模拟电子技术基础胡宴如耿苏燕高等教育出版社第六章课后答案

1、第六章模拟集成放大器的线性应用6.1运算电路如图P6.1所肚试分别求出各电路输出电床的大小。12kQ0.6 Vo-(ZZE36 kQ-£±-24 kQ -4=1-> 8+1 kQL-O 51 kQA 8+02诧厂+24 kQ(a)lOkQ62 k(220 kQ1 VoHZ- 10 kQ -2 Vo-C 30 kQ 1.55J kQ24 kQoo1#1#10 kQ +2 Vo-CZD-t -2 VOHZJ24 kQ图 P6. 1解：(a)7. =- x0.6r = -1.8r° 1224(7。= (1 + -j-)xO.27 = 57C/0 = (3-2)xr

2、 = 5ro 201215=-62x(- + )F = 6.2F201030242x“-2x10Uo = (l + -= 2.8F°10 10 + 2410+24(b)(c)(d)6.2写出图P6.2所示各电路的名称,分别计算它们的电用放大倍数和输入电阻。70解：反相比例运算电路,4”二-丁 = -20,儿=l/cQ20(b)同相比例运算电路，Auf =1 + =21z； ts1#20 kQ20 kQ20 kQ(a)(b)(c)图 P6. 220 ?n(c)同相比例运算电路，Auf = (1 + ) = 20.R. = 21/cQ，!f 1 20 + 1 ，y6.3运放应用电路如图P

3、6.3所示，试分别求岀各电路的输出电压U。值。(b)图 P6. 3解(a)C DUa=- xW = -5VARDUo=-Ua-Ua=-2Ua = 10K(b)5 = -2V7 RU。于 Ua = 4VKi6.4图P64所示的电路中，当U!=1V时,uo=-10V,试求电阻Rp的值。R而由图可得图 P6. 4故心=10x(3)AQ = 30AQ6. 5图P6.5是利用集成运放构成的具有高输入电阻的差分放解:图P6 5“严(1+讐)5晋(1+警心k3耳大电路，试求输出电压u0与输入电压uu、u13之间的运算关系。79#= (14- K)un - K(1 + $)听| = (1 + KXuI2 -

4、wn)K6. 6分别设计实现下列各运算关系的运算电路。(括号中的反馈电阻Rf或反馈电容Cf为给定值，要求画出电路并求出元件值)。(1) u0=-3ui(RF=39kQ)；(2) uo=-(un +0.2ui2)(RF=15kQ)：(3) u0=5ui(RF=20k Q )；(4) uo=-un +0.2uj2(RF=10kQ)；解：(1)由式可知，可采用反相比例运算电路实现该运算关系，电路如图解P6.6 (1)所示。由于#D-Rf&#图解P6. 6(1)反相比例运算电路图解P6 6 (2)反相加法运算电路81#为了使运放两输入端对地直流电阻相等，故要求R2=R1/R1«1OK

5、Q(2)由式可知，可采用反相加法运算电路,电路如图解P6.6所示。#由于_RRuo=-un-0.2un=un-unKUA12故一=1,则 Rii=Rf=1 5k Q41生=0.2,贝ij R“= = = 75kQ 心0.20.2而 R2=Rn/Ri2/RF4.6k Q ,取 4.7k Q(3)由式可知，可采用同相比例运算电路，如匿解P6.6(3)所示。由于故 1 +心=5,则 R 严 4 =&15-44而 R2=Ri/Rp=4k Q(4)由式可知,可采用减法运算电路,如图解P6.6所示。由于#R故 = 1,则 R1=RF=10k Q(】+鈴占如，即占"I而根据输入端直流电阻平

6、衡耍求，可得&/R3=Ri/RF=5k Q ,故R)5AQ= 50kQ#图解P6 6(4)减法运算电路R图 P6. 7图解P6 6(3)同相比例运算电路6.7反相加法电路如图P6.7(a)所屆 输入电压uh、加的波形如图P6.7(b)所品 试画出输出电压山的波形(注明其电压变化范【韦1)。解：由图P6.7Q)可得RRuo=-un-ui2=-n+ui2)故可画出u0波形如图解P6.7所示。图解P6. 76. 8山集成运放组成的三极管电流放人系数B的测试电路如图P6.8所示，设三极管 的Ube=07V。求三极管的C、B、E各极的电位值；若电压表读数为200mV,试求三极管 的0值。图 P6

