第6章集成运算放大器的应用课后习题及答案.doc

第6章 集成运算放大器的应用一 填空题1、反相比例电路中，集成运放的反相输入端为 点，而同相比例电路中集成运放两个输入端对地的电压基本上等于 电压。2、对数和指数电路是利用二极管的电流和电压之间存在 。3、将正弦波转换为矩形波，应采用 ；将矩形波转换为三角波，应采用 ；将矩形波转换为尖脉冲，应采用 。4、滞回比较器具有特性，因此，它具有强的特点。5、电压比较器的集成运放常常工作在 ；常用的比较器有比较器、比较器和比较器。答案：1、接地、电源 2、指数关系 3、过零比较器、积分电路、微分电路 4、滞回，抗干扰性 5、非线性区，单限、滞回、窗口二 选择题1、为了避免50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用_滤波电路（ ） A.低通 B.高通 C.带通 D带阻2、若从输入信号中抑制低于3kHZ的信号，应选用_滤波电路（ ）A.低通 B.高通 C.带通 D带阻3、若从输入信号中取出低于3kHZ的信号，应选用_滤波电路（ ）A.低通 B.高通 C.带通 D带阻4、若从有噪声的信号中提取2kHZ3kHZ的信号进行处理，应选用_滤波电路（ ）A.低通 B.高通 C.带通 D带阻5、在下列电路中，_电路能将正弦波电压移相+900。（ ） 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6、在下列电路中，_电路能将正弦波电压转换成二倍频电压。（ ） A.加法运算电路 B.乘方运算电路 C.微分运算电路 7、在下列电路中，能在正弦波电压上叠加一个直流量的电路为（ ）A.加法运算电路 B.积分运算电路 C.微分运算电路 8、在下列电路中，能够实现电压放大倍数为-90的电路为（ ）A.反相比例运算电路 B.同相比例运算电路 C.积分运算电路答案：1、D 2、B 3、A 4、C 5、C 6、B 7、A 8、A三 判断题1、差分比例电路可以实现减法运算。（ ） 2、比例、积分、微分等信号运算电路中，集成运放工作在线性区；而有源滤波器、电压比较器等信号处理电路中，集成运放工作在非线性区。（ ） 3、在运算电路中，集成运放的反相输入端均为虚地。（ ） 4、凡是运算电路都可以利用“虚短”和“虚断”的概念求解运算关系。（ ）5、各种滤波电路的通带放大倍数的数值均大于1。（ ）6、只要集成运放引入正反馈，就一定工作在非线性区。（ ）7、一般情况下，在电压比较器中，集成运放不是工作在开环状态，就是引入了正反馈。（ ）8、集成运放工作在非线性区时，输出电压值只有两种值。（ ）9、单限比较器比滞回比较器抗干扰能力强，而滞回比较器比单限比较器灵敏度高。（ ）10、当一个滞回比较器的两个阈值电压和一个窗口比较器的相同时，在它们输入电压相同的情况下，它们的输出电压波形也相同。（ ）答案：1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、四 计算题6.1在图P6.1所示的放大电路中，已知 （1）试问 和 分别应选用多大的电阻？（2）列出 、 和 的表达式；（3）设 ， ，则输出电压图P6.1 题6.1的图解： 为保证A1和A2两个输入端的对地平衡，有：， 运放A1构成的电路为反相比例电路；A2构成的电路为同相比例电路；A3构成的电路为差分比例电路。所以有： ， 当，时，输出电压为： 6.2 分析图P6.2（a）(b)（c）所示电路中两个理想集成运放分别构成何种基本运算电路，并写出输入输出关系表达式。(a)（b）（c）（d）图P6.2 题6.2的图解：（a）A1构成的电路为同相比例电路，A2构成的电路为反-同相比例电路，则有：， 则（b）A1构成的电路为反相比例电路，A2构成的电路为反相求和电路，则，则 （c）A构成的电路为求和电路，则6（d）A1：反相输入求和电路；A2：电压跟随器；A3：差分输入求和电路。 6.3试用集成运放组成一个运算电路，要求实现以下运算关系：解：可以采用两级反相求和电路实现给定的运算关系第一级 第二级 电路如图Pd6.1所示图Pd6.1 题6.3答案图6.4 在图P6.3（a）所示电路中：（1） 写出的表达式；（2）设、的波形如图6.3（b）所示，试画出的波形。在图上标出t=1s和t=2s时的值。设t=0时电容上的电压为零。（a）（b）P6.3 题6.4的图解： A1构成的电路为反相比例电路，A2构成的电路为积分电路，则 的波形图Pd6.2所示，其中t=1s时，t=2s时，图Pd6.2 题6.4答案图6.5试分别写出图P6.4所示各电路的输入电压与输出电压的关系表达式。