电气工程师-专业基础（供配电）-模拟电子技术-23线性集成运算放大器和运算电路

电气工程师-专业基础(供配电)-模拟电子技术-2.3线性集成运算放大器和运

算电路

［单选题］1.图2-3-1所示放大电路的输入电阻R和比例系数人分别是()。［2018

年真题］

A.R>=100kQ,Au=102

B.R.=150kQ,&=一102

C.&=50kQ,Au=-102

D.R=250k。，Au=102

正确答案：C

参考解析：由于“虚短”，则iT=小=0,iin=(ui-u")/Rl=ui/IU,因此

输入电阻为：Ri=ui/iin=50kQo由于“虚短"，贝Iu<sUp>—sup>=u〈sup>+5up>=o,因此电

阴R1_L的电流为il=(ui-u>/Rl=ui/Rl,因为u〈sup>->=0,故u2=wl,«2i4-100i2,囚此，i4-5OI2,13=(uO-u4》/R3—u0/R3(u4可忽

略)；i3=i2+i4=51i2(其中ul、u2、u3、u4即il、i2,i3、i4分别为电阻RI、R2、R3、R4两端的电压和电流,如图2-3-2)。由于“虚断”，则i=

0.因此il=-i2；比例系数Au=uO/ui=i3R3/(ilRl)=51i2R3/<-i2RI)=-51X100/50=-102,

妻；>

：lookn;

图2-3-2

［单选时］2.在图2-3-3电路中，已知u”=4V.ui2=IV.当开关S闭合时，A、B、C、D和u。的电位分别是0。［2018年我即J

A.LA=-7V.UB=-4V,UC=-1V,UD=2V.uo=4V

B.l'A=7V,UB=4V,UC=-1V,UD=2V,uo=-4V

C.IA=-7V,UB=-4V,UC=1V,UD=-2V,uo=4V

D.LA=7V.UB=4V,UC=1V.UD=-2V.uo=-4V

正确答案：D

参考释析:根据理想放大器“虚短虚断”的概念可知，UB=uil=4V,UC=ui2=lV.再利用KCL,得:(UA-UB)/R=(UB-UC)/R=(UC-ID)/R,即UA-

UB=iJB-UC=UC-UD。故IR=7V.UD=-2V4当开关S闭合后，电容被短路,因此有：-2一UG=2.UO=-4V.

［单近融］3.图2-3T中电路工作在深度负反馈条件下，电压增益约为0。［2017年我题］

图2-3-4

A.10

B.-10

C.11

D.-11

正确答窠：C

参考释析：根据理想运算放大器“虚短，虚断”值特性，有：UAl+=UAl-=Ui,UA2+=UA2-=0成立。则：(U0-Ui)/20=Ui/2,求得增益U0/Ui=U。

［单选题］4.如图2-3-5所示,某差动放大圈从单雄轶出,已知其差模放大倍数Aud=200,当uil=L095V,ui2=1.055V,KCMR=60dB时，uO为()•［2016年

真题）

A.10±1.85V

B.8+1.85V

C.1010.215V

D.810.215V

正确答案:D

参考林析：差动放大电路的输出电压：uO=Auduic+Aucuic,各因子计算如下：

共模抑制比：KCMR=201g|Aud/Auc=60=Aud/Aic=1000。

111Aid=200.M：Auc=±0.2.uid=ui1-ui2=l.095-1.055=0.04V；uic=<uil+ui2)/2=(1.095+1.055)/2=1.075V,则输出电后：uO=Auduid+

Aucuic=200X0.04±0.2Xl.075=8±0.215V.

［单选题］5.某差动放大器从双端输出,已知其差或放大倍数Aud=80dB,当uil=1.001V、ui2=0.999V.KCMR=80dB时，u。为0。［2014年真剧)

A.2±1V

B.1+0,IV

C.1O±1V

D.2O±1V

正确答案:D

参考碎析：由题知电路差模放大倍数为80dB,即201gAud|=80dB,可得：Aud=10000倍.又共模抑制比.KCMR=201gAud/Auc=80dB,故|Aud/Auc=

10009.可知AucI=1.则Ruc=±L因此，输出电压力:uo=AudUid±AucUic=10000X(l.d01-0.999)±1X(1.001+0.999)/2=2O±1V.

