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1 第 16 章 集成运算放大电路 一、填空题 1、工作在线性区的理想运放，两个输入端的输入电流均为零，称为虚_；两个输 入端的电位相等称为虚_；若集成运放在反相输入情况下，同相端接地，反相 端又称为虚_；即使理想运放器在非线性工作区，虚_结论也是成立的。 2、集成运放的两个输入端分别为_输入端和_输入端，前者的极性与输出端 _，后者的极性与输出端_。 3、电压比较器中集成运放工作的输出电压UO只有_或_两种状态。 4、集成运放工作在线性区的必要条件是_。 5、在运算电路中，运算放大器工作在_区；在电压比较器中 ，运算放大器工作 在_区。 6、集成运放在输入电压为零的情况下，存在一定的输出电压，这种现象称为 _ 。 7、理想的集成运放差模输入电阻为_，开环差模电压放大倍数为_，输 出电阻为_ 。 8、集成运放的输入级一般采用_放大电路，用来克服温漂；中间电压放大级多 采用共_极电路以提高电压增益；输出级多采用_功率放大电路，以提高 带负载能力。 9、在下列各空内填入“同相”或者“反相”。 （1）_比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地，而_比例运算电路 中集成运放两个输入端的电位等于输入电压。 （2）_比例运算电路的输入电阻大，而_比例运算电路的输入电阻小。 （3）_比例运算电路的输入电流等于零，而_比例运算电路的输入电流 等于流过反馈电阻中的电流。 （4）_比例运算电路的比例系数大于 1，而_比例运算电路的比例系数 小于零。 10、_运算电路可以将三角波电压转换为方波电压，而_运算电路可以将 方波电压转换为三角波电压。 2 11、图 16-1-11 所示电路中，运算放大器的最大输出电压Uopp=12V，稳压管的稳定 电压UZ=6V，其正向压降UD=0.7V，参考电压UR=+2V，输入电压Ui=1V，则输出电 压Uo=_；参考电压UR=-22V，输入电压Ui=1V，则输出电压Uo=_。 Uo R1 R2 R3 Ui UR DZ - + + 图 16-1-11 12、某运算放大电路如图 16-1-12 所示，已知输入电压Ui=2V，则输出电压 Uo=_，Uo1=_。 3K 10K Ui R 9K 3.3K 5K Uo Uo1 - + +- + + 图 16-1-12 13、若要集成运放工作在线性区，则必须在电路中引入 _反馈；若要集成运放工 作在非线性区，则必须在电路中引入_反馈或者_。 14、集成运放工作在线性区的特点是_等于零和_等于零；工作在非 线性区的特点：一是输出电压只具有_状态和净输入电流等于 _。 15、理想运算放大器具有“虚短”和“虚断”两个重要结论，理想运算放大器适用 “虚短” 结论的前提是其必需工作于 区（填“线性”或“非线性）。 16、集成运算放大器是一种采用_耦合方式的放大电路，其第一级采用差动放 大电路，目的是为了解决_ 的问题。 17、理想运算放大器的共模抑制比KCMRR为_，输入阻抗 i r为_。 二、选择题 1、差模输入信号是两个输入信号的_。 A、和 B、差 C、比值 D、平均值 3 2、如图 16-2-2 所示理想集成运放的输出电压 UO应为_。 A、-6V B、-4V C、-2V D、-1V 4V10K 2V 10K 10K uo - + + +6V uo 10K 10K 20K A - + + 图 16-2-2 图 16-2-4 3、下述比较器中，_比较器抗干扰能力强。 A、单限 B、滞回 C、窗口 D、集成电压 4、如图 16-2-4 所示的电路中，A 点电位为多少？ A、6V B、0V C、3V D、-6V 5、集成运放的电压传输特性之中的线性部分的斜率愈陡，则表示集成运放的_。 A、闭环放大倍数越大 B、开环放大倍数越大 C、抑制零漂的能力越强 D、对放大倍数没有影响 6、若集成运放的最大输出电压幅度为UOM，则在_的情况下，集成运放的输出电 压为UOM。 