14-1 电路如图14-2所示，集成运算放大器输出电压的最大幅值为±12V ，试求当i u 为0.5V ，1V ，1.5V 时0u 的值。
图14-2 习题14-1的图 解：i i i F u u u R R u 105
5010-=-=-= 所以，当
V u i 5.0=时，V u 50-=
V u i 1=时，V u 100-=
V u i 5.1=时，V u 120-=（注意：不是-15V ，因为集成运放的最大幅值为±12V ） 14-2写出图14-3中输入电压i u 与输出电压u o 的运算关系式。
图14-3 习题14-2的图
解：
根据虚断性质可知，A i 02=，所以+=u u i
根据虚短性质可知，-+=u u
综上：-=u u i ，所以流经1R 及F R 的电流为0，可得：
14-3 试求图14-4所示电路输出电压与输入电压的运算关系式。
图14-4 习题[14-3]的图
解： 根据虚断及虚短的性质可得，V u u 0==-+，并设2R 及3R 间的电位为1o u
F o i f R u R u i i 111-==
=，所以i F o u R R u 11-= 根据基尔霍夫电流定律可得：
将1o u 代入上式，经整理可得：
14-4在图14-5所示的同相比例运算电路中，已知K Ω10,K 2,K Ω1321=Ω==R R R ，V 1,K Ω5==i F u R ，求0u 。
图14-5 习题[14-4]的图
解：根据虚断性质可得：
根据虚短性质-+=u u 得： 整理得：V u R R R R R R u i F 5133210=??++=
14-5 试求图14-6中输入电压i u 与输出电压0u 的运算关系式。
图14-6习题[14-5]的图
解：
第一级运放为电压跟随器，所以
第二级运放为反相比例电路，因此：
14-6 电路如图14-7所示，已知i u u 110-=，试求5R 的值。
图14-7 习题[14-6]的图
解：第一级为同相比例电路，因此：
第二级为反相比例电路，因此：
14-7推导图14-8所示电路输出电压与输入电压的运算关系式，其中F R R =2。
图14-8 习题[14-7]的图
解：在第一级运放中：101i u u =
第二级运放应用叠加定理，当只有u o1作用，u o2=0时，输出
当只有u o2作用，u o1=0时，输出
把u o2表达式代入，得2
20i2112
(1)F R R u u R R R ''=++ 这样得总输出为：
14-8 试用集成运算放大器实现运算i u u 5.00=。
解：采用两级反相比例电路来实现，如图14-9，要求1121R R F =
，32R R F =。 图14-9 习题[14-8]的图
14-9 图14-10电路中的输出电压2102i i u u u --=，已知K Ω5=F R ，求21R R 和的值。
图14-10 习题[14-9]的图
解：F
i i R u R u R u 022110-=+ 所以22110i F i F u R R u R R u --
= 与输出电压2102i i u u u --=比较，根据对应系数相等得：
?=21R R F Ω=K R 5.21，Ω=?=K R R R F 5122
14-10 试求图14-11中输出电压0u 与输入电压21i i u u 和的运算关系式。
图14-11习题[14-10]的图
解： 第一级运放为反相比例电路，所以1101i F u R R u -
= 对于第二级运放可得：F
i R u R u R u 042301-=+ 所以：24
1312
0i F i F u R R u R R R u -= 14-11 在图14-12（a ） 反相加法运算电路中，21i i u u 和的波形如图14-12(b)所示，其中K Ω10,K Ω20,K Ω101211===F R R R ，求平衡电阻2R 并画出输出电压0u 的波形。 图14-12 习题[14-11]的图
解：平衡电阻Ω==k R R R R F 4////12112
图(a)的输入与输出关系为：
当V u i 11=，V u i 5.22-=时，V u 410=；当V u i 01=，V u i 5.22-=时，V u 4
50=；当V u i 01=，V u i 5.22=时，V u 450-=；当V u i 11=，V u i 5.22=时，V u 4
90-=。输出波形如图14-13所示：
图14-13 输出波形图
14-12 电路如图14-14所示，已知V 8,V 4,V 2,V 14321====i i i i u u u u ， K Ω5,K Ω2,K Ω14321=====F R R R R R ，求输出电压0u 。
图14-14 习题[14-12]的图
解：对同相输入端列方程
将各元件值代入到上式可得V u 5=+，即V u 5=-。
对反相输入端列方程
将各元件值代入到上式可得V u 400=
14-13 求图14-15所示电路中的电压放大倍数i uf u u A 0=
。 图14-15 习题[14-13]的图
