第五章 集成电路运算放大器及应用课件.ppt

1,第五章 集成电路运算放大器及应用,基本要求：理解差动放大电路的工作原理；掌握运算放大器的分析方法。基本内容：差动放大电路复合管电路 集成运算放大器集成电路运算放大器的应用,2,5. 1 差动放大电路,集成电路运算放大器是一种具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。当多级直接耦合放大电路的输入端短路( ui0 )，输出端电压它并不保持恒值，而在缓慢地、无规则地变化着，这种现象就称为零点漂移。产生零点漂移的主要原因是三极管受温度的影响。 抑制零点漂移有效的措施之一是采用差动放大电路。,3,本节主要内容：5.1.1 基本差分电路5.1.2 长尾式差分电路5.1.3 长尾式差分电路的工作原理分析5.1.4 差分放大电路四种接法的分析与比较,4,特点：结构对称。,差动放大电路的工作情况,5,5.1.1 基本差分电路,1、基本差分电路的组成基本差分电路如图5-1-1和 图5-1-2。其工作原理是利用对称性来解决和克服零漂问题。电路左右两边对称，指电路结构及元件的特性与参数完全相同，使T1、T2在同一个直流电源供电情况下具有相同的静态工作点。,图5-1-1 基本差分电路形式之一,图5-1-2 基本差分电路形式之二,6,输入信号： 输出信号：电压放大倍数：,7, 当输入信号vi1和vi2大小相等、极性相反时，定义为差分输入信号或差模输入信号vd 。 vi1 = - vi2 ，此时，放大电路的输入电压为：或：式中，vd称为差动输入电压。,2、基本差分电路的工作原理,8, 当输入信号vi1和vi2大小相等、极性相同时，定义为共模输入信号vc 。则：或：,9, 当输入信号中既有差模信号，又有共模信号时，则 基本差分电路输入端的信号可分解为二种信号的叠加，即,10,根据两式可得出如下结论： 在差分放大电路输入端施加的任意形式的信号都可以分解为差模信号与共模信号的叠加，输出端的响应都可视为差模信号与共模信号共同作用的结果。,11,例 已知基本差分放大电路如图5-1-1所示vi1=5V，vi2 =3V，求此时作用于放大电路输入端的差模电压为多少？共模电压为多少？,解：根据差模信号的定义，总的差模输入信号为：由电路的对称性可知，每个输入端的输入电压为：,12,于是，两个实际的输入信号电压可等效为图 (a)或图 (b)的形式。,根据共模信号的定义有：,13,由图可见，对于差 模输入信号，由于vi1= -vi2 则 根据共射放大电路输出与输入反相的特点： 得，差模输入信号作用下的电压放大倍数为：Ad称为差模电压放大倍数。对于共模输入信号： 由于电路对称，则 AC称为共模电压放大倍数。,3、放大倍数的计算：,14,3、放大倍数的计算：基本差分放大电路只对差模输入信号进行放大，而不对共模信号进行放大。在双端输出的情况下，放大电路的差模电压放大倍数等于一个单级共射放大电路的电压放大倍数。在理想对称的条件下，如果共模信号能够模拟温度的变化，则不难看出，无论温度怎么变化，输出端皆为零，从而达到了抑制输出信号电压的零点漂移。,15,5.1.2 长尾式差分电路,前面介绍的基本差分放大电路中，依靠电路对称，利用两个放大电路的输出之差，抑制了零点漂移电压的输出，但是并没有消除单级放大电路本身的零漂。为了进一步减小或消除零漂，提高抑制零点漂移的效果，需要在基本差分放大电路的基础上进行改进，减小单级放大电路自身的零点漂移。,16,在基本差分放大电路的发射极 接入一个射极电阻RE，以便引 入电流负反馈，稳定输入电压， 减小零漂。发射极电阻RE犹如在基本差分电路中多了一条尾巴，RE愈大，稳定性愈好，相当于尾巴愈长，故称为长尾式差分电路。射极电阻RE愈大，对共模信号的反馈作用愈强，抑制零漂的效果愈好，但同时，RE上的直流压降也愈大，三极管放大的动态范围愈小。