自我检测题参考答案

1、 一、填空题负反馈组态，作非线性应用时必须构成正反馈和开环组态。2.为获得输入电压中的高频信号，应选用高通滤波器。3.反相输入放大电路的输入电阻小，同相比例运算电路的输入电阻大。二、判断题1.集成运放组成运算电路时，它的反相输入端均为虚地。(×)2.理想运放构成线性应用电路时，电路增益均与运放本身参数无关。()3.用集成运放组成电压串联负反馈电路，应采用反相输入方式。(×)4.为避免50电网电压形成的干扰进入放大器，应串接带阻滤波器。()三、选择题1.用集成运放构成功能电路，为达到以下目的，应选用对应的电路为：欲实现的放大电路应选(A)；欲将方波电压转换成三角波电压，应选(

2、E)；在直流量上叠加一正弦波电压，应选(B)；对共模信号有很大的抑制作用，应选(C)；将正弦波电压转换成二倍频，应选(G)；将矩形波转换成尖顶波，应选(D)。A.反相输入放大运算电路 B.同相输入放大运算电路 C. 差分输入放大电路2.基本微分电路中的电容应接在运算放大器的(A)。四、图Z4.1(a)所示电路参考电压UREF=3V，稳压管稳压值为5V，正向压降为0.7V，在图(b)中画出电压传输特性。解：图Z4.1(a)所示电路为比较器电路。门限电压UT=3V。当uiUREF（3V）时，比较器输出为高电平，稳压管反偏反向击穿，uo1=UZ=+5V。当uiUREF，比较器输出为电平低电平，稳压管

3、正偏导通，uo2在图Z4.1(b)中画图方法：ui从零开始，输出电压为低电平不变，uo=0.7V。当ui=3V时，比较器输出跳变为高电平，输出uo=5V，ui3V，uo=5V不变。电压传输特性图请读者在图Z4.1(b)中自画。五、图Z4.2为一稳压电路，UZ为稳压管VZ的稳压值，且Ui>UZ，写出uo的表达式。解：因Ui>UZ，稳压管反偏稳压，使输入端电压稳定不变，即ui=UZuo=(1+Rf/R1)UZ第四章 习题参考答案判断题1.运放在深度负反馈的情况下，放大特性与运放本身参数无关，仅取决手外接电路元件及参数，因而在使用过程中不需要考虑运放的特性参数。(×)2.集成运

4、放构成的放大电路不仅能放大交流信号，也能放大直流信号。（）3.滤波器的特征频率一定等于截止频率。（×）4.凡是用集成运放构成的运算电路，都可以用“虚短”和“虚断”概念求解运算关系。()5.为了提供集成运放组成放大电路的增益，可选用10M电阻作为反馈电阻。(×)6.当比较器的同相输入端电压大于反相输入端电压时，输出端电压为Uom。（）4.2 选择题1.集成运放组成(B)输入放大器的输入电流基本上等于流过反馈电阻的电流，而(A)输入放大器的输入电流几乎等于零，所以(A)输入放大器的输入电阻大。2.在多个输入信号的情况下，要求各输入信号互不影响，宜采用(A)方式的电路，如果要求能

5、放大两信号的差值，又能抑制共模信号，应采用(C)方式的电路。所示。其中图(a)是(D)，图(b)是(B)，图(c)是(C)。4.(B)运算电路可将方波电压转换成三角波电压5.相对来说，(B)比较器的抗干扰能力强。4.3在图P4.2所示电路中，ui=10mV试计算输出电压uo的大小。 解题分析：对于由运放组成的应用电路的分析求解，先应分析判断组成的是何种电路，再根据电路列出输出、输入关系，再求得所要的电量的数值。本电路是一差动输入放大器，除直接代入公式计算外，一般情况下，用叠加定理求解。通过解题来说明差动输入放大器对共模信号有很强的抑制作用。解：本电路是一差动输入放大器，用叠加定理求解。设同相输

6、入端信号单独作用，则反相输入端输入信号对地短接，电阻R左端接地。且在同相端输入的信号为两电阻分压而得。有=20mV设反相输入端信号单独作用，则同相输入端输入信号对地短接，电阻R左端接地。有=20mV=0V本题输入一大小相同、极性相同的信号即共模信号，在外接电阻对应相等的情况下，差动输入组态输出为零，说明其对共模信号有很强的抑制作用。4.4图P4.3所示电路，已知ui=1V，试求：开关S1、S2都闭合时的uo值；开关S1、S2都断开时的uo值；开关S1闭合、S2断开时的uo值。解题分析：对于由运放组成的应用电路的分析求解，先应分析判断组成的是何种电路，再根据电路列出输出、输入关系，再求得所要的电

