集成运放中的加法和减法运算电路教案

R1 = R 2 ， R3 = R F ： u o =
R1 = R2 = R3 = RF ： u o = u i 2 − u i1
第三板块： （用小黑板上将例题板书出来，同时讲课时本块可作为机动）
Δ
1、 掌握集成运放中的加法和减法电路 2、 掌握加法和减法电路的混合应用 3、 熟练集成运放线性应用的知识
教学难点： 教学难点： 1、集成运放的分析方法 2、集成运放中信号电路的混合应用 教学方法： 教学方法： 讲授法 复习引入 一、复习引入 集成运放的分析依据： （教学要求：提问学生回答，老师解释） 1、虚断： i− = i+ = 0 （解释：集成运放输入电流为零，但是 教 集成运放又是与电路相连接的，相当于断开了一样， 所以通常 称为“虚断” 2、虚短： u + = u − （解释：集成运放两个输入端对地的电压 总是相等的，二者不相接，但电位又总想等，相当于短路，所 以通常称为： “虚短” 二、新课内容 新课内容 1、加法运算电路 根据运放工作在线性区的两条分析依据可知：
书
－
Rp
虚断： i− = i+ = 0
板
if = i1 + i2 虚短： u + = u − =0 u − u − u i1 i1 = i1 = R1 R1 u − u − ui 2 = i2 = i 2 R2 R2 u − uo − uo if = − = RF RF
u o = −( RF R u i1 + F u i 2 ) R1 R2
u o = −(
（题后感：要先考虑各个量之间的关系，选择合适的公式代 入计算。 ） 课后练习 四、课后练习 1、作业 、 习题册中本节相关题目（一、2,3,5、二、3,4） （教学要求：老师提前将习题册题目完成，以备学生来询问 及作业批改） 2、课后思考题 、课后思考题（提高练习，可以部分学生思考，思考题可放
若 R1 = R 2 = R F
u o = −(u i1 + u i 2 )
u o = −(u i1 + u i 2 + u i 3 + u i 4 + L)
第二板块：2、减法运算电路
RF ui 1 ui 2 R1 R2 R3
－ + +
∞
uo
书
′ ui1=0： u o = −
RF u i1 R1
R R3 ′ ui2=0： u o′ = 1 + F ui 2 R1 R 2 + R3 ′ ′ u o = u o + u o′ = − RF R R3 u i1 + 1 + F ui2 R1 R1 R 2 + R3 RF (u i 2 − u i1 ) R1
Δ
R4 uo2
故：
五、课堂小结 集成运放的加法和减法电路的结论（公式）以及课堂练习中 小结 将多种电路组合的应用分析方法（将每个电路独立出来求解） 分钟） （2-5 分钟） （教学要求在黑板上用红色粉笔标上重点记号）
板
（板书要求：将黑板分为三板块） 集成运放的应用 第一板块：1、加法电路
ui 1 R1 i1 if ui 2 R2 i2 Δ RF ∞ + + uo
u o = −(u i1 + u i 2 + u i 3 + u i 4 + L)
学 2、减法运算电路 （教学要求： 先提问：同相比例运算电路和反相比例运算电路 的结论是什么？） RF
ui 1 ui 2 R1 R2 R3 － + +
∞
uo
Δ
重
过
由叠加原理 （叠加原理是指在线性电路中， 任一支路的电 流是每一个电源单独作用时在该支路所产生的电流代数和） ： ui1 单独作用时（ui2 看成是接地，即 ui2=0）为反相输入比例运 算电路，其输出电压为：
ui 1 R1 i1 if RF ∞ － + + Δ
引入（ 分钟） 引入（5 分钟）
学
新课讲授 30 分钟） 分钟）
过
ui 2 R2 i2 Rp
uo
虚断： i− = i+ = 0 程
重 点 讲 解
if = i1 + i2 ① 虚短： u + = u − =0（解释：同相端接地，所以 u + = 0 ） u − u − u i1 i1 = i1 = ② R1 R1 u − u − ui 2 i2 = i 2 = ③ R2 R2 u − uo − uo if = − = ④ RF RF
