特性是指放大器的电压放大倍数与频率之间的关系，又叫频率响应（频响）。多级放大器总的电压放大倍数增大了，但两级放大器的和两点间的频率范围比和两点间的频率范围缩小了，即总通频带比每个单级放大器的通频带都要窄，且级数越多，总通频带越窄。【例11】图2-41（a）所示为阻容耦合两级放大器（放大电路），其中，Rb1=300kΩ，Re1=3kΩ，Rb2=40kΩ，Rc2=2kΩ，Rb3=20kΩ，Re2=3.3kΩ，RL=2kΩ，VCC=12V；三极管VT13.其他耦合放大器3.1变压器耦合放大器变压器耦合放大器具有如下特点。（1）各级的静态工作点相互独立，互不影响，有利于放大器的设计、调试和维修。（2）同阻容耦合一样，变压器耦合的低频特性差，不适合放大直流及缓慢变化的信号，只能传递具有一定频率的交流信号。（3）（4）输出温度漂移比较小。（5）变压器耦合电路的体积和质量较大，不便于做成集成电路。3.2直接耦合放大器直接耦合指级间通过导线（或电阻）直接连接的耦合方式，如图2-42（b）所示。直接耦合放大器具有如下特点。（1）优点：低频特性极佳，能放大变化很缓慢的信号和直流信号；由于没有耦合电容，故非常适宜于大规模集成。（2）缺点：存在着各级静态工作点相互牵制和零点漂移这两个问题。（第4章将讨论零点漂移问题。）应知应会知识小结（1）多级放大器由输入级、中间级、推动级和输出级几部分组成。（2）（3）多级放大器的输入电阻就是第一级的输入电阻，多级放大器的输出电阻就是最后一级的输出电阻，多级放大器的电压放大倍数为各级电压放大倍数的乘积。（4）多级放大器的通频带比每个单级放大器的通频带都要窄，且级数越多，通频带越窄。课后作业：见2.9中同步练习题一、填空题20、21、22；二、判断题1、5；三、单项选择题13、23；五、计算题14、15；课后记要：项目三负反馈放大器的学习与应用职业岗位群应知应会目标（1）理解反馈的相关概念（如直流反馈、交流反馈和交直流反馈，正反馈和负反馈，电压反馈和电流反馈，串联反馈和并联反馈，本级反馈和级间反馈）、负反馈放大器方框图、闭环放大倍数的表达式等。熟练掌握反馈类型的判别方法。（2）理解负反馈放大器的4种组态对放大器诸多动态性能的影响。（3）会估算深度负反馈条件下的放大器闭环放大倍数。（4）了解反馈放大器的稳定性以及提高负反馈放大器稳定性的方法。项目导入反馈被广泛应用于电子电路中，在所有实用的放大器中都毫无例外地引入了适当的负反馈，用于改善或改变放大器的一些性能，如提高放大倍数的稳定性、减小非线性失真、改变输入/输出电阻、展宽通频带、抑制干扰和噪声等。本项目先介绍反馈的概念与基本类型，然后介绍负反馈的判别方法，并分析负反馈对放大器性能的影响和闭环增益的估算。3.1反馈的概念与基本类型教案课题名称反馈的概念与基本类型所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时2课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）理解反馈在电子技术应用中的地位；（2）理解反馈的相关概念、负反馈放大器方框图等；（3）熟练掌握反馈类型的判别方法。能力目标：（1）会利用瞬时极性法来判断反馈极性；（2）能根据反馈网络结构辩识反馈放大器的组态。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）理解反馈的概念、负反馈放大器方框图等；（2）熟练掌握瞬时极性法判断反馈极性；（3）熟练掌握反馈类型的判别方法。教学难点理解并熟练掌握反馈类型的判别方法。教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注3.1.1反馈的概念1.概念2.分类3.反馈放大器的组成如图3-1所示，反馈放大器由基本放大器（A）与反馈网络（F）组成，反馈网络承担了信号反馈（回送）的任务。未加反馈网络时，信号只有一个正向传输方向，这种情况称为“开环”。加上反馈网络后，信号除正向传输外，还存在着反向传输，此时，放大器与反馈网络构成闭合环路，这种情况称为“闭环”。3.1.2反馈的基本类型及判别反馈分类的依据和类型：①根据反馈信号的属性，反馈可分为直流反馈、交流反馈和交直流反馈；②根据反馈的极性，可分为正反馈和负反馈；③根据取样处反馈网络与负载的联结关系，可分为电压反馈和电流反馈；④根据叠加处反馈网络与基本放大器的联结关系，可分为串联反馈和并联反馈；⑤根据反馈网络是否跨级，可分为本级反馈和级间反馈。1．直流反馈、交流反馈和交直流反馈的判别判别依据：直流通路、交流通路。（1）直流反馈（2）交流反馈（3）交直流反馈2．正反馈和负反馈的判别判别依据：使净输入信号减弱的是负反馈，使净输入信号增强的是正反馈。通常采用瞬时极性法来判别。瞬时极性法来判别实例【例1】判断如图3-2所示的电路中有无反馈，如果有，请说明反馈的属性和极性。【例2】图3-3所示的电路中一共存在几处反馈？分别说明反馈的属性和极性。3．电压反馈与电流反馈的判别判别依据：输出端的取样方式。如图3-4（a）所示，反馈网络与负载二者的联结关系为并联，那么反馈信号只能是输出电压的一部分或全部，反馈类型为电压反馈。如图3-4（b）所示，反馈网络与负载二者的联结关系为串联，那么反馈信号只能是输出电流的一部分或全部，反馈类型为电流反馈。4．串联反馈与并联反馈的判别判别依据：输入端的叠加方式。如图3-5（a）所示，反馈类型为串联反馈。如图3-5（b）所示，反馈类型为并联反馈。5．负反馈放大器的4种组态的判别4种负反馈放大器的方框图如图3-6所示。6．判断放大器中反馈类型的步骤和方法首先分析电路中是否存在反馈，如果有反馈，就按如下步骤和方法进行判断。（1）判断是直流反馈、交流反馈还是交直流反馈（通过交流通路、直流通路进行判断）。（2）判断是正反馈还是负反馈（利用瞬时极性法进行判断）。（3）（4）判断是串联反馈还是并联反馈（通过叠加处基本放大器与反馈网络二者的联结关系来判断）。【例3】判断如图3-3所示的放大电路中3处负反馈的组态。【例4】试判断如图3-7所示的电路的反馈组态。知识小结课后拓展：1.完成学习通上的线上作业。2.完成线下作业。（见3.5中同步练习题）一、填空题1、2、5、6。二、判断题1、3、6、9。三、单项选择题1、2。四、简答题2。3.通过学习通上在线开放课程进行补差学习。4.课前预习。课后记要：3.2​负反馈放大器放大倍数的一般表达式教案课题名称负反馈放大器放大倍数的一般表达式所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时2课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）理解闭环放大倍数的一般表达式的推导过程；（2）理解负反馈放大器的所有性能改变的程度都取决于(1+AF)的大小；（3）掌握“虚短”和“虚断”的内涵。能力目标：（1）会利用负反馈放大器框图推导闭环放大倍数的一般表达式；（2）会估算深度负反馈条件下的放大器闭环放大倍数。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）理解闭环放大倍数的一般表达式的推导过程；（2）掌握“虚短”和“虚断”的内涵；（3）会估算深度负反馈条件下的放大器闭环放大倍数。教学难点理解并熟练掌握反馈类型的判别方法。教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注下面依据负反馈放大器的组成框图推导闭环放大倍数的一般表达式。3.2.1闭环放大倍数的一般表达式设图3-1中基本放大器的净输入信号和信号源的输入信号分别为=xI-xFxI=+xF1.开环放大倍数2.反馈系数3.闭环放大倍数综合上述表达式，可得负反馈放大器放大倍数的一般表达式为由此可得负反馈放大器的电压放大倍数和电流放大倍数的表达式分别为当反馈深度(1+AF)

