④光電耦合器耦合，能很好地解決放大器的級間電氣隔離問題。2.阻容耦合放大器多級阻容耦合放大器具有如下特點。優點：①靜態工作點互不影響，均可以調整為各自的最佳狀態，有利于放大器的分析、設計和調試；②體積小、質量輕；③不存在零點漂移問題。缺點：①耦合電容對交流信號呈現一定的容抗，在傳輸過程中，信號會受到一定的衰減；②不能放大變化緩慢的信號和直流分量變化的信號；③在集成電路中，制造大容量的電容很困難，因此無法實現集成化。2.1阻容耦合放大器動態參數分析畫出如圖2-38所示的兩級阻容耦合共發射極放大器的微變等效電路，如圖2-39所示。也就是說，多級放大器的輸入電阻就是第一級的輸入電阻，多級放大器的輸出電阻就是最后一級的輸出電阻，多級放大器的電壓放大倍數為各級電壓放大倍數的乘積。2.2阻容耦合放大器的頻率特性頻率特性是指放大器的電壓放大倍數與頻率之間的關系，又叫頻率響應（頻響）。多級放大器總的電壓放大倍數增大了，但兩級放大器的和兩點間的頻率范圍比和兩點間的頻率范圍縮小了，即總通頻帶比每個單級放大器的通頻帶都要窄，且級數越多，總通頻帶越窄。【例11】圖2-41（a）所示為阻容耦合兩級放大器（放大電路），其中，Rb1=300kΩ，Re1=3kΩ，Rb2=40kΩ，Rc2=2kΩ，Rb3=20kΩ，Re2=3.3kΩ，RL=2kΩ，VCC=12V；三極管VT13.其他耦合放大器3.1變壓器耦合放大器變壓器耦合放大器具有如下特點。（1）各級的靜態工作點相互獨立，互不影響，有利于放大器的設計、調試和維修。（2）同阻容耦合一樣，變壓器耦合的低頻特性差，不適合放大直流及緩慢變化的信號，只能傳遞具有一定頻率的交流信號。（3）（4）輸出溫度漂移比較小。（5）變壓器耦合電路的體積和質量較大，不便于做成集成電路。3.2直接耦合放大器直接耦合指級間通過導線（或電阻）直接連接的耦合方式，如圖2-42（b）所示。直接耦合放大器具有如下特點。（1）優點：低頻特性極佳，能放大變化很緩慢的信號和直流信號；由于沒有耦合電容，故非常適宜于大規模集成。（2）缺點：存在著各級靜態工作點相互牽制和零點漂移這兩個問題。（第4章將討論零點漂移問題。）應知應會知識小結（1）多級放大器由輸入級、中間級、推動級和輸出級幾部分組成。（2）（3）多級放大器的輸入電阻就是第一級的輸入電阻，多級放大器的輸出電阻就是最后一級的輸出電阻，多級放大器的電壓放大倍數為各級電壓放大倍數的乘積。（4）多級放大器的通頻帶比每個單級放大器的通頻帶都要窄，且級數越多，通頻帶越窄。課后作業：見2.9中同步練習題一、填空題20、21、22；二、判斷題1、5；三、單項選擇題13、23；五、計算題14、15；課后記要：項目三負反饋放大器的學習與應用職業崗位群應知應會目標（1）理解反饋的相關概念（如直流反饋、交流反饋和交直流反饋，正反饋和負反饋，電壓反饋和電流反饋，串聯反饋和并聯反饋，本級反饋和級間反饋）、負反饋放大器方框圖、閉環放大倍數的表達式等。熟練掌握反饋類型的判別方法。（2）理解負反饋放大器的4種組態對放大器諸多動態性能的影響。（3）會估算深度負反饋條件下的放大器閉環放大倍數。（4）了解反饋放大器的穩定性以及提高負反饋放大器穩定性的方法。項目導入反饋被廣泛應用于電子電路中，在所有實用的放大器中都毫無例外地引入了適當的負反饋，用于改善或改變放大器的一些性能，如提高放大倍數的穩定性、減小非線性失真、改變輸入/輸出電阻、展寬通頻帶、抑制干擾和噪聲等。本項目先介紹反饋的概念與基本類型，然后介紹負反饋的判別方法，并分析負反饋對放大器性能的影響和閉環增益的估算。3.1反饋的概念與基本類型教案課題名稱反饋的概念與基本類型所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時2課時教學平臺多媒體網絡教室、學習通課堂教學資源教科書、多媒體教學課件線上學習資源教學視頻、學習討論、課堂練習題、在線開放課程教學目標知識目標：（1）理解反饋在電子技術應用中的地位；（2）理解反饋的相關概念、負反饋放大器方框圖等；（3）熟練掌握反饋類型的判別方法。能力目標：（1）會利用瞬時極性法來判斷反饋極性；（2）能根據反饋網絡結構辯識反饋放大器的組態。素質目標：（1）養成自主學習的習慣；（2）具備良好的人際交往能力、團隊合作精神和優質服務意識；（3）養成嚴謹、細致的學習習慣。教學重點（1）理解反饋的概念、負反饋放大器方框圖等；（2）熟練掌握瞬時極性法判斷反饋極性；（3）熟練掌握反饋類型的判別方法。教學難點理解并熟練掌握反饋類型的判別方法。教學方法自主學習法、任務驅動法、合作探究法、演示法課前準備教師：發布任務、推送資源，在線答疑解惑。學生：接收學習任務，查找相關資料自主學習；提出疑問。線下教學過程批注3.1.1反饋的概念1.概念2.分類3.反饋放大器的組成如圖3-1所示，反饋放大器由基本放大器（A）與反饋網絡（F）組成，反饋網絡承擔了信號反饋（回送）的任務。未加反饋網絡時，信號只有一個正向傳輸方向，這種情況稱為“開環”。加上反饋網絡后，信號除正向傳輸外，還存在著反向傳輸，此時，放大器與反饋網絡構成閉合環路，這種情況稱為“閉環”。3.1.2反饋的基本類型及判別反饋分類的依據和類型：①根據反饋信號的屬性，反饋可分為直流反饋、交流反饋和交直流反饋；②根據反饋的極性，可分為正反饋和負反饋；③根據取樣處反饋網絡與負載的聯結關系，可分為電壓反饋和電流反饋；④根據疊加處反饋網絡與基本放大器的聯結關系，可分為串聯反饋和并聯反饋；⑤根據反饋網絡是否跨級，可分為本級反饋和級間反饋。1．直流反饋、交流反饋和交直流反饋的判別判別依據：直流通路、交流通路。（1）直流反饋（2）交流反饋（3）交直流反饋2．正反饋和負反饋的判別判別依據：使凈輸入信號減弱的是負反饋，使凈輸入信號增強的是正反饋。通常采用瞬時極性法來判別。瞬時極性法來判別實例【例1】判斷如圖3-2所示的電路中有無反饋，如果有，請說明反饋的屬性和極性。【例2】圖3-3所示的電路中一共存在幾處反饋？分別說明反饋的屬性和極性。3．電壓反饋與電流反饋的判別判別依據：輸出端的取樣方式。如圖3-4（a）所示，反饋網絡與負載二者的聯結關系為并聯，那么反饋信號只能是輸出電壓的一部分或全部，反饋類型為電壓反饋。如圖3-4（b）所示，反饋網絡與負載二者的聯結關系為串聯，那么反饋信號只能是輸出電流的一部分或全部，反饋類型為電流反饋。4．串聯反饋與并聯反饋的判別判別依據：輸入端的疊加方式。如圖3-5（a）所示，反饋類型為串聯反饋。如圖3-5（b）所示，反饋類型為并聯反饋。5．負反饋放大器的4種組態的判別4種負反饋放大器的方框圖如圖3-6所示。6．判斷放大器中反饋類型的步驟和方法首先分析電路中是否存在反饋，如果有反饋，就按如下步驟和方法進行判斷。（1）判斷是直流反饋、交流反饋還是交直流反饋（通過交流通路、直流通路進行判斷）。（2）判斷是正反饋還是負反饋（利用瞬時極性法進行判斷）。（3）（4）判斷是串聯反饋還是并聯反饋（通過疊加處基本放大器與反饋網絡二者的聯結關系來判斷）。【例3】判斷如圖3-3所示的放大電路中3處負反饋的組態。【例4】試判斷如圖3-7所示的電路的反饋組態。知識小結課后拓展：1.完成學習通上的線上作業。2.完成線下作業。（見3.5中同步練習題）一、填空題1、2、5、6。二、判斷題1、3、6、9。三、單項選擇題1、2。四、簡答題2。3.通過學習通上在線開放課程進行補差學習。4.課前預習。課后記要：3.2?