第七章作业解答

1、2022-3-31作业：作业：P3913962、3、5、 68、9、10、1113、14、162022-3-327.27.2 电路如图电路如图P7.2P7.2所示，集成运放输出电压的最大幅值为所示，集成运放输出电压的最大幅值为14V14V，填表。，填表。图图P7.3P7.3uI/V0.10.51.01.5uO1/V-1-5-10-14uO2/V1.15.51114解：解：(a)图为反相比例电路，图为反相比例电路，(b)图为同相比例电路。图为同相比例电路。uO1(Rf/R)uI10uI，uO2(1+Rf/R)uI11uI。当集成运放工作到非线性区时，输出电压不是当集成运放工作到非线性区时，输出电

2、压不是14V，就是，就是14V 2022-3-337.3 设计一个比例运算电路，要求输入电阻设计一个比例运算电路，要求输入电阻Ri20k，比例系数为，比例系数为100。解：可采用反相比例运算电路，电路形式如图所示。解：可采用反相比例运算电路，电路形式如图所示。列电路方程：列电路方程：RRi100=Rf/R解得：解得：R20k，Rf2M。2022-3-343OI12 4VRuuR 2OI12 4VRuuR 23OII14 8VRRuuuR 7.5 电路如图电路如图P7.4所示，集成运放输出电压的最大幅值为所示，集成运放输出电压的最大幅值为14V，uI为为2V的直的直流信号。分别求出下列各种情况下

3、的输出电压。流信号。分别求出下列各种情况下的输出电压。（1）R2短路；（短路；（2）R3短路；（短路；（3）R4短路；（短路；（4）R4断路。断路。解：解： （1）（2）（3）R4短路时电路无反馈，短路时电路无反馈，uO14V（4）2022-3-357.6 试求图试求图P7.6所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。图图P7.8PNI3uuuI1NI2NNO122uuuuuuRRRfffOI1I2I3I1I213123225RRRuuuuuuuRRR fffOI1I2I3I1I2131231010RRRuuuuuuuRRR 解：在图示各电路中，解：在

4、图示各电路中，（a）由虚短：）由虚短：由虚断得：由虚断得：整理得：整理得：（b b）（c）由虚短及虚断列电路方程得）由虚短及虚断列电路方程得fOI2I1I2I11()8 ()RuuuuuR（d）由虚短及虚断列电路方程得：）由虚短及虚断列电路方程得：ffffOI1I2I3I41234RRRRuuuuuRRRR 1413I2I1402020uuuu2022-3-36PN6VuuPZL220.6mAuUIRR7.8 图图P7.8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。的电流。解：由虚短及虚断得：解：由虚短及虚断得：可

5、见可见IL与与RL无关。无关。图图P7.112022-3-377.9 电路如图电路如图P7.9所示。所示。（1）写出）写出uO与与uI1、uI2的运算关系式；的运算关系式；（2）当）当RW的滑动端在最上端时，若的滑动端在最上端时，若uI110mV，uI220mV，则，则uO？（3）若）若uO的最大幅值为的最大幅值为14V，输入电压最大值，输入电压最大值uI1max10mV，uI2max20mV，最小值均为，最小值均为0V，则为了保证集成运放工作在线性区，则为了保证集成运放工作在线性区，R2的最大值为多少？的最大值为多少？图图P7.9WOI2I1110()RuuuRI2I1()uuI2I1()u

6、uWOI2I11min1min1010()102014RuuuRR解：（解：（1）由虚短及虚断列电路方程：）由虚短及虚断列电路方程：（2）uI110mV，uI220mV代入上式，代入上式， 得得uO100mV（3）根据题目所给参数，）根据题目所给参数， 的最大值的最大值为为20mV。若。若R1为最小值，则为保证集成运放工作在线性区，为最小值，则为保证集成运放工作在线性区，20mV时集成运放的输出电压应为时集成运放的输出电压应为14V，写成表达式为，写成表达式为故故R1min143R2maxRWR1min（100.143）k9.86kOW12P2Nf2N1N1N1I2Iff1PuRRuu,Ruu

7、Ruu,uRRRu 2022-3-387.10分别求解图分别求解图P7.10所示各电路的运算关系。所示各电路的运算关系。图图P7.13解：运算关系求解如下。解：运算关系求解如下。（a）设）设R3、R4、R5的节点为的节点为M，则，则)( )( 2I21I15434344MO5M2I21I15342I21I13MRuRuRRRRRRiuuRuRuRuiiiRuRuRuRRRR（b）先求解）先求解uO1，再求解，再求解uO。)(1 ( )1 ()1 ( )1 ()1 (I1I245I245I11345I245O145OI113O1uuRRuRRuRRRRuRRuRRuuRRu（c）A1、A2、A3