A、同相输入信号电压高于反相输入信号 B、同相输入信号电压高于反相输入信号，并引入负反馈 C、反相输入信号电压高于同相输入信号，并引入负反馈 D、反相输入信号电压高于同相输入信号，并开环 7、在_电路中，电容接在集成运放的负反馈支路中，而在_电路中，电容接 在输入端，负反馈元件是电阻。 A、反相比例 B、同相比例 C、基本积分 D、基本微分 8、_运算电路可将方波电压转换成三角波电压。 A、微分 B、积分 C、乘法 D、除法 4 9、集成运算放大器能处理_。 A、直流信号 B、交流信号 C、交流信号和直流信号。 10、 为使电路输入电阻高、输出电阻低，应引入_。 A、电压串联负反馈 B、电压并联负反馈 C、电流串联负反馈 D、电流并联负反馈 11、 在由运放组成的电路中，运放工作在非线性状态的电路是_。 A、反相放大器 B、差值放大器 C、有源滤波器 D、电压比较器 12、 集成运放工作在线性放大区，由理想工作条件得出两个重要规律是_。 A、UU0，ii B、UU0，ii0 C、UU，ii0 D、UU0，ii 13、分析集成运放的非线性应用电路时，不能使用的概念是_。 A、虚地 B、虚短 C、虚断 14、 集成运放的线性应用存在_现象，非线性应用存在_现象。 A、虚地 B、虚断 C、虚断和虚短 15、 理想运放的两个重要结论是_。 A、虚短与虚地 B、虚断与虚短 C、断路与短路 16、 集成运放一般分为两个工作区，它们分别是_。 A、正反馈与负反馈 B、线性与非线性 C、虚断和虚短 17、现有电路： A、反相比例运算电路 B、同相比例运算电路 C、积分运算电路 D、微分运算电路 E、加法运算电路 F、减法运算电路 （1）欲将正弦波电压移相+90，应选用_。 （2）欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用_。 （3）欲实现Au=-100 的放大电路，应选用_。 5 （4）欲将方波电压转换成尖顶波电压，应选用_。 18、理想运放电路所组成的比较器如图 16-2-18 所示，其比较器的门限电压 为 。 1V R UI R/4R 4R UO - + + 图 16-2-18 A、V4 B、V4 C、V 4 1 D、V 4 1 三、判断题 1、运算电路中一般引入负反馈。 （ ） 2、集成运放使用时不接负反馈，电路中的电压增益称为开环电压增益。 （ ） 3、电压比较器的输出电压只有两种数值。 （ ） 4、集成运放未接反馈电路时的电压放大倍数称为开环电压放大倍数。 （ ） 5、“虚短”就是两点并不真正短接，但具有相等的电位。 （ ） 6、“虚地”是指该点与接地点等电位。 （ ） 7、“虚地”是指该点与“地”点相接后，具有“地”点的电位。 （ ） 8、集成运放不但能处理交流信号，也能处理直流信号。 （ ） 9、集成运放在开环状态下，输入与输出之间存在线性关系。 （ ） 10、各种比较器的输出只有两种状态。 （ ） 11、微分运算电路中的电容器接在电路的反相输入端。 （ ） 12、凡是运算电路都可利用“虚短”和“虚断”的概念求解运算关系。 （ ） 13、在运算电路中，集成运放的反相输入端均为虚地。 （ ） 四、计算分析题 6 1、某运算放大器构成的电路如图 16-4-1 所示，已知输入电压Ui1=2V、Ui2=1V，各相 关电阻大小已经标出，试求： （1）求 A 点的电压值UA； （2）求输出电压UO的大小。 10K Ui1R 20K10K Ui2 10K Uo A - + + Ui1=30mV Uo R1 5K R2 5K R3 5K R4 5K Ui2=20mV - + + 图 16-4-1 图 16-4-3 2、某运算放大器构成的电路如图 16-4-2 所示，已知输入电压 1 i U、 2i U，那么 （1）求 A 点的电压值 A U； （2）求输出电压 1O U和输入电压 1 i U、 2i U的关系式； （3）若 2 0R ， 56 RR，求 O U和输入电压 1 i U、 2i U的关系式。 R R1 Ui1 Ui2R4 R3R2 R6 R5 Uo Uo1 - + + - + + 图 16-4-2 3、计算如图 16-4-3 所示电路的输出电压Uo 。 