>1时，称为深度负反馈。此时，闭环放大倍数可近似为【例

6】已知某电压串联负反馈放大器在中频区的开环电压放大倍数Au=103，信号源输入信号ui=10mV，反馈系数Fu=0.1，求该放大器的闭环电压放大倍数、反馈电压uf和净输入电压。3.2.2深度负反馈条件下的近似计算1.虚短深度负反馈条件下，所有放大器接收净输入信号的两个端子的交流电位差约等于零，称为“虚短”即。2.虚断深度负反馈条件下，所有放大器的净输入交流电流约等于零，称为“虚断”，即。“虚短”和“虚断”概念的应用实例【例7】估算如图3-9（a）、（b）所示的负反馈放大器的闭环电压放大倍数。知识小结（1）负反馈放大器放大倍数的一般表达式为。（2）(1+AF)称为反馈深度，是衡量反馈程度的重要指标，负反馈放大器所有性能改变的程度都取决于(1+AF)的大小。（3）利用“虚短”和“虚断”的概念可大致估算出负反馈放大器闭环放大倍数或闭环电压增益。课后拓展：1.完成学习通上的线上作业。2.完成线下作业。（见3.5中同步练习题）一、填空题8、11。二、判断题2、10。三、单项选择题6、9、10。四、简答题3。五、计算题1。3.通过学习通上在线开放课程进行补差学习。4.课前预习。课后记要：3.3​负反馈对放大器性能的影响教案课题名称负反馈对放大器性能的影响所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时2课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）了解反馈放大器的稳定性以及提高负反馈放大器稳定性的方法；（2）理解负反馈放大器的4种组态对放大器诸多动态性能的影响。能力目标：（1）会根据需求选择负反馈类型和组态；（2）会估算深度负反馈条件下的放大器闭环放大倍数。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）理解负反馈对放大器性能的影响；（2）会根据需求选择负反馈类型和组态。教学难点理解并熟练掌握负反馈放大器的4种组态对放大器诸多动态性能的影响。教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注提出问题：放大器中引入负反馈会导致放大倍数减小，但在放大电路中几乎都会引入负反馈，为什么呢？解答问题：以放大倍数为代价可以能换取放大器诸多方面性能的改善，利大于弊，因此，在放大电路中几乎都会引入负反馈。3.3.1提高放大倍数的稳定性闭环放大倍数的稳定性是开环放大倍数稳定性的(1+AF)倍。负反馈越深，(1+AF)越大，闭环放大倍数的稳定性越好。3.3.2减小非线性失真负反馈减小非线性失真的原理如图3-10所示。开环状态如图3-10（a）所示。闭环状态的预失真补偿，非线性失真得以减小，如图3-10（b）所示。需要指出的是，负反馈只能减小放大器自身产生的非线性失真（减小为原来的倍），而不能完全消除。3.3.3展宽频带通频带的展宽示意图如图3-11所示。原理分析：理论计算表明，引入负反馈后，放大器的通频带能展宽为开环时的(1+AF)倍。3.3.4改变输入和输出电阻1．负反馈对放大器输入电阻的影响取决于反馈信号在放大器输入端的叠加方式（1）串联负反馈使输入电阻增大。闭环输入电阻Rif与开环输入电阻Ri的关系为（2）并联负反馈使输入电阻减小。闭环输入电阻Rif与开环输入电阻Ri的关系为2．负反馈对放大器输出电阻的影响取决于反馈信号在放大器输出端的取样方式（1）电压负反馈使输出电阻减小。闭环输出电阻Rof与开环输出电阻Ro的关系为（2）电流负反馈使输出电阻增大。闭环输出电阻Rof与开环输出电阻Ro的关系为3.3.5降低放大器的内部噪声由于元器件的非线性及电源电压波动等因素，放大器会产生内部噪声。内部噪声电压基本上是固定的，引入负反馈后，虽然有用信号和内部噪声的幅度会同步减小，但可以增强有用信号从而增大信噪比。知识小结（1）引入负反馈对放大器性能的影响：①放大倍数减小了，但提高了放大倍数的稳定性；②扩展了通频带；③减小了非线性失真；④改变了输入和输出电阻；⑤降低了放大器的内部噪声。所有性能的改善或改变都与反馈深度(1+AF)有关，且都是以牺牲放大倍数为代价的。（2）负反馈类型和组态选择的总体依据。①要稳定直流量（静态工作点），应引入直流负反馈。②要改善交流性能，应引入交流负反馈。③要稳定输出电压，应引入电压负反馈，可减小放大电路的输出电阻；要稳定输出电流，应引入电流负反馈，使输出电阻增大。④要增大输入电阻，应引入串联负反馈；要减小输入电阻，应引入并联负反馈。⑤若信号源的内阻小，则分压叠加负反馈方式效果好，适宜采用串联负反馈；若信号源的内阻大，则分流叠加负反馈方式效果好，适宜采用并联负反馈（备注说明：信号源的大内阻于运放而言皆算小内阻，故采用运放作放大器时，采用串联负反馈更佳）。课后拓展：1.完成学习通上的线上作业。2.完成线下作业。（见3.5中同步练习题）一、填空题7、9、10。二、判断题7、8。三、单项选择题7、8、11。四、简答题3。五、综合题1。3.通过学习通上在线开放课程进行补差学习。4.课前预习。课后记要：4.1直流放大器的特殊问题教案课题名称直流放大器的特殊问题所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时2课时教学目标：了解直流放大器的定义；理解直流放大器的幅频特性；掌握直流放大器的两个特殊问题及解决办法。教学重点：直流放大器的幅频特性，直流放大器的两个特殊问题。教学难点：直流放大器的两个特殊问题及解决办法教学过程批注任务4.1直流放大器的特殊问题把变化极其缓慢的信号或某个直流量的变化信号统称为直流信号，用来放大直流信号的放大器称为直流放大器。也就是说，由于直流放大器必须具备下限工作频率趋于零的良好低频特性，所以只能采用直接耦合方式。直流放大器的幅频特性将放大器各级之间，以及放大器与信号源或负载直接连起来，或者将经电阻等能通过直流的元器件连接起来，这种方式称为直接耦合方式。直流放大器和阻容耦合放大器的幅频特性分别如图4-1（a）、（b）所示。然而，直接耦合方式有其特殊问题，即存在前后级静态工作点互相牵制与零点漂移问题。直流放大器只有妥善解决好这两个问题之后，才具有实用价值。直流放大器在应用中需要解决的问题2.1前后级静态工作点互相牵制【例1】在如图4-2所示的电路中，已知VCC=12V，Rb1=150kΩ，Rb2=20kΩ，Rc1=3kΩ，Rc2=2kΩ，RL=4kΩ，三极管的β1=β2=50，均为硅管。