解决办法是增加一个负电源VEE，用以增加三极管的动态范围。如图5-1-3所示。,图5-1-3 长尾式差分放大电路,1、长尾式差分电路的组成,17,2、长尾式差分电路的几种接法（1）双端输入双端输出输入信号分别在三极管T1、 T2的基极输入，从T1、T2的 集电极之间输出。这种接法 称为双端输入双端输出电路。 如图5-1-3所示。,图5-1-3 长尾式差分放大电路,18,4.5.2 长尾式差分电路,（2）双端输入单端输出输入信号分别在三极管T1、 T2的基极输入，但输出却 只从T1或T2的集电极单独 对地之间输出，称为双端输入单端输出。如果从T1的集电极输出，称为左侧输出，电压放大倍数为单级共射放大电路的一半，且输出与输入反相，如图5-1-4所示。如果从T2的集电极输出，称为右侧输出，电压放大倍数也为单级共射放大电路的一半，但输出与输入同相。,图5-1-4 双端输入左侧单端输出,19,4.5.2 长尾式差分电路,（3）单端输入双端输出输入信号只从三极管 T1或T2的基极一端输 入，从三极管T1和T2 的集电极之间输出。,图5-1-5 单端输入双端输出的接法,20,4.5.2 长尾式差分电路,（4）单端输入单端输出输入信号只从三极管T1或 T2的基极一端输入，只从 三极管T1或T2的集电极一 端对地输出。在长尾式差分电路的几种接法中，值得注意的是：在单端输入时（包括单端输入双端输出和单端输入单端输出），由于对称，输入的差模信号在图5-1-5和图5-1-6的虚线所示的输入回路中，将被对半分配到两侧的输入端，相当于双端输入；可以说单端输入等同于双端输入。,图5-1-6 单端输入左侧单端输出,21,4.5.3 长尾式差分电路 的工作原理分析,前面就长尾式差分放大电路 的几种接法进行了介绍。下面以 图4-5-4所示的长尾式差分放大电 路为例，对双端输入双端输出电 路的工作原理进行分析。1、静态分析静态时，输入信号vi1和vi2均为零，等效处理方法是将两个输入端分别对地短路。由于电路左右对称，T1和T2特性相同，则有IC1=IC2、VC1=VC2得到：V0=VC1-VC2=I0RL=0 (1) I0=0 (2)式(2)表明，在静态时，RL电阻中没有电流流过,相当于开路，也就是说，RL可以拿掉。RL拿掉后的直流通路如图5-1-7所示。,图5-1-3 长尾式差分放大电路,22,5.1.3 长尾式差分电路 的工作原理分析,对于输入回路： 由于在设计时，RE通常选得比较大，使得IBQ非常小，一般可以忽略，则 (约为-0.7V) 根据电路的对称性可知，每个管子的集电极电流为IEQ的一半，即 说明T1的工作点电压VCEQ近似为它的集电极对地电位。,图5-1-7 长尾差分放大电路的直流通路,23,当差分放大电路两输入端加上任意 信号vi1、vi2时，都可以等效为差模 和共模信号的叠号，根据叠加原理， 可以分别进行分析。（1）差模信号vid由于电路的对称性使vi均分给两个输入端，即 即在输出端RL两端有信号输出。,图5-1-8 双入双出差模电路,2、动态分析,24,4.5.3 长尾式差分电路 的工作原理分析,此时，在RE上的电流约为，即RE上的差模交流电流为零。则RE上的差模交流电压也为0。 使VE点对交流信号而言相当于接地，得：差模交流通路 如图5-1-9所示。,图5-1-9 差模交流通路,图5-1-8 双入双出差模电路,25,4.5.3 长尾式差分电路 的工作原理分析, 差模电压增益由于电路对称，RL接在两管集 电极之间，两端电压变化量相 等，极性相反，所以，负载电 阻RL的中点电位不变，相当于交流接地。因此，可以将RL分为相等的两部分，对T1、T2各取RL/2。在双入双出时，两管基极之间的输入是单边的两倍，两管集电极之间的输出也是单边的两倍。所以，此时差放的差模电压放大倍数与单管放大电路的电压放大倍数相同。