第四章自我检测题参考答案中学教育试题中学教育试题.pdf
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1、第四章自我检测题参考答案 一、填空题 1.集成运放作线性应用时必领构成负反馈组态,作非线性应用时必须构成正反馈和开环组态。2.为获得输入电压中的高频信号,应选用高通滤波器。3.反相输入放大电路的输入电阻小,同相比例运算电路的输入电阻大。二、判断题 1.集成运放组成运算电路时,它的反相输入端均为虚地。()2.理想运放构成线性应用电路时,电路增益均与运放本身参数无关。()3.用集成运放组成电压串联负反馈电路,应采用反相输入方式。()4.为避免 50 电网电压形成的干扰进入放大器,应串接带阻滤波器。()三、选择题 1.用集成运放构成功能电路,为达到以下目的,应选用对应的电路为:欲实现的放大电路应选(
2、A);欲将方波电压转换成三角波电压,应选(E);在直流量上叠加一正弦波电压,应选(B);对共模信号有很大的抑制作用,应选(C);将正弦波电压转换成二倍频,应选(G);将矩形波转换成尖顶波,应选(D)。A.反相输入放大运算电路 B.同相输入放大运算电路 C.差分输入放大电路 D.微分运算电路 E.积分运算电路 F.加法运算电路 G.乘方运算电路 2.基本微分电路中的电容应接在运算放大器的(A)。A.反相输入端 B.同相输入端 C.反相输入端与输出端之间 四、图(a)所示电路参考电压UREF=3V,稳压管稳压值为 5V,正向压降为,在图(b)中画出电压传输特性。解:图(a)所示电路为比较器电路。门
3、限电压UT=3V。当uiUREF(3V)时,比较器输出为高电平,稳压管反偏反向击穿,uo1=UZ=+5V。当uiUREF,比较器输出为电平低电平,稳压管正偏导通,uo2=在图(b)中画图方法:ui从零开始,输出电压为低电平不变,uo=。当ui=3V时,比较器输出跳变为高电平,输出uo=5V,ui3V,uo=5V不变。电压传输特性图请读者在图(b)中自画。五、图为一稳压电路,UZ为稳压管 VZ的稳压值,且UiUZ,写出uo的表达式。解:因UiUZ,稳压管反偏稳压,使输入端电压稳定不变,即ui=UZ uo=(1+Rf/R1)UZ 第四章 习题参考答案 判断题 1.运放在深度负反馈的情况下,放大特性
4、与运放本身参数无关,仅取决手外接电路元件及参数,因而在使用过程中不需要考虑运放的特性参数。()2.集成运放构成的放大电路不仅能放大交流信号,也能放大直流信号。()3.滤波器的特征频率一定等于截止频率。()4.凡是用集成运放构成的运算电路,都可以用“虚短”和“虚断”概念求解运算关系。()5.为了提供集成运放组成放大电路的增益,可选用 10M电阻作为反馈电阻。()6.当比较器的同相输入端电压大于反相输入端电压时,输出端电压为Uom。()选择题 1.集成运放组成(B)输入放大器的输入电流基本上等于流过反馈电阻的电流,而(A)输入放大器的输入电流几乎等于零,所以(A)输入放大器的输入电阻大。A.同相
5、B.反相 C.差分 2.在多个输入信号的情况下,要求各输入信号互不影响,宜采用(A)方式的电路,如果要求能放大两信号的差值,又能抑制共模信号,应采用(C)方式的电路。A.反相输入 B.同相输入 C.差分输入 3.由集成运放组成的电路如图 P.4.1 所示。其中图(a)是(D),图(b)是(B),图(c)是(C)。和开环组态为获得输入电压中的高频信号应选用高通滤波器反相输入放大电路的输入电阻小同相比例运算电路的输入电阻大二判断题集成运放组成运算电路时它的反相输入端均为虚地理想运放构成线性应用电路时电路增益均与运放串接带阻滤波器三选择题用集成运放构成功能电路为达到以下目的应选用对应的电路为欲实现的