试求：（1）断开VT2的基极，求前级单独工作时的静态工作点参数。（2）两级直接耦合后，估算VC1Q、VC2Q、IC2Q、IB2Q的数值。①用抬高后级三极管发射极电位来增大前级三极管动态范围的方法；②采用NPN管和PNP管组成互补耦合的方法，如图4-3所示。2.2零点漂移（1）零点漂移的概念。（2）引起零漂的原因和零漂的危害。（3）衡量零漂的性能指标。一般都将输出零漂电压折合到输入端来衡量零漂的大小，即用输出端零漂电压除以放大器的放大倍数（），得到的数值就是等效到输入端的零漂电压，简称输入零漂。【例2】有两个直流放大器，其电压放大倍数分别为=-1000、=200。当温度变化10℃时，两个放大器输出端的零漂电压分别为uO1=1V、uO2=0.5V，请通过计算来比较两个放大器温度特性的优劣。（4）抑制零漂的措施。①选用稳定性能好的硅三极管作为放大管。②采用单级或级间直流负反馈来稳定静态工作点，利用二极管或热敏元器件进行温度补偿。③采用直流稳压电源，以减小由电源电压波动引起的零漂。④采用差动放大器抑制零漂。应知应会知识小结（1）我们把变化极其缓慢的信号或某个直流量的变化信号统称为直流信号，用来放大直流信号的放大器称为直流放大器。（2）直流放大器的特殊问题和改善方法（措施）。①采用抬高后级三极管的发射极电位来增大前级三极管的动态范围或采用NPN管和PNP管组成互补耦合电路来改善前级与后级静态工作点互相牵制的问题。②选用稳定性能好的硅三极管作为放大管、采用单级或级间直流负反馈稳定静态工作点，或者利用二极管或热敏元器件进行温度补偿、采用直流稳压电源、采用差动放大器等措施来改善零漂。课后作业：见4.7中同步练习题一、填空题1、2；二、判断题2、8；四、简答题1。课后记要：4.2差动放大器教案课题名称差动放大器所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时2课时教学目标：熟悉差模信号和共模信号的概念；掌握差动放大器的组成及特点，掌握差动放大器的工作原理；掌握方法。教学重点：差模信号与共模信号，差模信号的放大原理，零漂和共模信号的抑制原理，差动放大器的电路形式。教学难点：教学过程批注任务4.2差动放大器差模信号与共模信号1.1两端均不接地的信号源与放大器图4-5所示为两端均不接地的信号源与放大器示意图。分析可知，输出电压uab为后续放大器应满足如下要求。（1）放大器的放大倍数足够大，并且两个输入端均不能接地。（2）放大器的输入与输出应具有线性关系，即输出uo正比于输入uab。（3）a、b两端对地的电位Va、Vb不会影响输出uo。能满足上述要求的放大器就是差动放大器。差模信号与共模信号的概念差模信号定义为两输入信号之差，即usd=us1-us2共模信号定义为两输入信号的算术平均值，即当用差模信号和共模信号来表示两个输入电压时，运算可得2.2差动放大器的组成和特点差动放大器也叫差分或差值放大器。1．对差模信号的放大作用差动放大器的双端输出电压为双端输出时的差模电压放大倍数为2．对零漂和共模信号的抑制作用（1）对零漂的抑制作用。（2）对共模信号的抑制作用。3．共模抑制比共模抑制比（）定义为差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比的绝对值，即如果用分贝表示共模抑制比，则4．对差动输入（任意输入）的放大作用根据叠加原理，差动输入时，差动放大器的双端输出电压的一般表达式为5．差动放大器的输入-输出组合方式如图4-10所示，分别为双端输入-双端输出、双端输入-单端输出、单端输入-双端输出、单端输入-单端输出。【例3】在如图4-11所示的电路中，已知VCC=VEE=10V，IS=2mA，Rc=5.1kΩ，Rb=1kΩ，rbe=2.6kΩ，三极管均为硅管且β1=β2=90，=60dB。试求：（1）电路的静态工作点参数。（2）单端从VT2的集电极输出时的差模电压放大倍数的数值。（3）双端输出时电路的差模电压放大倍数和共模电压放大倍数。（4）【例4】如图4-12所示，已知VCC=VEE=12V，Rc1=Rc2=5kΩ，Rs1=Rs2=1kΩ，Rw=100Ω，Rb1=30kΩ，Rb2=15kΩ，Re=3.3kΩ，三极管均为硅管且β1=β2=50，rbe=3kΩ，。试求：（1）电路的静态工作点参数。（2）差模电压放大倍数、差模输入/输出电阻。（3）接入RL=5kΩ的负载后，采用单端输出方式的差模电压放大倍数和输出电阻。应知应会知识小结（1）差模信号定义为两输入信号之差，是有用输入信号；共模信号定义为两输入信号的算术平均值，是放大器输入端的干扰信号。（2）差动放大器可以抑制零漂移、共模信号，放大差模信号。（3）差动放大器输入端的连接方式取决于信号源，输出端的连接方式取决于负载。（4）差动放大器有双端输入-双端输出、双端输入-单端输出、单端输入-双端输出、单端输入-单端输出4种输入-输出组合方式。课后作业：见4.7中同步练习题一、填空题3、4、5；二、判断题3、4、5、6、7；三、单项选择题1、2、3、4、5、6、7；五、计算题1、2；六、综合题1。课后记要：任务三集成运算放大器基础知识教案课题名称集成运算放大器基础知识所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时2课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）了解集成电路的特点、种类及用途；（2）了解几种典型的集成运放的引脚图；（3）掌握集成运放在线性和非线性应用时的条件与分析方法。能力目标：（1）会集成运放的应用接线。（2）掌握集成运放在线性和非线性应用时的条件与分析方法。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）理解集成运放的组成结构框图和功能；（2）掌握理想集成运放的特性；教学难点根据理想集成运放的“虚断”和“虚短”两个重要结论。教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注任务三集成运算放大器基础知识4.3.1集成电路概述集成电路定义：在一块单晶硅片上，用光刻法制作好所需的三极管、二极管、电阻和电容元器件，按一定的要求把它们连接起来，构成完整的功能电路，即集成电路。集成电路广泛应用于各种电子设备中。1．集成电路的特点（1）对称性好。集成电路中的元器件均来自同一块硅片，故制作同类元器件的性能一致性很高。（2）用有源元器件代替无源元器件。在集成电路中，阻值小的电阻通常用硅片的体电阻制作；阻值大的电阻或用三极管（或场效应管）来代替，或外接的方法解决。因此，为减小硅片面积，尽量用有源元器（三极管或场效应管）件代替无源元器件（电阻或电容）。（3）级间耦合多采用直接耦合方式。在集成电路中，容量小的电容用PN结的结电容制作，容量大的电容只能采用外接的方法解决。因此，级间耦合多采用直接耦合方式。2．集成电路的种类及用途①按管子和元器件数量即集成度来分，可分为小规模、中规模、大规模和超大规模集成电路。②按所用器件的类型来分，可分为双极型和单极型集成电路。