［单选题］6.电路如图2-3-6所示,图中RW是调零电位甥(计算时可设滑动端在RU的中间)，且已知Tl,T2均为硅管，UBE1=UBE2=O.7V,P1=32=60,电

路的噂模电压放大倍数为0・[2013年真题]

A.-102

B.-65.4

C.-50.7

D.-15.6

正确答案：C

参考褥析：由图2-3-6可知，该电路为双端输出较长尾差动放大电路•其差模电压放大倍数和单管基本放大电路相同.首先收据已知条件求得rbe,再求解差

模电压放大倍数。

设基极静态电流为IB,则有：IBRB+UBE+(1+f)IB(RW/2+2RE)=UEE,代入相应数值为：1XIB+0.7+61X(0.05+10.2)XIB=15,可得：【B=

0.02283：由此可得发射极电流为：IE=(1+P)IB=1.39mA,于是有：rbe=rbb'+(1+n26/IE=300+6IX26/1.39=1.44kQ.

-网

乞-50.7

&+%+(1+向(4〃)

其中,RL'=RC//(RL/2).

［单选题］7.某双端输入、单端输出的差分放大电路的差模电压放大倍数为200.当两个输入端并按ul=lY的输入电压时,输出电压Au0=100mY.那么该电路

的共模电压放大倍数和共模抑制比分别为0。［2011年真题］

A.7.1,200

B.-0.1.2000

C.-).1.-200

D.1.2000

正确谷案；B

参考释析:共模抑制比参数KCWR=|Aud/Auc|,式中，Aud为差模电压放大倍数：Auc为共模电压放大倍数.已知Aud=200,uid=uil-ui2=0V：uic=l/2

<uil+ui2)=1V,双虫输入，单端输出的共模电压增益为Auc=uo/uic=-0.1/l=-0.IV,则共模抑制比KCMR=2000・

［单迄巡］8.运放有同相、反相和差分三种输入方式，为了使集成运放既能放大养模信号，又能抑制共模信号，应采用()方式,［2011年真即］

A.同相输入

B.反相输入

C.差分输入

D.任何一种输入方式

正确答案：C

察考评析：差模信号电压放大倍数越大，共模信号电压放大倍数越小，则共模抑制比越大。差分放大电路抑制共模信号的能力越强，放大器的性能越优艮。只

有差分放大电路才具有放大差模信号，抑制共模信号的能力.其中.差分放大电路特点是：①电路结构对称：②抑制零源：③抑制共模信号（共模信号为无用

信号）；④放大差模信号。

［单选圈］9.同一差动放大电路中，采用下列哪种方式可使共模抑制比KCMR及大？（“2005年观网J

A.单端输入

B.双湍输入

C单等输出

D.双端输出

正确答案：D

参考超折：差动放大电路的输入输出方式有4种：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出和单端输入单端输出.

共模抑制比KCVR=Aud/Auc）,Aud为差模放大倍数，Auc是共模放大倍致，

当输出为双端饰出时，Auc=0,无论输入为双端转入还是单端输入,共模抑制比KCMR=|Aud/Auc=8,即共模抑制比理想情况趋近于无穷大：当输出为单端

输出忖，KC-MR^PRc/（RS+rbe）,共模抑制比与输入电阻及长尾电阳等因素有关。因此，差动电路双端输出时，共模抑制比最大.

