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1、04章习题解答第4章 模拟集成运算放大电路 习 题 4 4.1 当负载开路时测得放大电路的输出电压uo=2V;当输出端接入RL=5.1K的负载时,输出电压下降为uo=1. 2V,求放大电路的输出电阻Ro。 Uo=RoRLUo RL+RoUoUo=(-1)RL=3.4KW 4.2 当在放大电路的输入端接入信号源电压us=15mV,信号源电阻Rs=1K时,测得电路的输入端的电压为ui=10mV,求放大电路的输入电阻Ri。 Ui=RiUs Ri+Rs Ri=(Ui)Rs=2KW Us-Ui4.3 当在电压放大电路的输入端接入电压源us=15mV,信号源内阻Rs=1K时,测得电路的输入端的电压为ui=
2、10mV;放大电路输出端接RL=3K的负载,测得输出电压为uo=1.5V,试计算该放大电路的电压增益Au和电流增益Ai,并分别用dB(分贝)表示。 Au=Uo=150 Ui Au(dB)=20lgAu=43.5dB Ai=IoUoRL=100 Ii(Us-Ui)Rs Ai(dB)=20lgAi=40dB 4.4 某放大电路的幅频响应特性曲线如图4.1所示,试求电路的中频增益Aum、下限截止频率fL、上限截止频率fH和通频带fBW。 20lgAuuo=-Rf(ui1ui2+) R1R2(b) uo=(1+RfR1)(R3R2ui1+ui2) R2+R3R2+R3(c) uo=R2R1ui1+ui
3、2 R1+R2R1+R2Rfui1ui2R3R4(d) uo=-Rf(+)+(1+)(ui3+ui4) R1R2R1/R2R3+R4R3+R44.8 电路如图4.3所示,假设运放是理想的:(1) 写出输出电压Uo的表达式,并求出Uo的值;(2) 说明运放A1、A2各组成何种基本运算电路。 A1 反相比例电路; A2反相加法电路 uo1=-R2ui1=-10ui1 R1R5Rui2-5uo1=-5(ui2+uo1)=-5(ui2-10ui1)=7.5V R3R4uo=-图4.3 习题4.8电路图 4.9 采用一片集成运放设计一反相加法电路,要求关系式为uo=-5(ui1+5ui2+3ui3),并
4、且要求电路中最大的阻值不超过100K,试画出电路图,计算各阻值。 uo=-5(ui1+ui2+ui3)=-Rf(RfRui1ui2ui3+) R1R2R3=5 R1=R2=R3=R 取Rf=100kW 则R=20KW RP=Rf/R6.25KW 34.10 采用一片集成运放设计一个运算电路,要求关系式为uo=-10(ui1-ui2),并且要求电路中最大的阻值不超过200K,试画出电路图,计算各阻值。 RfR1-Aui2R2R3+uoui1uo=-10(ui1-ui2)=- 取Rf=100kW RfR1ui1+(1+RfR1)R3ui2 R2+R3KW 则R1=10KW R2=10KW R3=1
5、004.11 电路如图4.4所示,设运放是理想的,求输出电压uo的表达式。 uiu=-o2 R1R2 uo2=R4uo R3+R4 uo=-RR2(1+3)ui R1R44.12 如图4.5所示为带T型网络高输入电阻的反相比例运算电路。试推导输出电压uo的表达式,并说明该电路的特点。 图4.4 习题4.11电路图 图4.5 习题4.12电路图 uiuR2/R4=-o R1R3+R2/R4R2 uo=-R+R3+R2R3R4R2(R3+R2/R4)ui=-2ui R1R2/R4R14.13 电路如图4.6所示,设所有运放都是理想的,试求: uo1、uo2、uo3及uo的表达式;当R1=R2=R3
6、时,uo的值。 图4.6 习题4.13电路图 uo1=ui1 uo2=ui2 uo3=ui3 uo=R2/R3R1/R3R1/R2ui1+ui2+ui3 R1+R2/R3R2+R1/R3R3+R1/R2 当 R1=R2=R3=R 时, uo=1(ui1+ui2+ui3) 3uo的表达式。 ui1-ui24.14 电路如图4.7所示,运放均为理想的,试求电压增益A=图4.7 习题4.14电路图 uo1=ui1 uo2=ui2 uo2-u3+u3+-uo4= R1R2R2uo1 u3+=u3- R1+R2 对A3 u3-= 对A4 uo4u=-oR3RpR2RpR1R3 uo=-(ui1-ui2)
7、 A=R2Rpuo =-ui1-ui2R1R3R2)ui1 R1R5RRRRuo1+(1+5)ui2=-(1+2)5ui1+(1+5)ui2 R4R4R1R4R44.15 电路如图4.8所示,运放均为理想的,试求输出电压uo的表达式。 (a) uo1=(1+ uo=-(b) uo1=(1+R2)ui1 R1 uo=-R5RRRRuo1-5ui2=-(1+2)5ui1-5ui2 R4R6R1R4R6图4.8 习题4.15电路图 4.16 电路如图4.9(a)所示,已知运放的最大输出电压Uom= 12V,输入电压波形如图4.9(b)所示,周期为0.1s。试画出输出电压的波形,并求出输入电压的最大幅
8、值Uim。 图4.9 习题4.16电路图 uo=-1uidt=-1000uidt RC Uom=12V, T=0.1s Uim=0.24V 4.17 电路如图4.10所示,运放均为理想的,电容的初始电压uc(0)=0:写出输出电压uo与各输入电压之间的关系式;当R1=R2=R3=R4=R5=R6=R时,写出输出电压uo的表达式。 图4.10 习题4.17电路图 uo1=-R3R4Rui1+(1+4)ui2 R1R1R2+R311udt-ui3dt o1R6CR5C uo=- 当 R1=R2=R3=R4=R5=R6=R时 uo=1(ui1-ui2-ui3)dt RC4.18 电路如图4.11(a
9、)所示,运放均为理想的。A1、A2、和A3各组成何种基本电路;写出uo的表达式;R2=100kW,C=10mF,电容的初始电压uc(0)=0,已知uo1的波形如图4.11(b)所示,画出uo的波形。 A1组成减法电路,A2组成积分电路,A3为电压跟随器 uo1=-RfR1ui1+(1+RfR1R1+Rf)Rfui2=-RfR1(ui1-ui2) uo=uo2=-Rf1udt=(ui1-ui2)dt o1R2CR1R2C20-2ui12t/suo0t/s-2图4.11 习题4.18电路图 4.19 电路如图4.12(a)所示,运放均为理想的,电容的初始值uc(0)=0,输入电压波形如图4.12(b)所示:写出输出电压uo的表达式;求t = 0时uo1、uo的值;画出与ui相对应的uo1和uo的波形,并标出相应的幅度。 图4.12 习题4.19电路图 uo1=-1R1Cfudt=-10uii1dt uo=-R4Ruo1+4(-1)=10uidt+0.5 R2R3 t=0时,uo1=0,uo=0.5V 10-1uo1/V0-0.1uo/V0.50t/mst/msui/Vt/ms