③按其功能来分，可分为数字集成电路和模拟集成电路两大类。数字集成电路主要用于脉冲信号的处理。模拟集成电路是对模拟信号进行放大或变换的电路，它又分为集成运算放大器、宽带放大器、功率放大器、直流稳压器及各种专用集成电路等。集成运算放大器简称集成运放。它在模拟集成电路中应用极为广泛，也是我们今天学习的内容。4.3.2集成运放的构造与符号1．集成运放的结构框图集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路4部分组成，如图4-13所示。集成运放各部分的作用描述如下。图4-13集成运放的结构框图（1）输入级：通常由具有恒流源的差动放大电路构成，目的是尽量提高共模抑制比、减小放大电路的零漂、增大输入阻抗、产生一定的电压增益。它有两个输入端。其中一端为同相输入端，当输入信号由该端输入时，输出信号与输入信号相位相同；另一端为反相输入端，当输入信号由该端输入时，输出信号与输入信号相位相反。（2）中间级：通常由2～3级共发射极放大电路构成，以获得足够大的电压放大倍数。（3）输出级：通常由三极管共集电极放大器或互补对称电路组成，这种电路类型可以减小输出电阻，增强电路的带负载能力。（4）偏置电路：一般由各种恒流源电路构成，作用是为上述各级电路提供稳定、合适的偏置电流，决定各级的静态工作点。2．集成运放的外形和符号集成运放的封装外形如图4-14（a）所示。主要有圆壳式、双列直插式和扁平式，国产集成运放的封装外形主要采用圆壳式和双列直插式。集成运放的图形符号如图4-14（b）所示。其中，“”代表信号的传输方向，“∞”代表理想情况下的开环差模增益为无穷大，左侧的“-”和“+”分别表示反相输入端与同相输入端，右侧的“+”表示输出端。集成运放的引脚有多个，在绘制其原理电路图时，通常只画输入端和输出端。图4-14集成运放的封装外形和图形符号4.3.3常用集成运放简介1．集成运放的引脚及功能图4-15所示为几种典型的集成运放的引脚图。其中，OP07为低噪声高精度单运放、LM358为通用型双运放、LM324为通用型四运放、CF747为通用型双运放。图4-15几种典型的集成运放的引脚图集成运放通常有8～14个引脚，表4-1所列为OP07的引脚符号及功能说明，对于其他集成运放的引脚符号及功能，读者可触类旁通。表4-1OP07的引脚符号及功能说明引脚符号功能引脚符号功能引脚符号功能引脚符号功能1OA调零端3IN(+)同相输入端5NC空脚7+VCC正电源端2IN(-)反相输入端4-VCC负电源端6OUT输出端8OA调零端2．集成运放的应用接线（1）国产第一代集成运放F004的外接线如图4-16（a）所示。可见，圆壳式集成运放的引脚顺序是引脚向上，序号自标志起从小到大按顺时针方向排列。引脚功能如下。7脚接正电源（+15V），4脚接负电源（-15V），6脚为输出端，1、4、8脚接调零电位器，3脚为同相输入端，2脚为反相输入端，5、6脚之间的200k电阻及RP、CP的作用是消除自激。（2）7脚接正电源（+9～+18V），4脚接负电源（-18～-9V），6脚为输出端，1、4、5脚外接调零电位器，3脚为同相输入端，2脚为反相输入端，8脚为空脚。（3）新型集成运放OP07的外接线如图4-16（c）所示。不同类型集成运放的引脚排列和引脚功能是不同的，应用时可查阅产品手册来确定。图4-16几种典型集成运放的外接线4.3.4集成运放的主要参数1．开环差模电压放大倍数Auo在未引入反馈时，集成运放的输出电压与输入差模电压之比称为开环差模电压放大倍数，记作Auo，Auo的理想值为无穷大，实际产品的典型值为105～107，即100～140dB。2．输入电阻ri和输出电阻rori是指在集成运放开环的情况下，差模输入电压与输入电流之比。它的理想值为无穷大，实际值为几百千欧到几兆欧。ri越大，对信号源的影响越小，集成运放的性能越好。ro是指在集成运放开环且不接负载的情况下，输出端对地的交流等效电阻。它的理想值为零，实际值在几十欧左右。ro越小，电路的带负载能力越强，集成运放的性能越好。3．共模抑制比KCMRKCMR用来综合衡量集成运放的放大能力和抗零漂、抗共模干扰的能力，其理想值为无穷大，实际值可达80dB以上。其值越大越好。4．开环带宽BWBW是指开环电压放大倍数随信号频率的升高而下降3dB所对应的频带宽度。BW越宽，集成运放性能越好。4.3.5集成运放的理想特性集成运放性能突出，尽管其应用十分广泛，但其工作区域只有两个，或工作在线性区，或工作在非线性区。在实际应用和分析集成运放电路时，可将实际集成运放视为理想集成运放，这样可大大简化对电路的分析过程。1．理想集成运放的特性（1）开环电压放大倍数Auo→∞。图4-17理想集成运放的等效电路（2）输入电阻ri→∞。（3）输出电阻ro→0。（4）共模抑制比KCMR→∞。（5）开环带宽BW→∞。（6）零输入、零输出，即当uI+=uI-时，uO=0。满足上述理想参数的集成运放称为理想集成运放，其等效电路如图4-17所示。2．关于理想集成运放的两个重点结论（1）理想集成运放的两个输入端的电位差趋于零，即“虚短”。集成Auo即两个输入端的电位近似相等，相当于短路。但内部并没有短路，也不能人为地在外部将其短接，故称为“虚假短路”，简称“虚短”。（2）理想集成运放的输入电流趋于零，即“虚断”。理想集成运放两个输入端满足uI+≈uI-，而输入电阻ri→∞，因此必然没有电流流入集成运放内部，即即两个输入端取用的电流相等且几乎为零，相当于断路。但内部并没有真正断开，故称为“虚假断路”，简称“虚断”。3．集成运放在线性和非线性应用时的条件与分析方法集成运放的电压传输特性如图4-18所示。应用时的工作条件用实际电压传输特性曲线予以说明。图4-18集成运放的电压传输特性（1）工作在线性区（虚线部分）的条件是电路引入深度负反馈，线性区的分析依据是“虚短”和“虚断”，即uI+≈uI-，iI=0（2）工作在非线性区（实线部分）的条件是开环或正反馈状态，分析依据是“虚断”，“虚短”不再适用，即当uI>0，即uI+>uI-时，uO=+Uom；当uI<0，即uI+<uI-时，uO=-Uom。应知应会知识小结（1）集成电路具有对称性好、用有源元器件代替无源元器件、级间耦合多采用直接耦合方式的特点，分为数字集成电路和模拟集成电路两大类。（2）集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路4部分组成。（3）典型的集成运放有OP07、LM358、LM324、CF747等，应熟知它们的引脚符号、功能和应用接线。（4）根据理想集成运放的理想参数可得出“虚断”和“虚短”两个重要结论。课后拓展：1.完成学习通上的线上作业。2.完成线下作业。（见4.7中同步练习题）一、填空题6、8、9、10。二、判断题10、12、13、14。三、单项选择题9、12。3.通过学习通上在线开放课程进行补差学习。4.课前预习。课后记要：4.4集成运放线性应用电路教案课题名称集成运放线性应用电路所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时4课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）了解集成运放线性应用电路的类型；（2）掌握集成运放的比例运算、加法运算、减法运算、积分和微分运算电路的工作原理；（3）掌握集成运放应用于信号转换电路、交流耦合放大器和有源滤波器的工作原理。