模拟电子技术微分与积分运算电路-教学文稿
模电实验报告-运算放大电路的加法、积分
课程名称： 课程名称：
实验项目名称： 实验项目名称：
学院： 学院：
专业： 专业：
指导教师： 指导教师：
报告人： 报告人：
学号： 学号：
班级： 班级：
实验时间： 实验时间： 时间
实验报告提交时间： 实验报告提交时间： 提交时间
教务处制
实验目的与要求： 1） 了解加法器的模拟实现方法 2）了解积分、微分的模拟实现方法 实验原理： 运算放大器具有理想的特性：频率宽、输入阻抗高、输出阻抗低、输入电流小、输出 偏移小等，非常适合直流信号的叠加、典型脉冲的积分和微分等运算。
dVi dt
（3）
实验步骤： 1) 首先检查所领用实验仪器、器件是否工作正常、引脚是否完好。 2）按实验图一接好电路，设定：R1 = R2 = 10K，Rf = 20K，运放的工作电压为 10V， 检查无误后接入电源，并将 V1、V2，通过短路线接地，利用万用表测量 V0 的输出值， 并记录。 3）继续将 V1 上与稳压电源的另一组输出连接，并调节输出为 1.0V，同时将 V2 与干电 池组的输出相连接，输出为 1.5V，利用万用表确认 V1、V2 的输入值，同时测量 V0 的 值，并记录。 4）再次调节 V1 的输入为 1.5V，再次记录 3）中的数据。 5）按实验图二接好电路，设定：R1 = 100K，Cf = 0.1U。观察微分电路的工作。 6）将 Vi 端与信号发生器的输入端连接，并调节信号的输出为方波，频率为，幅度为± 2V。 7）利用示波器观察 V0 的输出，同时记录波形和幅度。 8）改变方波的频率对输出 V0 的波形和幅度有怎样的影响，记录下来。 9）将实验图二中的 R1 和 Cf 对调一下，形成积分电路，继续观察积分电路的工作。 10）将波形发生器的信号输出设定为：三角波，频率为，幅度为±2V。 11）重复 7） 、8）的实验步骤。
积分和微分电路
2024年度模拟电子技术基础教学设计(超全面)(精华版)
2024/3/24
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实验考核方式与标准
实验报告
学生需提交完整的实验报告， 包括实验目的、原理、步骤、 数据记录、结果分析和结论等
。
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课堂表现
考察学生在实验过程中的态度 、操作规范、团队协作等方面 的表现。
实验成果展示
鼓励学生将实验成果进行展示 和交流，以便互相学习和提高 。
综合评价
模拟电子技术基础教 学设计(超全面)(精
华版)
2024/3/24
1
目录
2024/3/24
• 课程介绍与教学目标 • 模拟电子技术基础知识 • 模拟电子技术应用实例分析 • 实验教学内容与方法 • 课程设计环节指导 • 考核方式及成绩评定方法
2
01 课程介绍与教学目标
2024/3/24
3
课程背景及意义
2024/3/24
01
电子技术是现代信息技术的基础，模拟电子技术是电子 技术的重要组成部分。
02
模拟电子技术广泛应用于通信、计算机、自动控制等领 域，是现代电子设备和系统的基础。
03
掌握模拟电子技术对于电子类专业学生来说是必备的基 本技能，也是后续专业课程学习的基础。
4
教学目标与要求
掌握模拟电子技术的基本概 念、基本原理和基本分析方 法。
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02
共射放大电路
详细分析共射放大电路的工作原理、静态工作点的设置 、动态性能指标的计算，以及失真和频率响应等特性。
03
共集放大电路和共基放大电路
介绍共集放大电路和共基放大电路的工作原理、特点和 应用，以及三种基本放大电路的比较。
9
反馈放大电路原理
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《模电》教学7第四节 积分和微分电路
第四节 积分和微分电路
二、微分电路
1. 电路的组成
R
由于“虚断”，则 iC iR
uI +uC -
因反相输入端“虚地”，可得 iC C
iR
A
+
uO
uO iR R iC R
RC duC RC duI
当 t = 10ms 时， uO1 = ( - 200 × 0. 01 ) V = - 2 V
uI/V +10
0 uO1/V
10 -10 30
50
t/ms
o -2
7
t/ms
