1、第1章模擬集成運(yùn)放及其應(yīng)用1.1 當(dāng)負(fù)載開路(Rl )時(shí)測(cè)得放大電路的輸出電壓U=2V ;當(dāng)輸出端接入Rl =5.1K Q的負(fù)載時(shí)，輸出電壓下降為Uo=1.2V ,求放大電路的輸出電阻Rl oUo?uRl RoRo。解: R (春 1)Rl 3.4(K Q)當(dāng)在放大電路的輸入端接入信號(hào)源電壓Us=15mV，信號(hào)源電阻電路的輸入端的電壓為ui=10mV，求放大電路的輸入電阻R。R cUi-?UsRi RsRs=1K Q時(shí)，測(cè)得解:u R (1 )Rs 2(K Q)Us Ui當(dāng)在電壓放大電路的輸入端接入電壓源us=15mV，信號(hào)源內(nèi)阻電路的輸入端的電壓為Rs=1K Q時(shí)，測(cè)得Ui=10mV ;放大

2、電路輸出端接 Rl =3K Q的負(fù)載，測(cè)得輸出電壓為 Uo，試計(jì)算該放大電路的電壓增益Au和電流增益并分別用dB(分貝)表示。解: AuUo150, Au(dB) 20lgAu43.5 dBAiu-1011虬豈 100(Us Ui ) RsAj(dB) 20lg Aj 40(dB)某放大電路的幅頻響應(yīng)特性曲線如圖 截止頻率fL、上限截止頻率fH和通頻帶所示，試求電路的中頻增益Aum、下限fBW。圖1.1 習(xí)題電路圖解：Aum (dB) 40(dB)5fH 10 (Hz)fBWfHilfH電路如圖所示,oum-A20(Hz)105(Hz)當(dāng)輸入電壓為100時(shí)，要求輸出電壓為 4V，試求解R1和R

3、2的阻值。解：uo& Ui號(hào)10kR2 R/Rf100/10集成運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)和非線性區(qū)各有什么特點(diǎn)。 解：線性區(qū)：虛短；虛斷非線性區(qū)：輸出僅為高、低兩種電平；虛斷14V，求輸入電壓Ui分別為電路如圖所示,集成運(yùn)放輸出電壓的最大幅值為200mV和2V時(shí)輸出電壓uo的值。解：Uo (1100)Ui10 當(dāng) ui 200mV, 當(dāng) Ui 2V, Uo11uiUo11ui11ui111.8 電路如圖所示,100k Q9k Q圖習(xí)題電路圖112V=22V14V ，因?yàn)槭峭喽溯斎?，所?U。14V試求每個(gè)電路的電壓增益Auf，輸入電阻R及輸出電阻UiRo。100kQ100kQ圖習(xí)題電路圖100

4、uoui10ui ,Auf10, R 10k, &10ui,r0,Ro0解: (a) uo(b) Auf(c) Auf0, Ri 10k, Ro電路如圖所示，求輸出電壓 uo與各輸入電壓的運(yùn)算關(guān)系式。Rp(b)RiRfUoUilUi2Ui3Ui4UoiR2UiiRiUoR5Ui2R3R5UoiR45(Ui2 Uoi)5(Ui2 10Uii(C)(d)圖習(xí)題電路圖解: (a) uo Rf(空出)RiR 2“Rf、(b) Uo(1)UiRiR2Ri(c) U oUiiR2Ui2Ri R2Ri/UiiUi2、“ RfR4R3(d) UoRf( ii )(1)(Ui3Ui4)RiR2Ri R2R3R4

5、R3R41.10電路如圖所示，假設(shè)運(yùn)放是理想的：(1)與出輸出電壓Uo的表達(dá)式，并求出Uo的值；(2)說明運(yùn)放Ai、A2各組成何種基本運(yùn)算電路。10U ii并且要求電路中最大的阻值不超過i00K Q,試畫出電路圖，計(jì)算各阻值。采用一片集成運(yùn)放設(shè)計(jì)一反相加法電路，要求關(guān)系式為Uo5(Uii 5Ui2 3Ui3),解:UoA25ui215ui3)3ui3)(5ui15(Uii 5Ui2(散1RfR2Ui2100kRi取RfRp 烈) 25, RR3 ，則R1520K , R24K , &6.67K,R3 取 6.8K Q，取 2.2K Q采用一片集成運(yùn)放設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)算電路，要求關(guān)系式為Uo10（Ui

6、1Ui2），并且要求電路中最大的阻值不超過200K Q,試畫出電路圖，計(jì)算各阻值。解：Rf“Rf、r3Uo10(U i1Ui2)Ui1(1 )-Ui2R1R1R2R3取Rf100k則R110KR210KR3100K圖所示為帶的表達(dá)式；（2）若選R1（3）直接用&代替T形網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)R 51k 說明該電路的特點(diǎn)。T形網(wǎng)絡(luò)高輸入電阻的反相比例運(yùn)算電路。51k , R2 R3 390k ，當(dāng) uoUo100Ui,（1）試推導(dǎo)輸出電壓uo 100Ui時(shí)，計(jì)算電阻R4的阻值； 求R2的值；（4）比較（2）、（ 3）解：（1）UiR1UoAuR4R2R2 R4? UoR2 / R4 R2(R3 R2/R4)

