模拟电路第六章答案2

6.1、填空选择1、理想运算放大器的开环放大倍数Au为无穷大，输入电阻Ri为无穷大，输出电阻为Ro为零。2、集成运算放大器有两个工作区间，分别为线性区和非线性区。3、理想运放工作在线性区的条件下，有两个重要特性是虚断和虚短。4、单值电压比较器有1个门限电压，迟滞电压比较器有2个门限电压。5、电压传输特性如图6.1所示，参考电压是__-2______V，输出电压是___正负10_____V；输入信号加在____反相____输入端。图题6.16、工作在线性区的运算放大器应置于（a）状态。a深度负反馈b开环c正反馈7、工作在非线性区的运算放大器具有（a）的特点a虚断b虚短c虚断和虚短8、下列关于迟滞电压比较器的说法，不正确的是（b）a迟滞电压比较器有两个门限电压b构成迟滞电压比较器的集成运算放大电路工作在线性区c迟滞电压比较器一定外加正反馈d迟滞电压比较器的输出电压只有两种可能9、能将矩形波转变成三角波的电路是（c）a比例运算电路b微分运算电路c积分运算电路d加法电路10、工作在开环状态下的电压比较器，其输出电压Uo的大小由（c）决定。a运放的开环放大倍数b外电路参数c运放的工作电源1解：当集成运放工作在线性区时：2解：(a)根据虚断特性i434URRRu，o211URRRu根据虚短特性uu，所以i43412o)1(URRRRRU(b)当0i4i3UU时，电路转换为反相输入求和电路，输出)(i223i113o12URRURRU当0i2i1UU时，电路转换为同相输入求和电路，输出)////////)(//1(i464564i365465213o34URRRRRURRRRRRRRU根据线性叠加原理，总输出为o34o12oUUU3分析本题两级电路第一级为同相输入比例运算电路，第二级为减法运算电路。解第一级的输出电压为：第二级的输出电压为：4分析本题电路第一级为电压跟随器，第二级为同相输入比例运算电路，整个电路的输出电压o2ouu。解第一级的输出电压为：io1uu第二级的输出电压为：i12o112o2o11uRRuRRuu5分析本题电路引入了电压并联负反馈，集成运算放大器工作在线性区，可应用“虚短”和“虚断”两条分析依据分析计算。解设电流i1、if的参考方向如图4.27所示，且电容C两端电压uC与流过的电流if参考方向关联，根据运放工作在线性区的两条分析依据，即uu，0ii可得：0uuRuiiiRftuRCtRuCtiCud1d1d1iifC所以：tuRCuRRuRiud1iifCffoui∞-+Δ+RfRuoCiRif6分析本题电路在负反馈回路中引入了由Rf1、Rf2和Rf3组成的T型电阻网络来代替反相输入比例运算电路中的反馈电阻Rf，其目的是使电路在增大输入电阻的同时，也能满足一定放大倍数的要求，同样可以应用“虚断”和“虚短”这两条分析依据分析计算。解设电阻R1、Rf1、Rf2、Rf3中电流i1、if1、if2、if3的参考方向如图4.13所示，连接Rf1、Rf2、Rf3的节点为A，根据运放工作在线性区的两条分析依据，即uu，0ii可知，因0i，故电阻R1上无电压降，于是得：0uu于是得：所以：整理，得：Rp∞-+Δ+R1uoR2R3R4uii1I2I3I4A78分析本题两个电路都引入了电压并联负反馈，集成运算放大器工作在线性区，可应用“虚短”和“虚断”两条分析依据分析计算。解设输入电压ui为正弦信号，则电流电压均可用相量表示。由于集成运算放大器工作在线性区，故UU，0II。对图4.30（a）所示电路，有：0UUfofiRUIIofofofCiiCi1j1j1jjURCRRURRCURRXIRIXU所以，电路的电压放大倍数为：cffioufj11j11RRRCRRUUA式中RC1c为截止角频率。电压放大倍数的幅频特性为：2cfuf1RRA当0时，0ufA当c时，RRAfuf21当时，ARRAfuf幅频特性曲线如图4.31（a）所示。可见如图4.30（a）所示电路具有高通滤波特性，即c的信号可以通过，而c的信号被阻止，所以如图4.30（a）所示电路是一个高通滤波电路。对图4.30（b）所示电路，有：0UURUIIifiiffififCfffCo1j1j1jjUCRRRURRCURRXIRIXU所以，电路的电压放大倍数为：cfffioufj11j1RRCRRRUUA式中CRfc1为截止角频率。电压放大倍数的幅频特性为：2cfuf1RRA当0时，ufA当c时，RRAfuf2当时，ARRAfuf幅频特性曲线如图4.31（b）所示。可见如图4.30（b）所示电路具有全通滤波特性，即在0~∞范围内所有频率的信号均可以通过，所以如图4.30（b）所示电路是一个全通滤波电路。AufA∞21A∞0ωcωAufA∞2A∞0ωcω（a）（b）9、对图（a）所示电路，5uV，iuu，故当输入电压5iuV时，输出电压12OMoUuV；当输入电压5iuV时，输出电压12OMoUuV。电压传输特性如图（a）所示。对图（b）所示电路，由于iuu，5uV，故当5iuV时，集成运算放大器的输出电压为+12V，稳压管处于反向击穿状态，6ZoUuV；当5iuV时，集成运算放大器的输出电压为-12V，稳压管正向导通，7.0DoUuV。电压传输特性如图所示。(a)(b)0ui(V)uo(V)12-12-50ui(V)uo(V)6-0.7-510分析电压比较器可将其他波形的交流电压变换为矩形波输出，而输出电压的幅值则取决于限幅电路。解由于2RUuV，iuu，故当2iuV时，集成运算放大器的输出电压为+12V，经限幅电路限幅之后，输出电压6ZoUuV；当2iuV时，集成运算放大器的输出电压为-12V，经限幅电路限幅之后，输出电压6ZoUuV。输入电压ui和输出电压uo的波形如图（a）所示，电路的电压传输特性曲线如图（b）所示。t0uo(V)6-6t0ui(V)10-1020ui(V)uo(V)6-62（a）输入电压ui和输出电压uo的波形（b）电压传输特性曲线1112解：(a)当uu时，输出处于临界状态，即将发生翻转。根据虚断特性，RUu，根据线性叠加原理，)(21oio222i222uuuRRRuRRRu所以，RUuu)(21oi，ooi42uuUuR当V7ou时，V11THiUu；当V7ou时，V3TLiUu。出回差电压U=V14311TLTHUU。传输特性如图(a)。(b)当uu时，输出处于临界状态，即将发生翻转。根据虚断特性，0u，根据线性叠加原理，oRio22222R22222i222115115111//5//5//5//55.055.0uUuuRRRRRURRRRRuRRRu所以，0115115111oRiuUu，10555oRoiuUuu当V7ou时，V25THiUu；当V7ou时，V45TLiUu。出回差电压U=V704525TLTHUU。传输特性如图(b)。oouiu7V-7V11V-3Voouiu7V-7V25V-45V(a)(b)