解：由于虚短性质，2R 和3R 为并联 可得：13322120R R R R R R R R u u A F i uf ++-==
14-14 在图14-16中，试证明23
41340)1(i i u R R u R R u ++-=。 图14-16 习题[14-14]的图
证明：第一级运放的输出为1i u ，对第二级运放列方程得 所以：2341340)1(i i u R R u R R u ++-
= 14-15 略
14-16 在图14-17中，已知稳压管工作在稳压状态，试求负载电阻L R 中的电流I 。
图14-17 习题14-16图
解：根据虚短性质V u u 6==-+
由虚断性质知所求电流I 等于流经2R 的电流，故
14-17 试求图14-18所示电路中输出电压与输入电压的运算关系式。
图14-18 习题14-17图
解：(a)
F c i R u u R u --=01，其中t u C R u c d 1i 1?-=，整理可得 (b) F
c i R u u dt du C 201--=
其中dt
du C dt du C i c 122-=，可得i c u C C u 212-= 将2c u 代入上式得：
14-18在图14-19(a)所示电路中，已知输入电压i u 的波形如图14-19（b ）所示，当000==u t 时。试画出输出电压0u 的波形。
图14-19 习题14-18图
解：输出电压的表达式为21 O I O 1 11d ()t t u u t u t R C =-
+? 当i u 为常量时
若0≤t 时0=o u ，当mS t mS 50≤≤时，i u =5V ，u O (0)=0
35
10005510o u -=-???（）＝－25V 。 当mS t mS 155≤≤时，i u =-5V ，u O (5)=-2V
315
1000(5)(155)10(25)o u -=-?-?-?+-（）＝25V 。 因此输出波形如图14-20所示。
图14-20 习题14-18输出波形图
14-19 设计下列运算关系式的运算电路，并计算各电阻的阻值。
（1）i u u 20-=（Ω=K R F 100）；
（2）1203i i u u u -=（Ω=K R F 20）；
（3）?-=dt u u i 1000（F C F μ1.0=）。
解：(1) 设计一个反相比例运算电路来实现i u u 20-=电路如图14-21所示。
图14-21 i u u 20-=电路图 可得：i F o u R R u 1-
=，由21=R R F ， Ω=k R F 100得出Ω=k R 501，平衡电阻12R R =||Ω=+?=k R F 3.3350
10050100 (2) 设计两级运放来实现1203i i u u u -=，其中Ω==k R R F F 2021，电路如图14-22所示。
图14-22 1203i i u u u -=电路图
经分析上述电路可得： 令
152=R R F 可得Ω=k R 205 31142=?R R R R F F ，即340041=R R ，取Ω=k R 3
401，Ω=k R 104 (3) 所设计电路如图14-23所示：
图14-23 ?-=dt u u i 1000电路图 即
10011=R C F ，已知F C F μ1.0=，所以
14-20 图14-24是一个液位监控报警装置，i u 是传感器获得的监控信号，R U 是给定的参考电压，当i u 低于给定值R U 时，报警指示灯亮，进行低限报警。试分析图14-21的液位监控报警装置的电路，能否达到低限报警的作用？若不能，应怎样改进？
图14-24 习题14-20图
解：图中的运放工作在饱和区。分析图示电路
当R i U u <时，运放的输出电压OM U u +=0，此时二极管D 导通，三极管截止，报警指示灯处于熄灭状态，起不到低限报警的作用。
改进的方法是把二极管D 翻转，使其极性对调。此时当R i U u <时，运放的输出电压OM U u +=0，此时二极管D 截止，三极管导通，报警指示灯亮。
15-16学年第1学期模拟电子技术A期末试卷（B）一、判断题 1.直接耦合放大电路能够放大缓慢变化信号和直流信号，但是不能放大交流信号。 2.从能量控制和转换的角度看，功率放大器和电压放大器没有本质的区别。 3.只要电路引入了正反馈，就一定会产生正弦波振荡。 4.在LC正弦波振荡电路中，不用通用型集成运放作放大电路的原因是其上限截止频率太低。 5.单限比较器比滞回比较器抗干扰能力强，而滞回比较器比单限比较器灵敏度高。 6.任何单管放大电路的输入电阻都与负载电阻无关。 7.若耗尽型N沟道MOS管的U GS大于零，则其输入电阻会明显变小。 8.当OCL电路的最大输出功率为1W时，功率管的集电极最大耗散功率应大于1W。 二、单项选择题 1.P型掺杂半导体的多数载流子是（） A.空穴 B.自由电子 C.正离子 D.负离子 2.场效应管本质上是一个（） A.电流控制电流源器件 B.电压控制电流源器件 C.电流控制电压源器件 D.电压控制电压源器件 3.