信号运算电路习题解答(模拟电子技术).doc

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1、第6章自测题、习题解答自测题6一、填空题1采用BJT工艺的集成运放的输入级是（ ）电路，而输出级一般是（ ）电路。2在以下集成运放的诸参数中，在希望越大越好的参数旁注明“”，反之则注明“”。（ ），（ ），（ ），（ ），（ ），（ ），（ ），SR（ ），（ ），（ ），（ ），（ ）。3集成运放经过相位补偿后往往具有单极点模型，此时-3dB带宽BW与单位增益带宽BWG之间满足关系式（ ）。4集成运放的负反馈应用电路的“理想运放分析法则”由虚短路法则，即（ ）和虚开路法则，即（ ）组成。5理想运放分析法实质是（ ）条件在运放应用电路中的使用。6图T6-1a是由高品质运放OP37组成的（ ）放

2、大器，闭环增益等于（ ）倍。在此放大器中，反相输入端称为（ ）。电路中10k电位器的作用是（ ）。RP的取值应为（ ）。7将图T6-1a中电阻（ ）换成电容，则构成反相积分器。此时uo（ ），应取RP=（ ）。8将图T6-1a中电阻（ ）换成电容，则构成反相微分器。此时o（ ），RP应取（ ）。9图T6-1b是（ ）放大器，闭环增益等于（ ）倍。应取RP（ ）。10比较图T6-1a和图T6-1b两种放大器，前者的优点是没有（ ）电压，缺点是（ ）较小。图T61a 图T61b11将图T6-1b中的电阻（ ）开路，电阻（ ）短路，电路即构成电压跟随器。12负反馈运放的输出电压与负载电阻几乎无关的原

3、因是（ ）。13从正弦稳态分析的观点来观察微分器和积分器，二者都是（ ）移相器。但微分器输出电压的振幅与输入信号频率成（ ），而积分器却成（ ）。14用理想运放分析法分别求图T61c中4个运放应用电路的io 表达式。（ ） （ ） (a) (b)（ ） （ ） (c) (d)图T61c解：1、差动放大，互补射级输出2、，3、4、，5、深度负反馈6、反相，虚地，调零， 解：闭环增益： 2点电位U2，3点电位U3， U2U30 RP取值： 7、， 解：RP取值： 8、， 解：RP取值： 9、同相，48， 解：闭环增益： RP取值： 10、共模输入，输入电阻11、，12、因电压取样深负反馈使负反馈运

4、放的输出电阻为零13、90o，正比，反比14、， 解：（a）： （b）： （c）： （d）： 二、现有电路：A. 反相比例运算电路 B. 同相比例运算电路C. 积分运算电路 D. 微分运算电路 E. 加法运算电路 F. 乘方运算电路 选择一个合适的答案填入空内。 （1）欲将正弦波电压移相90O，应选用 。 （2）欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用 。 （3）欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用 。 （4）欲实现Au100的放大电路，应选用 。 （5）欲将方波电压转换成三角波电压，应选用 。（6）欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用 。解：（1）C （2）F （3）E （4）A （5）C

5、 （6）D三、已知图T63所示各电路中的集成运放均为理想运放，模拟乘法器的乘积系数k大于零。试分别求解各电路的运算关系。图T63解：图（a）所示电路为求和运算电路，图（b）所示电路为开方运算电路。它们的运算表达式分别为 习题66.1一个运放的转换速率为2V/s，要得到有效值为5V的正弦电压输出，输入信号频率最高不能超过多少？解： 此时输出的最在斜率：，该值必须小于SR。即 （Hz）KHz6.2分别选择“反相”或“同相”填入下列各空内。 （1） 比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地，而 比例运算电路中集成运放两个输入端的电位等于输入电压。 （2） 比例运算电路的输入电阻大，而 比例运算电路的输

6、入电阻小。 （3） 比例运算电路的输入电流等于零，而 比例运算电路的输入电流等于流过反馈电阻中的电流。（4） 比例运算电路的比例系数大于1，而 比例运算电路的比例系数小于零。解： （1）反相，同相 （2）同相，反相 （3）同相，反相（4）同相，反相6.3填空： （1） 运算电路可实现Au1的放大器。 （2） 运算电路可实现Au0的放大器。 （3） 运算电路可将三角波电压转换成方波电压。 （4） 运算电路可实现函数YaX1bX2cX3，a、b和c均大于零。 （5） 运算电路可实现函数YaX1bX2cX3，a、b和c均小于零。（6） 运算电路可实现函数YaX2。解：（1）同相比例 （2）反相比例

7、（3）微分 （4）同相求和（5）反相求和 （6）乘方6.4设图P6-4中的运放是理想的，求输出电压的表达式。图P6-4解： 是电压跟随器，利用迭加原理 ， 6.5电路如图P6-5所示，集成运放输出电压的最大幅值为14V，填表。图P6-5解： uO1(Rf /R) uI10 uI，uO2(1+Rf /R ) uI11 uI。当集成运放工作到非线性区时，输出电压不是14V，就是14V。uI/V0.10.51.01.5uO1/V151014uO2/V1.15.511146.6用运放设计一个同相加法器，使其输出为uo=6u1+4u2。解：由同相加法器公式推倒，可以得到：取，则 取 ，则 由上式解得 解

8、图6.6设计数据汇总：，电路图如解图6.6。6.7设计一个比例运算电路， 要求输入电阻Ri20k， 比例系数为100。解： 可采用反相比例运算电路，电路形式如图P6-2 (a)所示。R20k，Rf2M。6.8电路如图P6-8所示，试求：图P6-8 （1）输入电阻；（2）比例系数。解：由图可知Ri50k，uM2uI。 即 输出电压 6.9电路如图P6-8所示，集成运放输出电压的最大幅值为14V，uI为2V的直流信号。分别求出下列各种情况下的输出电压。（1）R2短路；（2）R3短路；（3）R4短路；（4）R4断路。解： （1）（2） （3）电路无反馈，uO14V（4）6.10求图P6-10电路的输