能力目标：（1）会分析集成运放的比例运算、加法运算、减法运算、积分和微分运算电路；（2）会分析集成运放应用于信号转换电路、交流耦合放大器和有源滤波器。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点集成运放的比例运算、加法运算（求和）、减法运算、积分和微分运算电路的工作原理。教学难点集成运放应用于信号转换电路、交流耦合放大器和有源滤波器的工作原理。教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注任务四集成运放线性应用电路集成运放线性应用电路的类型归纳：4.4.1比例运算电路1．反相比例运算电路（1）电路结构。反相比例运算电路如图4-19所示。其中，uI由反相输入端输入，经反相放大后输出；R1是输入电阻；Rf是反馈电阻；R2是平衡电阻。①反馈类型判别：②平衡电阻R2的作用：（2）输出电压与输入电压的关系。分析工作在线性区集成运放的依据是“虚短”和“虚断”。由“虚断”可知iI+=iI-≈0，可得i1=if，uI+=-R2iI+≈0。由“虚短”可知uI+≈uI-≈0。可见，反相输入端与地等电位，具有接地的特点，这一性质称为“虚地”。“虚地”是所有工作于线性区的理想集成运放在反相输入时具有的共同特性。分析过程：（3）反相比例运算电路的特例—反相器（也称倒相器）。（4）反相比例运算电路应用和分析实例。【例5】理想集成运放如图4-19所示，已知R1=25kΩ、Rf=100kΩ，集成运放的饱和输出电压Uom=12V，试求：（1）输入、输出电阻Ri和Ro，以及平衡电阻R2的大小。（2）输入uI分别为10mV、-10mV、1V、-1V、5V、-5V时对应的输出电压uO。2．同相比例运算电路（1）电路结构。同相比例运算电路图4-22所示。（2）输出电压与输入电压的关系。（3）同相比例运算电路的特例—电压跟随器。电压跟随器的电路符号如图4-23所示。（4）同相比例运算电路应用和分析实例。【例8】在如图4-25所示的电路中，已知R1=100kΩ，Rf=200kΩ，R2=100kΩ，R3=200kΩ，uI=1V，求输出电压uO。可见，图4-25所示的电路也是一种同相比例运算电路。【例8】重要结论：在同相比例运算电路中，当同相输入端采用电阻分压输入方式时，uI+≠uI，公式不再适用。此时，输出电压的通用公式应为。4.4.2加法运算电路输出电压与若干输入电压之和成比例的电路称为加法运算电路，也称求和电路。它有反相输入和同相输入两种接法。1．反相输入加法运算电路（1）电路结构。（2）输出电压与输入电压的关系。2．同相输入加法运算电路（1）电路结构。（2）输出电压的计算。3．反相输入加法运算电路应用和分析实例。【例11】由理想集成运放构成测量电压的电路中如图4-30所示。已知集成运放的输出端接有满量程为5V、满度电流为500μA的直流电压表，若想得到25V、15V、10V、1V、0.5V几种不同的量程，试求Ri1～Ri5。4.4.3减法运算电路输出电压与若干输入电压之差成比例的电路称为减法运算电路。可以用加法器构成减法运算电路，或者利用差动式电路实现减法运算。1．利用反相信号求和实现减法运算图4-31所示为用加法器构成减法电路。其中，第一级为反相比例放大器，若Rf1=R1，则uO1=-uI1；第二级为反相加法器。2．利用差动式电路实现减法运算（1）电路结构。（2）输出电压与输入电压的关系。3．差动式电路实现减法运算应用和分析实例。【例13】如图4-34所示，求uO与uI1、uI2的关系。4.4.4积分和微分运算电路积分运算和微分运算互为逆运算，它们被广泛应用于波形的产生和变换中。以集成运放作为放大器，以电阻和电容作为反馈网络，可以实现这两种运算。1．积分运算电路（1）电路结构。积分运算电路如图4-37所示。（2）输出电压与输入电压的关系。（3）积分运算电路的波形变换作用。2．微分运算电路（1）电路结构。（2）输出电压与输入电压的关系。4.4.5集成运放的其他线性应用电路1．信号转换电路（1）电压/电流转换电路。电压/电流转换电路的作用是把输入电压转换为与之成比例的输出电流，有同相输入式和反相输入式两种电路结构，如图4-40所示。（2）电流/电压转换电路。电流/电压转换电路的作用是把输入电流转换为与之成比例的输出电压。电流/电压转换电路如图4-41所示。2．交流耦合放大器交流耦合放大器如图4-42所示。其中，图4-42（a）所示为反相交流耦合放大器，对输入交流信号而言，构成了反相比例放大器；图4-42（b）所示为同相交流耦合放大器，对输入交流信号而言，构成了同相比例放大器。3．有源滤波器（1）滤波器的概念与分类。滤波器的概念：能使有用的频率信号顺利通过而同时抑制无用频率信号的功能电路。滤波器的分类：①按构成器件的不同，可分为无源滤波器和有源滤波器；②按频率特性的不同，可分为低通、高通、带通和带阻4类滤波器；③按电感、电容选频元器件的个数，可分为一阶、二阶和高阶3类滤波器。图4-43所示为4类滤波器的频率特性。（2）有源滤波器简介。由集成运放构成一阶滤波器的类型有多种。信号既可以由同相输入端输入，也可以由反相输入端输入；既可以由输入端实现对滤波特性的控制，也可以通过控制负反馈量的方法来实现对滤波特性的控制。①一阶低通滤波器。同相输入型一阶低通有源滤波器电路如图（a）、（b）所示，滤波特性如图（c）所示。②一阶高通滤波器。同相输入型一阶高通有源滤波器如图4-45所示，读者可自行分析其滤波工作原理。利用上述原理，可构成反相输入型低通/高通滤波器，也可构成带通/带阻滤波器。由于篇幅所限，此处不再赘述。应知应会知识小结（1）集成运放电路有比例运算电路、加法运算（求和）电路、减法运算电路、积分运算电路、微分运算电路。（2）集成运放的其他线性应用电路有信号转换电路、交流耦合放大器和有源滤波器。课后拓展：1.完成学习通上的线上作业。2.完成线下作业。（见4.7中同步练习题）一、填空题14、15。二、判断题10、13、16。三、单项选择题14、15、16、17、19、20。四、计算题13、14。3.通过学习通上在线开放课程进行补差学习。4.课前预习。课后记要：4.5集成运放非线性应用电路教案课题名称集成运放非线性应用电路所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时4课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）掌握运放非线性应用电路的构成原则；（2）理解运放非线性应用电路的工作原理。能力目标：（1）会分析集成运放非线性应用电路的工作原理；（2）能计算集成运放非线性应用电路的相关参数。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）电压比较器的阈值电压；（2）电压比较器的电压传输特性。