〔单迄圈］10.集成运算放大器输入线采用基动放大电路的主要目的应为0。［2006年我超］

R.稳定放大倍数

B.克服温端

C.提诙输入阻抗

D.扩展领带

正确答案：B

参考解析：放人器输入电压为零、输出电压不为器的现象称为零点漂移现象.零点漂移现象产生的原囚：电源电压的波动、元件的老化和半导体琳件对温度的

敬感性等，而半呼体案件参数受温度的影响是不可克服的，故将零漂又称为温漂。集成运算放大器中，利用相邻元件参数一致性好的特点构成差分放大电路，

有效的抑制混漂，所以，集成运算放大器愉入级采用差动放大电路的主要目的是抑制温漂，

［单选题］11.欲在正弦波电压上叠加一个直流量,应选用的电路为0。［2016年真邀］

A.反相比例运算电路

B.同相比例运豫电路

C.差分比例运算电路

D.同忸愉入求和运算电路

正确答案:D

参考释析：根据各运算电路的基本概念可知，比例放大电路原理如下；

反相比例放大电路uo/ui=-Rf/Ri,输出电压与输入电压的相位相反：

同相比例放大电路uo/ui=I+Rf/Ri,输出电压与输入电压的相位相同；

差分比例放大电路的输出电压相位取决于两个怆入端的电压VI和V2的大小，若V1AV2,则怆出的相位与VI相同，反之，则相反。

同相输入求和运算电路如图2-3-7所示。

（K〃&）%।（耳〃女儿

心（尺〃*广与+便7次）——

图2-3-7

…土xX—十——

RR

当Rp=Rn,Rl=R2=Rf时,vO=vil=vi2,当两个输入端分别输入直流和正弦波信号时，则可完成叠加,

（单这圈〕12.欲将正弦波电压移和+90°,应选用的电跖为（）。［20M年真题］

A比例运算电路

B.加法运算电路

C枳分运算电路

D.澈分运齐电路

正确答案：C

参考裨析：在运算放大电路中，同相比例运算放入电路输入信号与输出信号同相：反相比例运到放大电路输入信号和输出信号相位相差180•:积分运算电路

输出信号滞后输入信号90“：澈分运算电路输出信号超前输入信号90°。因而积分运算电路可实现正弦波电压移相+90°。

［单选通］13.基本运管放大隅中的“虚地”概念只在下列哪种电路中存在0.［2005年真题］

R.比校当

B.差动放大器

C.反相比例放大器

D.同相比例放大器

正确答案：C

参考w析：运算放大器在深度负反馈情况下存在“虚短”的概念,也就是两输入端电压相等,如其中一输入端接地,则另一输入端称为“虚地”。通过分析各

电路拘结构可知，只有反相比例放大电路满足“虚地”的要求,

［单选题］14.13］2-3-8所示电路的电压增益表达式为0.［2016年真题］

图2-3-8

A.Tl/Rf

B.-U/<Rf+Rl)

C.一"/RI

D.-<Rf+Rl)/RI

正确答案:C

参考W析：根据理想运算放大器的虚短、虚地概念，可得：uAI-=uAl+=O,利用虚断概念,可得：uo/Rf=-ui/Rl.Wuo/ui=-Rf/Rl.

［单选题］15.理想运放电路如图2-3-9所示,若Rl=5kQ,R2=20kft,R3=lOk0.R4=50kQ,uil-ui2=0.2V,则u。为0。［2009年、2。16年其期

A.-4V

B.-5V

C.-8V

D.-10V

正确答案：A

参考裨析:根据电路,利用虚短、虚地概念,可列写方程组:

=-旦-4=-a—(ur_〃：)+〃：==&〃：

R+R'•RSo)°'•'R、"

=0昨殳=■旦

〃：舄联立方程纣并代入数曲可

得:

u=——-x

R10

4=—

L：的表达式为0。［2016年真履］

［单选龙］16.电路如图2-3-10所示,已知RI=R2.R3=R4=R5,且运放的性能均理想,

2-3-10

jc}R:C

1+j㈤?4。

1+js&C

jo&C

jsR3c

1+j6&C

正确答案：A

参号曾析：利用运放虚短、虚地概念,可列写方所组:

1

=ov=>Ui

l+j6X?4

U.

