第四章自我检测题参考答案

第四章自我检测题参考答案一、填空题1.集成运放作线性应用时必领构成负反馈组态，作非线性应用时必须构成正反馈和开环组态。

2.为获得输入电压中的高频信号，应选用高通滤波器。

3.反相输入放大电路的输入电阻小，同相比例运算电路的输入电阻大。

二、判断题1.集成运放组成运算电路时，它的反相输入端均为虚地。

(×)2.理想运放构成线性应用电路时，电路增益均与运放本身参数无关。

(√)3.用集成运放组成电压串联负反馈电路，应采用反相输入方式。

(×)4.为避免50电网电压形成的干扰进入放大器，应串接带阻滤波器。

(√)三、选择题1.用集成运放构成功能电路，为达到以下目的，应选用对应的电路为：⑴欲实现的放大电路应选(A)；⑵欲将方波电压转换成三角波电压，应选(E)；⑶在直流量上叠加一正弦波电压，应选(B)；⑷对共模信号有很大的抑制作用，应选(C)；⑸将正弦波电压转换成二倍频，应选(G)；⑹将矩形波转换成尖顶波，应选(D)。

A.反相输入放大运算电路B.同相输入放大运算电路C. 差分输入放大电路D.微分运算电路E.积分运算电路F.加法运算电路G.乘方运算电路2.基本微分电路中的电容应接在运算放大器的(A)。

A.反相输入端B. 同相输入端C.反相输入端与输出端之间四、图Z4.1(a)所示电路参考电压U REF=3V，稳压管稳压值为5V，正向压降为0.7V，在图(b)中画出电压传输特性。

解：图Z4.1(a)所示电路为比较器电路。

门限电压U T=3V。

当u i＞U REF（3V）时，比较器输出为高电平，稳压管反偏反向击穿，u o1=U Z=+5V。

当u i＜U REF，，比较器输出为电平低电平，稳压管正偏导通，u o2=0.7V在图Z4.1(b)中画图方法：u i从零开始，输出电压为低电平不变，u o=0.7V。

当u i=3V时，比较器输出跳变为高电平，输出u o=5V，u i＞3V，u o=5V不变。

电压传输特性图请读者在图Z4.1(b)中自画。

五、图Z4.2为一稳压电路，U Z为稳压管VZ的稳压值，且U i>U Z，写出u o的表达式。

解：因U i>U Z，稳压管反偏稳压，使输入端电压稳定不变，即u i=U Zu o=(1+R f/R1)U Z第四章习题参考答案4.1判断题1.运放在深度负反馈的情况下，放大特性与运放本身参数无关，仅取决手外接电路元件及参数，因而在使用过程中不需要考虑运放的特性参数。

(×)2.集成运放构成的放大电路不仅能放大交流信号，也能放大直流信号。

（√）3.滤波器的特征频率一定等于截止频率。

（×）4.凡是用集成运放构成的运算电路，都可以用“虚短”和“虚断”概念求解运算关系。

(√)5. 为了提供集成运放组成放大电路的增益，可选用10MΩ电阻作为反馈电阻。

(×)6.当比较器的同相输入端电压大于反相输入端电压时，输出端电压为＋U om。

（√）4.2 选择题1. 集成运放组成(B)输入放大器的输入电流基本上等于流过反馈电阻的电流，而(A)输入放大器的输入电流几乎等于零，所以(A)输入放大器的输入电阻大。

A.同相B.反相C.差分2.在多个输入信号的情况下，要求各输入信号互不影响，宜采用(A)方式的电路，如果要求能放大两信号的差值，又能抑制共模信号，应采用(C)方式的电路。

A.反相输入B.同相输入C.差分输入3.由集成运放组成的电路如图P.4.1所示。

其中图(a)是(D)，图(b)是(B)，图(c)是(C)。

图 P4.1A.积分运算电路B.微分运算电路C.迟滞比较器D.反相求和运算电路E.单值比较器电路4.(B )运算电路可将方波电压转换成三角波电压A.微分B.积分C.乘法D.除法5.相对来说，(B )比较器的抗干扰能力强。

A.单值B.迟滞4.3在图P4.2所示电路中，u i =10mV 试计算输出电压u o 的大小。

图 P4.2解题分析：对于由运放组成的应用电路的分析求解，先应分析判断组成的是何种电路，再根据电路列出输出、输入关系，再求得所要的电量的数值。

本电路是一差动输入放大器，除直接代入公式计算外，一般情况下，用叠加定理求解。

通过解题来说明差动输入放大器对共模信号有很强的抑制作用。

解：本电路是一差动输入放大器，用叠加定理求解。

设同相输入端信号单独作用，则反相输入端输入信号对地短接，电阻R 左端接地。

且在同相端输入的信号为两电阻分压而得。

有'='⎪⎭⎫ ⎝⎛+='i i o u u R R u 321 i i i u u R R R u 3222=+=' i o u u 2='=20mV设反相输入端信号单独作用，则同相输入端输入信号对地短接，电阻R 左端接地。

有i o u RR u 2-="=－20mV "+'=o o o u u u =0V本题输入一大小相同、极性相同的信号即共模信号，在外接电阻对应相等的情况下，差动输入组态输出为零，说明其对共模信号有很强的抑制作用。

4.4图P4.3所示电路，已知u i =1V ，试求： ⑴开关S 1、S 2都闭合时的u o 值；⑵开关S 1、S 2都断开时的u o 值；⑶开关S 1闭合、S 2断开时的u o 值。

