集成电路原理及应用考试题

1、2.8 设计一个运放电路，要求运算关系为 U0=5(Ui1-Ui2+Ui3-Ui4), 指定接于输 入，输出端的反馈电阻为 100K 试选定各信号源与放大器输入端的电阻及其温漂 补偿电阻。Ui120kUIi220K100KUO2三角形代表运放器 A1.A2 + - 未标出 均为上 - 下 +2.12 求图 4 所示电路输出电压与输入电压的表达式，并说明该电路完成什么 功能。解：对 A 1 ：由对 A 2 ：由“虚断” 和“虚短” 得 uo12R1ui2R2uoRfRf 则 uo = ( fRfR1uo1R2ui 2) ，A2为反相放大器。将 u o1=-u i1 代入上式得uoRfR1ui1R

2、fR2ui2故该电路为减法电路。UOR2/R1 *Ui解：对 A 1 ：由“虚断”得 v 1 =v 1对 A 2 ： 由 “ 虚断 ” 和“虚 短 ” 得v1由“虚 短”得 uiv1R1R4uo2v1uoR2uo2(s)S1CuoR(s) 代入上式得Asuo (s) ui (s)R2R1 R2 SCR又 R 3 =R1 ，R4=R 2整理得 uo(s) RR12 (uo2(s) ui(s)A 1 为差动放大器， A 2 以 A 1 的输出为 反相输入， 经过积分放大后的输出电压在电 阻 R 4 上的分压作为 A 1 放大器的同相输 入。备注：反相器：输出电压与输入电压相位相反。基本反相器公式：

3、倒相器：当 R2=R1 时，即为倒相器，题中 R1=R2=R 。（A1）2.15 如图 6 所示电路为积分反馈式微分电路，试分析此电路的工作原理，并写出传递函 数的表达式 。P73 3.3.1 二极管检波器：理想二极管检波器P77 3.4 限幅器P84 3.6 电压比较器： 单限电压比较器 迟滞电压比较器 窗口电压 比较器P95 4.1.2 阻抗模拟变换器（简答或名词解释） ：U/I 变换器： 电压 /电流变换器是指输出负载中的电流正比于输入电压的运放电路，因为传输系数是电导，所以又被称为转移电导放大器。I/U 变换器： 电流 /电压变换器是指输出负载中的电压正比于输入电流的运放电路，因传输系

4、数是电阻，所以又被称为转移电阻放大器。U/F 变换器：电压 /频率变换电路 F/U 变化器：频率 /电压变换器 典型变换：积分恢复型，电压反馈型，交替积分型和恒流开关型。精密 T/I 变换器：温度电流变换器 坑爹，这些神马概念？（老师一阵乱点说是什么名词解释，但现在看着都不像）4.3 求如图 3 所示电路的输入阻抗，并说明其性质，假定图中的集成运放满 足理想条件对于 A 2 有：解：对于 A1有：U O1 UUiU o1R2U o则UoR22Ui R1 i联立整理得：Ui U o整体有：Ii1SCZie U iI i SC 1R2R1R2R1则该电路输入端等效为一电容，等效的电容值为R2R1R

5、1R1该电路为电容倍增器， 通过改变 R2 的值，以及 C 的大小，可得到任意大小的电容值。P128 ICL8038 ：（自行看书，实在是看不出要考什么）能同时产生正弦波，方波，三角波1. 什么是差动放大电路？什么是差模信号？什么是共模信号？差动放大器对 差模信号和共模信号分别起什么作用？差动放大电路是把两个输入信号分别输入到运算放大器的同相和反相 输入端，然后在输出端取出两个信号的差模成分，而尽量抑制两个信号的共 模成分的电路。 共模信号：双端输入时，两个大小相同，极性相同的信号。 差模信号：双端输入时，两个大小相等，极性相反的信号。对差模输入信号的放大作用、对共模输入信号的抑制作用2. 集

6、成运放有哪几部分组成？各部分的典型电路分别是什么？ 输入级、中间级、输出级、偏置电路四大部分组成 输入级的典型电路是差动放大电路 , 利用它的电路对称性可提高整个电路的性能，减小温漂 ； 中间级的典型电路是电平位移电路 , 将电平移动到地 电平，满足零输入时零输出的要求； 输出级的典型电路是互补推挽输出放大电路，使输出级输出以零电平为中 心，并能与中间电压放大级和负载进行匹配； 偏置电路典型电路是电流源电路，给各级电路提供合适的静态工作点、所需 的电压3. 共模抑制比的定义？ 集成运放工作于线性区时，其差模电压增益 Aud 与共模电压增益 Auc 之比4. 集成运放的主要直流参数：输入失调电压

7、 Uos、输入失调电压的温度系数 Uos/T、输入偏置电 流、输入失调电流、 差模开环直流电压增益、 共模抑制比、 电源电压抑制比、 输出峰 -峰电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压5. 集成运放主要交流参数： 开环带宽、单位增益带宽、转换速率、全功率带宽、建立时间、等效输 入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。6. 理想集成运放的基本条件。1.差模电压增益为无穷大 2.输入电阻为无穷大 3.输出电阻为 0 4.共模抑制 比 CMRR 为无穷大 5.转换速率为无穷大 即 Sr=00 6. 具有无限宽的频带 7. 失调电压失调电流极其温漂均为 0 8.干扰和噪声均为 07. 理想