即： 其中,图5-1-9 差模交流通路,图5-1-10 差模放大微变电路,26, 差模输入电阻：为差模输入信号电压与差模 输入信号电流之比，即从两 个输入端看进去的总差模输入电阻。 差模输出电阻：双端输出时，两输出端之间呈现的差模输出电阻为,图5-1-10 差模放大微变电路,27,（2）共模分析 双入双出电路加共模信号 如图5-1-11所示。 加共模信号时：vic1=vic2=vic 由于电路两边对称，RE上的电流变化是每个三极管电流变化的两倍。从电压等效的观点来看，对共模信号而言，每个晶体管发射极相当于各接2RE电阻。 如图5-1-12所示。画出共模信号作用下的交流通路如图5-1-13所示。,图5-1-11 双入双出电路加共模信号,图5-1-12 共模交流通路,28, 共模电压增益由于电路对称，ic1=ic2=ic,则vc1=vc2 voc=vc1-vc2=0 结论：双入双出差分放大电路对共模信号不会放大。如果干扰信号属于共模信号，则可以用这种放大电路对干扰信号进行抑制。,图5-1-12 共模交流通路,图5-1-13 共模交流通路,29, 共模抑制比差分放大电路对差模信号有较高的放大能力，对共模信号有抑制作用，这种抑制作用用“共模抑制比”来评价，定义为：双端输出时，Avc=0，KCMR=通常CMR用dB数来表示，即,图5-1-13 共模交流通路,30, 共模输入电阻由图5-1-14可见，从输入端看进去的共模输入电阻为 共模输出电阻,图5-1-13 共模交流通路,图5-1-14 共模等效电路,31,5.1.4 差分放大电路四种 接法的分析与比较,差分电路四种接法： 双入双出 双入单出 单入双出 单入单出前面已经对“双入双出”进行了分析，下面对另外三种接法进行分析和比较。,32,1、双入单出电路,与双入双出的图相比较， 只是输出负载RL接在T1的C 与地之间。 输入差模信号时，由于T1、T2 对称，IEQ不变，对差模输入信号 而言E点电位没有变化，相当于交流接地，只是输出电压从半边输出。因此，放大倍数将为双端输出电路的一半，即其中以上单端输出又称为左侧输出。,图5-1-15 双入单出差模电路,33,1、双入单出电路,如果从T2管的C极输出，称为右侧输出。 电路的差模输入电阻为 （由于电路的输入回路没有变） 电路的输出电阻,图5-1-15 双入单出差模电路,34,1、双入单出电路,现在来讨论这种电路的温漂情况，由于温度漂移相当于输入共模信 号的情况，可以用共模放大倍数 来表示。输入共模信号时，由于T1、T2对称， RE上流过的电流为2IE1，对于每个管子来说，可等效为IE1流过阻值为2RE的电阻，如图5-1-16所示。由图可得： 由于式中的(1+)2RE一般很大，所以单端输出的温漂也不是很大（Avc不是很大）。,图5-1-16 共模等效电路,35,此电路的共模抑制比为：,由上式可见，增大RE对减小共模 放大倍数和提高共模抑制比都有 好处，所以RE越大，对抑制温漂 越有利。,36,1、双入单出电路,例5-1，双入单出差分电路中，已知VCC=10V、-VEE=-10V，RC=10k，=100，RB=5k，RE=5k，rbe=1k，RL=10k。 求：Avd，Avc，KCMR。解：,37,2、单入双出电路,如图5-1-17所示。 可以把信号等效为一个共模 信号和一对差模信号。变换后的电路如图5-1-18所示。 变换为双端输入双端输出。,图5-1-17 单入双出电路,5-1-18 单入双出对信号源进行等效变换,38,2、单入双出电路,由于输入信号中有差模和共模两部分信号，所以输出信号也由两部分组成： 前面已计算过双入双出的Avc、Avd其中： Avc=0 ， ，,单入双出对信号源进行等效变换,39,3、单入单出电路,由于单端输入可等效为 双端输入看待。 因此，“单入单出”的分析计算过程与“双入单出”时是一样的。,图5-1-19 单入单出电路,电路的差模输入电阻为： 电路的差模输出电阻为：由于差分放大电路只放大差模信号，不放大共模信号，所以在分析放大电路单端输入时，可以将单端输入等同于双端输入看待。