7、UiR2 / R4R2 R3 R439035.2k ，取 36K Q(AUR1)( 100 51) 5100kR3R1R3R2R3 R4UiR2 R3R1390 390 390/R4)10051由（2）、（ 3）分析可得：用 T型網(wǎng)絡(luò)代替反饋電阻 R2時(shí)，可用低阻值的網(wǎng)絡(luò)得到高增益的放大電路。%町A + _0L1 AE1決、JiW|0Aj +11圖習(xí)題電路圖圖1.8 習(xí)題電路圖1.14 電路如圖表達(dá)式；(2)所示，設(shè)所有運(yùn)放都是理想的，試求: R2 F3時(shí)，Uo的值。(1)Uol、U2、Uo3 及 Uo 的解:Uo1UoUi1R2 R3R1R2 R3Uo2 Ui2Uo3 Ui3R1 /R3R2

8、R1 / R3Ui1R1R2R3R 時(shí)， UoR1 / R2 U i3R 3R1 / R 21(Ui1 Ui2Ui3)3Ui24.15電路如圖運(yùn)放均為理想的，試求輸出電壓Uo的表達(dá)式。所示,圖1.9 習(xí)題電路圖解: (a) u o1R5R5“ R2、R5R5、UoUo1 (1)Ui2(1 )u i1 (1)uR4R4R1R4R4R2、(b) u o1(1)Ui1R1R5R5R2、R5R5UoUo1Ui2(1Ui1Ui2R4R6R1 R4R6積分電路如圖所示。設(shè) uc(0)=0,在 t =:0時(shí)輸入階躍電壓U10V,求所需的時(shí)間常數(shù)。Cf11V ,若t 1ms時(shí)，輸出電壓達(dá)到R1解:Uo1RCf

9、t0(UiRpI所以 uo(1ms)10可選擇R,100k1)dERCf,CfooA +Uo圖習(xí)題電路圖R1Cf10V ,0.01 F。RC 0.1(ms)Uom= 12V ,輸入電壓波形如圖1.9(b)所示，周期為。試畫出輸出電壓的波形，并求出輸入電壓的最大幅值Uim 。電路如圖1.11(a)所示，已知運(yùn)放的最大輸出電壓解:Uoorf.習(xí)題電路圖圖 J卜ooi mF5 dt RC二 Um1000 U, dt , Uom=12V ,1.18 電路如圖所示, 路；(2)寫出u0的表達(dá)式；A 2、和A3各組成何種基本電A3為電壓跟隨器解：A1組成減法電路，A2組成積分電路,RfUo1Ui1RiRf

10、 Rf(1 R?)_1Ui2RfRf(Ui1 Ui2)R1Uo U021 , Uo1dtRfR2CRi R2C(Ui152)dt1.19 圖1.13 (a)所示的反相微分電路中，當(dāng)輸入信號(hào)1.13(b)所示，試畫出輸出信號(hào)Uo的波形。Ui為對(duì)稱的三角波時(shí)，其波形如圖在0 t T 2時(shí)，輸入信號(hào)為UiU om在T 2 t T時(shí)，輸入信號(hào)為Ui3Uomdt,則有Uo t4Uom+巾方+一t，則有Uo tRC如 dt dUiRC dt4U om RCT4Uom RCT同理可得在不同時(shí)間時(shí)的輸出，其對(duì)應(yīng)的輸出波形如圖(C)所示。0 :（ 1）寫出輸寫出輸出iii O4CTI & +41IV11J二 A

11、 Kif：叫k1.20 電路如圖出電壓u0與各輸入電壓之間的關(guān)系式；（2）當(dāng)尺 R2艮 R4艮 & R時(shí), 電壓u0的表達(dá)式。圖1.14 習(xí)題電路圖解:Uo1UoR4Ui1R11ReCR1 R21(1Uo1dtR3R4、 R3)Ui2R1 R2R31RsCR4Ui3dtRs Re R 時(shí)UoRC(Ui1Ui2Ui3)dt電路如圖（ a）所示，設(shè)運(yùn)放為理想器件，（1）求出門限電壓 Uth，畫出電壓傳輸特性（UoUi）, （2）輸入電壓的波形如圖（b）所示，畫出電壓輸出波形（Uot）。圖習(xí)題電路圖解：（1 ）門限電壓Uth=3V，出 UoUo &6V60-6V03VUi-6-=tCb電路如圖所示，

12、運(yùn)放為理想的，試求出電路的門限電壓Uth，并畫出電壓傳輸特性曲線。解：URi圖1.16 習(xí)題電路圖RiR2UiR2R2U REF輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時(shí)，u u，Ui UthUth電路如圖所示，已知運(yùn)放最大輸出電壓 Uom=12V，試求出兩電路的門限電壓Uth，并畫出電壓傳輸特性曲線。R221U o UthUoR1R233uu0,u th圖習(xí)題電路圖解：U- UthRi R2Uo 6V輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時(shí),電壓傳輸特性曲線3V，并畫出電壓1.24 電路如圖1.16 (a)所示，運(yùn)放是理想的：(1)試求電路的門限電壓 Uth圖習(xí)題電路圖R2解：U亠UR1R 2REFU thUi3V ,R1U th ，UthR2UoUo1V2U36V1REF 3Uo3V6VJI卩-1V03V-6VUi-1V-6VU6