7、量的数值。解：开关S1、S2都闭合时，该电路为反相输入放大电路，列出电路输出、输入关系为 uo=1V开关S1、S2都断开时，该电路为电压输出器电路，列出电路输出、输入关系为uo=ui=1V开关S1闭合、S2断开时，该电路为差动输入放大电路，用叠加定理求解。设同相输入端信号单独作用，则反相输入端输入信号对地短接，则有2V设反相输入端信号单独作用，则同相输入端输入信号对地短接，有=1V=1V4.5用集成运放设计具有以下输入输出关系的功能电路：uo=3ui14ui2uo=ui1+2ui2解：图P4.4是自动化仪表中常用的“电流电压”和“电压电流”转换电路，试用“虚短”或“虚断”概念推导图(a)中UO

8、与IS的关系式；图(b)中IO与US的关系式。解：图(a)中，同相输入端经电阻接地，电路为反相输入组态，可用“虚地”概念，有U-=U+=0根据“虚断”概念，反相输入端电流为零，即I-=0，故IRf=IS根据KVL，可列方程U-IRfRf=0IRfRf=UOUO=IRfRf 图(b)，电路为同相输入组态。根据“虚断”概念，I+=0，I-=0根据KCL，IR1+I-=IOIR1=IO根据“虚短”概念U-=U+=USIR1=U-/R1= US/R1IO= US/R1图P4.5为运放纽成的电流放大电路，光电池产生的电流很微弱，经运放放大后驱动发光二极管LED发光，R2为输出电流取样电阻，R1为负反馈电

9、阻。设IS=0.1mA，求使LED发光的电流IL值。(提示应用“虚短”、“虚断”和求KCL解)解：根据“虚断”，有I2=IS运放同相输入端接地，可用“虚地”概念，有U-=U+=0可求得UR2=I2R1=10VIR2= UR2/R2=10mAIR2方向由右向左根据KCL可得IL= I2+ IR2=10.1 mA4.8利用运放构成稳压二极管参数测试电路如图P4.6所示，己知US=5V，R=1k，测得电压表读数为。求通过稳压二极管的电流和稳压二极管的稳压值；若将增大到7V，测得电压表读数为13.36V，求稳压二极管的动态电阻rz。解：根据“虚短”概念U-=U+=US=5V根据“虚断”，有IR=IZI

10、Z为通过稳压二极管的电流。IZ =IR= US/R=5V/1 k=5mA稳压二极管的稳压值UZUZ= USUO，可求得=7mA稳压二极管的动态电阻Uo。解：图P4.7所示电路的第一级运放组成反相输入组态放大电路，其输出电压Uo1=第二级运放组成反相输入组态放大电路，其输出电压Uo2=VUo= Uo2Uo14.10利用运放的“电压电流”转换作用，可制成高输入电阻的直流毫伏表，如图P4.8所示。已知R=1 k，A表的满量程为100A，内阻RM，试求A表满刻度偏转时，对应的被测电压UImax为多大？图解：根据“虚断”，流过电阻R上电流IR=I根据“虚短”概念U-=U+UR=UIA表满刻度偏转时，为A

11、表的满量程值，IR=I=100AUR= IRR=100A×1 k=100mV对应的被测电压UImax=10 0mV4.11电路如图P4.9所示，设uo初始值为零，列出uo与ui1、ui2的关系式。解：图P4.9所示电路，第一级电路为反相求和电路uo1=5 ui1 ui2第一级电路为积分电路4.12求图P4.10所示电路的输入输出关系。解：图P4.9所示电路，运放A1、A2组成电压跟随器，则有uo1= ui1uo2= ui2运放A3组成同相求和电路。当uo1单独作用=5 ui1当uo2单独作用=5 ui2=5 ui1+5 ui24.13电路如图P4.11所示，写出ia、ib以及电压放大

12、倍数uo/ui的表达式。（a）所示电路，运放A同相输入端经电阻R5接地，可用“虚地”概念，有根据“虚断”，有ii=ia=uR2= uR4=uR2= iaR2=uo=图P4.11（b）所示电路，运放A1同相输入端经电阻R5接地，可用“虚地”概念，有根据“虚断”概念i2+=0iR3=ibib =运放A2组成电压跟随器电路uo2= uI2= ibR3=根据“虚断”概念=0iR1=uo=4.14求图P4.12所示电路的输入、输出表达式，并分析电路特点。解：图P4.12所示电路，乘法器电路输出输入关系为uz=Kuoui2运放组成同相输入放大电路根据“虚断”“虚短”概念则该电路具有以下特点：1 该电路为除

13、法电路，ui1除以ui2；2 其系数为乘法器的增益系数K与同相输入放大电路增益的乘积。所示，已知Rf=100k，R1=10k，R2=10 k，若要求通带截止频率fH=50Hz，试估算电容C应取多大？并求通带增益。解：一阶低通滤波器电路通带截止频率为fH=50HzC=F0.318×10-6F取标称值为0.33F电容器。通带增益为=1+10=11所示，已知Rf=56k，R1=10k，R=5.6 k，C=0. 1F，试计算截止频率及通带电压放大倍数。图解：一阶高通滤波器电路截止频率为fL=通带电压放大倍数为所示，已知Rf，R1=10k，R=10 0k，C=0. 1F，试计算上限截止频率、Q