7、. 883#解：根据“'虚短笃 由运放Ai可知UC=5V：由运放A?可知UB=0V, Ue=-0.7Vo由运放Ai构成的电路可得#由运放A2构成的电路可得Ib Uo-Ub200"10也=20/4#故三极管的B为lniA20/iA=50#6.9在图P6.9所示的积分电路中，若Ri=10kQ, Cp=l u F,求从起始值0V达到+10V所需的积分时间。#解：由图可得u (/) = "d=-厘 (7) = 100(7)10xl03xl0_6UiRiCi9+U2#图 P6. 9故从0V达到+10V所需的积分时间为10 A ,t =S = 0.151006. 10图P6.1

8、0(a)、(b)所示的积分电路与微分电路中，已知输入电压波形如图P6.10(c)所示，且t=0时uc=0,集成运放最大输出电压为土 15V,试分别画出各个电路的输出电压波形。R图 P6. 10解：(1)由图(a)所示的积分电路可得由于r = JRC = 30xl03x 0.01 xl06s = 0.3/nsiio(0)=iic(0)=0故在01ms时间段内11 (/)= r ，(-3)df + u (0)°0.3xl0-3j°°= +io4/(r)而13ms时间段内= 104x10"V = 10K0.3xl0_3 L加+ U°= -io4(/-

9、ixio-3)+ ioF= (20 10*)7Uo20-104 x3xl0"3 =-ior30-3*1357 一二1 tr-H5 "L-/|3Vf 3nts1/inst/"积分础迪£波形il/V 毁IQ0-10lo0151 ui/V图解P6. 10t/ms微分电路输出电斥波形可见，在w=3V时，11。线性增大,最大值为10V：在i>i=3V时，11。线性减小,最小值 为-10Vo由于山值小于集成运放最大输出电压值(15V),故输出电压与输入电压间为线 性积分关系。由于5为对称方波，故可作出波形如图解P6.10所示，为三角波。(2)由图(b)所示的微

10、分电路可得uo (/) = -RC 如=_3 x 10"如。dtdt故可作岀u。波形如图解P6.10所示。6. 11图P6.ll所示电路中,当t=0时,Th试写出110与Un、Up之间的关系式。解：根据虚地，可得试求出u0与ui的关系。6. 12电路如图P6.12所示,图 P6. 12解：由图解P6.12可知，该电路通过A?、&构成电压并联负反馈，因此运放A】的两个输入端既虚短又虚断。由图可得UI _ - UO285#根据积分运算电路的运徐关系，可知#因此R. 1 f .?/7 =- uoatR R3Ci 0从而可得RR3C dujUo = X'lT可见，该电路是利用

11、积分运算电路來实现微分运算的。6.13由理想运放构成的放人电路如图P6.13所示，试分别求出各电路的屮频电压放人倍数及下限截止频率。#lOkQIOpF5工0。12kQ解：(a)4. =lOxlO3600= -16.787#/l =26.5Hz1 _ 12ttRxC 2x600xi0xl0-6#(b)如Rf _ 12AQ_ Jl =12r5.1xloGo33?10"6=94.6Hz(c)%Rf5.1也= 4.14#fL =z頁=40.8Hz2x3.9x103x10-6> +图 P6. 146.14试用集成运算放大器构成图P6.14所示的反相小 信号交流放大电路，要求放大电路最低工

12、作频率为300Hz, 电压增益为2O(1B,输入电阻为1.2k Q,设集成运笄放大 器具有理想特性，试决定Ci、Ri、Rf的大小。解：由图可得RLRldkQ故可得R” = Auj 耳=10xl.2AQ = 12kCl根据最低匸作频率九可得G V 2 和 300X1.2X” "044 皿"0.4侶6.15试用集成运算放大器CF741构成图P6.15所示的同相小信号交流放大电路，要求匸作频带为100Hz5kHz,电压放大倍数A沪15,输入电阻为10kQ,试决定。、&、心、！的大小；若输入电压Uhu=0.5V, 为使输出电压不产生失真，试决定电源电压的大小，并核算 CF7

