思考题与习题3-答案

1、思考题与习题33-1 填空：解：（1）集成运放电路采用直接耦合的原因是（为了便于集成）； （2）集成运放电路的输入级采用差分放大电路的主要原因是为了（抑制零漂）；（3）集成运放电路的中间级通常采用（共射）组态放大电路；（4）某集成运放的共模增益和差模增益分别为2dB和100dB，它的共模抑制比为（98dB）； （5）理想集成运放线性区有而非线性区没有的特性是（虚短特性）。3-2 集成运放有通用型、高阻型、高速型、低功耗型、高精度型、高压型和大功率型等不同类型。选择：解：（1）放大微弱信号，应选（高精度型）集成运放； （2）放大变化缓慢的信号，应选（通用型）集成运放；（3）放大10100MHz的

2、信号，应选（高速型）集成运放；（4）遥控器中使用，应选（低功耗型）集成运放；（5）放大内阻很大的信号，应选（高阻型）集成运放。3-3 根据要求选择合适的反馈类型或组态。解：（1）为了稳定静态工作点，应选择（直流负反馈）；（2）为了稳定输出电压，应选择（电压负反馈）；（3）为了将输入电压转换为电流，应选择（电流串联负反馈）；（4）为了提高输入电阻，减小输出电阻，应选择（电压串联负反馈）；（5）为了产生自激振荡，应选择（正反馈）。3-4 一个负反馈放大电路的开环增益，反馈系数， 试分别按照和计算电路的闭环增益，并比较两种计算结果的误差。若，重复以上计算，再次比较它们的计算结果，说明后者的计算误差为

3、什么比前者大？解：（1）， 此时二者误差很小，约为0.1%。（2）， 此时二者误差很大，高达50%。误差之所以远比前者大，主要原因是后者运放的开环增益太小，不符合要求的深度负反馈条件。3-5 找出题3-5图所示各电路中的反馈网络元件，判断它们的反馈极性和组态，并用Multisim软件仿真电路的工作情况。 解：（1）图a反馈网络元件：R1、R2 反馈极性与组态：电压串联正反馈（2）图b反馈网络元件：R2 反馈极性与组态：电压并联负反馈（3）图c反馈网络元件：R1、R2 反馈极性与组态：电流串联负反馈（4）仿真：略。3-6 反馈放大电路如题3-6图所示。解：（1）找出电路中的级间反馈网络元件，判断

4、它们的反馈极性和组态；级间反馈网络元件：R6、R7、R8 反馈极性与组态：电压并联负反馈（2）如果开路，电路还能否正常放大？要求简单说明理由：如果开路，电路不能正常放大，因为此时运放处于开环状态而构成电压比较器。（3）用Multisim软件仿真电路的工作情况。略。3-7 反馈放大电路如题3-7图所示。解：（1）计算该电路的电压增益、： （2）试在级间引入负反馈，以改善放大电路的性能，并指出该级间负反馈的组态：级间负反馈的组态：电流并联负反馈；（3）用Multisim软件仿真电路的工作情况，说明增加级间负反馈前、后电路电压增益的变化情况：仿真略。增加级间负反馈后，电路的电压增益变小了。3-8 反

5、馈放大电路如题3-8图所示。解：（1）找出电路中的级间反馈网络元件，判断它们的反馈极性和组态：级间反馈网络元件：R6、R7、R8、A3、R9、R10、R2；反馈极性与组态：电压串联负反馈；（2）推导与的关系式；（3）推导与的关系式，计算电路的电压增益、输入电阻和输出电阻；， （4）分别用Multisim软件仿真、和时电路的工作情况，观察、分析实验现象。仿真略。、三种情况的仿真结果相同，都能正常放大；和两种情况的仿真结果相同，都不能正常放大，因为此时处于开环状态而构成电压比较器。3-9 反馈放大电路如题3-9图所示，已知。解：（1）判断支路对构成的反馈极性和组态：电压并联负反馈。（2）推导与、与