6、放大电路应选欲将方波电压转换成三角波电压应选在直量上叠加一正弦波电压应选对共模信号有很大的抑制作用应选将正弦波电压转换算电路积分运算电路加法运算电路乘方运算电路基本微分电路中的电容应接在运算放大器的反相输入端同相输入端反相输入端与输出端之间四图所示电路参考电压出电压传输特性稳压管稳压值为正向压降为在图中画当解图所示电路 图 A.积分运算电路 B.微分运算电路 C.迟滞比较器 D.反相求和运算电路 E.单值比较器电路 4.(B)运算电路可将方波电压转换成三角波电压 A.微分 B.积分 C.乘法 D.除法 5.相对来说,(B)比较器的抗干扰能力强。A.单值 B.迟滞 在图所示电路中,ui=10mV
7、试计算输出电压uo的大小。图 解题分析:对于由运放组成的应用电路的分析求解,先应分析判断组成的是何种电路,再根据电路列出输出、输入关系,再求得所要的电量的数值。本电路是一差动输入放大器,除直接代入公式计算外,一般情况下,用叠加定理求解。通过解题来说明差动输入放大器对共模信号有很强的抑制作用。解:本电路是一差动输入放大器,用叠加定理求解。设同相输入端信号单独作用,则反相输入端输入信号对地短接,电阻R左端接地。且在同相端输入的信号为两电阻分压而得。有 iiouuRRu321 iiiuuRRRu3222 iouu2=20mV 设反相输入端信号单独作用,则同相输入端输入信号对地短接,电阻R左端接地。有
8、 iouRRu2=20mV ooouuu=0V 和开环组态为获得输入电压中的高频信号应选用高通滤波器反相输入放大电路的输入电阻小同相比例运算电路的输入电阻大二判断题集成运放组成运算电路时它的反相输入端均为虚地理想运放构成线性应用电路时电路增益均与运放串接带阻滤波器三选择题用集成运放构成功能电路为达到以下目的应选用对应的电路为欲实现的放大电路应选欲将方波电压转换成三角波电压应选在直量上叠加一正弦波电压应选对共模信号有很大的抑制作用应选将正弦波电压转换算电路积分运算电路加法运算电路乘方运算电路基本微分电路中的电容应接在运算放大器的反相输入端同相输入端反相输入端与输出端之间四图所示电路参考电压出电压
9、传输特性稳压管稳压值为正向压降为在图中画当解图所示电路本题输入一大小相同、极性相同的信号即共模信号,在外接电阻对应相等的情况下,差动输入组态输出为零,说明其对共模信号有很强的抑制作用。图所示电路,已知ui=1V,试求:开关 S1、S2都闭合时的uo值;开关 S1、S2都断开时的uo值;开关 S1闭合、S2断开时的uo值。图 解题分析:对于由运放组成的应用电路的分析求解,先应分析判断组成的是何种电路,再根据电路列出输出、输入关系,再求得所要的电量的数值。解:开关 S1、S2都闭合时,该电路为反相输入放大电路,列出电路输出、输入关系为 uo=iukk1010=1V 开关 S1、S2都断开时,该电路
10、为电压输出器电路,列出电路输出、输入关系为 uo=ui=1V 开关 S1闭合、S2断开时,该电路为差动输入放大电路,用叠加定理求解。设同相输入端信号单独作用,则反相输入端输入信号对地短接,则有 ioukku101012V 设反相输入端信号单独作用,则同相输入端输入信号对地短接,有 ioukku1010=1V ooouuu=1V 用集成运放设计具有以下输入输出关系的功能电路:uo=3ui14ui2 uo=ui1+2ui2 解:图是自动化仪表中常用的“电流电压”和“电压电流”转换电路,试用“虚短”或“虚断”概念推导 图(a)中UO与IS的关系式;图(b)中IO与US的关系式。和开环组态为获得输入电