测得某放大电路中某晶体管三个电极对地电位分别为-1.4V、-0.7V和 -6.7V，则该三极管的类型为（） A.锗PNP B.锗NPN C.硅PNP D.硅NPN 4.下列四图为NPN管共射基本放大电路输出电压u o波形，则截止失真的波形和消除失真的主要措施均正确的是（） A.增大V BB B.减小V BB C.减小V BB D.增大V BB 5.制作频率为2MHz～20MHz的接收机的本机振荡器，应采用（） A.LC正弦波振荡电路 B.RC正弦波振荡电路 C.石英晶体正弦波振荡电路 D.多谐振荡器 6.要求将电流信号转换成与之成稳定关系的电压信号，应引入（） A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈 C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈 7.差分放大器中，若u I1=2.02V，u I2=l.98V，则u Id、u Ic分别为（） A.2V、0.02V B.2V、4V C.0.04V、2V D.0.02V、0.04V 8.设计一个两级放大电路，要求电压放大倍数的数值大于10，输入电阻大10MΩ，输出电阻小于100Ω，第一级和第二级应分别采用（） A.共漏电路、共射电路 B.共源电路、共射电路 C.共基电路、共漏电路 D.共源电路、共集电路 9.反应场效应管放大能力的一个重要参数是（） A.输入电阻 B.输出电阻 C.击穿电压 D.跨导 10.互补输出级采用共集形式是为了使（） A.电压放大倍数大 B.不失真输出电压大 C.带负载能力强 D.交越失真小 11.为防止50Hz的电网电压干扰，可以在电路中加一个（） .. ..
集成运放性能参数测试仪 一、集成运放性能参数测试仪性能指标 工作电压：±15V V IO：测量范围：0～40mV（＜小于3%读数±1个字）； I IO：测量范围：0～4μA（＜3%读数±1个字）； A VD：测量范围：60dB～120dB±3dB； K CMR：测量范围：60dB～120dB±3dB； 输出频率：5Hz 输出电压有效值：4 V 频率与电压值误差绝对值均小于1%； 二、设计思路： 本设计以单片机STC89C52为控制核心，利用数模转换器ADS1110以及继电器，为切换开关，对被测量信号进行采样，通过单片机处理完成对运算放大器LM741的UIO，IIO，AVC，KCMR等参数的测量。并通过系统显示接口，利用液晶显示装置将测试的结果进行显示，同时本系统还能通过键盘进行人机交流，实现按下一个按键就可以对该运放的某个参数进行测试。 三、系统结构图
四、方案比较与选择： 主控芯片部分 方案一：采用STC89C52单片机。优点是芯片结构简单，使用相对容易；缺点是不带AD转换电路，需要外接AD转换芯片，测量精度相对较低。 方案二：采用凌阳SPCE061A单片机。优点是自带AD转换模块，测量精度相对较高，能进行音频处理等多种智能化功能；缺点是结构复杂，使用起来相对繁琐。 由于此方案的核心内容在测试电路部分，主控芯片的选择对结果的影响相对较小，综合以上芯片的性能以及自身的情况，选择使用相对简单的STC89C52单片机。 信号发生器的选择
方案一：利用传统的模拟分立元件或单片压控函数发生器 MAX038，可产生三角波、方波、正弦波，通过调整外围元件可以改变输出频率、幅度，但采用模拟器件由于元件分散性太大，即使用单片函数发生器，参数也与外部元件有关，外接电阻电容对参数影响很大，因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力差、成本也较高。 方案二：采用ICL8038芯片产生信号。优点是电路简单，波形好，控制方便，缺点是频率有限。 由于需要的频率不宽，综合以上考虑，选择电路简单，波形好，控制方便，精度和抗干扰能力更强的ICL8038作为信号发生器。 显示模块的选择 方案一：采用液晶显示模块SVM12864（LCD）。占用I/O口多，控制复杂，但可以显示汉字和简单图形等，功能强大 方案二：采用液晶显示模块1602。占用I/O口少，控制简单，每行可显示16个字符。 虽然SVM12864功能相对强大，但是采用1602更为合理。因为需要显示的参数不多，且都是英文字母和数字，因此选择控制简单的1602液晶显示模块。 五、测量原理 2.1 失调电压Vios 理想运放当输入电压为零时，其输出电压也为零，但实际运放电路当