=ov=>=。。=-S+Uc

瓦

移项后可行:

Ue__(1]_jad^

「=_1]—l+jtyCR:J=_l+jq

［单选题］17.由理想运放组成的放大电路如图2-3-U所示,若Rl=R3=lk。，R2=R4=10ka,该电路的电压放大倍数Asf=u0/(uil-ui21为0。［2012年

真题)

B.-10

D.10

正确答案：B

参考科析：由题意可知，运放A2接线组成电压跟随器，其输出电压：uo2=uo.

由电阻分压定理不难求得运放Al同向输入端电压为:uAl+=ui2/(R3+R4)XR4=10/llui2,反向输入端电压为:uAl+=uO+<uil-u0)XR2/(R1+

R2>>

由“，短”得：uAl+=uAl—。由“虚断”得：(uO-uAl-)/R2+(uil-uAl-)/Rl=0.

将uM=10/Hui2代入上式得：u0=-10(uil-Li2),即：u0/(uil-ui2)=-10.

［单逸题］18,如图2-3-12所示，矩形波发生电路中,UR=3V,运算放大器的电源为+15V(单电源供电)，其最大输出电压U0max=12V,蚣，.、的输出电压Ukin

图2-3-12

A.1-5V

B.0-6V

C.3-12V

正确答案：A

参考W折：运算放大器的同相输入端电压U+等于反相输入端电压U-.L>C=U-.又因为U-=U+.(10-1；+)/R2+(UR-U+)ZR1=U-/R3,R1=R2=R3

=100kQ.求得：U+=(UO+UR)/3=<U0+3)/3.

当输出电压为最大时：Uomax=12V,求得：U+=5V：

当输出电压为最小时：Uomin=0V,求得：U+=1V,可知：①当Uo=12V时，电容器C充电；当U+=CC时，C充电结束，IXmax=5Y；②当Uo=OV时，电容

罂C放电.当U+=UC时，C放电结束，UCmin=ld.因此，电容器C的电压变化范围为：”.〜5V.

［单选题］19.电路如图2-3-13所示,设运放均有理想的特性,则输出电压u。为。・［2011年真题】

图2-3-13

B.R3<uil+ui2)/(R2+R3)

C.R3(uil-ui2)/(R2+R3)

D.R3(ui2-uil)/(R2+R3)

正确答案:D

参考释析：由图2-3T3可知,运放Al、A2构成电压跟随器.输出电压等于输入电压，BPu01=uil,u02=ui2：运放A4组成反相输入比例运算电路,u(M=-

R2/R3XuOs由“虚断”及电阻分压定理可分别求得运放A3的反向及同向输入端电压为:uA3-=uO+(uOL-uO)RI/<R1+Rl>=u0+(uil-uO)/2,uA3+

=u(M+<uO2-uO4)RI/(Rl+Rl)=-(R2/R3；--u0+[ui2+(R2/R3)-u0]/2,由“虚短”有：uA3-=uA3+,联立三式可得方程式：u0+(uil-uO)

/2=-(R2/R3)•u0+[ui2+(R2/R3)•u0]/2<解得输出电压为:uO=R3(ui2-uil)/(R2+R3).

［单选题］20.在如图2-3-14所示电路中,若运放Al、A2的性能理想，则电路的电压放大倍数航=uo/ui为0・〔2008年我期］

A.33

B.22

D.11

正确答案：C

参考祚析：对于运放Al,工作在同向比例放大状点：uAl-=2.2/(2.2+22)uo+=(l/ll)uo+,uAl+=ui，由理怛运放“虚短”性顺，uAl+=uAl-,

可得:uo+=llui：

对于运放A2,工作在反向比例放大状态：由理想运放“虚短”、“虚断”的性质,uA2+=uA2-=0,因此：ui/2.2=-uo-/22.HP：uo+=-10ui.

因此，放大电路输出电压为：u0=u0+-u0-=21ui,电路的电压放大倍数为：Au=uo/ui=2l.