11、压中的高频信号应选用高通滤波器反相输入放大电路的输入电阻小同相比例运算电路的输入电阻大二判断题集成运放组成运算电路时它的反相输入端均为虚地理想运放构成线性应用电路时电路增益均与运放串接带阻滤波器三选择题用集成运放构成功能电路为达到以下目的应选用对应的电路为欲实现的放大电路应选欲将方波电压转换成三角波电压应选在直量上叠加一正弦波电压应选对共模信号有很大的抑制作用应选将正弦波电压转换算电路积分运算电路加法运算电路乘方运算电路基本微分电路中的电容应接在运算放大器的反相输入端同相输入端反相输入端与输出端之间四图所示电路参考电压出电压传输特性稳压管稳压值为正向压降为在图中画当解图所示电路 图 解:图(a
12、)中,同相输入端经电阻接地,电路为反相输入组态,可用“虚地”概念,有 U-=U+=0 根据“虚断”概念,反相输入端电流为零,即I-=0,故 IRf=IS 根据 KVL,可列方程 U-IRfRf=0IRfRf=UO UO=IRfRf 图(b),电路为同相输入组态。根据“虚断”概念,I+=0,I-=0 根据 KCL,IR1+I-=IO IR1=IO 根据“虚短”概念 U-=U+=US IR1=U-/R1=US/R1 IO=US/R1 图为运放纽成的电流放大电路,光电池产生的电流很微弱,经运放放大后驱动发光二极管 LED发光,R2为输出电流取样电阻,R1为负反馈电阻。设IS=,求使 LED发光的电流
13、IL值。(提示应用“虚短”、“虚断”和求 KCL解)图 解:根据“虚断”,有 I2=IS=和开环组态为获得输入电压中的高频信号应选用高通滤波器反相输入放大电路的输入电阻小同相比例运算电路的输入电阻大二判断题集成运放组成运算电路时它的反相输入端均为虚地理想运放构成线性应用电路时电路增益均与运放串接带阻滤波器三选择题用集成运放构成功能电路为达到以下目的应选用对应的电路为欲实现的放大电路应选欲将方波电压转换成三角波电压应选在直量上叠加一正弦波电压应选对共模信号有很大的抑制作用应选将正弦波电压转换算电路积分运算电路加法运算电路乘方运算电路基本微分电路中的电容应接在运算放大器的反相输入端同相输入端反相输
14、入端与输出端之间四图所示电路参考电压出电压传输特性稳压管稳压值为正向压降为在图中画当解图所示电路运放同相输入端接地,可用“虚地”概念,有 U-=U+=0 可求得 UR2=I2R1=10V IR2=UR2/R2=10mA IR2方向由右向左 根据 KCL可得 IL=I2+IR2=mA 利用运放构成稳压二极管参数测试电路如图所示,己知US=5V,R=1k,测得电压表读数为。求通过稳压二极管的电流和稳压二极管的稳压值;若将增大到 7V,测得电压表读数为,求稳压二极管的动态电阻rz。图 解:根据“虚短”概念 U-=U+=US=5V 根据“虚断”,有 IR=IZ IZ为通过稳压二极管的电流。IZ=IR=
15、US/R=5V/1 k=5mA 稳压二极管的稳压值UZ UZ=USUO=若将增大到 7V,测得电压表读数为,可求得 RUISZ=7mA OSZUUU=稳压二极管的动态电阻 mAVIIUUrZZZZz206.4=求图所示电路的Uo。和开环组态为获得输入电压中的高频信号应选用高通滤波器反相输入放大电路的输入电阻小同相比例运算电路的输入电阻大二判断题集成运放组成运算电路时它的反相输入端均为虚地理想运放构成线性应用电路时电路增益均与运放串接带阻滤波器三选择题用集成运放构成功能电路为达到以下目的应选用对应的电路为欲实现的放大电路应选欲将方波电压转换成三角波电压应选在直量上叠加一正弦波电压应选对共模信号有