負反饋放大器放大倍數的一般表達式教案課題名稱負反饋放大器放大倍數的一般表達式所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時2課時教學平臺多媒體網絡教室、學習通課堂教學資源教科書、多媒體教學課件線上學習資源教學視頻、學習討論、課堂練習題、在線開放課程教學目標知識目標：（1）理解閉環放大倍數的一般表達式的推導過程；（2）理解負反饋放大器的所有性能改變的程度都取決于(1+AF)的大小；（3）掌握“虛短”和“虛斷”的內涵。能力目標：（1）會利用負反饋放大器框圖推導閉環放大倍數的一般表達式；（2）會估算深度負反饋條件下的放大器閉環放大倍數。素質目標：（1）養成自主學習的習慣；（2）具備良好的人際交往能力、團隊合作精神和優質服務意識；（3）養成嚴謹、細致的學習習慣。教學重點（1）理解閉環放大倍數的一般表達式的推導過程；（2）掌握“虛短”和“虛斷”的內涵；（3）會估算深度負反饋條件下的放大器閉環放大倍數。教學難點理解并熟練掌握反饋類型的判別方法。教學方法自主學習法、任務驅動法、合作探究法、演示法課前準備教師：發布任務、推送資源，在線答疑解惑。學生：接收學習任務，查找相關資料自主學習；提出疑問。線下教學過程批注下面依據負反饋放大器的組成框圖推導閉環放大倍數的一般表達式。3.2.1閉環放大倍數的一般表達式設圖3-1中基本放大器的凈輸入信號和信號源的輸入信號分別為=xI-xFxI=+xF1.開環放大倍數2.反饋系數3.閉環放大倍數綜合上述表達式，可得負反饋放大器放大倍數的一般表達式為由此可得負反饋放大器的電壓放大倍數和電流放大倍數的表達式分別為當反饋深度(1+AF)

>1時，稱為深度負反饋。此時，閉環放大倍數可近似為【例

6】已知某電壓串聯負反饋放大器在中頻區的開環電壓放大倍數Au=103，信號源輸入信號ui=10mV，反饋系數Fu=0.1，求該放大器的閉環電壓放大倍數、反饋電壓uf和凈輸入電壓。3.2.2深度負反饋條件下的近似計算1.虛短深度負反饋條件下，所有放大器接收凈輸入信號的兩個端子的交流電位差約等于零，稱為“虛短”即。2.虛斷深度負反饋條件下，所有放大器的凈輸入交流電流約等于零，稱為“虛斷”，即。“虛短”和“虛斷”概念的應用實例【例7】估算如圖3-9（a）、（b）所示的負反饋放大器的閉環電壓放大倍數。知識小結（1）負反饋放大器放大倍數的一般表達式為。（2）(1+AF)稱為反饋深度，是衡量反饋程度的重要指標，負反饋放大器所有性能改變的程度都取決于(1+AF)的大小。（3）利用“虛短”和“虛斷”的概念可大致估算出負反饋放大器閉環放大倍數或閉環電壓增益。課后拓展：1.完成學習通上的線上作業。2.完成線下作業。（見3.5中同步練習題）一、填空題8、11。二、判斷題2、10。三、單項選擇題6、9、10。四、簡答題3。五、計算題1。3.通過學習通上在線開放課程進行補差學習。4.課前預習。課后記要：3.3?負反饋對放大器性能的影響教案課題名稱負反饋對放大器性能的影響所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時2課時教學平臺多媒體網絡教室、學習通課堂教學資源教科書、多媒體教學課件線上學習資源教學視頻、學習討論、課堂練習題、在線開放課程教學目標知識目標：（1）了解反饋放大器的穩定性以及提高負反饋放大器穩定性的方法；（2）理解負反饋放大器的4種組態對放大器諸多動態性能的影響。能力目標：（1）會根據需求選擇負反饋類型和組態；（2）會估算深度負反饋條件下的放大器閉環放大倍數。素質目標：（1）養成自主學習的習慣；（2）具備良好的人際交往能力、團隊合作精神和優質服務意識；（3）養成嚴謹、細致的學習習慣。教學重點（1）理解負反饋對放大器性能的影響；（2）會根據需求選擇負反饋類型和組態。教學難點理解并熟練掌握負反饋放大器的4種組態對放大器諸多動態性能的影響。教學方法自主學習法、任務驅動法、合作探究法、演示法課前準備教師：發布任務、推送資源，在線答疑解惑。學生：接收學習任務，查找相關資料自主學習；提出疑問。線下教學過程批注提出問題：放大器中引入負反饋會導致放大倍數減小，但在放大電路中幾乎都會引入負反饋，為什么呢？解答問題：以放大倍數為代價可以能換取放大器諸多方面性能的改善，利大于弊，因此，在放大電路中幾乎都會引入負反饋。3.3.1提高放大倍數的穩定性閉環放大倍數的穩定性是開環放大倍數穩定性的(1+AF)倍。負反饋越深，(1+AF)越大，閉環放大倍數的穩定性越好。3.3.2減小非線性失真負反饋減小非線性失真的原理如圖3-10所示。開環狀態如圖3-10（a）所示。閉環狀態的預失真補償，非線性失真得以減小，如圖3-10（b）所示。需要指出的是，負反饋只能減小放大器自身產生的非線性失真（減小為原來的倍），而不能完全消除。3.3.3展寬頻帶通頻帶的展寬示意圖如圖3-11所示。原理分析：理論計算表明，引入負反饋后，放大器的通頻帶能展寬為開環時的(1+AF)倍。3.3.4改變輸入和輸出電阻1．負反饋對放大器輸入電阻的影響取決于反饋信號在放大器輸入端的疊加方式（1）串聯負反饋使輸入電阻增大。閉環輸入電阻Rif與開環輸入電阻Ri的關系為（2）并聯負反饋使輸入電阻減小。閉環輸入電阻Rif與開環輸入電阻Ri的關系為2．負反饋對放大器輸出電阻的影響取決于反饋信號在放大器輸出端的取樣方式（1）電壓負反饋使輸出電阻減小。閉環輸出電阻Rof與開環輸出電阻Ro的關系為（2）電流負反饋使輸出電阻增大。閉環輸出電阻Rof與開環輸出電阻Ro的關系為3.3.5降低放大器的內部噪聲由于元器件的非線性及電源電壓波動等因素，放大器會產生內部噪聲。內部噪聲電壓基本上是固定的，引入負反饋后，雖然有用信號和內部噪聲的幅度會同步減小，但可以增強有用信號從而增大信噪比。知識小結（1）引入負反饋對放大器性能的影響：①放大倍數減小了，但提高了放大倍數的穩定性；②擴展了通頻帶；③減小了非線性失真；④改變了輸入和輸出電阻；⑤降低了放大器的內部噪聲。所有性能的改善或改變都與反饋深度(1+AF)有關，且都是以犧牲放大倍數為代價的。（2）負反饋類型和組態選擇的總體依據。①要穩定直流量（靜態工作點），應引入直流負反饋。②要改善交流性能，應引入交流負反饋。③要穩定輸出電壓，應引入電壓負反饋，可減小放大電路的輸出電阻；要穩定輸出電流，應引入電流負反饋，使輸出電阻增大。④要增大輸入電阻，應引入串聯負反饋；要減小輸入電阻，應引入并聯負反饋。⑤若信號源的內阻小，則分壓疊加負反饋方式效果好，適宜采用串聯負反饋；若信號源的內阻大，則分流疊加負反饋方式效果好，適宜采用并聯負反饋（備注說明：信號源的大內阻于運放而言皆算小內阻，故采用運放作放大器時，采用串聯負反饋更佳）。課后拓展：1.完成學習通上的線上作業。2.完成線下作業。（見3.5中同步練習題）一、填空題7、9、10。二、判斷題7、8。三、單項選擇題7、8、11。四、簡答題3。五、綜合題1。3.通過學習通上在線開放課程進行補差學習。4.課前預習。課后記要：4.1直流放大器的特殊問題教案課題名稱直流放大器的特殊問題所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時2課時教學目標：了解直流放大器的定義；理解直流放大器的幅頻特性；掌握直流放大器的兩個特殊問題及解決辦法。教學重點：直流放大器的幅頻特性，直流放大器的兩個特殊問題。教學難點：直流放大器的兩個特殊問題及解決辦法教學過程批注任務4.1直流放大器的特殊問題把變化極其緩慢的信號或某個直流量的變化信號統稱為直流信號，用來放大直流信號的放大器稱為直流放大器。