模拟电路知识 1、基尔霍夫定理的内容是什么？ 基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律 电流定律：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有流出节点的支路电流的代数和恒等于零。 电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零。 2、描述反馈电路的概念，列举他们的应用。 反馈，就是在电子系统中，把输出回路中的电量输入到输入回路中去。 反馈的类型有：电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈。负反馈的优点：降低放大器的增益灵敏度，改变输入电阻和输出电阻，改善放大器的线性和非线性失真，有效地扩展放大器的通频带，自动调节作用。 电压负反馈的特点：电路的输出电压趋向于维持恒定。 电流负反馈的特点：电路的输出电流趋向于维持恒定。 3、有源滤波器和无源滤波器的区别 无源滤波器：这种电路主要有无源元件R、L和C组成 有源滤波器：集成运放和R、C组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。 集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。 6、FPGA和ASIC的概念，他们的区别。（未知） 答案：FPGA是可编程ASIC。 ASIC:专用集成电路，它是面向专门用途的电路，专门为一个用户设计和制造的。根据一个用户的特定要求，能以低研制成本，短、交货周期供货的全定制，半定制集成电路。与门阵列等其它ASIC(Application Specific IC)相比，它们又具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及可实时在线检验等优点。 7、什么叫做OTP片、掩膜片，两者的区别何在？ OTP means one time program，一次性编程 MTP means multi time program，多次性编程 OTP（One Time Program）是MCU的一种存储器类型 MCU按其存储器类型可分为MASK(掩模)ROM、OTP(一次性可编程)ROM、FLASHROM 等类型。 MASKROM的MCU价格便宜，但程序在出厂时已经固化，适合程序固定不变的应用场合；FALSHROM的MCU程序可以反复擦写，灵活性很强，但价格较高，适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途； OTP ROM的MCU价格介于前两者之间，同时又拥有一次性可编程能力，适合既要求一定灵活性，又要求低成本的应用场合，尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。 8、单片机上电后没有运转，首先要检查什么？ 首先应该确认电源电压是否正常。用电压表测量接地引脚跟电源引脚之间的电压，看是否是电源电压，例如常用的5V。 接下来就是检查复位引脚电压是否正常。分别测量按下复位按钮和放开复位按钮的电压值，看是否正确。 然后再检查晶振是否起振了，一般用示波器来看晶振引脚的波形，注意应该使用示波器探头的“X10”档。另一个办法是测量复位状态下的IO口电平，按住复位键不放，然后测量IO口
第7章 集成运放组成的运算电路 本章教学基本要求 本章介绍了集成运放的比例、加减、积分、微分、对数、指数和乘法等模拟运算电路及其应用电路以及集成运放在实际应用中的几个问题。表为本章的教学基本要求。 表 第7章教学内容与要求 学完本章后应能运用虚短和虚断概念分析各种运算电路，掌握比例、求和、积分电路的工作原理和输出与输入的函数关系，理解微分电路、对数运算电路、模拟乘法器的工作原理和输出与输入的函数关系，并能根据需要合理选择上述有关电路。 本章主要知识点 1. 集成运放线性应用和非线性应用的特点 由于实际集成运放与理想集成运放比较接近，因此在分析、计算应用电路时，用理想集成运放代替实际集成运放所带来的误差并不严重，在一般工程计算中是允许的。本章中凡未特别说明，均将集成运放视为理想集成运放。 集成运放的应用划分为两大类：线性应用和非线性应用。 (1) 线性应用及其特点 集成运放工作在线性区必须引入深度负反馈或是兼有正反馈而以负反馈为主，此时其输出量与净输入量成线性关系，但是整个应用电路的输出和输入也可能是非线性关系。 集成运放工作在线性区时，它的输出信号o U 和输入信号（同相输入端+U 和反相输入端-U 之差）满足式（7-1） )(od o -+-=U U A U (7-1) 在理想情况下，集成运放工作于线性区满足虚短和虚断。虚短：是指运放两个输入端之间的电压几乎等于零；虚断：是指运放两个输入端的电流几乎等于零。即 虚短：0≈-+-U U 或 +-≈U U 虚断：0≈=+-I I
(2) 非线性应用及其特点 非线性应用中集成运放工作在非线性区，电路为开环或正反馈状态，集成运放的输出量与净输入量成非线性关系)(od o +--≠U U A U 。输入端有很微小的变化量时，输出电压为正饱和电压或负饱和电压值（饱和电压接近正、负电源电压），+-=U U 为两种状态的转折点。即 当+->U U 时，OL o U U = 当+-毕业设计133集成运放参数测试仪