教学难点（1）滞回比较器阈值电压的计算；（2）非正弦波发生器的工作原理。教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注任务4.5集成运放非线性应用电路集成运放典型的非线性应用电路有电压比较器和非正弦波发生器。电压比较器广泛应用在模/数转换接口、电平检测及波形变换等领域。1.单限电压比较器当集成运放工作在开环状态时，只有一个门限电压的比较称为单限电压比较器。它分为非零比较器、过零比较器和限幅比较器3类。1.1非零比较器如图（a）、（b）所示。在图（a）中，当uI<UR时，uO=Uom；当uI>UR时，uO=-Uom。在图（b）中，当uI<UR时，uO=-Uom；当uI>UR时，uO=Uom。输出电压与输入电压的关系见它们的电压传输特性图。1.2过零比较器当基准电压UR=0时，输入电压uI与零电位进行比较称为过零比较器。图（a）、（b）所示分别为反相输入型过零比较器的电路和电压传输特性。1.3限幅比较器在电压比较器的输出端加接稳压二极管限幅电路，就构成了限幅比较器。【例16】分析监控报警电路的工作原理。当需要对某一参数（如封闭容器的压力、温度等）进行实时监控时，可采用如图所示的监控报警电路。其中，uI为通过传感器取得反映参数变化的监控信号，UR为基准电压信号，当uI超过报警门限电压时，报警指示灯亮。2.滞回电压比较器反相型滞回电压比较器的电路和电压传输特性分别如图（a）、（b）所示。2.2同相型滞回电压比较器相比于单限电压比较器，滞回电压比较器具有以下两个优点。（1）引入正反馈后能加速输出电压的转变过程，改善跳变时的输出电压波形。（2）提高了电路的抗干扰能力。【例17】由理想集成运放构成的电压比较器如图所示。已知集成运放的饱和输出电压Uom=10V，图（c）、（d）中的R1=Rf。基准电压UR=2V，试分别画出各电路的输出电压传输特性曲线。3.非正弦波发生器3.1方波发生器方波发生器是一种能够直接产生方波或矩形波的非正弦波发生器。（1）电路组成（2）电路工作原理3.2三角波发生器（1）电路组成（2）电路工作原理知识小结（1）集成运放工作在非线性区的条件是开环或正反馈。集成运放非线性应用电路有电压比较器和非正弦波发生器。电压比较器广泛应用在模/数转换接口、电平检测及波形变换等领域。（2）集成运放工作在开环状态下为单限电压比较器，分为非零比较器、过零比较器和限幅比较器3类。（3）集成运放工作在正反馈状态下为滞回电压比较器，分为反相型和同相型两类。（4）非正弦波发生器的核心是滞回电压比较器，常见的有方波发生器和三角波发生器。课后拓展：1.完成学习通上的线上作业。2.完成线下作业。（见4.7中同步练习题）一、填空题13。二、判断题15。三、单项选择题25。3.通过学习通上在线开放课程进行补差学习。4.课前预习。课后记要：任务4.6集成运放使用常识教案课题名称集成运放使用常识所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时4课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）掌握集成运放的保护措施；（2）了解集成运放的常见故障。能力目标：（1）会分析集成运放保护措施的工作原理；（2）会分析集成运放故障现象。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）集成运放的输入保护；（2）集成运放的输出保护；（3）集成运放的电源极性保护。教学难点（1）集成运放的选择；（2）集成运放的常见故障。教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注4.6集成运放使用常识1.集成运放的保护措施集成运放在使用中常因以下3种原因被损坏：输入信号过大，使

PN

结击穿；电源电压极性接反或过高；输出端直接接地或接电源。此时，集成运放将因输出级功耗过高而损坏。因此，为使集成运放安全工作，也需要从这3方面进行保护。1.1输入端限幅保护利用二极管的限幅作用可以对输入信号的幅度加以限制，可有效防止因输入信号幅度过大造成集成运放的输入级击穿而损坏1.2输出端限幅保护图示为输出端限幅保护电路。在实际应用时，稳压二极管的稳压值应略高于集成运放的输出电压的最大值，否则将影响集成运放的正常工作。1.3电源极性接反保护为防止电源极性接反，可利用二极管的单向导电性，在电源端串接二极管来实现保护功能，如图所示。2.集成运放的选择和常见故障2.1选用元器件我们通常是根据实际要求来选用集成运放的。2.2扩大输出电流的应用电路当集成运放的输出电流不足以驱动负载时，可在集成运放的后级接入一级射极跟随器以扩大输出电流，整个电路的电压放大倍数不变，仍为(1+Rf)/R1，但输出电流得到极大的拓展，如图所示。2.3集成运放常见故障分析（1）不能调零。调零分两种，一种是在无输入时调零，即将两个输入端接地，调节调零电位器，使输出电压为零，如图所示；另一种是在有输入时调零，即按已知输入信号电压计算输出电压，将实际值调整到计算值。（2）阻塞。阻塞现象是指集成运放工作于闭环状态下，输出电压接近于正电源或负电源电压极限值，不能调零，信号无法输入。（3）自激。引起自激的原因通常是RC补偿元器件参数不恰当，输出端有容性负载或接线太长等。知识小结（1）集成运放的保护类型有输入端限幅保护、输出端限幅保护、电源极性接反保护。（2）不能调零、阻塞、自激是集成运放的常见故障。课后作业：1.完成学习通上的线上作业。2.完成线下作业。（见4.7中同步练习题）三、单项选择题21。3.通过学习通上在线开放课程进行补差学习。4.课前预习。课后记要：5.1正弦波振荡器的基本原理和类型教案课题名称正弦波振荡器的基本原理和类型所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时2课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）理解正弦波振荡器在电子技术应用中的地位；（2）掌握正弦波振荡器的组成与作用；（3）理解正弦波振荡器的工作原理。能力目标：（1）会分析自激振荡器的基本工作原理；（2）能根据根据选频网络构成元器件的不同，辨别正弦波振荡器的类型。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）正弦波振荡器的作用与组成，正弦波振荡器的类型；（2）正弦波振荡器的工作原理，掌握正弦波振荡器的起振条件、振幅平衡条件和相位平衡条件的内涵。教学难点教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注任务一正弦波振荡器的基本原理和类型1．LC回路中的自由振荡原理在图5-1（a）所示的原理图中，R为电容C和电感L的损耗等效电阻。1.1LC回路中的自由振荡过程1.2存在的问题—阻尼振荡1.3解决阻尼振荡的办法2．自激振荡的原理和振荡平衡条件当LC选频回路的固有频率与输入信号源ui的频率一致时，就可用反馈信号取代外加输入信号来保持等幅的输出信号，即放大电路的自激振荡。如图5-2（a）所示。自激振荡的基本原理。