uo1 看成是第二级的一个输入，即加法运算中的一个输入电
程 压，套用公式：
u o1 =
RF1 100 (u i 2 − u i1 ) = (0.3 − (−0.2)) = 1V R1 50 RF2 R 100 100 u i 3 + F2 u o1 ) = −( 0.4 + 1) = 6V R4 R5 20 25
将②、③、④式带入①式可得：
u o = −(
RF R u i1 + F u i 2 ) R1 R2
u o = −(u i1 + u i 2 )
平衡电阻 Rp = R1 // R2 // RF
若 R1 = R 2 = R F ，则：
教
结论： 输出电压与两个输入电压之间是一种反相输入加法运算 关系。 拓展：若输入电压有 u i 3 、u i 4 ……，依次在①后面加上相对应 的电流，根据虚短，写出电流的式子，则可得到结论
u 2− = u 2+ = u i 2 u i1 − u i 2 = u1− − u 2 − = R1 (u o1 − u o2 ) R1 + 2 R2
2R2 (u i1 − u i 2 ) u o1 − u o2 = 1 + R1 第二级是由运放 A3 构成的差动放大电路，其输出电压为： R R 2 R2 (ui1 − ui 2 ) uo = 4 (uo 2 − uo1 ) = − 4 1 + R3 R3 R1 电压放大倍数为： uo R 2 R2 Auf = = − 4 1 + u i1 − u i 2 R3 R1
u o = u i 2 − u i1
结论：输出电压与两个输入电压之差成正比，实现了减法运 算。该电路也称为差动输入运算电路或差动放大电路 思考：若利用虚短，虚断来求解减法电路该如何分析？提示：
u+ = u− =
R3 ui 2 R2 + R3
教
三、课堂练习 、 （教学要求：先提问学生，然后让学生自己在练习本上先解 答，老师下去巡视检查学生的解答，然后在黑板上讲解） 例： 求图示电路中的 uo1 和 u o 。 已知 u i1 = −0.2v ， i2 = 0.3v ， u 巩 固 理 论 知 识 讲 解
学校： 学校： 课题： 课题： 任课教师： 任课教师： 教学 张
技工学校 科目： 科目：
专业： 专业： 集成运放中的加法和减法运算电路 电工电子技术基 础 时 间： 10.12.11
电子电工 班级： 班级： 09 应用电 子
目的： 目的： 教学重点： 教学重点： 1、 加法电路的分析 2、 减法电路的分析
讲
解
′ ′ u o = u o + u o′ = −
RF R R3 u i1 + 1 + F ui2 R1 R1 R2 + R3
若 R1 = R2 ， R3 = RF ，则：
uo =
RF (u i 2 − u i1 ) R1
若 R1 = R2 = R3 = RF ，则：
ui3 = 0.4v ， R1 = 50 KΩ , R2 = 50 KΩ , R3 = 100 KΩ ,
学
R4 = 20 KΩ , RP = 10 KΩ
R5 = 25 KΩ ,
RF 1 = RF 2 = 100 KΩ ,
过
解：分析：电路由第一级的减法运算电路和第二级的加法运 算电路组合而成。可分步一步一步求解，先求出 u o1 ，然后将
教
在小黑板上） 求图示电路中 uo 与 ui 的关系。 。
ui1
∞
A1 + R2 uo1 R3 R3 + R4
+ －
Δ
学
R1
∞
uo
－
Δ
Baidu NhomakorabeaR2
A3 +
过
ui2
－ A2 + +
∞
程
附：解答过程（备学生课后来询问解答） 解答过程 解：电路由两级放大电路组成。第一级由运放 A1、A2 组成， 它们都是同相输入，输入电阻很高，并且由于电路结构对称， 可抑制零点漂移。根据运放工作在线性区的两条分析依据可 知： u1− = u1+ = u i1
点
程
R ′ u o = − F u i1 R1
ui2 单独作用时（ui1 看成是接地，即 ui1=0）为同相输入比例运 算，其输出电压为：
R R3 ′ u o′ = 1 + F ui 2 R1 R 2 + R3 ui1 和 ui2 共同作用时（将两者叠加） ，输出电压为：