第六章模电习题答案.doc

第六章习题
一、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___10_____V；输入信号加在____反相____输入端。

图题6.1
二、选择
1、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
2、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
3、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
4、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
5、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
三、分析与计算题

1、电路 如题图6.1所示 ，集 成运放 输出电压 的最大幅 值为 ±14 V ，输出电压与输入电压的关系式 。

图题6.1cc
（a） 引入的是负反馈，所以运放工作在线性区间。
（b） 引入的是负反馈，所以运放工作在线性区间。
2、 试求图题6.2各电路的输出电压与输入电压的关系式。

（a） （b）
图题6.2
解：(a)根据虚断特性 ，
根据虚短特性，所以
(b)当时，电路转换为反相输入求和电路，输出

当时，电路转换为同相输入求和电路，输出

根据线性叠加原理，总输出为

3、求如图题6.3所示电路中uo与ui的关系。

图题6.3
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：
c
c
第二级的输出电压为：

4、求如图题6.4所示电路中uo与ui的关系。

图题6.4
解 第一级的输出电压为：

第二级的输出电压为：

5、在自动控制系统中需要有调节器（或称校正电路），以保证系统的稳定性和控制的精度。如图题6.5所示的电路为比例—积分调节器（简称PI调节器），试求PI调节器的uo与ui的关系式。

图题6.5
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，可得：

所以：

6、 试求图题6.6所示电路的与的关系式。

图题6.6
解：设T型电阻网络交叉点的电位为U
因为电路为反相比例放大器，所以
所以有
根据某点的输入电流等于其输出电流，有，从而，输入与输出之间关系就出来了。
7、 试求图题6.7所示同相积分器电路的与的关系式。

图题6.7
8、求如图题6.8（a）、（b）所示有源滤波电路的频率特性，说明两个滤波电路各属于何种类型，并画出幅频特性曲线。

图题6.8
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 ，。
对图6.8（a）所示电路，有：

所以，电路的电压放大倍数为：

式中为截止角频率。电压放大倍数的幅频特性为：

当时，
当时，
当时，
幅频特性曲线如图6.8（a）所示。可见如图6.8（a）所示电路具有高通滤波特性，即的信号可以通过，而的信号被阻止，所以如图6.8（a）所示电路是一个高通滤波电路。
对图6.8（b）所示电路，有：

所以，电路的电压放大倍数为：

式中为截止角频率。电压放大倍数的幅频特性为：

当时，
当时，
当时，
幅频特性曲线如图6.8（b）所示。可见如图6.8（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6.8（b）所示电路是一个全通滤波电路。

（a） （b）

9、在如图6.9所示的各电路中，运算放大器的V，稳压管的稳定电压UZ为6V，正向导通电压UD为0.7V，试画出各电路的电压传输特性曲线。

图题6.9
解：对图（a）所示电路，V，，故当输入电压V时，输出电压V；当输入电压V时，输出电压V。电压传输特性如图 （a）所示。
对图（b）所示电路，由于，V，故当V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，V；当V时，集成运算放大器的输出电压为-12V，稳压管正向导通，V。电压传输特性如图 所示。

10、在如图6.10（a）所示的电路中，运算放大器的V，双向稳压管的稳定电压UZ为6V，参考电压UR为2V，已知输入电压ui的波形如图6.10（b）所示，试对应画出输出电压uo的波形及电路的电压传输特性曲线。

图题6.10
解 由于V，，故当V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V；当V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V。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。

（a）输入电压ui和输出电压uo的波形 （b）电压传输特性曲线

11迟滞电压比较器电路如图题6.11所示，试画出传输特性和输出波形。

图题6.11
解：输出高电平为8V，低电平为-8V.
上门限为4V，下门限为0V.
输入信号加在反相输入端。
12图题6.12所示为迟滞电压比较器电路，已知运放最大输出电压为±14V，稳压管的稳定电压，稳压管的导通电压，。试分别画出它们的传输特性并求出回差电压。

图题6.12
解：(a)当时，输出处于临界状态，即将发生翻转。
根据虚断特性，，
根据线性叠加原理，
所以，，
当时，；当时，。
出回差电压= 。传输特性如图7.20′(a)。
(b)当时，输出处于临界状态，即将发生翻转。
根据虚断特性，，
根据线性叠加原理，
所以，，
当时，；当时，。
出回差电压= 。传输特性如图7.20′(b)。