16、很大的抑制作用应选将正弦波电压转换算电路积分运算电路加法运算电路乘方运算电路基本微分电路中的电容应接在运算放大器的反相输入端同相输入端反相输入端与输出端之间四图所示电路参考电压出电压传输特性稳压管稳压值为正向压降为在图中画当解图所示电路 图 解:图所示电路的第一级运放组成反相输入组态放大电路,其输出电压 Uo1=iURR12 第二级运放组成反相输入组态放大电路,其输出电压 Uo2=1.5145oURRV Uo=Uo2Uo1=利用运放的“电压电流”转换作用,可制成高输入电阻的直流毫伏表,如图所示。已知R=1 k,A 表的满量程为 100A,内阻RM=,试求 A表满刻度偏转时,对应的被测电压UIm
17、ax为多大 图 解:根据“虚断”,流过电阻R上电流 IR=I 根据“虚短”概念 U-=U+UR=UI A表满刻度偏转时,为 A表的满量程值,IR=I=100A UR=IRR=100A1 k=100mV 对应的被测电压 UImax=10 0mV 电路如图所示,设uo初始值为零,列出uo与ui1、ui2的关系式。和开环组态为获得输入电压中的高频信号应选用高通滤波器反相输入放大电路的输入电阻小同相比例运算电路的输入电阻大二判断题集成运放组成运算电路时它的反相输入端均为虚地理想运放构成线性应用电路时电路增益均与运放串接带阻滤波器三选择题用集成运放构成功能电路为达到以下目的应选用对应的电路为欲实现的放大
18、电路应选欲将方波电压转换成三角波电压应选在直量上叠加一正弦波电压应选对共模信号有很大的抑制作用应选将正弦波电压转换算电路积分运算电路加法运算电路乘方运算电路基本微分电路中的电容应接在运算放大器的反相输入端同相输入端反相输入端与输出端之间四图所示电路参考电压出电压传输特性稳压管稳压值为正向压降为在图中画当解图所示电路 图 解:图所示电路,第一级电路为反相求和电路 uo1=2211ififuRRuRR=5 ui1 ui2 第一级电路为积分电路 dtuCRuut0o13co1 dtuuutii02163o5.251010101001 dtuuutii021o5.25 求图所示电路的输入输出关系。图
19、解:图所示电路,运放 A1、A2组成电压跟随器,则有 uo1=ui1 uo2=ui2 运放 A3组成同相求和电路。当uo1单独作用 uRRuo341 和开环组态为获得输入电压中的高频信号应选用高通滤波器反相输入放大电路的输入电阻小同相比例运算电路的输入电阻大二判断题集成运放组成运算电路时它的反相输入端均为虚地理想运放构成线性应用电路时电路增益均与运放串接带阻滤波器三选择题用集成运放构成功能电路为达到以下目的应选用对应的电路为欲实现的放大电路应选欲将方波电压转换成三角波电压应选在直量上叠加一正弦波电压应选对共模信号有很大的抑制作用应选将正弦波电压转换算电路积分运算电路加法运算电路乘方运算电路基本
20、微分电路中的电容应接在运算放大器的反相输入端同相输入端反相输入端与输出端之间四图所示电路参考电压出电压传输特性稳压管稳压值为正向压降为在图中画当解图所示电路1122341iouRRRRRu=1333333302701iu=5 ui1 当uo2单独作用 2121341iouRRRRRu=2333333302701iu=5 ui2 ooouuu=5 ui1+5 ui2 电路如图所示,写出ia、ib以及电压放大倍数uo/ui的表达式。图 解:图(a)所示电路,运放 A同相输入端经电阻R5接地,可用“虚地”概念,有 0uu 根据“虚断”,有 ii=ia=1Rui uR2=uR4=ouRRR344 uR
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