集成运放参数测试仪——程序设计 内容摘要：该课题设计的运算放大器闭环参数测试系统是基于MSC-51单片机控制模块，并且 由LCD（Liquid Crystal Display）显示模块，键盘模块，数据采集和转换模块，采用DDS芯片（AD9851）实现了40kHz～4MHz的扫频输出模块等五部分组成。采用辅助运放测试方法，可对运放的输入失调电压、输入失调电流、交流差模开环电压增益和交流共模抑制比以及单位增益带宽进行测量。在软件上，用C语言来编程实现。其要实现的功能包括：对来自TLC2543A/D转换的数字信号进行接收、分析、计算和对结果的显示；通过不同键值的接收、分析来控制对不同对象的测量,并在LCD上显示对应的人机界面；对来自DDS的高频信号源的频率进行控制来实现对集成运放的带宽参数的测试和显示。而且具有自动量程转换、自动测量功能和良好的人机交互性。 关键词：单片机 C语言 DDS LCD 人机交互界面 The Instrument for testing the Parameters of Integrated Operation Amplifier ——program design Abstract：This system is designed based on C51 microcontroller to measure the close loop parameters of the operation amplifier. The system conclude five modules: LCD (liquid crystal display) display module, keyboard module, data collection module, conversion module, and the module of generating sweep sine-wave signal with frequency range from 40 kHz to 4 MHz, using the DDS chip of AD9851. The system can measure the input offset voltage、the input offset current、the open loop AC differential mode voltage gain、the AC common mode rejection ratio and unit gain bandwidth，using the measure method of assistant amplifier. The data can be display on the LCD which is using of C program. And the function concludes: receiving, analysing and calculating the digital signals from TLC2543A/D then send them to show; accepting different key value on keyboards, analysing and processing it for controlling the measurement of different target and display on the LCD with different computer interface; controlling the bandwidth of HF signal source from DDS chip to measure the integrated transport bandwidth parameters and display the result. What’s more C51 microcontroller can control relays to complete auto measurement range switching ,auto measuring and good interface. Key Words：MCU CLanguage DDS LCD interface
复习题 一、填空： 1.为使BJT发射区发射电子，集电区收集电子，必须具备的条件是（发射极正偏，集电极 反偏）。 2.N型半导体是在纯硅或锗中加入（磷（+5））元素物质后形成的杂质半导体。 3.差分放大电路对（差模）信号有放大作用，对（共模）信号起到抑制作用。 4.在电容滤波和电感滤波中，（电感）滤波适用于大电流负载，（电容）滤波的直流输出电压高。 5．集成运放主要包括输入级、( 中间级)、( 输出级)和 ( 偏置)电路。其中输入级一般采用( 差分放大)电路。 6.为稳定放大器的静态工作点，应在放大电路中引入（直流负）反馈，为稳定放大器 的输出电压应引入（电压负）反馈。 7．甲类功放电路相比，乙类互补对称功率放大电路的优点是（效率高，管耗小），其最高效率可达到（ 78.5% ），但容易产生（交越）失真。 8．集成运算放大器是一种采用（直接）耦合方式的多级放大电路，它的输入级常采用差分电路形式，其作用主要是为了克服（零漂、温漂）。 9．若放大器输入信号电压为1mV,输出电压为1V，加入负反馈后，为达到同样输出需要的输入信号为10mV，该电路的反馈深度为（ 10 ）。 