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第四节 积分和微分电路
在 t = ( 10 ~ 30) ms期间 , uI = -10 V ,
t0 = 10 ms, UO(t0) = - 2 V , uO1 = [ 200 (t – 0.01) – 2 ] V，
UI RC
( t – t0 )
= - UI Δt RC
Ui
t0
t1
t
t
4
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(2) 移相
第四节 积分和微分电路
若 uI = Umsin ωt , 由积分电路输出表达式可得：
uI
O
uO
=
- —1 RC
Umsin ωt dt
t
uO
= Um cos ωt
O
ωRC
t
电路的输出电压是一个余弦波。 uO 的相位比 uI 领先 90°。
10
上页 下页 首页
第四节 积分和微分电路
③ R = 10 kΩ, C = 0.5 μF 在 t = ( 0 ~10 )ms 期间， uO3= ( - 2000 t ) V，
第一次授课：简易模拟运算与积分电路(一)
东南大学电工电子实验中心
反相放大器实验内容
实验教材23页实验内容1，具体内容改为：
1.图5-1电路中电源电压±15V，R1=10kΩ， RF=100 kΩ，RL＝100 kΩ，RP＝10k//100kΩ。 按图连接电路，将输入端接地，用万用表测量并 记录输出端电压值；如果不为0，按照预习思考 题中的电路接入调零电路，调节电位器RW，使 运放输出电压为零(选做)。 2.输入直流信号Vi分别为－2V、－0.5V、0.5V、2V， 用万用表测量对应不同Vi时的Vo值，列表计算 Avf并和理论值相比较，分析如果不调零实验结 果会增加多大的误差。
实验基本要求--实验报告要求
如果采用计算机记录或处理数据的话，可将结果打 印后贴在实验报告的相关位置，有另外的预习报告， 也可粘贴在实验报告的最后一页。 实验报告必须在指定时间完成并提交。 两次及以上无故迟交报告，实验总评成绩降一等 两次及以上未交实验报告，取消期末考试资格 两次及以上抄袭实验报告，取消期末考试资格
Vi
待测电路
Vo
毫伏表
实验基本技能--实验测量方法
电压传输特性曲线
示波器X-Y方式直接观察
示波器
CH1 CH2
函数 发生器
Vi
待测 电路
Vo
电压传输特性曲线 选择合理的输入信号的电压，一般与电路实际 的输入动态范围相同，太大可能会损坏器件； 太小不能完全反应电路的传输特性。 选择合理的输入信号频率，频率太高会引起电 路的各种高频效应，太低则使显示的波形闪烁， 影响观察和读数。一般取50～500Hz即可。
电子电路实践
———模拟运算电路
2018/11/121ຫໍສະໝຸດ 讲授内容
积分、微分、比例运算电路
模拟电路课程设计报告题目：积分、微分、比例运算电路一、设计任务与要求①设计一个可以同时实现积分、微分和比例功能的运算电路。
②用开关控制也可单独实现积分、微分或比例功能③用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
二、方案设计与论证用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V），为运算电路提供偏置电源。
此电路设计要求同时实现比例、积分、微分运算等功能。
即在一个电路中利用开关或其它方法实现这三个功能。
方案一：用三个Ua741分别实现积分、微分和比例功能，在另外加一个Ua741构成比例求和运算电路，由于要单独实现这三个功能，因此在积分、微分和比例运算电路中再加入三个开关控制三个电路的导通与截止，从而达到实验要求。
缺点：开关线路太多，易产生接触电阻，增大误差。
此运算电路结构复杂，所需元器件多，制作难度大，成本较高。
并且由于用同一个信号源且所用频率不一样，因此难以调节。
流程图如下：图1方案二:用一个Ua741和四个开关一起实现积分、微分和比例功能，并且能够单独实现积分、微分或比例功能。
优点：电路简单，所需成本较低。
电路图如下：积分运算电路 微分运算电路 比例运算电路 比例求和运算电路图2三、单元电路设计与参数计算1、桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V ）。