(a) (b)（c） （d）图P6.4 题6.5的图解：利用节点电流法，可以解除各电路的运算关系分别如下：（a）（b）（c）(d)6.6电路如图P6.5所示,其中R=RW=10 K，Rp=100 K。（1）写出该电路的输入输出关系表达式；（2）当滑动变阻器RW滑动端在最上端的时候，ui1=10mV, ui2=20mV,求输出电压uo;(3)若uo的最大幅值为14V，输入电压最大值ui1max =10V，ui2max=20V，最小值均为0V，则为了保证集成运放工作在线性区，R2的最大值为多少？解：（1） A2同相输入端电位输出电压或（2） 将ui1=10mV, ui2=20mV代入上式得uo=100mV;（3）根据题目所给参数，ui2- ui1的最大值为20mV。若R1为最小值，则为保证集成运放工作在线性区，ui2- ui1-20mV时集成运放的输出电压应为14V，写成表达式为故6.7 在图P6.6所示电路中，已知ui1=4V, ui2=1V, R1=50 K。C=1uF。试回答下列问题：（1）当开关S闭合时，分别求A、B、C和D的电位；（2）设t=0时，S打开，问经过多长时间，输出电压uo为零。图P6.5 题6.6的图图P6.6 题6.7的图解：（1）（2）因为 uo = 2uD -uo3 ，2uD=-4V ，所以当uo3=-4V时，uo才为零，即6.8分析图P6.7电路实现何种运算，并求输入电压和输出电压之间的关系表达式。图P6.7 题6.8的图解：由图可知A1组成对数电路，故A2组成反相比例运算电路A3组成指数运算电路6.9分析图P6.8中各电路分别实现何种运算，写出输出电压与各输入电压之间的关系表达式。(a) （b）(C (c) （d）图P6.8 题6.6的图解：（a）基本除法电路（b）实现一元三次方程(c) 实现求和除法电路(d)实现除法运算6.10试说明图P6.9所示电路各属于哪种类型的滤波器，是几阶滤波器。 （a） （b）（c） （d）图P6.9 题6.10的图解：图（a）所示电路为一阶滴通滤波器；图（b）所示电路为二阶高通滤波器；图（c）所示电路为二阶带通滤波器；图（d）所示电路为二阶带阻滤波器；6.11求出图P6.10（a）（b）所示电路的传递函数，并说明该电路属于哪种类型的滤波器。（a） （b）P6.10 题6.11的图解：利用节点电流法可求出它们的传递函数。（a）故其为高通滤波器（b）故其为低通滤波器6.12已知某有源滤波电路的传递函数如下：（1）定性分析该电路的滤波特性（低通、高通、带通或带阻）。（2）求出通带增益Aup、特征频率f0及等效品质因数Q。解：（1）由电路的传递函数可得令 则 由于当f趋于无穷大时，电压放大倍数趋于-1，所以该滤波器为高通滤波器。（2）由以上分析可知， ， 6.13电路图P6.11所示，A1、A2、A3均为理想集成运放，其最大输出电压为。（1） 集成运放A1、A2、A3各组成何种基本应用电路？（2）集成运放A1、A2、A3各工作在线性区还是非线性区？（3）若输入信号，对应画出相应的、和的波形，并在图中标出有关电压的幅值。P6.11题6.13的图解： A1：反相比例电路；A2：过零电压比较器；A3：电压跟随器。、 A1：线性区；A2：非线性区；A3：线性区。 波形如图Pd6.3 图Pd6.3 题6.13答案图6.14如图P6.12（a）所示的单限比较器电路中，假设集成运放为理想运放，参考电压，稳压管的反向击穿电压，电阻，：（1）试求比较器的门限电平，并画出电路的传输特性；（2）若输入电压是图（b）所示幅度为的三角波，试画出比较器相应的输出电压的波形。（a） （b）图P6.12 题6.14的图解： 门限电平为：传输特性如图图Pd6.4所示 图Pd6.4 题6.14答案图 图 Pd6.5 题6.14答案图 输出电压波形如下图Pd6.5所示：6.15 如图P6.13所示的滞回比较器电路中，已知，稳压管的，参考电压，试估算其两个门限电平和，以及门限宽度的值，并画出滞回比较器的传输特性。图P6.13 题6.15的图解：本题意图是理解滞回比较器的工作原理和传输特性，学习估算滞回比较器的门限电平和门限宽度。图 Pd6.6 题6.15答案图6.16将正弦信号分别送到图P6.14（a）、（b）和（c）三个电路的输入端，试分别画出它们的输出电压的波形，并在波形上标出各处的电压值。已知，且：（1）图（a）中稳压管的稳压值；（2）图（b）中稳压管参数同上，且参考电压，；（3）图（c）稳压管参数同上，且，。