也就是說，由于直流放大器必須具備下限工作頻率趨于零的良好低頻特性，所以只能采用直接耦合方式。直流放大器的幅頻特性將放大器各級之間，以及放大器與信號源或負載直接連起來，或者將經電阻等能通過直流的元器件連接起來，這種方式稱為直接耦合方式。直流放大器和阻容耦合放大器的幅頻特性分別如圖4-1（a）、（b）所示。然而，直接耦合方式有其特殊問題，即存在前后級靜態工作點互相牽制與零點漂移問題。直流放大器只有妥善解決好這兩個問題之后，才具有實用價值。直流放大器在應用中需要解決的問題2.1前后級靜態工作點互相牽制【例1】在如圖4-2所示的電路中，已知VCC=12V，Rb1=150kΩ，Rb2=20kΩ，Rc1=3kΩ，Rc2=2kΩ，RL=4kΩ，三極管的β1=β2=50，均為硅管。試求：（1）斷開VT2的基極，求前級單獨工作時的靜態工作點參數。（2）兩級直接耦合后，估算VC1Q、VC2Q、IC2Q、IB2Q的數值。①用抬高后級三極管發射極電位來增大前級三極管動態范圍的方法；②采用NPN管和PNP管組成互補耦合的方法，如圖4-3所示。2.2零點漂移（1）零點漂移的概念。（2）引起零漂的原因和零漂的危害。（3）衡量零漂的性能指標。一般都將輸出零漂電壓折合到輸入端來衡量零漂的大小，即用輸出端零漂電壓除以放大器的放大倍數（），得到的數值就是等效到輸入端的零漂電壓，簡稱輸入零漂。【例2】有兩個直流放大器，其電壓放大倍數分別為=-1000、=200。當溫度變化10℃時，兩個放大器輸出端的零漂電壓分別為uO1=1V、uO2=0.5V，請通過計算來比較兩個放大器溫度特性的優劣。（4）抑制零漂的措施。①選用穩定性能好的硅三極管作為放大管。②采用單級或級間直流負反饋來穩定靜態工作點，利用二極管或熱敏元器件進行溫度補償。③采用直流穩壓電源，以減小由電源電壓波動引起的零漂。④采用差動放大器抑制零漂。應知應會知識小結（1）我們把變化極其緩慢的信號或某個直流量的變化信號統稱為直流信號，用來放大直流信號的放大器稱為直流放大器。（2）直流放大器的特殊問題和改善方法（措施）。①采用抬高后級三極管的發射極電位來增大前級三極管的動態范圍或采用NPN管和PNP管組成互補耦合電路來改善前級與后級靜態工作點互相牽制的問題。②選用穩定性能好的硅三極管作為放大管、采用單級或級間直流負反饋穩定靜態工作點，或者利用二極管或熱敏元器件進行溫度補償、采用直流穩壓電源、采用差動放大器等措施來改善零漂。課后作業：見4.7中同步練習題一、填空題1、2；二、判斷題2、8；四、簡答題1。課后記要：4.2差動放大器教案課題名稱差動放大器所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時2課時教學目標：熟悉差模信號和共模信號的概念；掌握差動放大器的組成及特點，掌握差動放大器的工作原理；掌握方法。教學重點：差模信號與共模信號，差模信號的放大原理，零漂和共模信號的抑制原理，差動放大器的電路形式。教學難點：教學過程批注任務4.2差動放大器差模信號與共模信號1.1兩端均不接地的信號源與放大器圖4-5所示為兩端均不接地的信號源與放大器示意圖。分析可知，輸出電壓uab為后續放大器應滿足如下要求。（1）放大器的放大倍數足夠大，并且兩個輸入端均不能接地。（2）放大器的輸入與輸出應具有線性關系，即輸出uo正比于輸入uab。（3）a、b兩端對地的電位Va、Vb不會影響輸出uo。能滿足上述要求的放大器就是差動放大器。差模信號與共模信號的概念差模信號定義為兩輸入信號之差，即usd=us1-us2共模信號定義為兩輸入信號的算術平均值，即當用差模信號和共模信號來表示兩個輸入電壓時，運算可得2.2差動放大器的組成和特點差動放大器也叫差分或差值放大器。1．對差模信號的放大作用差動放大器的雙端輸出電壓為雙端輸出時的差模電壓放大倍數為2．對零漂和共模信號的抑制作用（1）對零漂的抑制作用。（2）對共模信號的抑制作用。3．共模抑制比共模抑制比（）定義為差模電壓放大倍數與共模電壓放大倍數之比的絕對值，即如果用分貝表示共模抑制比，則4．對差動輸入（任意輸入）的放大作用根據疊加原理，差動輸入時，差動放大器的雙端輸出電壓的一般表達式為5．差動放大器的輸入-輸出組合方式如圖4-10所示，分別為雙端輸入-雙端輸出、雙端輸入-單端輸出、單端輸入-雙端輸出、單端輸入-單端輸出。【例3】在如圖4-11所示的電路中，已知VCC=VEE=10V，IS=2mA，Rc=5.1kΩ，Rb=1kΩ，rbe=2.6kΩ，三極管均為硅管且β1=β2=90，=60dB。試求：（1）電路的靜態工作點參數。（2）單端從VT2的集電極輸出時的差模電壓放大倍數的數值。（3）雙端輸出時電路的差模電壓放大倍數和共模電壓放大倍數。（4）【例4】如圖4-12所示，已知VCC=VEE=12V，Rc1=Rc2=5kΩ，Rs1=Rs2=1kΩ，Rw=100Ω，Rb1=30kΩ，Rb2=15kΩ，Re=3.3kΩ，三極管均為硅管且β1=β2=50，rbe=3kΩ，。試求：（1）電路的靜態工作點參數。（2）差模電壓放大倍數、差模輸入/輸出電阻。（3）接入RL=5kΩ的負載后，采用單端輸出方式的差模電壓放大倍數和輸出電阻。應知應會知識小結（1）差模信號定義為兩輸入信號之差，是有用輸入信號；共模信號定義為兩輸入信號的算術平均值，是放大器輸入端的干擾信號。（2）差動放大器可以抑制零漂移、共模信號，放大差模信號。（3）差動放大器輸入端的連接方式取決于信號源，輸出端的連接方式取決于負載。（4）差動放大器有雙端輸入-雙端輸出、雙端輸入-單端輸出、單端輸入-雙端輸出、單端輸入-單端輸出4種輸入-輸出組合方式。課后作業：見4.7中同步練習題一、填空題3、4、5；二、判斷題3、4、5、6、7；三、單項選擇題1、2、3、4、5、6、7；五、計算題1、2；六、綜合題1。課后記要：任務三集成運算放大器基礎知識教案課題名稱集成運算放大器基礎知識所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時2課時教學平臺多媒體網絡教室、學習通課堂教學資源教科書、多媒體教學課件線上學習資源教學視頻、學習討論、課堂練習題、在線開放課程教學目標知識目標：（1）了解集成電路的特點、種類及用途；（2）了解幾種典型的集成運放的引腳圖；（3）掌握集成運放在線性和非線性應用時的條件與分析方法。能力目標：（1）會集成運放的應用接線。（2）掌握集成運放在線性和非線性應用時的條件與分析方法。素質目標：（1）養成自主學習的習慣；（2）具備良好的人際交往能力、團隊合作精神和優質服務意識；（3）養成嚴謹、細致的學習習慣。教學重點（1）理解集成運放的組成結構框圖和功能；（2）掌握理想集成運放的特性；教學難點根據理想集成運放的“虛斷”和“虛短”兩個重要結論。教學方法自主學習法、任務驅動法、合作探究法、演示法課前準備教師：發布任務、推送資源，在線答疑解惑。學生：接收學習任務，查找相關資料自主學習；提出疑問。線下教學過程批注任務三集成運算放大器基礎知識4.3.1集成電路概述集成電路定義：在一塊單晶硅片上，用光刻法制作好所需的三極管、二極管、電阻和電容元器件，按一定的要求把它們連接起來，構成完整的功能電路，即集成電路。集成電路廣泛應用于各種電子設備中。1．集成電路的特點（1）對稱性好。集成電路中的元器件均來自同一塊硅片，故制作同類元器件的性能一致性很高。（2）用有源元器件代替無源元器件。在集成電路中，阻值小的電阻通常用硅片的體電阻制作；阻值大的電阻或用三極管（或場效應管）來代替，或外接的方法解決。