其流程图为：图3直流电源电路图如下：电源变压器整流电路滤波电路稳压电路V1220 Vrms 50 Hz0¡ã U11_AMP T17.321D21N4007D31N4007D41N4007C13.3mF C23.3mF C3220nFC4220nF C5470nFC6470nF C7220uFC8220uFU2LM7812CTLINE VREGCOMMONVOLTAGEU3LM7912CTLINEVREGCOMMON VOLTAGE D51N4007D61N4007LED2LED1R11k¦¸R21k¦¸2345D11N40071516671417图4原理分析： (1)电源变压器：由于要产生±12V 的电压，所以在选择变压器时变压后副边电压应大于24V,由现有的器材可选变压后副边电压为30V 的变压器。
模电实验08-积分运算电路实验
选择合适的信号发生器，其频率和幅 度应满足实验要求。同时，信号发生 器的稳定性、波形失真度等性能指标 也需考虑。
示波器
示波器是一种用于观测电信号波形的电子仪器，具有高输入 阻抗、低噪声等特点。在积分运算电路实验中，示波器用于 观测输入信号和输出信号的波形。
模电实验08-积分运算电路实 验
• 实验目的 • 实验设备与材料 • 实验步骤 • 实验结果与分析 • 实验总结与思考
01
实验目的
掌握积分运算电路的工作原理
了解积分运算电路的基本组成和工作原理，包括输入信号、电容、运放等元件的作 用和工作方式。
掌握积分运算电路的传递函数和频率响应特性，了解其与RC电路的相似性和差异性。
05
实验总结与思考
本实验的收获与体会
深入理解积分运算电路的 工作原理
通过搭建和测试积分运算电路，我深入了解 了其工作原理和电路参数对输出信号的影响 。
掌握实验技能
在实验过程中，我学会了使用示波器和信号发生器 等实验设备，提高了我的实验技能。
培养解决问题能力
在解决实验过程中遇到的问题时，我学会了 分析问题、提出解决方案并实施，提高了我 的问题解决能力。
电容器
电容器是一种储能元件，具有隔直流通交流的特性。在积分运算电路实验中，电容器用于实现积分运 算。
选择合适的电容器，其容量和耐压应满足实验要求。同时，电容器的介质、温度系数等性能指标也需 考虑。
运算放大器
运算放大器是一种具有高放大倍数的集成电路，具有电压 跟随、同相放大、反相放大等特性。在积分运算电路实验 中，运算放大器用于实现积分运算。
模拟电子技术实验 运放组成积分、微分实验
实验五 集成运放积分、微分运算电路一、实验目的1、进一步理解运算放大器的基本性质和特点。
2、熟悉集成运放构成的几种运算电路的结构及特点，测定其运算关系。
3、学习区别运算放大器的非线性电路和线性电路，掌握非线性电路的应用。
二、实验原理在自动控制系统中广泛使用比例—积分—微分电路，本实验所涉及的积分运算电路、微分运算电路即是这种电路的基础。
⒈ 积分运算电路基本积分运算电路是以电阻作为输入回路，反馈回路以电容作为积分元件，电路如图5-1所示。
当运算放大器的开环电压增益足够大时，可认为：i C R i =1R v i IR =()td t v d Ci o C −=其中 图5-1 积分运算电路()()()∫+⋅−=01Oio V t d t v RCt v 输入与输出间的关系为：在初始时电容上的电压为零，则 ；当输入信号 是幅度为V 的阶跃电压，则有：()0()t V V i 0=O即：输出电压 是随时间线性减小，见图5-2积分电路的应用时，应注意运算放大器的输入电压和输出电流不允许超过它的额定工作电压U SCM 和工作电流I SCM 。
为了减小输出的直流漂移，若将电容C上并联 一个反馈 图5-2 积分状态图()()t V CR t d V C R t d t V C R t v tti o ⋅−=−=⋅−=∫∫10101111()V t o电阻R F ，电路如图5-4所示。
输入与输出间的关系为：()()∫⋅−≈td t v RCt v io 1由于R F 的加入将对电容产生分流作用，从而导致积分误差。
在考虑克服误差时，一般满足 。
C太小，会加剧积分漂移，C太大，电容漏电也随着增大。
通常取 ， 。
CR C R f 11R R f ≥F C 〉〉μ1≥⒉ 微分运算电路微分运算放大电路是对输入信号实现微分运算，它是积分运算的逆运算。
如图5-3所示为基本微分运算电路；其输出电压为：()图5-3 基本微分运算电路()t d t v d t F o ≈CR v i −从上式可以看出：当输入信号 是三角波时，其输出 既是矩形波。
实验四 加减运算和积分微分电路讲稿
模拟电子技术基础实验
实验六 积分运算电路
四 实验报告要求