图P6.14 题6.16的图解：本题是对三种比较器的对比。输出电路图略（a）过零比较器，UT=0V；（b）求和型单限比较器，（c）滞回比较器，6.17若将正弦信号加到图P6.15所示电路中，并设，集成运放A1、A2的最大输出电压，二极管的正向导通电压，试画出对应的输出电压波形，并说明该电路是何种电路。 图P6.15 题6.17的图 图 Pd6.7 题6.17答案图解：由电路分析可知UTH=+10V，UTL=-10V当uI10V或uI-10V时，uO=（12-0.7）V=11.3V当-10VuI0时， uo2=-10V；当0时， uo2=+10V；当t=0.5m时，uo3的幅值为V图 Pd6.8 题6.19答案图6.19试分别求出图P6.17所示电路的电压传输特性。（a） （b） (c) (d) 图P6.17 题6.19的图解：图（a）为同相输入滞回比较器，（b）为反相输入的滞回比较器 (c)为单限比较器（d）为窗口比较器，其传输特性如下图所示。 图P6.17（a）所示电路传输特性 图P6.17（b）所示电路传输特性 图P6.17（c）所示电路传输特性 图P6.17（d）所示电路传输特性图 Pd6.9 题6.19答案图下午13：0017：00度。全体员工都必须自觉遵守工作时间，实行不定时工作制的员工不必打卡。3.1.2.2打卡次数：一日两次，即早上上班打卡一次，下午下班打卡一次。3.1.2.3打卡时间：打卡时间为上班到岗时间和下班离岗时间； 3.1.2.4因公外出不能打卡：因公外出不能打卡应填写外勤登记表,注明外出日期、事由、外勤起止时间。因公外出需事先申请，如因特殊情况不能事先申请，应在事毕到岗当日完成申请、审批手续，否则按旷工处理。因停电、卡钟（工卡）故障未打卡的员工，上班前、下班后要及时到部门考勤员处填写未打卡补签申请表，由直接主管签字证明当日的出勤状况，报部门经理、人力资源部批准后，月底由部门考勤员据此上报考勤。上述情况考勤由各部门或分公司和项目文员协助人力资源部进行管理。3.1.2.5手工考勤制度3.1.2.6手工考勤制申请：由于工作性质，员工无法正常打卡（如外围人员、出差），可由各部门提出人员名单，经主管副总批准后，报人力资源部审批备案。3.1.2.7参与手工考勤的员工，需由其主管部门的部门考勤员(文员)或部门指定人员进行考勤管理，并于每月26日前向人力资源部递交考勤报表。3.1.2.8参与手工考勤的员工如有请假情况发生，应遵守相关请、休假制度，如实填报相关表单。3.1.2.9 外派员工在外派工作期间的考勤,需在外派公司打卡记录;如遇中途出差,持出差证明,出差期间的考勤在出差地所在公司打卡记录;3.2加班管理3.2.1定义加班是指员工在节假日或公司规定的休息日仍照常工作的情况。A现场管理人员和劳务人员的加班应严格控制，各部门应按月工时标准，合理安排工作班次。部门经理要严格审批员工排班表，保证员工有效工时达到要求。凡是达到月工时标准的，应扣减员工本人的存休或工资；对超出月工时标准的，应说明理由，报主管副总和人力资源部审批。 B因员工月薪工资中的补贴已包括延时工作补贴，所以延时工作在4小时（不含）以下的，不再另计加班工资。因工作需要，一般员工延时工作4小时至8小时可申报加班半天，超过8小时可申报加班1天。对主管(含)以上管理人员，一般情况下延时工作不计加班，因特殊情况经总经理以上领导批准的延时工作，可按以上标准计加班。3.2.2.2员工加班应提前申请，事先填写加班申请表，因无法确定加班工时的，应在本次加班完成后3个工作日内补填加班申请表。加班申请表经部门经理同意，主管副总经理审核报总经理批准后有效。加班申请表必须事前当月内上报有效，如遇特殊情况，也必须在一周内上报至总经理批准。如未履行上述程序，视为乙方自愿加班。3.2.2.3员工加班，也应按规定打卡，没有打卡记录的加班，公司不予承认；有打卡记录但无公司总经理批准的加班，公司不予承认加班。3.2.2.4原则上，参加公司组织的各种培训、集体活动不计加班。3.2.2.5加班工资的补偿：员工在排班休息日的加班，可以以倒休形式安排补休。原则上，员工加班以倒休形式补休的，公司将根据工作需要统一安排在春节前后补休。加班可按1：1的比例冲抵病、事假。3.2.3加班的申请、审批、确认流程3.2.3.1加班申请表在各部门文员处领取，加班统计周期为上月26日至本月25日。3.2.3.2员工加班也要按规定打卡，没有打卡记录的加班，公司不予承认。各部门的考勤员(文员)负责加班申请表的保管及加班申报。员工加班应提前申请，事先填写加班申请表加班前到部门考勤员(文员)