,40,4、差分电路几种接法的性能比较,对于差模信号：（1）差模输入电阻Rid与输入方式无关，它们都是：Rid=2(RB+rbe)（2）差模输出电阻Rod只与输出方式有关，而与输入方式无关。 单端输出时：Rod =RC 双端输出时：Rod =2RC （3）差模增益（放大倍数）只与输出方式有关，而与输入方式无关。 双端输出时： 其中 单端输出时： 其中 （输入与输出在同一侧时为负，对方一侧时为正）,41,4、差分电路几种接法的性能比较,对于共模信号：（1）共模输入电阻Ric与输入方式无关，它们都是 （2）共模输出电阻Roc只与输出方式有关。 单端输出时：Roc =RC 双端输出时：Roc =2RC,42,4、差分电路几种接法的性能比较,对于共模信号： （3）共模增益（放大倍数）只与输出方式有关，而与输入方式无关。双端输出时：Avc=0 单端输出时： 其中,43,（4）共模抑制比只与输出方式有关，而与输入方式无关。双端输出时：KCMR= 单端输出时： 掌握了以上这些特点和规律，也就掌握了长尾式差分放大电路。,4、差分电路几种接法的性能比较,44,4. 几种方式指标比较,45,4. 几种方式指标比较,46,重要结论,在各种组态差分放大器分析比较和改进的基础上，可以知道：要尽可能的提高差分放大器的共模抑制比，两个关键因素是：电路对称性；共射极电阻。,47,双端输出，理想情况 KCMR。,可使单端输出的,当Re 时，,但是rbe(1+)VT IEIEVEE2Re rbe 2Re(1+)VT VEE,恒流源差动放大电路,48,理想电流源具有：电流恒定；交流等效电阻无穷大的特点。,带恒流源的差分放大器,恒流源的作用：1.提供放大电路的射极电流； 2.替代交流大电阻；（提高共模抑制比）,如果IE 恒定， 而Re；则可能使KCMR。,注意，此处Re 只要是在交流时即可。,49,为此由T3构成的恒流源，输出电阻ro3取代Re，由微变等效电路计算。,50,5.2 复合管电路,为获得高放大倍数，可以利用多个晶体管组成复合管，以得到较大的电流放大系数。 1.复合管的组成形式 一般复合管由两个晶体管组成，两个晶体管的类型可以相同，也可不同。组成后的复合管应满足复合起来的管子都处于导通状态的条件，即满足发射结正向偏置、集电结反向偏置。复合管的类型与第一个晶体管的类型相同。,51,52,2.复合管的主要参数,复合管的主要参数是等效电流放大系效和等效输入电阻rbe。由上图四种接法的复合管各极电流关系可以推出：复合管的等效电流放大系数是两管电流放大系数的乘积，即12。（a）(b)两种接法的复合管中，T1管是共集电极组态，而rbe2是T1管的射极电阻，所以复合管等效输入电阻为rbe= rbe1 +（1+1）rbe2，。 （c）(d)两种接法的复合管中, rbe= rbe1。,53,5.3 集成运算放大器,一. 集成运算放大器组成,54,1.输入失调电压UIO 输入电压为零时，将输出电压除以电压增益，即为折算到输入端的失调电压。是表征运放内部电路对称性的指标。,2.输入失调电压温漂 dUIO /dT 在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量之比值。,二. 集成运算放大器的主要参数,55,4.输入失调电流 IIO ： 在零输入时，差分输入级的差分对管基极电流之差，用于表征差分级输入电流不对称的程度。,3.输入偏置电流IIB ： 输入电压为零时，运放两个输入端偏置电流的平均值，用于衡量差分放大对管输入电流的大小。,5.输入失调电流温漂dIIO /DT: 在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的变化量与温度变化量之比值。,56,6.