1 整理实验数据，列表比较实测值与理论值，分析产生 误差的原因。 2 实验中发现哪些不正常现象？说明是怎样解决的。
图4
减法运算电路图
模拟电子技术基础实验
实验六 积分运算电路 5） 加减法运算电路
U 0 (1 RF Ui 3 Ui 4 RF RF ) RP ' ( )( Ui1 Ui 2) R1' R3 R 4 R1 R2
式中 R1’= R1//R2 RP’= R3//R4//R5 RP’= R1’// RF,
加减运算电路 和
积分与微分电路
扬州大学电工电子中心
常用电子元器件的识别和检测
一、实 验目的
二、实 验原理
三、实验内容
四、实验报告要求
模拟电子技术基础实验
实验六 积分运算电路
一
实验目的
1 2 3 进一步了解运算放大器用作加法器、减法器、积 能根据一定的技术指标要求设计加减运算电路和 掌握由集成运放构成加减运算电路、积分运算电
模拟电子技术基础实验
实验六 积分运算电路
输入ui为矩形波时，则输出为三角波。 实际电路中通常在C的两端再并联一个电阻Rf，用以防 止积分漂移所造成的漂移或截止现象，Rf > 10R 。
模拟电子技术基础实验
实验六 积分运算电路
三、 实验内容
1、 设计运算放大器电路，使其输出为
U0=10Ui1+2Ui2-4Ui3 采用单运放完成，至少验证三组输入情况 时的输出电压。 2、 设计一个积分运算电路,当输入信号为1.5V
8.4 积分与微分运算电路
实现了输出电压与输入电压的反相微分运算。
2020/6/4
9
积分与微分运算电路
若输入电压为方波，且RC<<T/2（T为方波周期）， 则输出为尖顶脉冲波。
在实际电路中，常采用如图所示的改进电路。其中 R1用于限制输入电流的大小，C1起相位补偿作用，稳压 管用以限制输出电压的幅值，C'也起相位补偿作用。
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积分与微分运算电路
例8.4.2 试求如图所示电路的输出电压与输入电压 之间的运算关系。
解：A1组成反相求和运算电路。
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积分与微分运算电路 A2组成反相积分运算电路。
A3组成反相比例运算电路。
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积分与微分运算电路
2. 微分运算电路 （1）电路组成 （2）运算关系
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积分与微分运算电路 3. 混合运算电路
在拉氏域中，电容的复阻 抗为1/ sC ，则电路的传递函数：
整理得：
经拉氏反变换得：
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4
积分与微分运算电路 解：（1）据理想运放“虚断”和“虚地”， 有
则
（2）采用分段分析法。 ① 在t=00.5s期间，uI1=1V，uI2=0V，则有
当t=0.5s时，uO(0.5)= -2.5V
2算电路 ② 在t0.5s后，uI1=1V，uI2=-1V，则有
当t=1s时，uO(1)= 51-5=0V
模拟电子技术基础
8.4 积分与微分运算电路
2020/6/4
1
积分与微分运算电路
1. 积分运算电路 （1）电路组成 （2）运算关系
《模拟电子技术基础(同济版)》教学教案(全)
《模拟电子技术基础(同济版)》教学教案(一)一、教学目标1. 让学生了解模拟电子技术的基本概念、原理和应用。
2. 使学生掌握晶体管、放大器、滤波器、振荡器等基本电路的分析方法。
3. 培养学生运用模拟电子技术解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 模拟电子技术的基本概念1.1 模拟信号与数字信号1.2 模拟电路与数字电路2. 晶体管2.1 晶体管的结构与分类2.2 晶体管的放大作用2.3 晶体管的其他应用3. 放大器3.1 放大器的基本原理3.2 放大器的类型及特点3.3 放大器的分析方法4. 滤波器4.1 滤波器的基本原理4.2 滤波器的类型及特点4.3 滤波器的应用5. 振荡器5.1 振荡器的基本原理5.2 振荡器的类型及特点5.3 振荡器的应用三、教学方法1. 采用讲授法，系统地介绍模拟电子技术的基本概念、原理和应用。
2. 利用示教板、仿真软件等进行演示，帮助学生理解抽象的电路原理。