因此，為減小硅片面積，盡量用有源元器（三極管或場效應管）件代替無源元器件（電阻或電容）。（3）級間耦合多采用直接耦合方式。在集成電路中，容量小的電容用PN結的結電容制作，容量大的電容只能采用外接的方法解決。因此，級間耦合多采用直接耦合方式。2．集成電路的種類及用途①按管子和元器件數量即集成度來分，可分為小規模、中規模、大規模和超大規模集成電路。②按所用器件的類型來分，可分為雙極型和單極型集成電路。③按其功能來分，可分為數字集成電路和模擬集成電路兩大類。數字集成電路主要用于脈沖信號的處理。模擬集成電路是對模擬信號進行放大或變換的電路，它又分為集成運算放大器、寬帶放大器、功率放大器、直流穩壓器及各種專用集成電路等。集成運算放大器簡稱集成運放。它在模擬集成電路中應用極為廣泛，也是我們今天學習的內容。4.3.2集成運放的構造與符號1．集成運放的結構框圖集成運放由輸入級、中間級、輸出級和偏置電路4部分組成，如圖4-13所示。集成運放各部分的作用描述如下。圖4-13集成運放的結構框圖（1）輸入級：通常由具有恒流源的差動放大電路構成，目的是盡量提高共模抑制比、減小放大電路的零漂、增大輸入阻抗、產生一定的電壓增益。它有兩個輸入端。其中一端為同相輸入端，當輸入信號由該端輸入時，輸出信號與輸入信號相位相同；另一端為反相輸入端，當輸入信號由該端輸入時，輸出信號與輸入信號相位相反。（2）中間級：通常由2～3級共發射極放大電路構成，以獲得足夠大的電壓放大倍數。（3）輸出級：通常由三極管共集電極放大器或互補對稱電路組成，這種電路類型可以減小輸出電阻，增強電路的帶負載能力。（4）偏置電路：一般由各種恒流源電路構成，作用是為上述各級電路提供穩定、合適的偏置電流，決定各級的靜態工作點。2．集成運放的外形和符號集成運放的封裝外形如圖4-14（a）所示。主要有圓殼式、雙列直插式和扁平式，國產集成運放的封裝外形主要采用圓殼式和雙列直插式。集成運放的圖形符號如圖4-14（b）所示。其中，“”代表信號的傳輸方向，“∞”代表理想情況下的開環差模增益為無窮大，左側的“-”和“+”分別表示反相輸入端與同相輸入端，右側的“+”表示輸出端。集成運放的引腳有多個，在繪制其原理電路圖時，通常只畫輸入端和輸出端。圖4-14集成運放的封裝外形和圖形符號4.3.3常用集成運放簡介1．集成運放的引腳及功能圖4-15所示為幾種典型的集成運放的引腳圖。其中，OP07為低噪聲高精度單運放、LM358為通用型雙運放、LM324為通用型四運放、CF747為通用型雙運放。圖4-15幾種典型的集成運放的引腳圖集成運放通常有8～14個引腳，表4-1所列為OP07的引腳符號及功能說明，對于其他集成運放的引腳符號及功能，讀者可觸類旁通。表4-1OP07的引腳符號及功能說明引腳符號功能引腳符號功能引腳符號功能引腳符號功能1OA調零端3IN(+)同相輸入端5NC空腳7+VCC正電源端2IN(-)反相輸入端4-VCC負電源端6OUT輸出端8OA調零端2．集成運放的應用接線（1）國產第一代集成運放F004的外接線如圖4-16（a）所示。可見，圓殼式集成運放的引腳順序是引腳向上，序號自標志起從小到大按順時針方向排列。引腳功能如下。7腳接正電源（+15V），4腳接負電源（-15V），6腳為輸出端，1、4、8腳接調零電位器，3腳為同相輸入端，2腳為反相輸入端，5、6腳之間的200k電阻及RP、CP的作用是消除自激。（2）7腳接正電源（+9～+18V），4腳接負電源（-18～-9V），6腳為輸出端，1、4、5腳外接調零電位器，3腳為同相輸入端，2腳為反相輸入端，8腳為空腳。（3）新型集成運放OP07的外接線如圖4-16（c）所示。不同類型集成運放的引腳排列和引腳功能是不同的，應用時可查閱產品手冊來確定。圖4-16幾種典型集成運放的外接線4.3.4集成運放的主要參數1．開環差模電壓放大倍數Auo在未引入反饋時，集成運放的輸出電壓與輸入差模電壓之比稱為開環差模電壓放大倍數，記作Auo，Auo的理想值為無窮大，實際產品的典型值為105～107，即100～140dB。2．輸入電阻ri和輸出電阻rori是指在集成運放開環的情況下，差模輸入電壓與輸入電流之比。它的理想值為無窮大，實際值為幾百千歐到幾兆歐。ri越大，對信號源的影響越小，集成運放的性能越好。ro是指在集成運放開環且不接負載的情況下，輸出端對地的交流等效電阻。它的理想值為零，實際值在幾十歐左右。ro越小，電路的帶負載能力越強，集成運放的性能越好。3．共模抑制比KCMRKCMR用來綜合衡量集成運放的放大能力和抗零漂、抗共模干擾的能力，其理想值為無窮大，實際值可達80dB以上。其值越大越好。4．開環帶寬BWBW是指開環電壓放大倍數隨信號頻率的升高而下降3dB所對應的頻帶寬度。BW越寬，集成運放性能越好。4.3.5集成運放的理想特性集成運放性能突出，盡管其應用十分廣泛，但其工作區域只有兩個，或工作在線性區，或工作在非線性區。在實際應用和分析集成運放電路時，可將實際集成運放視為理想集成運放，這樣可大大簡化對電路的分析過程。1．理想集成運放的特性（1）開環電壓放大倍數Auo→∞。圖4-17理想集成運放的等效電路（2）輸入電阻ri→∞。（3）輸出電阻ro→0。（4）共模抑制比KCMR→∞。（5）開環帶寬BW→∞。（6）零輸入、零輸出，即當uI+=uI-時，uO=0。滿足上述理想參數的集成運放稱為理想集成運放，其等效電路如圖4-17所示。2．關于理想集成運放的兩個重點結論（1）理想集成運放的兩個輸入端的電位差趨于零，即“虛短”。集成Auo即兩個輸入端的電位近似相等，相當于短路。但內部并沒有短路，也不能人為地在外部將其短接，故稱為“虛假短路”，簡稱“虛短”。（2）理想集成運放的輸入電流趨于零，即“虛斷”。理想集成運放兩個輸入端滿足uI+≈uI-，而輸入電阻ri→∞，因此必然沒有電流流入集成運放內部，即即兩個輸入端取用的電流相等且幾乎為零，相當于斷路。但內部并沒有真正斷開，故稱為“虛假斷路”，簡稱“虛斷”。3．集成運放在線性和非線性應用時的條件與分析方法集成運放的電壓傳輸特性如圖4-18所示。應用時的工作條件用實際電壓傳輸特性曲線予以說明。圖4-18集成運放的電壓傳輸特性（1）工作在線性區（虛線部分）的條件是電路引入深度負反饋，線性區的分析依據是“虛短”和“虛斷”，即uI+≈uI-，iI=0（2）工作在非線性區（實線部分）的條件是開環或正反饋狀態，分析依據是“虛斷”，“虛短”不再適用，即當uI>0，即uI+>uI-時，uO=+Uom；當uI<0，即uI+<uI-時，uO=-Uom。應知應會知識小結（1）集成電路具有對稱性好、用有源元器件代替無源元器件、級間耦合多采用直接耦合方式的特點，分為數字集成電路和模擬集成電路兩大類。（2）集成運放由輸入級、中間級、輸出級和偏置電路4部分組成。（3）典型的集成運放有OP07、LM358、LM324、CF747等，應熟知它們的引腳符號、功能和應用接線。（4）根據理想集成運放的理想參數可得出“虛斷”和“虛短”兩個重要結論。課后拓展：1.完成學習通上的線上作業。2.完成線下作業。（見4.7中同步練習題）一、填空題6、8、9、10。二、判斷題10、12、13、14。三、單項選擇題9、12。3.通過學習通上在線開放課程進行補差學習。4.課前預習。