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：cc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)。