3. 引导学生进行课后练习，巩固所学知识。
4. 组织课堂讨论，鼓励学生提问、发表见解，提高学生的参与度。
四、教学资源1. 教材：《模拟电子技术基础(同济版)》2. 示教板：展示晶体管、放大器、滤波器、振荡器等电路原理。
3. 仿真软件：辅助分析电路性能，如Multisim、LTspice等。
4. 课件：用于课堂讲解和复习。
五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的课堂表现、提问、讨论等参与程度。
2. 课后作业：检验学生对课堂所学知识的掌握情况。
3. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和分析能力。
4. 期末考试：全面测试学生对模拟电子技术基础知识的掌握。
《模拟电子技术基础(同济版)》教学教案(二)六、教学目标1. 让学生了解模拟电子技术的基本概念、原理和应用。
2. 使学生掌握晶体管、放大器、滤波器、振荡器等基本电路的分析方法。
3. 培养学生运用模拟电子技术解决实际问题的能力。
七、教学内容1. 模拟电子技术的基本概念1.1 模拟信号与数字信号1.2 模拟电路与数字电路2. 晶体管2.1 晶体管的结构与分类2.2 晶体管的放大作用2.3 晶体管的其他应用3. 放大器3.1 放大器的基本原理3.2 放大器的类型及特点3.3 放大器的分析方法4. 滤波器4.1 滤波器的基本原理4.2 滤波器的类型及特点4.3 滤波器的应用5. 振荡器5.1 振荡器的基本原理5.2 振荡器的类型及特点5.3 振荡器的应用八、教学方法1. 采用讲授法，系统地介绍模拟电子技术的基本概念、原理和应用。
ID课程设计--积分、微分、比例运算电路
模拟电路课程设计报告设计课题：积分、微分、比例运算电路专业班级：电信（本）学生姓名：XXX学号：080802070指导教师：曾祥华设计时间： 2009.1.13积分、微分、比例运算电路一、设计任务与要求1．设计一个可以同时实现积分、微分和比例功能的运算电路。
；2．用开关控制也可单独实现积分、微分或比例功能；3．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
二、方案设计与论证要能实现积分、微分和比例功能，必须要有比例、积分和微分三个单独的实现电路组成。
方案一原理图：方案二原理图：选择方案二的理由：方案一电路过于繁杂，器件用量多，花费大，焊接量多，而方案二电路克服了上述缺点，故选用方案二。
三、单元电路设计与参数计算1、桥式整流电容滤波集成稳压块正负直流电源电路用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）（1）原理：直流源的制作由四部分组成：电源变压器，整流电路，滤波电路及稳压电路。
变压器部分通过变压器降压使得进入整流的电压减小；整流道路部分利用二极管的单向导电性实现交流电压到直流电压的转变，即将正弦波电压转换为单一方向的脉冲电压；滤波部分采用大电容，利用电容的充放电作用使输出电压趋于平滑；稳压通过稳压管的稳压作用使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响。
其流程图为：（2）参数设计：直流电源：1）由于要产生±12V的电压，所以在选择变压器时变压后副边电压u2应大于24V，由现有的器材可选变压后副边电压u2为30V的变压器。
2）整流输出电压的平均值：。
3）设变压器副边线圈的输出电压为，在vi 的正半周，vL =v2 ，所以。
4）在选择整流二极管时，主要考虑两个参数，即最大整流电流和反向击穿电压。
每个二极管的平均电流为且。
5）滤波电路需采用大电容来实现充放电，故选C1=C2=3300UF,C3与C4用于消除自激振荡，选小电容0.1UF,C5与C6用于消除高频信号带来的噪音，令C5=C6=220UF。
模拟电子技术第6章基本运算电路
基本运算电路的重要性
实现复杂信号处理
基本运算电路能够完成各种复杂信号的处理，如滤 波、放大、比较等，是实现各种电子设备和系统功 能的关键。
提高系统性能
基本运算电路的高精度和高稳定性能够显著提高整 个系统的性能和可靠性。
降低成本
基本运算电路的广泛应用能够降低生产成本，提高 生产效率。
基本运算电路的类型
积分运算电路的应用实例
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积分运算电路在波形变换、信 号滤波、控制系统等领域有广 泛应用。
