1、掌握集成运放的线性及非线性应用基础知识掌握集成运放的线性及非线性应用基础知识虚短、虚断虚短、虚断的概念；的概念；掌握基本运算电路，如用集成运放实现电信号的比例、加、掌握基本运算电路，如用集成运放实现电信号的比例、加、减、积分、微分等基本运算的方法和原理；减、积分、微分等基本运算的方法和原理；掌握集成运放的非线性应用。掌握集成运放的非线性应用。学习目标学习目标学习目标学习目标熟练掌握集成运放性能及其分析判别方法；熟练掌握集成运放性能及其分析判别方法；通过红外线报警器电路的分析与制作，学生应通过红外线报警器电路的分析与制作，学生应理解和掌握集成运放的特性及应用，能按工艺理解和掌握集成运放的特性及应
2、用，能按工艺要求独立进行电路装配、测试和调试，并能独要求独立进行电路装配、测试和调试，并能独立排除装配、调试过程中出现的故障。立排除装配、调试过程中出现的故障。红外线报警器电路如图红外线报警器电路如图3-13-1所示，试分析其工作原理所示，试分析其工作原理并制作该电路。并制作该电路。本任务电路的组成框图如图本任务电路的组成框图如图3-23-2所示。所示。本项目电路中采用本项目电路中采用SD02SD02型热释电人体红外传感器，当型热释电人体红外传感器，当人体进入该传感器的监视范围时，传感器就会产生一人体进入该传感器的监视范围时，传感器就会产生一个交流电压个交流电压(幅度约为幅度约为1 mV)1
3、mV)，该电压的频率与人体移，该电压的频率与人体移动的速度有关。在正常行走速度下，其频率约为动的速度有关。在正常行走速度下，其频率约为6 Hz6 Hz。目前广泛应用的电压型集成运算放大器是一种高放大倍数的直接耦合放大器。在该集成电路的输入与输出之间接入不同的反馈网络,可实现不同用途的电路。例如，利用集成运算放大器可非常方便地完成信号放大、信号运算、信号处理（滤波、调制）以及波形的产生和变换。集成运算放大器的种类非常多,可适用于不同的场合。（一）通用型运算放大器（一）通用型运算放大器（二）高阻型运算放大器（二）高阻型运算放大器（三）低温漂型运算放大器（三）低温漂型运算放大器（四）高速型运算放大器
4、（四）高速型运算放大器（五）低功耗型运算放大器（五）低功耗型运算放大器（六）高压大功率型运算放大器（六）高压大功率型运算放大器（一）开环差模电压放大倍数（一）开环差模电压放大倍数Auo（二）最大输出电压（二）最大输出电压Uopp（三）输入失调电压（三）输入失调电压Uio（四）输入失调电流（四）输入失调电流Iio（五）最大差模输入电压（五）最大差模输入电压UidM（六）最大共模输入电压（六）最大共模输入电压UicM（七）共模抑制比（七）共模抑制比KCMR（八）输出电阻（八）输出电阻ro（九）差模输入电阻（九）差模输入电阻rid 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数、集成运算放大器是一种具有高电
5、压放大倍数、输入电阻很大、输出电阻很小的直接耦合多级放大输入电阻很大、输出电阻很小的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、减法、函数关系。在线性应用方面，可组成比例、减法、加法、积分、微分等模拟运算电路。加法、积分、微分等模拟运算电路。为了保证集成运放差动输入级的静态平衡，要求平衡电阻R2=R1/Rf。该比例电路的反馈是深度电压并联负反馈。其输入电阻和输出电阻均不高。为了保证集成运放差动输入级的静态平衡，
6、也要求平衡电阻R2=R1/Rf。该比例电路的反馈是深度电压串联负反馈。其输入电阻很高，输出电阻较低。由上述比例电路可知，运算放大器的闭环放大倍数决定于外围元件的参数，与开环放大倍数无关。利用PN结伏安特性所具有的指数规律，将二极管或者三极管分别接入集成运放的反馈回路和输入回路，可以实现对数运算和指数运算，而利用对数运算、指数运算和加减运算电路相组合，便可实现乘法、除法、乘方和开方等运算。输入电压ui经电阻R1加在集成运放的反相输入端，参考电压UR经电阻R2接在同相输入端，此外从输出端通过电阻Rf引回反馈，引入的反馈类型为电压串联正反馈。因此同相输入端的电压uP是由参考电压UR和输出电压Uo共同
7、决定的，Uo有-Uo(sat)和+Uo(sat)两个状态。在输出电压发生翻转的瞬间，运放的两个输入端的电压非常接近，即uN=uP。因此可用叠加原理来分析它的两个输入触发电平。从图3-19（b）所示特性曲线可以看出，当ui从小于UTH2逐渐增大到超过UTH1门限电平时，电路翻转为-Uo(sat)；当ui从大于UTH1逐渐减小到小于UTH2门限电平时，电路再次翻转为+Uo(sat)；而ui处于UTH1和UTH2之间时，电路输出将保持原状态。集成电路的封装及外形有多种。最常用的封装有塑料、陶瓷及金属3种。封装外形可分为圆形金属外壳封装(晶体管式封装)、陶瓷扁平或塑料外壳封装、双列直插式陶瓷或塑料封装
8、、单列直插式封装等，如图3-22所示。圆筒形和菱形金属壳封装IC的引脚识别。（1）单列直插式IC的引脚识别。（2）双列直插式或扁平式IC的引脚识别。（3）（一）元器件的检测（一）元器件的检测 1.外观质量检查 电子元器件应完整无损，各种型号、规格、标志应清晰、牢固，标志符号不能模糊不清或脱落。2.元器件的测试与筛选 用万用表分别检测电阻、二极管、电容。（二）元器件的引线成形及插装（二）元器件的引线成形及插装 在印制电路板上插装元器件，插装时应注意以下事项。（1）电阻和涤纶电容无极性之分，但插装时一定要注意电阻值和电容量，不能插错。（2）电解电容和发光二极管有正负极性之分，插装时要看清极性。（3）插装集成电路和传感器时要注意引脚。集成运算放大器LM324的引脚排列如图3-29所示。（4）元器件的安装力求到位，并且美观。（三）元器件的焊接（三）元器件的焊接 元器件焊接时间最好控制在23 s。焊接完成后，剪掉多余的引线。通电前，先仔细检查已焊接好的电路板，确保装接无误。然后，用万用表电阻挡测量正负电源之间有无短路和开路现象，若不正常，则应排除故障后再通电。本电路无可调试元器件，只要元器件无损，连接无误，一般都能正常工作。