最大差模输入电压Uidmax 运放两输入端能承受的最大差模输入电压，超过此电压时,差分管将出现反向击穿现象。,7.最大共模输入电压Vicmax 在保证运放正常工作条件下，共模输入电压的允许范围。共模电压超过此值时，输入差分对管出现饱和，放大器失去共模抑制能力。,57,8.开环差模电压放大倍数 Aod ： 无反馈时的差模电压增益。一般Aod在100120dB左右，高增益运放可达140dB以上。,9.差模输入电阻rid ： 双极型管输入级约为105106欧姆，场效应管输入级可达109欧姆以上。,10.共模抑制比 KCMR ： KCMR=20lg(Avd / Avc ) (dB)其典型值在80dB以上，性能好的高达180dB。,58,三. 集成运算放大器的低频等效电路,1.低频等效电路集成运放作为完整的独立器件，只画出三个信号端，即2个输入端，1个输出端。因为输入ui1与输出uo反相，所以称u-端为反相输入端。而输入ui2 与电压uo同相，所以称 u+端为同相输入端。ui称为净输入电压，ii称为净输入电流。,59,运算放大器的符号中有三个引线端，两个输入端，一个输出端。,集成运放的符号和传输特性,另一个称为反相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相反，用符号“N”表示。,一个称为同相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用符号P表示；,60,2.集成运算放大器的理想模型,理想运算放大器的特点是：开环电压放大倍数为无穷大Au；输入电阻为无穷大ri；输出电阻为零ro=0，共模抑制比无穷大KCMR；。,61,预备知识：集成运放的两种工作状态,1）. 运放的电压传输特性：,设：电源电压VCC=10V。 运放的Aod=104,Ui1mV时，运放处于线性区。,Aod越大，线性区越小，当Aod 时，线性区0,62,2）.理想运算放大器：,1、开环电压放大倍数 Aod=2、差摸输入电阻 Rid=3、输出电阻 Ro=04、共摸抑制比 KCMR= ,为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：,理想运放工作在线性区的条件： 电路中有负反馈！,3）. 线性区,63,4）. 非线性区（正、负饱和状态）,运放工作在非线性区的条件：电路开环工作或引入正反馈！,64,3.线性应用的两个重要概念由于uo有限，如果Au，则ui=u+u-0；两输入端的电位相等，好象短接了一样，这一概念称之为“虚短”。即u+u- 由于ui=0，而ri ，故净输入电流ii 0 ，输入端好象断开了一样，但又不是真正的断开，这一概念称之为“虚断”。即ii0,65,分析线性区理想运放的两个概念,虚短,uu,II+ 0,虚断,66,5.4集成电路运算放大器的应用,“虚短” 和“虚断”的概念是分析集成运算放大器线性应用的理论根据。一. 比例运算电路1.反相比例运算电路,反相比例运算电路图,ii= ii - if 0, ii = ifu+= u0， u-端称为“虚地”。,rif=ui /ii=R1 r0=0,67,反相比例运算电路的特点：,存在“虚地”，共模输入分量近似为零。u0与ui成比例关系,相位相反,比值是RF/R1与运算放大器本身的参数无关，其精度和稳定性都很高。可以进行y=ax的运算，运算式中的系数a0。当R1=Rf时，uo=ui，此电路称为反相器。 由于集成运放的开环放大倍数非常大，需要引入负反馈，且是深度负反馈。电路中引入的是并联电压负反馈。R2为平衡电阻，为保证集成运算放大器第一级差动放大电路中结构的对称性，应选择R2=R1/Rf。,68,2. 同相比例运算电路,ii=0, 有 ii=if u-= u+=ui ,有,69,同相输入运算电路特点：,u-=u+=ui，引入共模输入信号，要求CMR大。