8、集成运放的两个基本特性： 虚短和虚断。代表的实际物理意义。 其实，虚短和虚断的原因只有一个，那就是：输入端输入电阻无穷大。 虚短：集成运放两输入端的电位相等。集成运放的两个输入端好像短路，但不是真正的短路，所以成为虚 短，只有集成运放工作于线性状态时，才存在虚短虚断：集成运放两输入端的输入电流为零。 由于集成运放输入电阻为无穷大，不可能吸收任何电流，就像输入端被 剪断了，跟断路了一样。但是绝对不是真的断路，这大概就是虚断的由 来。试分析图 1所示电路是什么电路，有何特点？图中设 R1 R4 。解：第一级运放为同相放大器。 对 A 1 ：由“虚断”和“虚短”得 i1 =i 2 ，v 1 =v 1

9、 =ui1 ，则 ui1 =uo1R1 R2R1 ，即uo1 (1 RR12 )ui1，对 A 2 ：由“虚断”和“虚短”得 i 3=i 4 ，v 2 =v 2 =u i2 ，uo1 ui2R3ui2 uoR4i2 o ，即 uo (1)ui2R4R3R4R3 uo1o1uo ( RR4R31)(ui2ui1)，因两个输入信号均从同相 端输入，所以输入阻抗比较 高。该电路为高输入阻抗的差 动放大器 （习题 3.7 图 ）试分析如图 3 所示电路输出电压与输入电压之间的关系，并说明此电路在什么条件下能完成全波整流功能，此电路有什么特点？解：对 A1：ui 0时，u =u =ui, VD 2导通，

10、 VD1截止 , uo1=ui对 A 2 ： u =u =u i 故流过 R f 2 的电流为零，故 u o =u i当 u i 0时， VD 2截止,VD 1导通,Rf1对 A1：uo1=(1+)ui , 对A2R1ui uo1uo uiu =u =ui ， R2Rf 2此时 uo = 1o R2Rf 1R2 +R f21)uiR11当R2R 2 +R f 2Rf 1RRf11 Rf2 Rf2）= 1时，完成全波整流功能；由于为同相输入，故该电路输入电阻较高。什么是函数发生器？ 函数发生器是一种多波形的信号源。它可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿 波，甚至任意波形。有的函数发生器还具有调制的

11、功能，可以进行调幅、调频、 调相、脉宽调制和 VCO 控制。滤波器的分类。 按元件分：有源，无源，陶瓷，晶体，机械，锁相环，开关电容 按信号处理方式：模拟、数字按通频带分：低通、高通、带通、带阻有源滤波器分类 ：按通带滤波特性，有源滤波器可分为：最大平坦型（巴特沃思 型）、等波纹型（切比雪夫型） 、线性相移型（贝塞尔型） 。 集成有源滤波器的特点？1在制作截止频率或中心频率低的滤波器时，可做到体积小重量轻成本低 2.无须阻抗匹配 3.可方便制作截止频率或中心频率连续可调的滤波器 4.采用集成电路，受环境因素的影响小5.受电磁干扰影响小6实现滤波的同时，可得到一定的增益 7.若使用电位器，可变电

12、容器等，可使滤波器的精度达到百分之0.58. 采用集成电路，可避免个滤波节之间的负载效应而使滤波器的设计和计算 大大简化，且易于进行电路调试高通 /低通 /带通/带阻滤波器的定义？传输函数 ?幅频特性？ 高通：滤除低频信号，使高频成分通过 低通：滤除高频信号，使低频成分通过 带阻：阻滤波器是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减 到极低水平的滤波器A/D 转换器的主要技术指标有哪些？ D/A 转换器的技术指标有哪些？设某 DAC有 二进制 14 位，满量程模拟输出电压为 10V，试问它的分辨率和转换精度各为多 少？ 答：A/D 转换器的主要技术指标有：分辨率；量程；精度；转换时 间

13、和转换率；输出逻辑电平；对参考电压的要求。D/A 转换器的技术指标有：分辨率；转换精度；偏移量误差；线性 度；输入编码方式；输出电压； 转换时间。分辨率为 10V2 14 610.4 V；1转换精度为 1 LSB=305.2 V 。2某一控制系统要使用 D/A 转换器，要求该 D/A转换器的精度小于 0.25%，那么 应选择多少位的 D/A 转换器？1解：转换精度 a= LSB，又 LSB=b 2 n（b 为量程， n为位数）21n则 b2 n /b0.25%得 n 8211 位 A/D 转换器分辨率的百分数是多少？如果满刻度电压为 10V，当输入电压 为 5mV时，写出其输出的二进制代码。解： 2 11 100% 0.49% 因此 A/D 转换器的分辨率为 10V 0.49%=4.9mV因此当输入电压为 5mV 时，二进制代码为 000 0000 0000b 设计一个一阶高通滤波器，其截止频率为 2kHz。要求画出电路图，写出传递函 数的表达式。解：电路图如下所示：其传递函数为：又 fc =2KHZ ，G SGoG S 1 WcRf令 GoRR1f2, 取 C 1 =0.1 F则 WC1 =12.56(rad/s)C R1C1S则 R1=796