6、的关系式：对构成反相比例运算电路，因此、对构成同相加法运算电路。由于因此。（3）如果开路，电路还能否正常放大？电路的电压增益会如何变化？要求简单说明理由，并用Multisim软件仿真验证该结论：如果开路，电路能正常放大，因为仍然工作在线性区；电路的电压增益将增大，因为它去除了支路的负反馈，而负反馈会降低电压增益；Multisim软件仿真验证了这些结论。3-10 设计一个比例运算电路，要求输入电阻为20k，电压增益为-50。解：由于电压增益为负值，所以应使用反相比例运算电路形式，如题3-10图所示。由于输入电阻，因此，；由于电压增益为，因此有；平衡电阻。3-11 某运算电路如题3-11图所示，试

7、推导电路的运算表达式，并说明电路的功能。解：功能：同相比例运算电路。3-12 某运算电路如题3-12图所示，已知，试推导电路的运算表达式，并说明该电路的功能。解：功能：同相加法运算电路。3-13 某运算电路如题3-13图所示，已知，试求电路的运算表达式，并说明该电路的功能。该电路与实现同样功能的基本电路相比，具有什么优点？ 解： 第一级为同相比例运算电路，故第二级为减法运算电路。uo1单独作用（ui2接地）时为反相比例运算电路，输出当ui2单独作用（uo1接地）时为同相比例运算电路，输出据叠加定理，总输出电压 可见整个电路实现减法运算功能。与实现同样功能的基本电路相比，具有输入电阻高的优点。3

8、-14 某运算电路如题3-14图所示，试求该电路的运算表达式，并说明电路的功能。解：根据虚短特性和叠加定理，有可见整个电路实现加减运算功能。3-15 某运算电路如题3-15图所示，试推导与的关系式，并说明电路的功能。解：， ， ， 功能：同相差分比例运算电路。3-16 某运算电路如题3-16图所示，分别说出、构成的各个单元电路的名称，并求电路的运算表达式。假设、。解：构成的单元电路名称：电压跟随器；构成的单元电路名称：反相比例运算电路；构成的单元电路名称：减法运算电路。电路的运算表达式：， 3-17 某运算电路如题3-17图所示，试求该电路的运算表达式，并说明电路的功能。解：电路是反馈放大器结

9、构，具有“虚短”（）和“虚断”（）特性。首先列出和所在回路的电流方程两式相减，整理后可得所以 即，输出电压是差模输入电压的积分。3-18 电压比较器电路如题3-18图所示。解：（1）确定它的阈值电压UT：电路中的运放工作在开环模式，无虚短特性，但有虚断特性。当时，运放输出为，此时输出端连接的稳压二极管正向导通，输出电压；当时，运放输出为，此时输出端连接的稳压二极管反向击穿，工作在稳压状态，输出电压。阈值电压是输出跳变时对应的值，可由求出值：（2）画出它的电压传输特性： 见题3-18解图。（3）说明电阻和稳压二极管的作用。在电路中起限流作用，保护稳压二极管。稳压二极管的作用是输出限幅。3-19

10、由理想运放A1、A2构成的两个比较器，能分别将如题3-19图a所示的正弦电压ui=6sint(V)整形为如题3-19图b、题3-19图c所示的uo1、uo2波形。 解：（1）说明A1、A2分别构成哪种类型的比较器：A1构成单限电压比较器，A2构成迟滞电压比较器；（2）分别求出这两个比较器的阈值电平： A1构成单限电压比较器，阈值电平A2构成迟滞电压比较器，阈值电平，。3-20 电压比较器如题3-20图所示，已知稳压二极管的稳定电压。试画出它的电压传输特性曲线，并用Multisim软件仿真电路的工作情况。 解： 不管输入电压的极性如何，稳压管都是稳压导通的，因此电路始终存在负反馈。由于门限电压U

11、T=0，故构成双向限幅过零比较器，输出电压，电压传输特性如题3-20解图所示。3-21 根据使用需求，选择集成运放的应用电路。解：（1）欲实现电压增益，应选用同相比例运算电路。（2）某信号中叠加有3V直流电压，欲去除该直流成分，应选用高通滤波器电路。（3）欲比较两个电压信号的大小，且具有一定的抗干扰能力，应选用迟滞比较器电路。 （4）欲将方波电压转换为三角波电压，应选用积分电路。（5）为了抑制高频干扰，应选用低通滤波器电路。（6）为了防止电网电压的干扰，应选用带阻滤波器电路。（7）欲产生的正弦波信号，应选用正弦波振荡器电路。 3-22 设计一个一阶有源低通滤波器电路，要求通带增益，截止频率，反馈电阻选择，电容选择。解：电路结构