課后記要：4.4集成運放線性應用電路教案課題名稱集成運放線性應用電路所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時4課時教學平臺多媒體網絡教室、學習通課堂教學資源教科書、多媒體教學課件線上學習資源教學視頻、學習討論、課堂練習題、在線開放課程教學目標知識目標：（1）了解集成運放線性應用電路的類型；（2）掌握集成運放的比例運算、加法運算、減法運算、積分和微分運算電路的工作原理；（3）掌握集成運放應用于信號轉換電路、交流耦合放大器和有源濾波器的工作原理。能力目標：（1）會分析集成運放的比例運算、加法運算、減法運算、積分和微分運算電路；（2）會分析集成運放應用于信號轉換電路、交流耦合放大器和有源濾波器。素質目標：（1）養成自主學習的習慣；（2）具備良好的人際交往能力、團隊合作精神和優質服務意識；（3）養成嚴謹、細致的學習習慣。教學重點集成運放的比例運算、加法運算（求和）、減法運算、積分和微分運算電路的工作原理。教學難點集成運放應用于信號轉換電路、交流耦合放大器和有源濾波器的工作原理。教學方法自主學習法、任務驅動法、合作探究法、演示法課前準備教師：發布任務、推送資源，在線答疑解惑。學生：接收學習任務，查找相關資料自主學習；提出疑問。線下教學過程批注任務四集成運放線性應用電路集成運放線性應用電路的類型歸納：4.4.1比例運算電路1．反相比例運算電路（1）電路結構。反相比例運算電路如圖4-19所示。其中，uI由反相輸入端輸入，經反相放大后輸出；R1是輸入電阻；Rf是反饋電阻；R2是平衡電阻。①反饋類型判別：②平衡電阻R2的作用：（2）輸出電壓與輸入電壓的關系。分析工作在線性區集成運放的依據是“虛短”和“虛斷”。由“虛斷”可知iI+=iI-≈0，可得i1=if，uI+=-R2iI+≈0。由“虛短”可知uI+≈uI-≈0。可見，反相輸入端與地等電位，具有接地的特點，這一性質稱為“虛地”。“虛地”是所有工作于線性區的理想集成運放在反相輸入時具有的共同特性。分析過程：（3）反相比例運算電路的特例—反相器（也稱倒相器）。（4）反相比例運算電路應用和分析實例。【例5】理想集成運放如圖4-19所示，已知R1=25kΩ、Rf=100kΩ，集成運放的飽和輸出電壓Uom=12V，試求：（1）輸入、輸出電阻Ri和Ro，以及平衡電阻R2的大小。（2）輸入uI分別為10mV、-10mV、1V、-1V、5V、-5V時對應的輸出電壓uO。2．同相比例運算電路（1）電路結構。同相比例運算電路圖4-22所示。（2）輸出電壓與輸入電壓的關系。（3）同相比例運算電路的特例—電壓跟隨器。電壓跟隨器的電路符號如圖4-23所示。（4）同相比例運算電路應用和分析實例。【例8】在如圖4-25所示的電路中，已知R1=100kΩ，Rf=200kΩ，R2=100kΩ，R3=200kΩ，uI=1V，求輸出電壓uO。可見，圖4-25所示的電路也是一種同相比例運算電路。【例8】重要結論：在同相比例運算電路中，當同相輸入端采用電阻分壓輸入方式時，uI+≠uI，公式不再適用。此時，輸出電壓的通用公式應為。4.4.2加法運算電路輸出電壓與若干輸入電壓之和成比例的電路稱為加法運算電路，也稱求和電路。它有反相輸入和同相輸入兩種接法。1．反相輸入加法運算電路（1）電路結構。（2）輸出電壓與輸入電壓的關系。2．同相輸入加法運算電路（1）電路結構。（2）輸出電壓的計算。3．反相輸入加法運算電路應用和分析實例。【例11】由理想集成運放構成測量電壓的電路中如圖4-30所示。已知集成運放的輸出端接有滿量程為5V、滿度電流為500μA的直流電壓表，若想得到25V、15V、10V、1V、0.5V幾種不同的量程，試求Ri1～Ri5。4.4.3減法運算電路輸出電壓與若干輸入電壓之差成比例的電路稱為減法運算電路。可以用加法器構成減法運算電路，或者利用差動式電路實現減法運算。1．利用反相信號求和實現減法運算圖4-31所示為用加法器構成減法電路。其中，第一級為反相比例放大器，若Rf1=R1，則uO1=-uI1；第二級為反相加法器。2．利用差動式電路實現減法運算（1）電路結構。（2）輸出電壓與輸入電壓的關系。3．差動式電路實現減法運算應用和分析實例。【例13】如圖4-34所示，求uO與uI1、uI2的關系。4.4.4積分和微分運算電路積分運算和微分運算互為逆運算，它們被廣泛應用于波形的產生和變換中。以集成運放作為放大器，以電阻和電容作為反饋網絡，可以實現這兩種運算。1．積分運算電路（1）電路結構。積分運算電路如圖4-37所示。（2）輸出電壓與輸入電壓的關系。（3）積分運算電路的波形變換作用。2．微分運算電路（1）電路結構。（2）輸出電壓與輸入電壓的關系。4.4.5集成運放的其他線性應用電路1．信號轉換電路（1）電壓/電流轉換電路。電壓/電流轉換電路的作用是把輸入電壓轉換為與之成比例的輸出電流，有同相輸入式和反相輸入式兩種電路結構，如圖4-40所示。（2）電流/電壓轉換電路。電流/電壓轉換電路的作用是把輸入電流轉換為與之成比例的輸出電壓。電流/電壓轉換電路如圖4-41所示。2．交流耦合放大器交流耦合放大器如圖4-42所示。其中，圖4-42（a）所示為反相交流耦合放大器，對輸入交流信號而言，構成了反相比例放大器；圖4-42（b）所示為同相交流耦合放大器，對輸入交流信號而言，構成了同相比例放大器。3．有源濾波器（1）濾波器的概念與分類。濾波器的概念：能使有用的頻率信號順利通過而同時抑制無用頻率信號的功能電路。濾波器的分類：①按構成器件的不同，可分為無源濾波器和有源濾波器；②按頻率特性的不同，可分為低通、高通、帶通和帶阻4類濾波器；③按電感、電容選頻元器件的個數，可分為一階、二階和高階3類濾波器。圖4-43所示為4類濾波器的頻率特性。（2）有源濾波器簡介。由集成運放構成一階濾波器的類型有多種。信號既可以由同相輸入端輸入，也可以由反相輸入端輸入；既可以由輸入端實現對濾波特性的控制，也可以通過控制負反饋量的方法來實現對濾波特性的控制。①一階低通濾波器。同相輸入型一階低通有源濾波器電路如圖（a）、（b）所示，濾波特性如圖（c）所示。②一階高通濾波器。同相輸入型一階高通有源濾波器如圖4-45所示，讀者可自行分析其濾波工作原理。利用上述原理，可構成反相輸入型低通/高通濾波器，也可構成帶通/帶阻濾波器。由于篇幅所限，此處不再贅述。應知應會知識小結（1）集成運放電路有比例運算電路、加法運算（求和）電路、減法運算電路、積分運算電路、微分運算電路。（2）集成運放的其他線性應用電路有信號轉換電路、交流耦合放大器和有源濾波器。課后拓展：1.完成學習通上的線上作業。2.完成線下作業。（見4.7中同步練習題）一、填空題14、15。二、判斷題10、13、16。三、單項選擇題14、15、16、17、19、20。四、計算題13、14。3.通過學習通上在線開放課程進行補差學習。4.課前預習。課后記要：4.5集成運放非線性應用電路教案課題名稱集成運放非線性應用電路所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時4課時教學平臺多媒體網絡教室、學習通課堂教學資源教科書、多媒體教學課件線上學習資源教學視頻、學習討論、課堂練習題、在線開放課程教學目標知識目標：（1）掌握運放非線性應用電路的構成原則；（2）理解運放非線性應用電路的工作原理。能力目標：（1）會分析集成運放非線性應用電路的工作原理；（2）能計算集成運放非線性應用電路的相關參數。素質目標：（1）養成自主學習的習慣；（2）具備良好的人際交往能力、團隊合作精神和優質服務意識；（3）養成嚴謹、細致的學習習慣。教學重點（1）電壓比較器的閾值電壓；（2）電壓比較器的電壓傳輸特性。