9、出电压uo。假定运放是理想的，且R1=R3，R2=R4。图P6-10解： 由题意可知：由题设及，成立 又 ， 6.11试求图P6-11所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。图P611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）（b） （c） （d） 6.12在图P6-11所示各电路中，是否对集成运放的共模抑制比要求较高，为什么？解： 因为均有共模输入信号，所以均要求用具有高共模抑制比的集成运放。6.13在图P6-11所示各电路中，集成运放的共模信号分别为多少？要求写出表达式。解： 因为集成运放同相输入端和反相输入端之间净输入电压

10、为零，所以它们的电位就是集成运放的共模输入电压。图示各电路中集成运放的共模信号分别为（a） （b）（c）（d）6.14求图P6-14理想运放电路的传输函数，并讨论电路工作在什么频率范围时具有积分功能。在什么频率范围时有反相放大功能。图P6-14解： 采用运算法（拉氏变换）分析：显然，当，即MHz时，此时电路为积分器。当，即MHz时，此时电路是反相放大器。6.15图P6-15中运放A1和A2是理想的。试求uo与ui的函数关系，并说明该电路的功能。图P6-15解：用拉氏变换分析。因为同相负反馈接法，由公式 由上式求得 上式反变换为 分析：该电路用同相输入实现反相积分器功能，优点是输入电阻。6.16

11、要使图P6-16中电路完成差动积分功能，电路中各电阻应满足什么条件？图P6-16解：由题意得：当时，上式为，此时电路为差动积分器。 6.17求图P6-17电路的传输函数，并讨论电路工作在什么频率范围时，该电路具有微分功能和放大功能。图P6-17解：频域分析如下：当，即Hz时， ，电路为微分器当，即Hz时，电路为反相放大器。6.18图P6-18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。图P6-18解： mA6.19电路如图P6-19所示。 （1）写出uO与uI1、uI2的运算关系式； （2）当RW的滑动端在最上端时，若uI110mV，uI220mV，则uO？ （3）若uO

12、的最大幅值为14V，输入电压最大值 uI1max10mV，uI2max20mV，最小值均为0V，则为了保证集成运放工作在线性区，R2的最大值为多少？图P6-19解：（1）A2同相输入端电位 输出电压 或 （2）将uI110mV，uI220mV 代入上式，得uO100mV （3）根据题目所给参数，的最大值为20mV。若R1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14V，写成表达式为 故 R1min143 R2maxRWR1min（100.143）k9.86 k6.20求图P6-20反相负反馈运放的输入电阻Ri，并对运放A2的作用和对电路中电阻值的限制作出分析。图

13、P6-20解：由题意可得： 讨论：电路功能：对放大器引入有源反馈网络电流求和正反馈，故可以提高输入电阻。对元件值的限制：由表式可知，当时，。这意味着电路因正反馈过大将自激。6.21分别求解图P6-21所示各电路的运算关系。图P6-21解：图（a）所示为反相求和运算电路；图（b）所示的A1组成同相比例运算电路，A2组成加减运算电路；图（c）所示的A1、A2、A3均组成为电压跟随器电路，A4组成反相求和运算电路。（a）设R3、R4、R5的节点为M，则 （b）先求解uO1，再求解uO。 （c）A1、A2、A3的输出电压分别为uI1、uI2、uI3。由于在A4组成的反相求和运算电路中反相输入端和同相输

14、入端外接电阻阻值相等，所以 6.22试分别求解图P6-22所示各电路的运算关系。图P6-22解：利用节点电流法，可解出各电路的运算关系分别为： （a） （b） （c） （d） 6.23画出利用对数运算电路、指数运算电路和加减运算电路实现除法运算的原理框图。解： 答案如解图6.6所示。解图6.66.24为了使图P6-24所示电路实现除法运算， （1）标出集成运放的同相输入端和反相输入端；（2）求出uO和uI1、uI2的运算关系式。图P6-24解：（1）为了保证电路引入负反馈，A的上端为“”，下端为“”。 （2）根据模拟乘法器输出电压和输入电压的关系和节点电流关系，可得 所以 6.25求出图P6-

15、25所示各电路的运算关系。图P6-25解：电路（a）实现求和、除法运算，电路（b）实现一元三次方程。它们的运算关系式分别为 第九章习题9,9-2解：（1）最大输出功率和效率分别为 （2）晶体管的最大功耗 （3）输出功率为Pom时的输入电压有效值 9-5解：（1）（2）每个管耗的允许值即为管耗的最大值，即为最大输出功率的五分之一， 为7.2/5=1.44W. (3)双电源互补对称电路在同一时刻只有一个管子导通，所以功放管的耐压为管子的最大管压降第十章习题10.10-5解： （1）全波整流电路，波形如解图所示。 （2）输出电压平均值UO（AV）和输出电流平均值IL（AV）为 （3）二极管的平均电流ID（AV）和所承受的最大反向电压UR为 10-6解：（1）两路输出电压分别为 UO10.45（U21U22）18V UO20.9U229V （2）D1的最大反向电压 D2、D3的最大反向电压 10-7解： （1）均为上“”、下“”。 （2）均为全波整流。 （3）UO1（AV）和UO2（AV）为 UO1（AV）UO2（AV）0.9U210.9U2218V （4）uO1、uO2的波形如解图P10.7所示。它们的平均值为 UO1（AV）UO2（AV）0.45U210.45U2215.75V