2.1“他激”状态2.2“自激”状态2.3自激振荡器2.3.1维持等幅振荡的条件（1）相位平衡条件：（反馈极性必须是正反馈）（2）振幅平衡条件：AuF=1（反馈信号uf等于输入信号ui）2.4振荡器的起振与稳幅过程从本质上讲，自激振荡器就是一个带选频网络的正反馈放大器。2.4.1起振过程频率为f0的信号经过放大、选频、正反馈、再放大几个不断增强的增幅振荡过程后，将振荡由弱到强地建立起来。这一增幅振荡的过程称为起振过程，因此，振荡电路的起振条件为AuF>12.4.2稳幅过程稳幅过程依赖稳幅装置，它分为内稳幅和外稳幅两种类型。内稳幅利用的是放大器的非线性调节放大倍数来实现振幅的稳定。外稳幅利用的是外加非线性环节实现放大倍数的调节来实现振幅的稳定。3．正弦波振荡器的分类根据选频网络构成元器件的不同，可把正弦波振荡器分为如下几类：（1）RC振荡器；选频网络若由电阻、电容组成。（2）LC振荡器；选频网络若由电感、电容组成。（3）石英晶体振荡器；选频网络由石英晶体组成。应知应会知识小结课后拓展：1.完成学习通上的线上作业。2.完成线下作业。（见5.5中同步练习题）一、填空题1、2、3。二、判断题2、4、6。三、单项选择题6、7。3.通过学习通上在线开放课程进行补差学习。4.课前预习。课后记要：5.2LC振荡器教案课题名称LC振荡器所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时4课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）掌握LC振荡器的反馈方式和种类；（2）掌握各类LC正弦波振荡器的振荡频率的估算方法；（3）理解各类LC正弦波振荡器的工作原理。能力目标：（1）会分析各种LC正弦波振荡器的基本工作原理；（2）能运用瞬时极性法判断各种LC正弦波振荡器能否振荡。（3）能对LC正弦波振荡器电路进行安装调试和检修。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）掌握LC振荡器的反馈方式和种类；（2）掌握各类LC正弦波振荡器的振荡频率的估算方法；（3）理解各类LC正弦波振荡器的工作原理。教学难点（1）能运用瞬时极性法判断各种LC正弦波振荡器能否振荡；（2）能对LC正弦波振荡器电路进行安装调试和检修教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注任务二LC振荡器利用LC并联网络具有的选频特性来实现选频的正弦波振荡器称为LC振荡器。LC振荡器又可分为变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式3种。5.2.1变压器反馈式振荡器1．电路结构和工作原理通过变压器互感耦合方式将正反馈信号回送到输入端，其电路结构如图5-4（a）所示。图5-4（b）是图5-4（a）所示电路的交流通路。电路特点和工作原理分析：（1）直流工作状态分析（2）交流工作状态分析电路的振荡频率为2．变压器反馈式振荡器的类型和特点根据LC选频网络所接三极管电极的不同，变压器反馈式振荡器分为变压器反馈调集、调基和调射3种基本类型，如图5-5所示。（2）变压器反馈式振荡器具有如下特点：5.2.2电感反馈式振荡器1．电路结构和工作原理电感反馈式振荡器的电路结构和交流通路分别如图5-6（a）、（b）所示。电路特点和工作原理分析：（1）直流工作状态分析（2）交流工作状态分析振荡频率为（1）由于电感反馈式中L1、L2的3个点分别与三极管的3个电极相连，故俗称电感三点式振荡器。（2）电感反馈式振荡器具有如下特点：5.2.3电容反馈式振荡器1．电路结构和工作原理电容反馈式振荡器的电路结构和交流通路分别如图5-7（a）、（b）所示。电路特点和工作原理分析：（1）直流工作状态分析（2）交流工作状态分析振荡频率为（1）由于电容反馈式中C1、C2的3个点分别与三极管的3个电极相连，故俗称电容三点式振荡器。（2）电容反馈式振荡器具有如下特点：2．知识拓展（2）由集成运放组成的振荡电路由集成运放组成的振荡电路如图5-8所示。5.2.4改进型电容反馈式振荡器（1）存在的问题（2）解决的方法是对电路进行改进，采用改进型电容反馈式振荡器，让Ci与Co的影响可忽略不计。采用改进型电容反馈式振荡器的典型应用电路有克拉泼振荡器和西勒振荡器。2.克拉泼振荡器克拉泼振荡器的电路及其交流通路分别如图5-10（a）、（b）所示。（2）工作原理分析：（3）电路的特点3.西勒振荡器。西勒振荡器弥补了克拉泼振荡器频率调节范围窄的不足，是另一种改进型的电容三点式振荡器。西勒振荡器的电路及其交流通路分别如图5-11（a）、（b）所示。（2）工作原理分析：（3）电路的特点频率调节时，通常不调节C3，而调节C4；振荡输出的幅度十分稳定。5.2.5LC振荡器应知应会知识拓展知识拓展一，分析正弦波振荡电路能否正常工作的步骤构成正弦波振荡器必须同时具备的3要素是：①合格的放大器；②具备选频网络；③具备正反馈网络。分析正弦波振荡电路能否正常工作的步骤可归纳如下。【实例1】分析如图5-12所示的各电路能否构成正弦波振荡器（其中的Cb、Ce、Cc均为隔直或旁路电容，对应在振荡频率上，它们的容抗可忽略不计），试说明原因。知识拓展二，正弦波振荡电路安装调试的过程中的故障现象与解决措施。【实例2】在对如图5-14所示的变压器反馈式振荡器电路进行安装调试的过程中，出现以下现象，试解释原因或说明解决问题的措施。现象一：对调反馈线圈的两个接线端子后就能起振。现象二：调整偏置电阻Rb1、Rb2或Re的阻值后就能起振。现象三：替换为β值更大的同类三极管后就能起振。现象四：适当增加反馈线圈的匝数后就能起振。现象五：适当增大L值或减小C值就能起振。现象六：从示波器上观测到如图5-15所示的输出波形。知识拓展三，迫停消振法简介。【实例3】LC振荡器是否能起振可利用迫停消振法来判定，试说明其判别原理。应知应会知识小结课后拓展：1.完成学习通上的线上作业。2.完成线下作业。（见5.5中同步练习题）一、填空题5、6。二、判断题3、5、8。三、单项选择题3、4、5、9。四、简答题3。3.通过学习通上在线开放课程进行补差学习。4.课前预习。课后记要：5.3RC振荡器教案课题名称RC振荡器所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时2课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）理解RC振荡器适用于振荡频率为几百千赫兹以下的低频振荡的原因；（2）掌握不同类型的RC振荡器的振荡频率的估算方法；（3）理解不同类型的RC振荡器的工作原理。能力目标：（1）会分析两种不同类型的RC振荡器的基本工作原理；（2）能判断RC正弦波振荡器能否振荡。（3）能对RC正弦波振荡器电路进行安装调试和检修。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）掌握RC振荡器的反馈方式和种类；（2）掌握两种不同类型的RC振荡器的振荡频率的估算方法；（3）理解两种不同类型的RC振荡器的工作原理。