教學難點（1）滯回比較器閾值電壓的計算；（2）非正弦波發生器的工作原理。教學方法自主學習法、任務驅動法、合作探究法、演示法課前準備教師：發布任務、推送資源，在線答疑解惑。學生：接收學習任務，查找相關資料自主學習；提出疑問。線下教學過程批注任務4.5集成運放非線性應用電路集成運放典型的非線性應用電路有電壓比較器和非正弦波發生器。電壓比較器廣泛應用在模/數轉換接口、電平檢測及波形變換等領域。1.單限電壓比較器當集成運放工作在開環狀態時，只有一個門限電壓的比較稱為單限電壓比較器。它分為非零比較器、過零比較器和限幅比較器3類。1.1非零比較器如圖（a）、（b）所示。在圖（a）中，當uI<UR時，uO=Uom；當uI>UR時，uO=-Uom。在圖（b）中，當uI<UR時，uO=-Uom；當uI>UR時，uO=Uom。輸出電壓與輸入電壓的關系見它們的電壓傳輸特性圖。1.2過零比較器當基準電壓UR=0時，輸入電壓uI與零電位進行比較稱為過零比較器。圖（a）、（b）所示分別為反相輸入型過零比較器的電路和電壓傳輸特性。1.3限幅比較器在電壓比較器的輸出端加接穩壓二極管限幅電路，就構成了限幅比較器。【例16】分析監控報警電路的工作原理。當需要對某一參數（如封閉容器的壓力、溫度等）進行實時監控時，可采用如圖所示的監控報警電路。其中，uI為通過傳感器取得反映參數變化的監控信號，UR為基準電壓信號，當uI超過報警門限電壓時，報警指示燈亮。2.滯回電壓比較器反相型滯回電壓比較器的電路和電壓傳輸特性分別如圖（a）、（b）所示。2.2同相型滯回電壓比較器相比于單限電壓比較器，滯回電壓比較器具有以下兩個優點。（1）引入正反饋后能加速輸出電壓的轉變過程，改善跳變時的輸出電壓波形。（2）提高了電路的抗干擾能力。【例17】由理想集成運放構成的電壓比較器如圖所示。已知集成運放的飽和輸出電壓Uom=10V，圖（c）、（d）中的R1=Rf。基準電壓UR=2V，試分別畫出各電路的輸出電壓傳輸特性曲線。3.非正弦波發生器3.1方波發生器方波發生器是一種能夠直接產生方波或矩形波的非正弦波發生器。（1）電路組成（2）電路工作原理3.2三角波發生器（1）電路組成（2）電路工作原理知識小結（1）集成運放工作在非線性區的條件是開環或正反饋。集成運放非線性應用電路有電壓比較器和非正弦波發生器。電壓比較器廣泛應用在模/數轉換接口、電平檢測及波形變換等領域。（2）集成運放工作在開環狀態下為單限電壓比較器，分為非零比較器、過零比較器和限幅比較器3類。（3）集成運放工作在正反饋狀態下為滯回電壓比較器，分為反相型和同相型兩類。（4）非正弦波發生器的核心是滯回電壓比較器，常見的有方波發生器和三角波發生器。課后拓展：1.完成學習通上的線上作業。2.完成線下作業。（見4.7中同步練習題）一、填空題13。二、判斷題15。三、單項選擇題25。3.通過學習通上在線開放課程進行補差學習。4.課前預習。課后記要：任務4.6集成運放使用常識教案課題名稱集成運放使用常識所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時4課時教學平臺多媒體網絡教室、學習通課堂教學資源教科書、多媒體教學課件線上學習資源教學視頻、學習討論、課堂練習題、在線開放課程教學目標知識目標：（1）掌握集成運放的保護措施；（2）了解集成運放的常見故障。能力目標：（1）會分析集成運放保護措施的工作原理；（2）會分析集成運放故障現象。素質目標：（1）養成自主學習的習慣；（2）具備良好的人際交往能力、團隊合作精神和優質服務意識；（3）養成嚴謹、細致的學習習慣。教學重點（1）集成運放的輸入保護；（2）集成運放的輸出保護；（3）集成運放的電源極性保護。教學難點（1）集成運放的選擇；（2）集成運放的常見故障。教學方法自主學習法、任務驅動法、合作探究法、演示法課前準備教師：發布任務、推送資源，在線答疑解惑。學生：接收學習任務，查找相關資料自主學習；提出疑問。線下教學過程批注4.6集成運放使用常識1.集成運放的保護措施集成運放在使用中常因以下3種原因被損壞：輸入信號過大，使

PN

結擊穿；電源電壓極性接反或過高；輸出端直接接地或接電源。此時，集成運放將因輸出級功耗過高而損壞。因此，為使集成運放安全工作，也需要從這3方面進行保護。1.1輸入端限幅保護利用二極管的限幅作用可以對輸入信號的幅度加以限制，可有效防止因輸入信號幅度過大造成集成運放的輸入級擊穿而損壞1.2輸出端限幅保護圖示為輸出端限幅保護電路。在實際應用時，穩壓二極管的穩壓值應略高于集成運放的輸出電壓的最大值，否則將影響集成運放的正常工作。1.3電源極性接反保護為防止電源極性接反，可利用二極管的單向導電性，在電源端串接二極管來實現保護功能，如圖所示。2.集成運放的選擇和常見故障2.1選用元器件我們通常是根據實際要求來選用集成運放的。2.2擴大輸出電流的應用電路當集成運放的輸出電流不足以驅動負載時，可在集成運放的后級接入一級射極跟隨器以擴大輸出電流，整個電路的電壓放大倍數不變，仍為(1+Rf)/R1，但輸出電流得到極大的拓展，如圖所示。2.3集成運放常見故障分析（1）不能調零。調零分兩種，一種是在無輸入時調零，即將兩個輸入端接地，調節調零電位器，使輸出電壓為零，如圖所示；另一種是在有輸入時調零，即按已知輸入信號電壓計算輸出電壓，將實際值調整到計算值。（2）阻塞。阻塞現象是指集成運放工作于閉環狀態下，輸出電壓接近于正電源或負電源電壓極限值，不能調零，信號無法輸入。（3）自激。引起自激的原因通常是RC補償元器件參數不恰當，輸出端有容性負載或接線太長等。知識小結（1）集成運放的保護類型有輸入端限幅保護、輸出端限幅保護、電源極性接反保護。（2）不能調零、阻塞、自激是集成運放的常見故障。課后作業：1.完成學習通上的線上作業。2.完成線下作業。（見4.7中同步練習題）三、單項選擇題21。3.通過學習通上在線開放課程進行補差學習。4.課前預習。課后記要：5.1正弦波振蕩器的基本原理和類型教案課題名稱正弦波振蕩器的基本原理和類型所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時2課時教學平臺多媒體網絡教室、學習通課堂教學資源教科書、多媒體教學課件線上學習資源教學視頻、學習討論、課堂練習題、在線開放課程教學目標知識目標：（1）理解正弦波振蕩器在電子技術應用中的地位；（2）掌握正弦波振蕩器的組成與作用；（3）理解正弦波振蕩器的工作原理。能力目標：（1）會分析自激振蕩器的基本工作原理；（2）能根據根據選頻網絡構成元器件的不同，辨別正弦波振蕩器的類型。素質目標：（1）養成自主學習的習慣；（2）具備良好的人際交往能力、團隊合作精神和優質服務意識；（3）養成嚴謹、細致的學習習慣。教學重點（1）正弦波振蕩器的作用與組成，正弦波振蕩器的類型；（2）正弦波振蕩器的工作原理，掌握正弦波振蕩器的起振條件、振幅平衡條件和相位平衡條件的內涵。教學難點教學方法自主學習法、任務驅動法、合作探究法、演示法課前準備教師：發布任務、推送資源，在線答疑解惑。學生：接收學習任務，查找相關資料自主學習；提出疑問。線下教學過程批注任務一正弦波振蕩器的基本原理和類型1．LC回路中的自由振蕩原理在圖5-1（a）所示的原理圖中，R為電容C和電感L的損耗等效電阻。1.1LC回路中的自由振蕩過程1.2存在的問題—阻尼振蕩1.3解決阻尼振蕩的辦法2．自激振蕩的原理和振蕩平衡條件當LC選頻回路的固有頻率與輸入信號源ui的頻率一致時，就可用反饋信號取代外加輸入信號來保持等幅的輸出信號，即放大電路的自激振蕩。