u0与u+成比例关系,相位相同,比值是(1+RF/R1)1与运算放大器本身的参数无关，其精度和稳定性都较高。当R1或Rf=0时，Auf=1，此时称为跟随器。同相比例运算电路可以进行y=ax的运算，且运算式中的系数a1。电路中引入了深度串联电压负反馈，故同相输入运算电路的闭环输入电阻和输出电阻为 rif=ui/ii ， ro=0 R2为平衡电阻，R2=R1/Rf，作用与反相输入运算电路相同,70,二. 加法运算电路, ii=0， u+= u- 0 i i1 + i i2 + i i3 = i f,1. 反相加法运算电路,71,特点：只调整某一路的Ri，就可改变该路的比例系数。平衡电阻：R2 = R11 / R12 / R13 / RF反相求和电路可以实现如下运算： y = -(a0 x0+ a1 x1.+an xn), ai0,72,2. 同相加法运算电路,利用同相比例公式有：,73,特点：,可以进行y = ( a1 x1+a2 x2 + an xn), an0若改变某一路的输入电阻，将影响输出表达式所有系数项，与反相求和电路比较，同相求和电路调试比较麻烦。引入共模输入分量，使同相求和电路的应用受到限制。,74,三.减法运算电路采用双端输入可实现减法运算。,叠加原理：,ui1单独作用时,ui2单独作用时,75,特 点,可以进行y=a1x1a2x2的运算，故又称减法运算电路。 若改变某一路的输入电阻，将影响输出表达式所有系数项，与反相求和电路比较，同相求和电路调试比较麻烦。当: RF/R1=R3/R2 ，则uo= RF/R1(ui2-ui1); 当: RF = R1时， 得：uo = ui2 ui1同样存在共模输入电压，所以，影响其运算精度的因素与同相输入运算放大电路完全相同。,76,四.积分电路与微分电路,1. 积分电路 i1 = if ；u-=u+=0 if =ui / R1,若ui为恒定电压，uc(0)=0,则t0, uo uoL 时，,当uo=uoL时，积分作用停止。,77,2. 微分电路, i1 = if ；u-=u+=0,当输入信号为一系列方波时，微分电路可将方波变成尖顶波。,78,五.测量放大器,根据u-=u+，ii=0，对于A1、A2有 UB=Ui1 UC=Ui2,79,特点：,当输入电压Ui1、Ui2不变时，调节便可调整输出电压UO。此电路具有非常高的输入电阻，对被测量的影响很小。当电路其它参数一定时，输出电压正比于Ui1与Ui2的差值。,80,六.电压比较器,电压比较器是用来判断输入电压和基准电压之间数值大小的电路。通常由集成运算放大器组成。作为电压比较器时，集成运放工作在开环状态。由于其自身的电压放大倍数很大，只要有微小的净输入电压就足以使集成运放处于饱和工作状态，所以它的输出只有两种可能：当u+u-时，输出高电位UOH，其极性为正，数值接近正电源电压值；当u+u-时，输出低电位UOL，其极性为负，数值接近负电源电压值。,81,工作时，电压比较器的一个输入端输入基准电压UB，另一端则输入要与基准电压进行比较的电压ui。电压比较器广泛应用于数字仪表、模/数转换、自动检测、自动控制、波形变换等方面。,82,1.单门限电压比较器1）过零电压比较器,u+ =UB=0，u-=ui当ui0时，uo=UOH，当ui0时，uo=UOL。设输入电压ui=Umsint，电压比较器将输入的连续变化量（模拟量）变成跃变的矩形波（数字量）输出。从电压比较器的工作原理可以看出，输出电压的大小仅与输入电压的大小有关，而与输入电压的波形无关。,83,2） 非零电压比较器,u+ =UB，u-=ui ，当ui UB时，uo=UOH，当ui UB时，uo=UOL。单门限电压比较器具有结构简单，灵敏度高等优点。此类比较器设置了一个门限UB ，不管输入电压增加还是减小,经过此门限时，电路都要产生动作，因此这类比较器的抗干扰能力差。为了克服这一缺点，实际应用中常采用多门限电压比较器。,84,2. 