8、为三个电压跟随器，输出电压分为三个电压跟随器，输出电压分别为别为uI1、uI2、uI3。由于在。由于在A4组成的同相求和运算电组成的同相求和运算电路中反相输入端和同相输入端外接电阻阻值相等，所路中反相输入端和同相输入端外接电阻阻值相等，所以以)( 10)(I3I2I1I3I2I114OuuuuuuRRu2022-3-397.11 在图在图P7.11（a）所示电路中，已知输入电压）所示电路中，已知输入电压uI的波形如图（的波形如图（b）所示，）所示，当当t0时时uO0。试画出输出电压。试画出输出电压uO的波形。的波形。图图P7.11 21 OIO1 1d( )ttuu tutRC OI21O1I

9、21O157I21O11()( )1 ()( )1010 100()( )uu ttutRCu ttutu ttut 输入为方波，输出为反相三角波。输入为方波，输出为反相三角波。当当uI为常量时，为常量时，解图解图P7.11若若t0时，时，uO0，则则t5ms时，时，uO10055103V2.5V。当当t15mS时，时，uO100(5)10103(2.5)V2.5V。输出波形如解图输出波形如解图P7.14所示。所示。解：运放解：运放A组成积分运算电路。组成积分运算电路。输出电压的表达式为输出电压的表达式为2022-3-3107.13 试分别求解图试分别求解图P7.13所示各电路的运算关系。所示

10、各电路的运算关系。图图P7.132OIIII111d100dRuuu tuu tRRC 3I1IO1II2dd102dduCuuRCuutCt 3OII1d10duu tu tRCI1I2OI1I2121()d100 (0.5)duuutuutCRR 解：由基尔霍夫电流定律及虚短和解：由基尔霍夫电流定律及虚短和虚断，可解出各电路的运算关系分虚断，可解出各电路的运算关系分别为：别为：（a）（b）（c）（d）2022-3-3117.14 在图在图P7.14所示电路中，已知所示电路中，已知R1RRR2Rf100k，C1F。（1）试求出）试求出uO与与uI的运算关系。的运算关系。（2）设）设t0时时u

11、O0，且，且uI由零跃变为由零跃变为1V，试求输出电压由零上升到，试求输出电压由零上升到6V所需要的时间。所需要的时间。图图P7.17解：解：IOO2fI1fO1uuuRRuRRuRuRuuiIOO1CtutuRCtiCud10d1d1IICO1OO0101(0)6Vtudtu （1）电容上的电压）电容上的电压uCuO，电容的电流电容的电流因此，输出电压因此，输出电压（2）t10.6S。即经即经0.6秒输出电压达到秒输出电压达到6V。2022-3-3127.15 试求出图试求出图P7.15 所示电路的运算关系。所示电路的运算关系。图图P7.15P7.152112OIIuu dtu dtRC 2

12、23(1)2OOORuuuROIuu dt 解：设解：设A A2 2的输出为的输出为u uO2O2。因为。因为R R1 1的电流等于的电流等于C C 的电流，所以：的电流，所以：又因为又因为A A2 2组成以组成以u uO O为输入的同相比例运算电为输入的同相比例运算电路，所以：路，所以： 比较以上两式，得：比较以上两式，得：uo2dtu-udCiRu-u2o1Nc11NI）（ 2022-3-3137.16 在图在图P7.16所示电路中，已知所示电路中，已知uI14V，uI21V。回答下列问题：。回答下列问题：图图P7.16（1）当开关）当开关S闭合时，分别求解闭合时，分别求解A、B、C、D和

13、和uO的电位；的电位；（2）设）设t0时时S打开，问经过多长时间打开，问经过多长时间uO0？BCCDABUUUUUURRRO3A3601117014050 101 10tuu dtdttRC 4140428.6mS140tt 解：（解：（1）由虚短由虚断得）由虚短由虚断得UBuI14V，又，又所以：所以：UA7V，UB4V，UC1V，UD2V，S闭合时运放闭合时运放A4组成同相比例电路，组成同相比例电路，uO2UD4V。（2）t0时时S打开，运放打开，运放A4组成差分组成差分减法电路：减法电路：uO2uDuO3，运放运放A3组成反相积分电路：组成反相积分电路：2uD4V，所以，所以uO34V时，时，uO才为零。才为零。即：即：2022-3-314OO1Cuu dtR OiuuiOCduuRdt 例：例： 电路如图所示，运算放大器理想器件，电容电路如图所示，运算放大器理想器件，电容C初始电压为零。初始电压为零。（1）求）求uO(t)与与ui(t)