积分运算电路在波形变换、信 号滤波、控制系统等领域有广 泛应用。
积分运算电路在波形变换、信 号滤波、控制系统等领域有广 泛应用。
积分运算电路在波形变换、信 号滤波、控制系统等领域有广 泛应用。
05
运放电路具有虚短和虚断特性，利用这两个特性可 以实现加法运算。
加法运算电路的输出电压与输入电压成正比，比例 系数由电阻和运放决定。
加法运算电路的实现方式
实现加法运算电路需要将多个 输入信号通过电阻网络接入运 放的正负输入端，通过调整电 阻的阻值来控制各输入信号的 放大倍数。
常用的实现方式有反相加法器 和同相加法器，其中反相加法 器的输出电压与输入电压之间 是反相关系，同相加法器的输 出电压与输入电压之间是同相 关系。
通过增加反馈回路，可以减小电路中的误差，提 高运算精度。
减小输入信号幅度
适当减小输入信号的幅度，可以降低电路中非线 性失真的影响，提高运算精度。
温度补偿
由于温度变化会影响电子器件的性能，因此需要 进行温度补偿，以确保运算精度的稳定性。
减小功耗的措施
01
02
03
04
采用低功耗器件
《模拟电子技术基础》实验指导书07积分与微分电路
实验七 积分与微分电路一、 实验目的1. 进一步了解集成运算放大器的性质和特点2. 用集成运算放大器组成积分、微分电路二、 实验原理本实验采用通用型集成运算放大器。
1. 积分运算电路用集成运算放大器组成的积分运算电路如图7-1所示。
该电路输出与输入之间的关系为： ⎰-=dt t u RCu i o )(1 。
当输入电压信号为阶跃信号时该电路的输出电压为： 图7-1 积分电路如图7-2所示。
输出为一个线性变化的电压，其幅度受集成运放饱和输出电压的限制。
方波信号可以看成是多个阶跃信号的组合，因此，当输入信号为方波信号时，积分运算电路输出三角波。
如图7-3所示。
当然，实际积分电路的特性不可能与理想的完全一致，其误差来源很多。
图7-2 输入阶跃信号 7-3 输入方波信号2. 微分运算电路微分运算是积分运算的逆运算，基本微分电路如图7-4所示。
电路输出为：dtt du RC u i o )(-= 但是，图7-4所示电路在频率较高时不稳定，容易产生自激。
因此，实验中一般采用图7-5所示电路，该电路可以消除自激并抑制电路的高频噪声。
当微分运算电路输入方波信号时，输出尖脉冲波，如图7-6所示。
输入三角波时，输出为方波。
t V RC dt t u RC u I i o 1)(1-=-=⎰图7-4 基本微分电路图7-5实验用微分电路三、实验仪器模拟电路实验箱，示波器，晶体管毫伏表等。
四、实验内容与步骤1.积分运算电路（1）按图7-1接电路，检查无误后通电。
（2）令u i=0，调节调零电位器使输出为零。
调节完毕，将输入与地断开。
（3）输入f=1kHz，幅度为1V的方波信号，用示波器观察输出信号波形并记录。
（效果不好时，接电容）图7-6 微分波形2.微分运算电路（1）按图7-5接电路，检查无误后通电。
（2）令u i=0，调节调零电位器使输出为零。
调节完毕，将输入与地断开。
（3）分别输入f=1kHz，幅度为1V的方波信号和三角波信号，用示波器观察输出信号波形并记录。
multisim仿真教程 积分与微分电路
• 形成一个滞后的移相环节，它和集成运放中 原有的滞后环节共同作用，很容易产生自激 振荡，使电路的稳定性变差。最后，输入电 压发生突变时有可能超过集成运放允许的共 模电压，以致使运放“堵塞”，使电路不能 正常工作。
第10页/共15页
• 为了克服以上缺点，常常采用图3.2.3所示的 实用微分电路。主要措施是在输入回路中接 入一个电阻R与微分电容C1 (C1)串联，在反 馈回路中接入一个电容C与微分电阻R1(R1) 并联，并使RC1=R1C在正常的工作频率范 围内，使，而，此时 R1 、C1
＝0，则
第2页/共15页
• 式中 UC(o)是t＝0时刻电容C两端的电压值， 即初始值。
• 如果ui(t)是幅值为E的阶跃电压，并设Uc(o)
＝0，则
u0
(t
)
1 R1C
t
Edt
E
t
0
R1C
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• 即输出电压 uo(t)随时间增长而线性下降。显然RC 的数值越大，达到给定的uo值所需的时间就越长。
积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输 出范围的限值。 • 在进行积分运算之前，首先应对运放调零。为了便 于调节，将图中K1闭合，即通过电阻R2(R2)的负反 馈作用帮助实现调零。但在完成调零后，应将K1打 开，
