4章 集成运放的运用.doc

第四章 集成运放的应用习题与项目一、习题 4.1 分别选择“反相”或“同相”填入下列各空内。 （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。解：（1）反相，同相 （2）同相，反相 （3）同相，反相（4）同相，反相4.2 电路如图P4.1所示，集成运放输出电压的最大幅值为14V，填表4.1。图P4.1题表4.1uI/V0.10.51.01.5uO1/VuO2/V解：uO1(Rf /R) uI10 uI，uO2(1+Rf /R ) uI11 uI。当集成运放工作到非线性区时，输出电压不是14V，就是14V。uI/V0.10.51.01.5uO1/V151014uO2/V1.15.51114 4.3由理想运放构成的电路如图P4.2所示，试计算各电路的输出电压图P4.2解：在图示各电路中，集成运放的同相输入端和反相输入端所接总电阻均相等。各电路的运算关系式分析如下：（a）（b） （c） （d） （e） （f）其中R=10K4.4 用两个运算放大器设计一个满足方程的电路，要求电路最大电阻值不超过100K。解：其中：R1=R2=R3=R4=10K，R5=2*R6,R7=3*R6,R8=R5/R6/R7取R6=10K，R5=20K，R7=30K4.5 如图P4.3(a)所示积分电路，设输入信号ui如图4.3(b)所示。t =0时电容C上的电压为零。运放为理想运放。试画出输出电压uo的波形。图P4.3解：输出电压的表达式为 当uI为常量时 若t0时uO0，则t0.25ms时 uO20000.2510103V5V。 当t15mS时 uO2000(10)0.5103（5）V5V。解图P4.4因此输出波形如解图P4.4所示。4.6电路如图P4.4所示，试求出：该电路正常工作、R3开路的增益。图P4.4解：由图可知Ri50k，uM2uI。 即 输出电压 4.7试求图P4.5所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。图P4.5解：在图示各电路中，集成运放的同相输入端和反相输入端所接总电阻均相等。各电路的运算关系式分析如下：（a） （d） 4.8图P4.6所示为恒流源电路，已知稳压管工作在稳压状态，试求负载电阻中的电流。图P4.6 解：mA4.9设计一个比例运算电路，要求输入电阻Ri40k，比例系数为+100，写出设计过程，画出电路图并选择元件参数。解：可采用同相比例运算电路，电路形式如下图所示。其中R11k，R220k，R32k，Rf199k 4.10设计两个电压比较器，它们的电压传输特性分别如图P4.7所示。要求合理选择电路中各电阻的阻值，限定最大值为50k。图4.7解：有图可知两个个电压比较器的电压传输特性如下图，第一个为单门限比较器，第二个为迟滞比较器 由传输特性曲线可知第一个单门限比较器的阈值电压3V，输入增加输出增加所以是一个同相型比较器，输出双向限幅电压5V，电路图如图所示：其中R1=R2=R3=1k第二个迟滞比较器的上门限电压电压3V，下门限电压0V，输入增加输出减小，是一个反向输入型迟滞比较器，输出双向限幅电压5V，电路如图所示。其中R=1k，R1= 3k，R2=7 k。4.11 设运放为理想器件。在下列几种情况下，它们应分别属于哪种类型的滤波电路（低通、高通、带通、带阻）？并定性画出其幅频特性。（1）理想情况下，当和时的电压增益相等，且不为零；（2）直流电压增益就是它的通带电压增益；（3）在理想情况下，时的电压增益就是它的通带电压增益；（4）在和时，电压增益都等于零。解：（1） 带通；（2）低通；（3）高通；（4）带阻。幅频特性如下图4.12 在下列情况下，应采用（A）无源滤波电路，还是采用（B）有源滤波电路（只填A或B）。（1）若希望滤波电路通过的电流大（例如1A），则应采用 A 滤波电路。（2）若希望滤波电路的输入电阻很高（例如几百千欧），应采用 B 滤波电路。（3）如果滤波电路的电压约200V，应采用 A 滤波电路。（4）要求方便的组成高阶滤波器，且体积和重量尽量小，应采用 A 滤波电路。 （5）若要求滤波电路不产生自激，且工作环境恶劣，应采用 A 滤波电路。4.13 简单的二阶有源高通滤波电路如图P4.8 所示