如圖5-2（a）所示。自激振蕩的基本原理。2.1“他激”狀態2.2“自激”狀態2.3自激振蕩器2.3.1維持等幅振蕩的條件（1）相位平衡條件：（反饋極性必須是正反饋）（2）振幅平衡條件：AuF=1（反饋信號uf等于輸入信號ui）2.4振蕩器的起振與穩幅過程從本質上講，自激振蕩器就是一個帶選頻網絡的正反饋放大器。2.4.1起振過程頻率為f0的信號經過放大、選頻、正反饋、再放大幾個不斷增強的增幅振蕩過程后，將振蕩由弱到強地建立起來。這一增幅振蕩的過程稱為起振過程，因此，振蕩電路的起振條件為AuF>12.4.2穩幅過程穩幅過程依賴穩幅裝置，它分為內穩幅和外穩幅兩種類型。內穩幅利用的是放大器的非線性調節放大倍數來實現振幅的穩定。外穩幅利用的是外加非線性環節實現放大倍數的調節來實現振幅的穩定。3．正弦波振蕩器的分類根據選頻網絡構成元器件的不同，可把正弦波振蕩器分為如下幾類：（1）RC振蕩器；選頻網絡若由電阻、電容組成。（2）LC振蕩器；選頻網絡若由電感、電容組成。（3）石英晶體振蕩器；選頻網絡由石英晶體組成。應知應會知識小結課后拓展：1.完成學習通上的線上作業。2.完成線下作業。（見5.5中同步練習題）一、填空題1、2、3。二、判斷題2、4、6。三、單項選擇題6、7。3.通過學習通上在線開放課程進行補差學習。4.課前預習。課后記要：5.2LC振蕩器教案課題名稱LC振蕩器所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時4課時教學平臺多媒體網絡教室、學習通課堂教學資源教科書、多媒體教學課件線上學習資源教學視頻、學習討論、課堂練習題、在線開放課程教學目標知識目標：（1）掌握LC振蕩器的反饋方式和種類；（2）掌握各類LC正弦波振蕩器的振蕩頻率的估算方法；（3）理解各類LC正弦波振蕩器的工作原理。能力目標：（1）會分析各種LC正弦波振蕩器的基本工作原理；（2）能運用瞬時極性法判斷各種LC正弦波振蕩器能否振蕩。（3）能對LC正弦波振蕩器電路進行安裝調試和檢修。素質目標：（1）養成自主學習的習慣；（2）具備良好的人際交往能力、團隊合作精神和優質服務意識；（3）養成嚴謹、細致的學習習慣。教學重點（1）掌握LC振蕩器的反饋方式和種類；（2）掌握各類LC正弦波振蕩器的振蕩頻率的估算方法；（3）理解各類LC正弦波振蕩器的工作原理。教學難點（1）能運用瞬時極性法判斷各種LC正弦波振蕩器能否振蕩；（2）能對LC正弦波振蕩器電路進行安裝調試和檢修教學方法自主學習法、任務驅動法、合作探究法、演示法課前準備教師：發布任務、推送資源，在線答疑解惑。學生：接收學習任務，查找相關資料自主學習；提出疑問。線下教學過程批注任務二LC振蕩器利用LC并聯網絡具有的選頻特性來實現選頻的正弦波振蕩器稱為LC振蕩器。LC振蕩器又可分為變壓器反饋式、電感反饋式、電容反饋式3種。5.2.1變壓器反饋式振蕩器1．電路結構和工作原理通過變壓器互感耦合方式將正反饋信號回送到輸入端，其電路結構如圖5-4（a）所示。圖5-4（b）是圖5-4（a）所示電路的交流通路。電路特點和工作原理分析：（1）直流工作狀態分析（2）交流工作狀態分析電路的振蕩頻率為2．變壓器反饋式振蕩器的類型和特點根據LC選頻網絡所接三極管電極的不同，變壓器反饋式振蕩器分為變壓器反饋調集、調基和調射3種基本類型，如圖5-5所示。（2）變壓器反饋式振蕩器具有如下特點：5.2.2電感反饋式振蕩器1．電路結構和工作原理電感反饋式振蕩器的電路結構和交流通路分別如圖5-6（a）、（b）所示。電路特點和工作原理分析：（1）直流工作狀態分析（2）交流工作狀態分析振蕩頻率為（1）由于電感反饋式中L1、L2的3個點分別與三極管的3個電極相連，故俗稱電感三點式振蕩器。（2）電感反饋式振蕩器具有如下特點：5.2.3電容反饋式振蕩器1．電路結構和工作原理電容反饋式振蕩器的電路結構和交流通路分別如圖5-7（a）、（b）所示。電路特點和工作原理分析：（1）直流工作狀態分析（2）交流工作狀態分析振蕩頻率為（1）由于電容反饋式中C1、C2的3個點分別與三極管的3個電極相連，故俗稱電容三點式振蕩器。（2）電容反饋式振蕩器具有如下特點：2．知識拓展（2）由集成運放組成的振蕩電路由集成運放組成的振蕩電路如圖5-8所示。5.2.4改進型電容反饋式振蕩器（1）存在的問題（2）解決的方法是對電路進行改進，采用改進型電容反饋式振蕩器，讓Ci與Co的影響可忽略不計。采用改進型電容反饋式振蕩器的典型應用電路有克拉潑振蕩器和西勒振蕩器。2.克拉潑振蕩器克拉潑振蕩器的電路及其交流通路分別如圖5-10（a）、（b）所示。（2）工作原理分析：（3）電路的特點3.西勒振蕩器。西勒振蕩器彌補了克拉潑振蕩器頻率調節范圍窄的不足，是另一種改進型的電容三點式振蕩器。西勒振蕩器的電路及其交流通路分別如圖5-11（a）、（b）所示。（2）工作原理分析：（3）電路的特點頻率調節時，通常不調節C3，而調節C4；振蕩輸出的幅度十分穩定。5.2.5LC振蕩器應知應會知識拓展知識拓展一，分析正弦波振蕩電路能否正常工作的步驟構成正弦波振蕩器必須同時具備的3要素是：①合格的放大器；②具備選頻網絡；③具備正反饋網絡。分析正弦波振蕩電路能否正常工作的步驟可歸納如下。【實例1】分析如圖5-12所示的各電路能否構成正弦波振蕩器（其中的Cb、Ce、Cc均為隔直或旁路電容，對應在振蕩頻率上，它們的容抗可忽略不計），試說明原因。知識拓展二，正弦波振蕩電路安裝調試的過程中的故障現象與解決措施。【實例2】在對如圖5-14所示的變壓器反饋式振蕩器電路進行安裝調試的過程中，出現以下現象，試解釋原因或說明解決問題的措施。現象一：對調反饋線圈的兩個接線端子后就能起振。現象二：調整偏置電阻Rb1、Rb2或Re的阻值后就能起振。現象三：替換為β值更大的同類三極管后就能起振。現象四：適當增加反饋線圈的匝數后就能起振。現象五：適當增大L值或減小C值就能起振。現象六：從示波器上觀測到如圖5-15所示的輸出波形。知識拓展三，迫停消振法簡介。【實例3】LC振蕩器是否能起振可利用迫停消振法來判定，試說明其判別原理。應知應會知識小結課后拓展：1.完成學習通上的線上作業。2.完成線下作業。（見5.5中同步練習題）一、填空題5、6。二、判斷題3、5、8。三、單項選擇題3、4、5、9。四、簡答題3。3.通過學習通上在線開放課程進行補差學習。4.課前預習。課后記要：5.3RC振蕩器教案課題名稱RC振蕩器所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時2課時教學平臺多媒體網絡教室、學習通課堂教學資源教科書、多媒體教學課件線上學習資源教學視頻、學習討論、課堂練習題、在線開放課程教學目標知識目標：（1）理解RC振蕩器適用于振蕩頻率為幾百千赫茲以下的低頻振蕩的原因；（2）掌握不同類型的RC振蕩器的振蕩頻率的估算方法；（3）理解不同類型的RC振蕩器的工作原理。能力目標：（1）會分析兩種不同類型的RC振蕩器的基本工作原理；（2）能判斷RC正弦波振蕩器能否振蕩。（3）能對RC正弦波振蕩器電路進行安裝調試和檢修。素質目標：（1）養成自主學習的習慣；（2）具備良好的人際交往能力、團隊合作精神和優質服務意識；（3）養成嚴謹、細致的學習習慣。教學重點（1）掌握RC振蕩器的反饋方式和種類；（2）掌握兩種不同類型的RC振蕩器的振蕩頻率的估算方法；（3）理解兩種不同類型的RC振蕩器的工作原理。