教学难点（1）能判断RC正弦波振荡器能否振荡；（2）能对RC正弦波振荡器电路进行安装调试和检修教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注任务三RC振荡器1.课程引入：RC振荡器适用于低频振荡的原因？2.RC振荡器的类型按选频网络结构的不同，RC振荡器分为RC桥式（也称文氏电桥）和RC移相式两种。5.3.1RC桥式振荡器RC桥式振荡器由RC串并联选频网络和同相放大器两部分组成，其结构框图如图5-16所示。1．RC串并联选频网络的选频特性图5-17中的RC串并联选频网络单独画出，如图5-18（a）所示。振荡输出信号f0由A、C两端反馈输入，经RC串并联网络选频后由B、C两端回送到同相放大器的输入端。（1）幅频特性。①当输入信号的频率趋于零时，其等效电路如图5-18（b）所示。②当输入信号的频率趋于无穷大时，其等效电路如图5-18（c）所示。由幅频特性可知，当它与放大倍数>3的放大器组成正反馈放大器时，便能满足起振条件。（2）相频特性。相频特性如图5-18（d）中的图（2）所示，不难看出，只有当f=f0时，RC串并联选频网络的移相才为零，才能满足振荡的相位平衡条件。（3）振荡频率。在如图5-17所示的两种典型电路结构的RC桥式振荡器中，当R1=R2=R，C1=C2=C时，电路的振荡频率为（4）振荡器的起振与稳幅过程。2．频率可调的RC桥式振荡器图5-19所示为一种频率可调的RC桥式振荡器实际应用电路。从图5-19中可以看出，用双连开关S切换到不同挡位的电阻，可以实现粗调；旋动双联可变电容C的旋钮，通过改变其容量来实现细调，这种正弦波信号发生器的输出频率可调范围为几赫兹到几千赫兹。【例5】通过RC串并联选频网络的选频特性分析如图5-20所示的电路是否能起振。【例6】RC桥式振荡电路如图5-21所示。已知R2=12kΩ，具有理想特性的集成运放的最大输出电压为15V。试求：（1）振荡输出频率f0。（2）确定Rw的调节范围及对应的输出峰值电压Uom的变化范围。5.3.2RC移相式振荡器RC移相式振荡器由反相放大器和的正反馈移相选频网络构成，其典型应用电路如图5-22所示。RC移相式振荡器的振荡频率均为。应知应会知识小结（1）RC振荡器适合振荡频率为几百千赫兹以下的低频振荡。按选频网络结构的不同，RC振荡器分为RC桥式和RC移相式两种。（2）RC桥式振荡器由RC串并联选频网络和同相放大器两部分组成，其振荡频率为。课后拓展：1.完成学习通上的线上作业。2.完成线下作业。（见5.5中同步练习题）一、单项选择题2、10。二、简答题4、5。二、计算题2、3。3.通过学习通上在线开放课程进行补差学习。4.课前预习。课后记要：5.4石英晶体振荡器教案课题名称石英晶体振荡器所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时2课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）理解石英晶体振荡器频率稳定度高的原因；（2）掌握石英晶体振荡器的等效电路模型；（3）理解两种石英晶体振荡器的工作原理。能力目标：（1）会分析两种石英晶体振荡器的基本工作原理；（2）能判断石英晶体振荡器能否振荡。（3）能对石英晶体正弦波振荡器电路进行安装调试和检修。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）掌握石英晶体振荡器的反馈方式和种类；（2）掌握石英晶体的等效电路和频率特性；（3）理解两种石英晶体振荡器的工作原理。教学难点（1）能判断石英晶体振荡器能否振荡；（2）能对石英晶体振荡器电路进行安装调试和检修教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注任务四石英晶体振荡器1.课程引入：石英晶体振荡器的特点与应用场合（1）LC、RC振荡器的不足之处（2）石英晶体振荡器特点与应用5.4.1石英晶体的特性1．石英晶体的压电效应与压电谐振现象（1）压电效应当给晶片两侧加电压时，晶片将产生机械形变；当给晶片两侧施加外力时，晶片两侧将产生电压的物理现象。如图5-24（a）所示。（2）压电谐振现象压电谐振时的频率称为石英晶体谐振器的振荡频率。2．石英晶体谐振器的等效电路和频率特性石英晶体谐振器的等效电路和电抗-频率特性如图5-25所示。（1）“等效元器件”说明：当石英晶体不振动时，可用静态电容C0来等效，一般为几皮法到几十皮法；当石英晶体振动时，机械振动的惯性可用电感L来等效，一般为10-3～10-2H；晶片的弹性可用电容C来等效，一般为10-2～10-1pF；晶片振动时的损耗用R来等效，约为100。（2）石英晶体谐振器的谐振频率与等效电路模型①串联谐振频率fs②并联谐振频率fp率非常接近。（3）等效电路模型由图5-25（b）可知，当外加信号频率在fs和fp之间时，石英晶体谐振器呈感性，可等效为一个大电感；在此区域之外，石英晶体谐振器呈容性，可等效为一个小电容。5.4.2石英晶体振荡器1.串联型石英晶体振荡器两种串联型石英晶体振荡器的典型应用电路图5-26和图5-27所示。（1）图5-26电路结构与工作原理分析（2）图5-27电路结构与工作原理分析2.并联型石英晶体振荡器我们以图5-28所示的ZXB-1型石英晶体振荡器为例，分析并联型石英晶体振荡器的工作原理。（2）图5-28电路结构与工作原理分析无论是串联型还是并联型，石英晶体振荡器的振荡频率基本取决于晶体的固有谐振频率fs，这也是石英晶体振荡器的频率稳定度非常高的原因。【例7】石英晶体振荡器电路如图5-29所示。请说明各振荡器的类型和晶体的作用。应知应会知识小结（1）用石英晶体作为谐振选频电路的石英晶体振荡器因其频率的稳定度非常高而广泛应用于要求频率稳定度高的电子电路中。（2）在串联型石英晶体振荡器中，晶体兼有选频和小阻值纯电阻的作用；在并联型石英晶体振荡器中，晶体兼有选频和高Q值电感元器件的作用。（3）无论是串联型还是并联型，石英晶体振荡器的振荡频率基本取决于晶体的固有谐振频率fs。课后拓展：1.完成学习通上的线上作业。2.完成线下作业。（见5.5中同步练习题）一、填空题10。二、判断题10。三、单项选择题8、10。3.通过学习通上在线开放课程进行补差学习。4.课前预习。课后记要：6.1低频功率放大器概述教案课题名称低频功率放大器概述所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时1课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）了解功率放大电路的任务、特点和要求；（2）理解功率放大管静态工作点的位置分类的类型；（3）理解功率放大器输出端的结构特点分类的类型。能力目标：（1）会分析功率放大器的类型与Q点位置的关系；（2）会根据功率放大器输出端的结构特点进行类型区分。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）功率放大管静态工作点的位置分类的类型；（2）功率放大器输出端的结构特点分类的类型。教学难点功率放大器输出端的结构特点和类型