14、值和通带增益。图解：二阶低通有源滤波器上限截止频率fH=Hz通带增益为Q值为阶有源带通滤波器如图所示，图中C=0. 1F，R1，R=k，Rf，试求该电路的中心频率f0、带宽BW和通带增益Au。图解：二阶有源带通滤波器中心频率f0HzHz=2000Hz通带增益AuAu=Auf=1+Q值为10BW= f0/Q=200Hz试设计一中心频率f0=100Hz的陷波器，要求Q=10。解：选所要设计的陷波器电路如图所示。图已知BEF的中心频率fo=1000Hz。设C=47000pF。有则3388R取E96系列标称值k电阻，R用两只E96k电阻并联，电容2C可用两只47000 pF电容并联。，则Aup=1.9

15、5。则RfR1，由从运放同相与反相两输入端外接直流电阻平衡的要求，可知R1/Rf=R+R=2×68 k=136k可求得R1R1取E12系列标称值R1组成。故Rf=256.5k，取E12系列标称值Rf=240k+16k组成。4.20比较器电路如图P4.13所示，ui=5sintV画出与输入信号相对应的输出波形；画出电压传输特性。解：为迟滞比较器uo=Uom =6V其门限电压由叠加定理求得，当输出电压为Uom时，可求得UT1=V=4V当输出电压为Uom时，可求得UT2=V=0V画出电压传输特性电压传输特性画法：输出电压为6V时，当输入电压由零增加到4V时，输出电压由翻转到6V。输出电压为

16、6V时，当输入电压减小到0V时，输出电压由翻转到+6V。4.21图P4.14所示电路为三角波产生电路，若VD与R串接后与R4并联(如图中虚线部分)，则构成锯齿波电路，分析两种电路工作原理。解：三角波产生电路工作原理电路由同相输入滞回比较器（A1）和积分器（A2）组成。A1的同相输入端电压由A1的输出电压uo1和A2的输出电压uo= uo2迭加而成。uo经R1反馈至A1同相输入端控制滞回比较器翻转。A1反相输入端接地，up1= uN1=0时比较器翻转。则阈值电压表明时滞回比较器翻转。比较器的输出电压uo1经R5接至A2的反相输入端，而，所以积分电路输出电压式中，uc(o)为电容上的初始电压。假设

17、接通电源瞬间，uo1=UZ ，电容C上uc(0)=0，A2的输出为零，A1的同相输入端电压up1为负值。此时，电容C开始充电，积分器的输出电压uo2由零值开始线性上升。这样A1同相输入端电压up1 由负值逐渐上升。当uo达到，而up1=0,滞回比较器翻转，使uo1由UZ迅速跳变到+UZ。当uo1跳变成+UZ后，积分器的输出电压uo开始线性下降，此时，A1的up1也逐渐下降。当uo下降到,而up1=0时，滞回比较器发生翻转，uo2由+UZ迅速跳变到UZ。根据以上分析，电路输出电压uo的波形为三角波如图图T4.21(a)所示。图T4.21(a)锯齿波电路如果三角波波形不对称，即上升时间与下降时间不

18、相等，则成为锯齿波。VD与R串接后与R4并联，这样积分器A2设有二条积分支路：当VD导通时，经 二极管导通电阻与R串接后与R4并联的等效电阻RTC；VD2截止时，经R4C。当uo1为+UZ时,VD导通, uo1通过等效电阻RT向C电;当uo1为UZ时,VD截止,电容通过R4图T4.21(b)所示。图T4.21(b)所示电路为三角波产生电路，R2=10k，R1=20k，R5=20k，C=0. 1F，求输出三角波的频率。图解：三角波产生电路频率 Hz4.23用集成测量放大器INA104组成放大电路，要求电压放大倍数为100，RG应选多大？解：用集成测量放大器INA104组成放大电路，电压放大倍数由

19、下式估算要求电压放大倍数为100，则100RG=404用UAF42集成有源滤波器设计一个滤波器100Hz的陷波器，应如何选择外接元器件？画出电路图。解：本电路采用图T4.24所示电路图。为简化设计，取，。 取陷波器的阻带为20Hz，而f0=100Hz，由式（）可得 已知PF，fN=100Hz，由式（）可得=M取k，代入式（），可得k。电路为同相输入组态，本电路RG由电阻R3代替，因，由式（）可得5=RQ=50k/8kRQ取E12系列标称值6.2K。在中把阻值换成M。其余阻值与图中所标阻值相同。图所示电路，设计一个给24V汽车蓄电池电压过压、欠压告警电路，当蓄电池电压大于26V时和低于20V时，各由一个发光二极管LED发光告警。解：所选电路如图所示。注意！