A.30

B.-30

D.10

正确答案:A

参考解析：分析可知.运放ALA2、A3构成三级运放测量放大电路.运放A4构成一阶低通流波器,电容器C2和RL构成百通波波器,根据图2-3T5写出uO3

与ui的关系如下：

(K

1R-&R

1■+-4----x------------5一,〃。1=一(％一心)="%=-34

R+Rr*4°】"

&电路的中瓠电压放大倍数

为；

•••/_、

L9匕。*&2八

An=—=——=-3x学=30

Li"。3\N，整个电路上下限截止叛率分别为：fH=l/(2JIR9C1)=102.6Hz,fl.="(2»RLC2)N

0.095Hz4

［单选融)22.如图2-3-16所示的理想运放电路，已知Rl=lk。，R2=R4=R5=10kQ,电源电压15V,ul=IV,u。应为0・［2007年真的］

A.207

D.157

C.10/

D.5V

正确答案：A

参考祥析:如图2-3-16所示，电路是由两个反机输入比例运算电路Al、A2级联而成的,

运放Al：uol=-R2ul/Rl=-10ul：运放A2：uo2=-R5/R4«uol=(R5/R4)X(R2/R1)ul=10ul.

则uc=uo2-uol=20ul=20Vo

「单选逆］23.在如图2-3-17所示电路中，已知ui=l*硅稳压管Dz的稳定电压为6*正向导通压降为0.6V,运放为理想运放，则愉出电压U0为下列何值？

()[2005年真题]

图2-3-17

A.6V

B.-6V

C.-0.6V

D.0.6V

正确答案:C

参考W折：本胭的模型实际上是一个简单的单门限电压比较器,其原理是：当输入电压(反向输入端)高于基准电压(正向输入端)时，运算放大器输出低电

位：反之，则输出高电位。

已知ui=l>0,那么输出端的电压应该为低电位：负的饱和电压),因此稳压管Dz处于正向导通状态.输出电压被钳位在一0.6V.

［单选题)24.由两只晶体管组成的复合管电路如图2-3T8所示，已知Tl、T2管的电流放大系数分别为81、B2,那么复合管的电流放大系®;B约为()。［2009

年真题］

A.PI

B.B2

C.3I+P2

D.BIB2

正确答案:D

参考神析：时于相同极性三极管组成的更合管.等效参数为D=B2(1+B1)-P1P2,rbe-rbel+Plr^,且受合管的极性与原来单管保持一致.复合管

的B位是构成它的两个管子放大倍数的乘积。

1%

4=—

K八

［单位逆］25.图2-3-19所示模拟乘法器(K>0)在运算放大潺构成除法运算电路，输出电压：-以下哪种输入电压组合可以满足要求？

()［2。］6年真题］

图2-3-19

A.uil为正，ui2任意

B.uil为负,ui2任意

C.uikC2均为正

D.uiKui2均为负

正确答案：C

参考樨析：分析可知，只有当ui2>0时，运算放大器才处于负反馈状态，电路才可以正常工作。

［单位速］26.设图东2-3-20电路中模拟乘法器(K>0>和运算放大器均为理想器件，该电路实现的运算功能为0.2014年叫跑］

A.乘法

B.除法

C.加法

D.减法

正确答案：B

参考资析：由图2-3-20易知,乘法器输出为：uo】=Kui2uo。由“虚短”知.必+=心一=0：根据“虚断”可知，流过电阻R1的电流和流过电阻R2的电流有

如下关系式:ui1/R1=-uol/R2=-Kui2uo/R2.to=-R2/<KR1)Xuil/ui2,即实现「除法器功能。

［单选题］27.如图2-3-21所示，集成运放和模拟乘法器均为理想元件,模拟耒法器的乘枳系数1>0.u0应为().［2010年其题］

c#（*+施）

、他楙曲气

D.、…

正确答案：A

参考解析：由乘法器公式可知,输入流两个模拟乘法器的输出电压分别为：u01=kuI12.uO2=ku!22.运放Al与R1〜R4组成反相求和运算电路,其输出电压

s/2

可通过总加朦理求得：uO3=-R4uOl/Rl-R4u<ub>02b>/R1=-uO1-u02=-k<uI12+uI2<sub>）.

运放A2的两个输入端电位为零，根