教學難點（1）能判斷RC正弦波振蕩器能否振蕩；（2）能對RC正弦波振蕩器電路進行安裝調試和檢修教學方法自主學習法、任務驅動法、合作探究法、演示法課前準備教師：發布任務、推送資源，在線答疑解惑。學生：接收學習任務，查找相關資料自主學習；提出疑問。線下教學過程批注任務三RC振蕩器1.課程引入：RC振蕩器適用于低頻振蕩的原因？2.RC振蕩器的類型按選頻網絡結構的不同，RC振蕩器分為RC橋式（也稱文氏電橋）和RC移相式兩種。5.3.1RC橋式振蕩器RC橋式振蕩器由RC串并聯選頻網絡和同相放大器兩部分組成，其結構框圖如圖5-16所示。1．RC串并聯選頻網絡的選頻特性圖5-17中的RC串并聯選頻網絡單獨畫出，如圖5-18（a）所示。振蕩輸出信號f0由A、C兩端反饋輸入，經RC串并聯網絡選頻后由B、C兩端回送到同相放大器的輸入端。（1）幅頻特性。①當輸入信號的頻率趨于零時，其等效電路如圖5-18（b）所示。②當輸入信號的頻率趨于無窮大時，其等效電路如圖5-18（c）所示。由幅頻特性可知，當它與放大倍數>3的放大器組成正反饋放大器時，便能滿足起振條件。（2）相頻特性。相頻特性如圖5-18（d）中的圖（2）所示，不難看出，只有當f=f0時，RC串并聯選頻網絡的移相才為零，才能滿足振蕩的相位平衡條件。（3）振蕩頻率。在如圖5-17所示的兩種典型電路結構的RC橋式振蕩器中，當R1=R2=R，C1=C2=C時，電路的振蕩頻率為（4）振蕩器的起振與穩幅過程。2．頻率可調的RC橋式振蕩器圖5-19所示為一種頻率可調的RC橋式振蕩器實際應用電路。從圖5-19中可以看出，用雙連開關S切換到不同擋位的電阻，可以實現粗調；旋動雙聯可變電容C的旋鈕，通過改變其容量來實現細調，這種正弦波信號發生器的輸出頻率可調范圍為幾赫茲到幾千赫茲。【例5】通過RC串并聯選頻網絡的選頻特性分析如圖5-20所示的電路是否能起振。【例6】RC橋式振蕩電路如圖5-21所示。已知R2=12kΩ，具有理想特性的集成運放的最大輸出電壓為15V。試求：（1）振蕩輸出頻率f0。（2）確定Rw的調節范圍及對應的輸出峰值電壓Uom的變化范圍。5.3.2RC移相式振蕩器RC移相式振蕩器由反相放大器和的正反饋移相選頻網絡構成，其典型應用電路如圖5-22所示。RC移相式振蕩器的振蕩頻率均為。應知應會知識小結（1）RC振蕩器適合振蕩頻率為幾百千赫茲以下的低頻振蕩。按選頻網絡結構的不同，RC振蕩器分為RC橋式和RC移相式兩種。（2）RC橋式振蕩器由RC串并聯選頻網絡和同相放大器兩部分組成，其振蕩頻率為。課后拓展：1.完成學習通上的線上作業。2.完成線下作業。（見5.5中同步練習題）一、單項選擇題2、10。二、簡答題4、5。二、計算題2、3。3.通過學習通上在線開放課程進行補差學習。4.課前預習。課后記要：5.4石英晶體振蕩器教案課題名稱石英晶體振蕩器所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時2課時教學平臺多媒體網絡教室、學習通課堂教學資源教科書、多媒體教學課件線上學習資源教學視頻、學習討論、課堂練習題、在線開放課程教學目標知識目標：（1）理解石英晶體振蕩器頻率穩定度高的原因；（2）掌握石英晶體振蕩器的等效電路模型；（3）理解兩種石英晶體振蕩器的工作原理。能力目標：（1）會分析兩種石英晶體振蕩器的基本工作原理；（2）能判斷石英晶體振蕩器能否振蕩。（3）能對石英晶體正弦波振蕩器電路進行安裝調試和檢修。素質目標：（1）養成自主學習的習慣；（2）具備良好的人際交往能力、團隊合作精神和優質服務意識；（3）養成嚴謹、細致的學習習慣。教學重點（1）掌握石英晶體振蕩器的反饋方式和種類；（2）掌握石英晶體的等效電路和頻率特性；（3）理解兩種石英晶體振蕩器的工作原理。教學難點（1）能判斷石英晶體振蕩器能否振蕩；（2）能對石英晶體振蕩器電路進行安裝調試和檢修教學方法自主學習法、任務驅動法、合作探究法、演示法課前準備教師：發布任務、推送資源，在線答疑解惑。學生：接收學習任務，查找相關資料自主學習；提出疑問。線下教學過程批注任務四石英晶體振蕩器1.課程引入：石英晶體振蕩器的特點與應用場合（1）LC、RC振蕩器的不足之處（2）石英晶體振蕩器特點與應用5.4.1石英晶體的特性1．石英晶體的壓電效應與壓電諧振現象（1）壓電效應當給晶片兩側加電壓時，晶片將產生機械形變；當給晶片兩側施加外力時，晶片兩側將產生電壓的物理現象。如圖5-24（a）所示。（2）壓電諧振現象壓電諧振時的頻率稱為石英晶體諧振器的振蕩頻率。2．石英晶體諧振器的等效電路和頻率特性石英晶體諧振器的等效電路和電抗-頻率特性如圖5-25所示。（1）“等效元器件”說明：當石英晶體不振動時，可用靜態電容C0來等效，一般為幾皮法到幾十皮法；當石英晶體振動時，機械振動的慣性可用電感L來等效，一般為10-3～10-2H；晶片的彈性可用電容C來等效，一般為10-2～10-1pF；晶片振動時的損耗用R來等效，約為100。（2）石英晶體諧振器的諧振頻率與等效電路模型①串聯諧振頻率fs②并聯諧振頻率fp率非常接近。（3）等效電路模型由圖5-25（b）可知，當外加信號頻率在fs和fp之間時，石英晶體諧振器呈感性，可等效為一個大電感；在此區域之外，石英晶體諧振器呈容性，可等效為一個小電容。5.4.2石英晶體振蕩器1.串聯型石英晶體振蕩器兩種串聯型石英晶體振蕩器的典型應用電路圖5-26和圖5-27所示。（1）圖5-26電路結構與工作原理分析（2）圖5-27電路結構與工作原理分析2.并聯型石英晶體振蕩器我們以圖5-28所示的ZXB-1型石英晶體振蕩器為例，分析并聯型石英晶體振蕩器的工作原理。（2）圖5-28電路結構與工作原理分析無論是串聯型還是并聯型，石英晶體振蕩器的振蕩頻率基本取決于晶體的固有諧振頻率fs，這也是石英晶體振蕩器的頻率穩定度非常高的原因。【例7】石英晶體振蕩器電路如圖5-29所示。請說明各振蕩器的類型和晶體的作用。應知應會知識小結（1）用石英晶體作為諧振選頻電路的石英晶體振蕩器因其頻率的穩定度非常高而廣泛應用于要求頻率穩定度高的電子電路中。（2）在串聯型石英晶體振蕩器中，晶體兼有選頻和小阻值純電阻的作用；在并聯型石英晶體振蕩器中，晶體兼有選頻和高Q值電感元器件的作用。（3）無論是串聯型還是并聯型，石英晶體振蕩器的振蕩頻率基本取決于晶體的固有諧振頻率fs。課后拓展：1.完成學習通上的線上作業。2.完成線下作業。（見5.5中同步練習題）一、填空題10。二、判斷題10。三、單項選擇題8、10。3.通過學習通上在線開放課程進行補差學習。4.課前預習。課后記要：6.1低頻功率放大器概述教案課題名稱低頻功率放大器概述所屬科目模擬電路教學對象中職電子技術應用專業班同步教材模擬電路技術基礎課型新授￡復習教材主編歐小東課程性質理論教學￡實踐教學授課時間年月日授課教師計劃課時1課時教學平臺多媒體網絡教室、學習通課堂教學資源教科書、多媒體教學課件線上學習資源教學視頻、學習討論、課堂練習題、在線開放課程教學目標知識目標：（1）了解功率放大電路的任務、特點和要求；（2）理解功率放大管靜態工作點的位置分類的類型；（3）理解功率放大器輸出端的結構特點分類的類型。能力目標：（1）會分析功率放大器的類型與Q點位置的關系；（2）會根據功率放大器輸出端的結構特點進行類型區分。素質目標：（1）養成自主學習的習慣；（2）具備良好的人際交往能力、團隊合作精神和優質服務意識；（3）養成嚴謹、細致的學習習慣。教學重點（1）功率放大管靜態工作點的位置分類的類型；（2）功率放大器輸出端的結構特點分類的類型。教學難點功率放大器輸出端的結構特點和類型