练习习题集成运放docx.docx
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练习习题集成运放docx
16-001、同相比例运算放大电路通常比反相运算放大电路输入阻抗。
16-002、设图中A为理想运放,请求出各电路的输出电压值。
(12分)
10
k
20
k
10k
20
k
20
k
2V
8
8
8
+
A
+
Uo1
+
A
+
o2
10k
+A
+
o3
U
U
2V
1V
2V
(1)
(2)
(3)
20
k
20
k
20
k
10
k
8
2
V
8
10k
A
8
+
A
+
A
2V
+
Uo4
o5
+
+
Uo6
3V
+
U
k
2
V
20
(4)
(5)
(6)
U01
6V
U02
6V
U03
V
U
10
V
U
2V
U
06
2
V
04
05
16-003、在图示电路中,设A1、A2、A3均为理想运算放大器,其最大输出电压幅值为±
12V。
1.试说明A1、A2、A3各组成什么电路?
2.A1、A2、A3分别工作在线形区还是非线形区?
3.若输入为1V的直流电压,则各输出端uO1、uO2、uO3的电压为多大?
(10分)
R2
R1
k
8
k
k
8
uI
k
8
3
+
uO3
1
+
u
R3
A2
+
+
A
+
A
O1
u
R
+
O2
4
R’
±6V
1.A1组成反相比例电路,A2组成过零比较器,A3组成电压跟随器;
2.A1和A3工作在线性区,A2工作在非线性区;
3.uO1=-10V,uO2=-12V,uO3=-6V。
16-301、试求图所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。
图
解:
在图示各电路中,集成运放的同相输入端和反相输入端所接总电阻均相等。
各电路的运算关系式分析如下:
(a)uO
RfuI1
RfuI2(1
Rf
)uI32uI12uI25u13
R1
R2
R1//R2
(b)
uO
RfuI1
(1Rf)
R3
uI2
(1Rf)
R2
uI310uI110uI2u13
R1
R1R2
R3
R1R2
R3
(c)uO
Rf(uI2
uI1)8(uI2
uI1)
R1
(d)
u
O
Rfu
Rf
u(1
Rf
)
R4
u
I3
(1
Rf
)
R3
u
I4
I1
R2
I2
R1//R2R4
R3
R1//R2R4
R3
R1
20uI1
20uI2
40u13
u14
16-302、在同相输人加法电路如图题8.1.1
所示,求输出电压
1=R2=R3=Rf
时,
vo=?
vo;当R
解
输出电压为
vO1
RfvP
R3
式中vP
R2
vS1
R1
vS2
R1
R1R2
R2
即vO
Rf
1
(R2vS1R1vS2)
1
R1
R3
R2
若R1R2
R3
Rf,则
vO
vS1
vS2
16-304、电路如图题8.1.4
所示,设运放是理想的,试求
vO1、vO2及
vO的值。
解:
A1、A2组成电压跟随电路
vO1
V1
3V,vO2
V2
4V
A3组成加减电路。
利用叠加原理。
当V3=0,反相加法时,A3的输出电压为
v'O
R3vO1
R3
vO2
R1
R2
30(3V)30(4V)1V
3030
当vO1=0,vO2=0,V3=+3V时,A3的输出电压为
v''O
1
R1
R3
vP
||R2
vP
R5
(V3)
30
R4
R5
(3V)2V
1530
v''O
1
30
2V
6V
15
vo与vo叠加得输出电压为
vOv'Ov''O1V6V5V
16-305图题8.1.7为一增益线性调节运放电路,试推导该电路的电压增益
AV
vo
的表达式。
(vI1vI2)
解A1、A2是电压跟随器,有
vO1
vI1,vO2
vI2
R2
利用虚短和虚断概念,有
vo
A1
vo1
vN3
+
vO1
vN3
vN3
vi1
A3
R1
-
R1
R2
R4
vi2
vo2
vp3
vo4R3
vO2
vP3
vP3
A2
vO4
R1
R2
R1
R2
A4
v
R3v
O4
R
O
4
vN3
vP3
将上述方程组联立求解,得
AV
vO
R2R4
vI2
R1R3
vI1
16-308、电路如图所示,要求:
(1)写出输出电压uO与输入电压uI1,uI2之间运算关系的表达式。
(2)
若RF
R1,RF2
R2,R3
R4,写出此时uO与uI1,uI2的关系式。
1
RF1
RF2
uI1
R2
∞
R1
uO1
-
uO
∞
R3
+
-
uI2
+
+
+
RR4
答案:
(1)uO
RF2
R4
uI2
RF2
RF1
uI1
(1
)
R2
R1
R2
R3R4
(2)若RF1
R1,RF2
R2,R3
R4
则
u
u
u
O
I2
I1
16-309、电路如图所示,R
100k,求输出电压uO与输入电压uI
之间关系的表达式。
R
R
∞
uI
-
+
uO
uI
+
A1
R
∞
R
-
uO2
+A
2
R
+
R
R/2
答案:
uO2
uO,
uI+
1uO
1uO)2
2
uO
uI(
uIuO
2
1
2uO
uI
uO
uI
2
16-310、电路如图
6所示,已知ui1=6V,ui2
=4V,R1=R2=R3=RF=2k
,求u0?
iF
RF
i1
R1
+
-
+
R2
+
+
+
uO
ui1
ui2
R3
-
--
图6
解:
根据理想集成运算放大电路的两个重要分析以具有:
R3
2V
uui2R2
R3
(2分)
uu
2V(2分)
ui1
uuuo
(2
分)
uo
RF
)u
RF
ui1(2
分)
R1
RF
(1
R1
R1
u0
(1
RF)
R3
ui2
RFui1
2V(2分)
R1
R2
R3
R1
16-311、理想运放电路如图5-4所示,求
(1)求电路中输出电压uo表达式;
(2)指出
各级电路的反馈类型。
(1)
uO
R3ui;
(4分)
R2
(2)
第一级:
串联电压负反馈;
(3分)
第二级:
并联电压负反馈。
(3分)
16-312、如图7,已知:
F=100kΩ,当输出
u
0=-(4
u
i1+2i2
+
时,计算
11、12、13
R
u
RRR
的值?