图 P4.3解题分析：对于由运放组成的应用电路的分析求解，先应分析判断组成的是何种电路，再根据电路列出输出、输入关系，再求得所要的电量的数值。

解：⑴开关S 1、S 2都闭合时，该电路为反相输入放大电路，列出电路输出、输入关系为 u o =i u k k ΩΩ-1010=－1V ⑵开关S 1、S 2都断开时，该电路为电压输出器电路，列出电路输出、输入关系为 u o =u i =1V⑶开关S 1闭合、S 2断开时，该电路为差动输入放大电路，用叠加定理求解。

设同相输入端信号单独作用，则反相输入端输入信号对地短接，则有=⎪⎭⎫ ⎝⎛ΩΩ+='i o u k k u 101012V 设反相输入端信号单独作用，则同相输入端输入信号对地短接，有i o u k k u ΩΩ-="1010=－1V "+'=o o o u u u =1V4.5用集成运放设计具有以下输入输出关系的功能电路：⑴u o =－3u i1－4u i2⑵u o =－u i1+2u i2解：4.6图P4.4是自动化仪表中常用的“电流－电压”和“电压－电流”转换电路，试用“虚短”或“虚断”概念推导⑴图(a)中U O 与I S 的关系式；⑵图(b)中I O 与U S 的关系式。

图 P4.4解：⑴图(a)中，同相输入端经电阻接地，电路为反相输入组态，可用“虚地”概念，有U-=U+=0根据“虚断”概念，反相输入端电流为零，即I-=0，故I Rf=I S根据KVL，可列方程U-－I Rf R f=0－I Rf R f=U OU O=－I Rf R f⑵图(b)，电路为同相输入组态。

根据“虚断”概念，I+=0，I-=0根据KCL，I R1+I-=I OI R1=I O根据“虚短”概念U-=U+= U SI R1=U-/R1= U S/R1I O= U S/R14.7图P4.5为运放纽成的电流放大电路，光电池产生的电流很微弱，经运放放大后驱动发光二极管LED发光，R2为输出电流取样电阻，R1为负反馈电阻。

设I S=0.1mA，求使LED 发光的电流I L值。

(提示应用“虚短”、“虚断”和求KCL解)图P4.5解：根据“虚断”，有I2=I S=0.1mA运放同相输入端接地，可用“虚地”概念，有U-=U+=0可求得U R2=－I2R1=－10VI R2= U R2/R2=10mAI R2方向由右向左根据KCL可得I L= I2+ I R2=10.1 mA4.8利用运放构成稳压二极管参数测试电路如图P4.6所示，己知U S=5V，R=1kΩ，测得电压表读数为－11.3V。

⑴求通过稳压二极管的电流和稳压二极管的稳压值；⑵若将增大到7V，测得电压表读数为－13.36V，求稳压二极管的动态电阻r z。

图P4.6解：⑴根据“虚短”概念U-=U+= U S=5V根据“虚断”，有I R=I ZI Z为通过稳压二极管的电流。

I Z =I R= U S/R=5V/1 kΩ=5mA稳压二极管的稳压值U ZU Z= U S－U O=16.3V⑵若将增大到7V，测得电压表读数为－13.36V，可求得RUI SZ'='=7mA'-'='OSZUUU=20.36V稳压二极管的动态电阻mAVIIUUrZZZZz206.4=-'-'==2.03Ω4.9求图P4.7所示电路的U o。

图P4.7解：图P4.7所示电路的第一级运放组成反相输入组态放大电路，其输出电压 U o1=-=-i U R R 12 5.1V 第二级运放组成反相输入组态放大电路，其输出电压U o2=1.5145=-o U R R V U o = U o2－U o1=10.2V4.10利用运放的“电压－电流”转换作用，可制成高输入电阻的直流毫伏表，如图P4.8所示。

已知R =1 kΩ，μA 表的满量程为100μA，内阻R M =7.5k Ω，试求μA 表满刻度偏转时，对应的被测电压U Imax 为多大？图P4.8解：根据“虚断”，流过电阻R 上电流I R =I根据“虚短”概念U -=U + U R =U IμA 表满刻度偏转时，为μA 表的满量程值，I R =I =100μAU R = I R R =100μA×1 kΩ=100mV对应的被测电压U Imax =10 0mV4.11电路如图P4.9所示，设u o 初始值为零，列出u o 与u i1、u i2的关系式。

图P4.9解：图P4.9所示电路，第一级电路为反相求和电路u o1=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-2211ifif uRRuRR=－5 u i1－2.5 u i2第一级电路为积分电路dtuCRuu t⎰-=-=0o13co1()dtuuu tii⎰+⨯⨯⨯=-02163o5.251010101001()dtuuu tii⎰+=021o5.254.12求图P4.10所示电路的输入输出关系。

图P4.10解：图P4.9所示电路，运放A1、A2组成电压跟随器，则有u o1= u i1u o2= u i2运放A3组成同相求和电路。

当u o1单独作用'⎪⎪⎭⎫⎝⎛+='+uRRuo3411122341iouRRRRRu⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫⎝⎛+='=1333333302701iu⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫⎝⎛+=5 u i1当u o2单独作用2121341iouRRRRRu⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫⎝⎛+="=2333333302701iu⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫⎝⎛+=5 u i2"+'=ooouuu=5 u i1+5 u i24.13电路如图P4.11所示，写出i a、i b以及电压放大倍数u o/u i的表达式。