迟滞比较器,迟滞比较器在结构上引入了正反馈，这样不仅加快了输出电压的翻转过程，而且还给电路提供了两个不同极性的参考电压，即设置两个门限值，使输入电压增加时的门限值与输入电压减小时的门限值不同，电路只对某一个方向变化的电压敏感，将双向敏感改为单向敏感，产生回环，提高电路的抗干扰能力。,85,1）反相输入迟滞比较器,工作在非线性放大区，uo=UZ， u+=u-= UB=uoR2 /(R2+R3) = UZR2 /(R2+R3)= ui (门限值 )。设ui很小，uo输出高电位UOH=+UZ，此时参考电位UB+= UZR2 /(R2+R3) ，随着ui增加，只要uiUB+，uo=+UZ不变；,86,当uiUB+时， uo由UoH跃变到UoL=-UZ，参考电压也跃变为UB-=-UZR2 /(R2+R3)，随后，只要ui UB- ， uo保持UoL=-UZ不变；当uiUB-时， 电路回到过程。当电路uo发生变化时， u+=u-=UB所对应的输入电压值为门限值。,87,2）同相输入迟滞比较器,u-=u+=0 ，u+=uiR3 /(R2+R3)+ UZR2 /(R2+R3) ，电路uo发生变化时， u+=u-=0，对应的输入电压门限值ui= -UZR2 /R3 和UZR2 /R3 。当ui增加时，只要uiUZR2 /R3 ，u+u-=0，uo=-UZ，只有当ui UZR2 /R3时，输出电压跃变为uo=UZ；,88,当ui减小时，只要ui-UZR2 /R3 ， u+u-=0，uo=+UZ，只有当ui-UZR2 /R3时，输出电压跃变为uo=-UZ 。迟滞比较器可以提高抗干扰能力，但电路灵敏度降低。,89,3.窗口比较器,图中设高门限电压为UH，低门限电压为UL。,前述比较器在ui单方向变化时，uo仅发生一次跃变，如果需要ui单方向变化uo发生两次跃变时，则需要采用窗口比较器。,90,3.窗口比较器,当ULuiUH时，比较器A1和比较器A2的u+均低于u-，输出电压uo1和uo2均为低电位，二极管D1和 D2均截止，uo=UOL。 当ULuiUH 时，两个比较器一个输出为低电位，另一个输出为高电位，二极管D1 D2一个截止，一个导通，uo= UOH。,91,集成电路运算放大器的特点是，高放大倍数、直接耦合、多级放大。为了抑制温漂和提高共模抑制比，常采用差动放大电路作输入极。基本差动放大电路是靠以下两方面来抑制零漂：一是利用了电路的对称性；二是射极接了大电阻Re，也就是引进了电流负反馈，从单管着手，稳定静态工作点。差动放大电路有两个输入端ui1和ui2，uid=ui1-ui2称为差模输入信号；uic=(ui1+ui2)/2称为共模输入信号。任意两个输入信号都可用差模信号和共模信号表示，即ui1= uic +uid/2，ui2= uic -uid/2。,小结,92,小结,4. 集成运算放大器线性应用时的两个重要概念：“虚短”，u+u-； “虚断”，ii0。5. 反相输入运算放大电路的分析要点为掌握好“虚地”的概念。6. 同相输入运算放大电路的输出电压与同相输入端的电位有一个固定的关系，所以，准确求出同相输入端的电位是求解同相输入运算放大电路的关键。,93,测量放大器特点是高输入电阻，这样可减小对被测量的影响。此外，测量放大器还应具有高共模抑制比、零点漂移小等特点，以便在有用信号微弱、共模干扰大的场合能较好地工作。电压比较器是集成运算放大器工作于非线性状态下的应用。由于输入通常为模拟量，输出为数字量，所以，电压比较器往往是联系模拟电路和数字电路的桥梁。它的输出只有两种可能：当u+u-时，输出高电位UOH，其极性为正，数值接近正电源电压值；当u+u-时，输出低电位UOL，其极性为负，数值接近负电源电压值。,小结,94,小结,9. 电压比较器分为单限比较器和多限比较器两类。单限比较器结构简单、方便，但抗干扰能力差。多限比较器具有抗干扰能力强、翻转速度快等优点。