13、41能否满足要求。解：根据可得R2=10kQ89=15和R、Rf=r2= 10AQ 联立求解可得 RF=150kQ, RillkO#根据下限频率jt=100Hz,可得C1=2.X100X10X100159X1°-6F = W由 /肿 4/4严 15x0.5 = 7.57则要求Vcc=Vee>7.5Vo为留有管压降，可収电源电压为±12V。由 BWf =l5x5kHz=75kHz<BWG=lMHz2对孔,=2ttx5x103x7.5 F/= 236x103Z/5« 0.24K/zy <SR = 0.5K/is 可见，CF741运放满足该电路要求。6

14、.16曲集成运算放大器CF741构成的小信号交流放大电路如图P6.16所晶试分析电 路中各主耍元件的作用，求出Aw及下限截止频率丘。解：集成运放采用单电源供电。18V H流电压经R5、稳压管V、电容C3构成的稳压 滤波电跖 送出稳定的13V电压作为集成运放的贯流电源，接到其负电源端4,正电源端 7接地。-13V电压经g、比的分压，取-6.5V加到运放同相输入端，C?为交流旁路电容。运放2端所接&决定放人电路输入电阻，并与反馈电阻R?共同决定放人电路的电压 增益。©为耦介电容，用以耦合交流隔除f流。由图可得，放人电路的电压增益及下限频率九分别为/luo _ R2 _ -10AQ

15、 叫 R、 0.6AQ= -16.712碣(?12tfx600x10x10"屁=26 5±图 P6. 166.17有源低通滤波器如图P6.17所示，己知R=lkQ、C=0.16uF,试求出各电路的截止频率，并画出它们的幅频特性波特图。解:(a)图 P6. 17U。二 如 ”一 1 +丿(/S)(b)91#Auf=l5201gAuf=0(lBJh =2tzKC 一2tfx 2x0.16x1旷圧=995圧#其幅频特性波特图如图解P6.17(a)所示。#(b) Au =-f/Hz(b)图解P6 1 76.18电路如图P6.18所示,试写出电路的电压传输系数,说明是低通还足高通？求

16、出截止频率及通带增益。解:R2(1/SC)A 色县+ (1/SC)=-卩 R l + j(vCR2 l +l +-r2尺2_ A 8+尽(1 + /?感)图 P6. 18q1 +丿(/S)4" =1 + «10,20 lgAur =20rfB1.1J张与图(a)中相同，其幅频特性波特图如图解P6.17 (b)所示。#可见该电路为低通滤波器，其通带增益A-R/Rp截止频率厶=6.19在图P6.19所示的二阶有源低通滤波器电路中，Ri=10kQ. Rp=5.86kQ. R=1.85kQ. C=0.043 u F,试计算截止频率、通带増益及Q值，并画出其幅频特性。Rf 5.86A

17、f = 1 + =1= 1.586解:f R1020lg An/ = 201gl.586dB « 4dB-Er 用rowiif因此* 一人一 2nRC Inx 1.85x 103 x 0.043x IO'6 ""氐#其幅频特性如图解P6.19所示。6.20己知有源高通滤波电路如图P6.20所示,Ri=10k Q、Rp=6 k Q、R=6.2 k QC=0.01解:1610 =2.693#201g4 =201g2.6rfB«8.3rfB7/l =1 _IttRC 2”x 6.2x105一严心 7雄#其幅频铁性如图解P6.20所示。6.21图P6.2

18、1电路用以测量压力，己知测暈电桥的输岀信号与压力P (单位炮)的 函数关系为uld=0.2P(mV),试求当压力P从0上升到25kg时的变化范围。解：由图P6.21可知，仪用放犬器INA102接成AflOOO的放大电路，故 uo-Auiild-0.2P(V)因此,当P从0上升到25kg时，11。从0增大为5V。Wo6.22试利用集成程控增益放大器PGA100构成一个电压增益为128倍的放大电路。解：由表6.4.2可得利用PGA100对IN7通道信号放大128倍的电压放大电路如图解P6.22所示。+5v数？地+ I5v 模拟地 一1弘图解P6. 226.23试利用理想集成运取构成一丿|、买现iO.luKmA)的电圧/电流转映电路。解：若负载接地，则可采用图解P6.23 (a)所示电路。由于图中R2Rf=R1R3,故由教材中式(6.4.5)可得lL= + R2= + = QlUl（，lA）若负载浮地,则可采用图解P6.23(b)所示电路。由该图可得遗二俵KilOkQ ir- Ui lOkfl o