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• 以免因R2的接入造成积分误差。K2的设置一 方面为积分电容放电提供通路，同时可实现 积分电容初始电压UC(o)＝0，另一方面，可
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图3.2.3 实用的微分电路
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• 对微分电路的影响很小。但当频率高到一定 程度时，R1 、C1 的作用使闭环放大倍数降 低，从而抑制了高频噪声。同时置R C1形成 一个超前环节，对相位进行补偿，提高了电 路的稳
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输出与输入模拟信号之间构成一定的数学运算关系的电路称为运算电 路，利用负反馈技术，采用集成运算放大器就可以构成各种运算电路。用集 成运放实现的基本运算有加减法、微分、积分等，这里主要介绍微分积分运 算。
二、知识准备
（一）积分运算电路
积分运算指集成运放的输出电压与输入电压的积分成 比例的运算。积分运算电路如图1所示。用CF代替RF构成 反馈电路。
四、归纳总结
微分与积分运算电路
这节课主要讲述了微分与积分运算电路的组成、特点，微分与 积分运算电路的计算，集成运放的输入保护等。
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当运放的差模或共模输入信号电压过大时，会引起集成运放输入级的损 坏。另外，当集成运放受到强干扰信号或同相输入时，共模信号过大，会使 输入级三极管的集电结处于正偏，形成集电极与基极信号极性相同，通过外 电路形成正反馈，使输出电压突然骤增至正电源或负电源电压值，产生自锁 现象。这时集成运放出现信号加不进去或不能调零的现象，在集成运放尚未 损坏时，暂时切断电源，重新通电后可恢复正常工作。但自锁严重时，也会 损坏集成运放。为此，可在集成运放输入端加限幅保护。
这时，输出电压与积分时间成正比。因此，即使输入电压 很小，但经过一段时间后输出电压也会积累到一定数值。 这种特性在自动调节系统和测量系统中得到广泛应用。
图1 积分运算电路
二、知识准备
（二）微分运算电路
微分运算是积分运算的逆运算。积分电路中，电阻R1 与电容CF的位置对调一下，即得微分电路，电路如图2所 示。
三、知识深化
（一）集成运放的输入保护
其中图3(a)用于反相输入差模信号过大的限幅保护；图3(b)用于同相输 入共模信号过大的限幅保护。
图3 输入保护电路
三、知识深化
（一）集成运放的输入保护
在调试过程中处理不当，极易损坏集成运放，下列问题应引起注意。 1.必须在切断电源情况下更换元件。在集成运放接通电源时，更换元件，易 使集成运放工作不正常而损坏。 2.在加信号前应先进行消振和调零，若器件内部有补偿网络，不需再消振。 3.当输出端信号出现干抗时，应采用抗干扰措施或加有源滤波消除之。
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主 讲：韩振花
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讲授内容
项目八：集成运算放大电路 知识点 微分与积分运算电路
目录
01 02 03 04
明确任务：微分与积分运算电路
知识准备：微分与积分运算电路的分析 知识深化：集成运放的输入保护 归纳总结
一、明确任务
由图2可知
故
(2)
图2 微分运算电路
二、知识准备
（二）微分运算电路
式（2）表明：输出电压正比于输入电压对时间的微 分。若 是一恒定的直流电压，则
进行运算时，输出量一定要反映输入量的某种运算结 果，即输出电压将在一定的范围内变化，所以集成运放必 须工作在线性区。
图2 微分运算电路
三、知识深化
（一）集成运放的输入保护
设电容器CF上初始电压 ，随着充电过程的进行，电容 器CF两端的电压为
图1 积分运算电路
二、知识准备
（一）积分运算电路
由图1可知 故
(1)
图1 积分运算电路
二、知识准备
（一）积分运算电路
式(1)表明：输出电压正比于输入电压对时间t的积 分。负号表示输出电压与输入电压相位相反。
若输入电压 是一恒定的直流电压 ，则有