模拟电子技术基础第版课后习题答案周良权
第4章 集成运算放大器及其应用基础
解答:
4.1 差 平均 10 15
4.2 A u d 与A u c 抑制零漂和抗共模干扰 4.3 ∞ ∞ 0
4.4 0 虚短 0 虚断 4.5 c g 4.6 c 4.7 b
4.8 b a 4.9 b
4.10 (√) 4.11 (×) 4.12 (×) 4.13 (×) 4.14解答:
两个输入端加上两个幅度相同而极性相反的信号,称为差模信号。两个输入端加上两个幅度相同而极性也相同的信号,称为共模信号。差模输入电压u id =(1.1–1) V=0.1 V ,两输入端的差模输入信号
各为:id1id 1=0.05V 2u u =+,id2id 1=0.05V 2u u =--,共模信号为:ic 1
(1.11)V =1.05V 2
u =+。
4.15解答:
共模抑制比定义为d CMR c u u A K A =
,用分贝表示,即d CMR c
20lg dB u u A
K A =。 双端输出时抑制零点漂移能力强,因在双端输出时,利用电路对称,漂移量相互抵消,在理想情
况下,共模电压放大倍数A u c =0,则CMR K ≈∞。单端输出时,是利用射极电阻的负反馈作用来抑制零
漂的,显然,单端输出抑制零漂能力比双端输出差。对基本差分放大电路,e
CMR be
R K r β≈。
4.16解答:
(1)如图题解4.16(a)所示EE BE E1P1e (2)V V I R R =++g E160.7(0.12 5.25)I =++?,得E10.5mA I =
(2)be bb E 26mV 26mV (1)
300(1100) 5.5k 0.5mA 'r r I β??
=++=++Ω=Ω????
根据单边差模交流通路如图题解(b )所示(R e 对于差模信号,相当于短路)可得
(3)根据单边共模交流通路(对一个管子而言,发射极除了有P 1
2
R 电阻外,还有2R e3),如图(c)
所示可得
单端输出时:
图题解4.16
4.17解答:
(1)E3E12300 I I ==μA ,因I R 2=I C3,所以 (2)因单端输出,差模电压放大倍数为 差模输入电阻:
(3)静态时,U o =10–I C2·R 1=(10– 0.15×20)?V=7?V ,输入信号U 后,U o =4?V ,则输出变化量ΔU o =(4–7)V= –3 V
故 o d 3
V 50 mV 60
u U U A ?-===-
4.18解答: 4.19解答: 如表题解4.19所示。
续表
4.20 理想运放的主要特点:开环差模电压放大倍数o u A →∞;输入阻抗R id →∞;输出阻抗o 0R →;共模抑制比CMR K →∞;带宽BW →∞;转换速率R S →∞;失调电压、失调电流及温漂均为零。 由于实际运放的技术指标与理想运放的技术指标比较接近。在分析运放组成的电路时,用理想运放代替实际运放使分析计算大大简化,而带来的误差并不大,在工程计算中是完全允许的。但是若需要对运算结果专门进行误差分析时,则必须考虑实际运放的运放参数。因运算精度直接与实际运放的技术指标有关。
4.21解答:
理想运放工作在线性区的特点:u +=u –,i +=i –=0。理想运放工作在非线性区时的特点:当+u u ->,u o = –U om ,当+u u -<时,U o = +U om ,且i +=i –=0。其中U om 是运放正向或反向的最 大值。
当理想运放工作在线性区时,u –=u +,即运放两个输入端之间的电压为零,但又不是短路,故称“虚
短”;如果运放同相输入端接地时,u –=u +=0,意味着反相输入端与地端等电位,但又非真正接地,故称“虚地”;因i +=i –=0,理想运放的两个输入端不取电流,但又不是断开,故称“虚断”。
4.22解答:
(1)S 1和S 3闭合,S 2断开时,电路为反相比例运算电路,O i i R
u u u R
=-=-。
(2)S 1和S 2闭合,S 3断开时,为差分放大电路,也称减法运算电路,O i i i 1R R u u u u R R ??
=-++= ???
。
(3)S 2闭合,S 1和S 3断开时,是电压跟随器,u O =u i 。 (4)S 1、S 2、S 3都闭合时,也是反相比例运算电路,O i i R
u u u R
=-=-。 4.23解答: 4.24解答:
(1)因x O 1, 2 V R u V V R =-
=-g ,故O x 1
2
u R R =g ,u O 正比于R x 。 (2)当x 10 k R =Ω时,电压表满量程,即O 2 V u =,O 1
10
(2)2u R =-?-=,则R 1=10 k Ω。
4.25解答:
u –=u +=u i ,故i
u I R
=
,电流的大小与毫安表的内阻R M 无关,只决定于输入电压u i 。当微安表满刻度偏转时,被测电压U imax =100R =100 mV 。
4.26解答:
(1)为反相比例电路如图题解4.26(a )所示。R 1=20 k Ω。f f f 1,520
u R R
A R =--=-,故R f =100 k Ω
(2)为同相比例电路,如图题解4.26(b )所示。
(a ) (b )
图题解4.26
f f 1
1u R A R =+
,故f 1f 30
k 7.5 k 151u R R A ==Ω=Ω--
4.27解答:
(1)U c =U 1–=U 1+=U 2=6 V ,U b =U 2–=U 2+=0,U e =?–0.7 V ,U 1–、U 1+、U 2–、U 2+分别是运放A 1和A 2的反相及同相输入端电压。 (2)B 2200 mV
0.02 mA 10 k R I I ===Ω
12C 11126
1 mA 6
R V V I I R --====,故
4.28解答:
(1)33O1i1i212(225150) mV 100 mV R R u u u R R ??
=-+=-?-= ???
g
(2)O2O 0.3(0)=1V 5 V C u t u u RC 3-6
?2??
=-+-+=- ?100?10?10??
g (3)P1100//100//5025 k R ==Ω 4.29解答: 4.30解答:
(1)由图可见,A 1为积分器,A 2为反相加法器,u 1经A 1反相积分后再与u 1通过A 2进行求和运
算。
(2)因0
I 0, 1 V C
t u u ===
则I O I 11=01u t t u u RC 6-6
-???
=--=- ????10?10?10
4.31解答:
(1)I ,10 s 1 s u
u t RC RC
3-6-2O =-=?10?1?10=?10,当u O = –5 V 时
输出波形图如图题解4.31(a )所示。
(2)当t =10 ms 时,O 2V 2 V 1u -3
-2
?10?10=-=-?10
当t =20 ms 时,O 2(2)V 0 V 1u -3-2
??
-?10?10=-+-=???10?? 余类推,波形图如图题解4.31(b )所示。
(a ) (b )
图题解4.31
4.32解答:
在0~t 1期间,
I
O d 0.1 V/s, 10.1 V 0.1 V d u u t ==-?=- 在t 1~t 2期间,因I d 0d u
t =,故O 0 V u =
在t 2~t 3期间,因I d 0.1 V/s d u
t =-,则O 10.1) V 0.1 V u =-?(-=。波形图如图题解4.32所示。
图题解4.32