4、图 16-4-4 中，运放均为理想运放，U1、U2、U3为已知电压，试求 （1）Uo1 （2）Uo2 （3）Uo 7 R R/2 5R RR R R R Uo Uo1 Uo2 U1 U2 U3 - + + - + +- + + 图 16-4-4 5、电路如图 16-4-5 所示，求下列情况下，UO和Ui的关系式。 （1）S1和 S3闭合，S2断开时； （2）S1和 S2闭合，S3断开时。 图 16-4-5 6、由理想运放构成的电路如图 16-4-6 所示，请计算输出电压 uo的值。 - + + 0.4V uo 50K 25K 50K A 0.4V - + + uo 50K 25K 50K A - + + -0.4V uo 50K 50K 50K A0.4V 50K (a) (b) (c) 图 16-4-6 7、理想运放组成的电路如图 16-4-7 所示，输入ui为三角波，画出对应的输出波形 uo。 8 图 16-4-7 8、电路如图 16-4-8 所示，已知ui1=2V、ui2=3V、ui3=4V、ui4=5V 、R1=R2 =2K、 R3=R4=RF=1K，计算输出电压 uo。 图 16-4-8 图 16-4-9 9、电路如图 16-4-9，求ui和uo的运算关系式。 10、图 16-4-10 中 A1、A2 为理想运放，运放最大输出电压Uom=12V 。 （1）说明电路由哪两部分单元电路组成，分别说出单元电路的名称？ （2）设电路初始输入电压为 0V。在 t=0 时，当加入Ui=1V 的阶跃信号后，需多长时 间Uo 跳变到+12V，已知R1=100K、C=100uF。 （3）画出Uo1 与Uo 波形。 图 16-4-10 9 11、电路如图 16-4-11 所示，由理想运放组成求和积分器。已知R1 = 200K、R2 = 100K、C=1F,写出输出关系式Uo=f(Ui1,Ui2)。 C Uo R1 R2 Ui1 Ui2 - + + 图 16-4-11 12、如图 16-4-12 所示运放电路中，运放为理想运放，已知电位U1=3V，U2=2V， U3=4V，试分别求出电位Uo1，Uo2和Uo的值。 图 16-4-12 13、如图 16-4-13 所示电路中，N1，N2为理想运放，试写出 12oo uu、 与 123iii uuu、 的 表达式，并计算它们的值。 图 16-4-13 14、在图 16-4-14 所示的电路中，已知 1 i u= 2V, 2i u = 1V, 3i u = 2V, 4i u =1V。试求 输出电压 1o u , 2o u , o u。 10 图 16-4-14 15、理想运放组成的电路如图 16-4-15 所示： （1）说明图中的运放 A1、A2 各实现的是什么运算？ （2）写出 Uo1及 Uo 的表达式。 图 16-4-15 16、积分电路和微分电路如图（a）（b）所示，已知输入电压如（c）所示，且t=0 时，uc=0，试分别画出电路输出电压波形。 - + + ui R 100k uo C 0.01F - + + ui uo R 100k C 0.01F ui /V t/ms 2 -2 135 0 (a) (b) (c) 图 16-4-16 11 17、图 16-4-17 所示电路为监控报警装置，REF为参考电压，ui为被监控量的传感器 送来的监控信号，当ui超过正常值时，指示灯亮报警，请说明其工作原理及图中的稳 压二极管和电阻起何作用？ R1 R2 R3 ui UREF DZ T +UCC - + + 图 16-4-17 18、电路如图 16-4-18 所示，双向稳压管的，输入电压为ui=0.5sint 。试画出uo1、uo2、uo的波形，并指出集成运放的工作状态。 20K R2 4K R1 5K RF R3 R4 10K 10K 1K R5R6 R7 DZ 10K 10K C 0.1F ui uo uo2 uo1 - + +A1- + +A2- + + A3 图 16-4-18 19、电路如图 16-4-19 所示，求解uO= f (uI) = ? C - - + + + + + +