,11醉翁亭记 1反复朗读并背诵课文，培养文言语感。2结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。3把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。4体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下岳阳楼记，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于岳阳楼记的千古名篇醉翁亭记。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(10071072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。醉翁亭记就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1初读文章，结合工具书梳理文章字词。2朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见我的积累本。目标导学四：解读文段，把握文本内容1赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的情景。目标导学五：深入解读，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意不在酒，在乎山水之间也”前后呼应，并与“滁人游”“太守宴”“众宾欢”“太守醉”连成一条抒情的线索，曲折地表达了作者内心复杂的思想感情。目标导学六：赏析文本，感受文本艺术特色1在把握作者复杂感情的基础上朗读文本。2反复朗读，请同学说说本文读来有哪些特点，为什么会有这些特点。(1)句法上大量运用骈偶句，并夹有散句，既整齐又富有变化，使文章越发显得音调铿锵，形成一种骈散结合的独特风格。如“野芳发而幽香，佳木秀而繁阴”“朝而往，暮而归，四时之景不同，而乐亦无穷也”。(2)文章多用判断句，层次极其分明，抒情淋漓尽致，“也”“而”的反复运用，形成回环往复的韵律，使读者在诵读中获得美的享受。(3)文章写景优美，又多韵律，使人读来不仅能感受到绘画美，也能感受到韵律美。目标导学七：探索文本虚词，把握文言现象虚词“而”的用法用法文本举例表并列1.蔚然而深秀者；2.溪深而鱼肥；3.泉香而酒洌；4.起坐而喧哗者表递进1.而年又最高；2.得之心而寓之酒也表承接1.渐闻水声潺潺，而泻出于两峰之间者；2.若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝；3.野芳发而幽香，佳木秀而繁阴；4.水落而石出者；5.临溪而渔；6.太守归而宾客从也；7.人知从太守游而乐表修饰1.朝而往，暮而归；2.杂然而前陈者表转折1.而不知人之乐；2.而不知太守之乐其乐也虚词“之”的用法用法文本举例表助词“的”1.泻出于两峰之间者；2.醉翁之意不在酒；3.山水之乐；4.山间之朝暮也；5.宴酣之乐位于主谓之间，取消句子独立性而不知太守之乐其乐也表代词1.望之蔚然而深秀者；2.名之者谁(指醉翁亭)；3.得之心而寓之酒也(指山水之乐)【教学提示】更多文言现象请参见我的积累本。三、板书设计路线：环滁琅琊山酿泉醉翁亭风景：朝暮之景四时之景山水之乐(醉景)风俗：滁人游太守宴众宾欢 太守醉宴游之乐(醉人)心情：禽鸟乐人之乐乐其乐与民同乐(醉情) 可取之处重视朗读，有利于培养学生的文言语感，并通过节奏划分引导学生理解文意，突破了仅按注释疏通文义的桎梏，有利于引导学生自主思考；不单纯关注“直译”原则，同时培养学生的“意译”能力，引导学生关注文言文的美感，在一定程度上有助于培养学生的核心素养。不足之处文章难度相对较高，基础能力低的学生难以适应该教学。,会员免费下载,