电气工程学概论_林孔元主编_第十六章部分习题解答

电气工程学概论第十六章部分习题解答16-116.1用一理想运算放大器组成一个增益为10，输入电阻为10k的放大电路。解：∵增益为10，∴该放大电路为反相比例放大电路，如图所示。∵放大电路的输入电阻为10k∴k101R∵iiuuRRu10120∴k1002R。16.2用一理想运算放大器组成一个增益为10的放大电路，并分析该电路的输入电阻。解：∵增益为10∴该放大电路应为同相比例放大电路，如图所示。∵iiuuRRu101120）（，∴若取k101R，则k902R。16.3设图示电路可实现输入输出之间关系：012100uuu，1）确定R1、R2、R4的取值；2）设UoM=10.5V，求u1、u2的最大差值。解：∵所需构建的电路为差动放大电路∴该放大电路如图所示。uo、u1、u2的关系为：2111323o1uRRuRRRRRuFF由012100uuu可得：1001RRF，10023RR若取k121RR，则k1003RRF。u1、u2的最大差值为0.105V.16.5图示电路中，RS=5k，R=10k，R1=5k，R2=20k，RF=40k，C=10F，求：1）uo=f(ui)；2）uo=f(uS)；3)请改进电路，使f(uS)=f(ui)；解：1)tuuuRRuRRutuRCuuud208d1ii2o2F1o1Foi2oio1Ruo+uiR1+++R2R1=100ouoR2u2R3R4u1+++R1uo+ui+++R2RRuo1RCR1RFR2uo2uouSRSui++++++++电气工程学概论第十六章部分习题解答16-22)RRRr21//isisii21urRru代入uo=f(ui)关系式，得tuuud104sso3)在信号源与输入ui之间插入一个电压跟随器，即改进后的电路为：16.7设计一个由理想运算放大器组成的积分器，要求该积分器：①能够将图a所示输入信号变换为图b所示的输出信号；②输入阻抗为100k。解：理想积分电路如图所示，tuRCud1io根据已知条件可进一步得:21515d1131oRCtRCu，∵输入阻抗为100k，∴R=100k∴75CμF16.8由运算放大器组成的交流滤波器如图所示，试画出其幅值波特图。解：由电路可知：6512io102.0j1300010j1CRRUU3.256j13.256j3100ff其幅值波特图为：i0UU3.256Cf)Hz(f3100=uo100k题16.8图R2R1C3k0.2Fu1++RCuoui15132t/sui/V132t/suo/V++++++++uiRRuo1RCR1RFR2uo2uo++uSRS电气工程学概论第十六章部分习题解答16-3或256.3Hz21;8Hz21j1jj1jj12211121212ioCRfCRfffffCRCRCRRUU其中：或265.4Hz21;8Hz21j1jj1jj12211121212ioCRfCRfffffCRCRCRRUU其中：(krad/s67.12;rad/s0522111ff)16.9设计一个有无源低通滤波器和运算放大器组成的有源低通滤波器。fc=3kHz，RF=58k，C=0.1F。解：根据已知条件，本题有源低通滤波器的结构为：其传递函数1Fio1j11RRRCUUc=1/RC∵C=0.1F，c=2fc∴R=530；∵滤波器工作于通频带增益为30，∴3011FRR∵RF=58k，∴R1=2k。16.10通常需要为反馈控制系统设计一个复合滤波器。设该滤波器的频率特性如图所示，试给出由运算放大器组成的实现方案（FC100，低频带输入电阻为500）。解：∵低频带输入电阻为500。∴R1＝500256.3iUU0)Hz(f811080uoR2R3CuiR1++1000101001kHz/f|io/UU|题16.10图265.4iUU0)Hz(f811080iUU03010倍/10倍频程3f/kHzR1CuouiRFR电气工程学概论第十六章部分习题解答16-4∵12io10000RRUU∴R1＝500k∵312io//000,10RRRUU∴R3＝55.6∵fc＝10kHz，且CRfC3C211，得∴C=0.28F。16.14ui=5sin(2ft)V不同UR下的方波波形占空比如上表，具体波形略。UR（V）630-36uo占空比100%70.5%50%29.5%0uiuoUR