解:
该电路为反相加法运算电路。
uo(RFui1
RF
ui2
RFui3)(4ui1
2ui20.5ui3)(2分)
R11
R12
k
R13
R=200k
(6分)
R=25
,R=50k
;
11
12
13
、运算放大器均工作在线性状态。
请分别写出
uo和uo1
与ui
的关系式,并指出运放的
反馈类型。
(本小题
8分)
解:
u01=
(RF1/R1)ui,(3分)
R
R
R
Ru
u
R
R
u
1/2(1
+
(3
分)
0=
(1+F2/
3)(1/2)
01=
F2/
3)(
F1/
1)i
运算第一级是电压并联负反馈,第二级是电压串联负反馈。
(2分)
16-315、如图所示电路,已知
u=
V,计算u的值。
i
o
解:
前一级运算放大器为反相比例运算
所以其输出为
01=(2R1/R1)
u
i=
2i
(5
分)
u
u
后一级运算放大器为同相比例运算
6u
=
3V
(5分)
故其输出为u
(1+2R/R)u
=
I
0
22
01
16-316、电路如图所示,假设运放是理想的,写出电路输出电压的表达式。
i1
R1
ui1
if
i2
Rf
R2
ui2
ii
∞
⋯
-
in
Rn
+
uin
+
R4
if
ii
ii
i1
i2
in
uo
ui1,i
ui2,,i
uin
i
2
n
1
R1
R2
Rn
u
Ri
R
(ui1
ui2
uin)
o
1f
f
R
R
R
1
2
n
在图题所示电路中,已知
ui1
=,
ui2
=,试计算输出电压
uo
和平衡电阻
R4
。
图题所示电路是一增益可调的反相比例运算电路,设RfR4,试证明:
Rf
1
R3
ui
uo
R4
R1
图题图题
电路如图题所示。
试问当ui=50mV时,uo为多少?
图题
图题所示电路为增益可调的运放电路,试求电压增益Au的调节范围。
电路如图题所示,求uo的表达式。
若R1R2R3Rf,该电路完成什么功能?
图题
图题
电路如图题所示,当开关
S、S、S、S分别接通时,相应的放大器的电压增益
AS1
、
1
2
3
4
AS2、AS3、AS4分别为多少?
图题
电路如图题所示,试求开关
S在闭合与断开两种情况下,
uo与ui的关系式。
简单积分电路如图题所示。
已知
R110K,C10
F,ui1V,试求:
uo从0V
变化到-10V时所需要的时间?
图题图题
电路如图所示,试求出输出电压uo与输入电压ui的关系。
图题
反相输入加法电路如图
(a)所示,输入电压的波形如图(
b),试画出输出电压
uo的波形。
图题
第16章习题
1理想集成运放的技术指标有哪些?
答案
(1)Audo=∞,
(2)rid=∞,(3)ro=0,(4)KCMR=∞。
2什么是“虚短”?
什么是“虚断”?
答案:
u+=u-
,两个输入端是等电位的,好像短接一样,但由于不是真正的短接,故称“虚短”
。
i=i
-
=0,这样从这两个输入端往放大器里边看进去,好像断开一样,但又不是真正的断
+
开,故称“虚断”。
3集成运放工作在线性区和非线性区时各有什么特点?
4根据题图,求出每个电路的输出电压表达式。
2R
ui1
6RR3
3R
ui2
答案(a)uo(3ui1
uouo2uo1
(c)
_
ui
∞
+
+
uo
(a)
RF
uiR1
_
∞
R
+
+
R2R/2
(c)
题7.6图
uo(R3+R4+
2ui2)。
(b)
uo1uo1
2uo1
2
RF
ui
R1
。
R1
_
∞
uo
+
+
R4
R2
R5
(b)
R
_
∞
+
+
uo
R3R4)1ui
R5R1。
5图中,运放的最大输出电压是Uom=±15V,试求:
(1)uo与ui的关系。
(2)计算当输入信号分别为1mV,-1mV,100mV,5V,-5V时,输出电压各为多少?
RF
100kΩ
uiR1
10kΩ
R3
9kΩ
_∞
+
+
uo
题7.7图
答案当集成运放工作在线性区时,有,即输入信号被放大了10倍。
若输出电压uo
最大为±15V,那么,对应的最大输入电压uim150mV。
可见,只要输入电压的幅度保持在±150mV以内,那么,运放就工作在线性区。
显然,当输入电压在1mV、-1mV和100mV时,输出电压就分别是-10mV、10mV
和-1V;5V、-5V的输入电压已经超出了线性放大的范围,使运放工作在非线性区,运
放的输出电压就是其饱和输出电压,分别为-15V和15V。
6设图所示集成运放A有理想特性,试分别求出它的输出电压的函数关系式。
图
解:
u0=—5(ui1+ui2)+10ui3
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