10．产生1Hz～1MHz范围内的低频信号一般采用（ RC ）振荡器，而产生1MHz以上的高频信号一般采用（ LC ）振荡器。 11．半导体二极管具有（单向导电）作用，稳压二极管用作稳压元件时工作在（反向击穿）状态。 12．晶体三极管是一种（电流控制电流）控制型器件，当工作在饱和区时应使其发射结（正偏）集电结（反偏），而场效应管是一种( 电压控制电流 ) 控制型器件。 13．集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻、（低）输出电阻的（直接）耦合方式的多级放大电路。 14．差分放大电路有四种输入－输出方式，其差模电压增益大小与输（出）有关而与输（入）方式无关。 15．在放大电路中引入（直流负）反馈可以稳定放大电路的静态工作点，。
集成运放参数测试仪（B题） 一、任务 设计并制作一台能测试通用型集成运算放大器参数的测试仪，示意图如图1所示。 图1 二、要求 1、基本要求 （1）能测试V IO(输入失调电压)、I IO(输入失调电流)、A VD (交流差模开环电压增益)和K CMR (交流共模抑制比)四项基本参数，显示器最大显示数为3999； （2）各项被测参数的测量范围及精度如下(被测运放的工作电压为±15V)： V IO：测量范围为0～40mV（量程为4mV和40mV），误差绝对值小于3%读数+1个字； I IO：测量范围为0～4μA（量程为0.4μA和4μA），误差绝对值小于3%读数+1个 字； A VD：测量范围为60dB～120dB，测试误差绝对值小于3dB； K CMR：测量范围为60dB～120dB，测试误差绝对值小于3dB； （3）测试仪中的信号源(自制)用于A VD、K CMR参数的测量，要求信号源能输出频率为5Hz、输出电压有效值为4 V的正弦波信号，频率与电压值误差绝对值均小于1%； （4）按照本题附录提供的符合GB3442-82的测试原理图(见图2~图4)，再制作一组符合该标准的测试V IO、I IO、A VD和K CMR参数的测试电路，以此测试电路的测试结果作 为测试标准，对制作的运放参数测试仪进行标定。 2、发挥部分 （1）增加电压模运放BW G (单位增益带宽)参数测量功能，要求测量频率范围为100kHz～3.5MHz，测量时间≤10秒，频率分辨力为1kHz； 为此设计并制作一个扫频信号源，要求输出频率范围为40kHz～4MHz，频率误差绝对值小于1%；输出电压的有效值为2V±0.2 V； （2）增加自动测量(含自动量程转换)功能。该功能启动后，能自动按V IO、I IO、A VD、K CMR 和BW G的顺序测量、显示并打印以上5个参数测量结果； （3）其他。
中南民族大学电子信息工程学院电路分析典型习题与解答
目录 第一章：集总参数电路中电压、电流的约束关系 (1) 1.1、本章主要内容： (1) 1.2、注意： (1) 1.3、典型例题： (2) 第二章网孔分析与节点分析 (3) 2.1、本章主要内容： (3) 2.2、注意： (3) 2.3、典型例题： (4) 第三章叠加方法与网络函数 (7) 3.1、本章主要内容： (7) 3.2、注意： (7) 3.3、典型例题： (7) 第四章分解方法与单口网络 (9) 4.1、本章主要内容： (9) 4.2、注意： (10) 4.3、典型例题： (10) 第五章电容元件与电感元件 (12) 5.1、本章主要内容： (12) 5.2、注意： (12) 5.3、典型例题： (12) 第六章一阶电路 (14) 6.1、本章主要内容： (14) 6.2、注意： (14)
6.3、典型例题： (15) 第七章二阶电路 (19) 7.1、本章主要内容： (19) 7.2、注意: (19) 7.3、典型例题： (20) 第八章阻抗与导纳 (21) 8.1、本章主要内容： (21) 8.2、注意: (21) 8.3、典型例题： (21) 附录：常系数微分方程的求解方法 (24) 说明 (25)
第一章：集总参数电路中电压、电流的约束关系 1.1、本章主要内容： 本章主要讲解电路集总假设的条件，描述电路的变量及其参考方向，基尔霍夫定律、电路元件的性质以及支路电流法。 1.2、注意： 1、复杂电路中，电压和电流的真实方向往往很难确定，电路中只标出参考 方向，KCL,KVL均是对参考方向列方程，根据求解方程的结果的正负与 参考方向比较来确定实际方向. 2、若元件的电压参考方向和电流参考方向一致，为关联的参考方向， 此时元件的吸收功率P吸=UI，或P发=-UI 若元件的电压参考方向和电流参考方向不一致，为非关联的参考方向， 此时元件的吸收功率P吸=-UI，或P发=UI 3、独立电压源的端电压是给定的函数，端电流由外电路确定（一般不为0） 独立电流源的端电流是给定的函数，端电压由外电路确定（一般不为0） 4、受控源本质上不是电源，往往是一个元件或者一个电路的抽象化模型， 不关心如何控制，只关心控制关系，在求解电路时，把受控源当成独立 源去列方程，带入控制关系即可. 5、支路电流法是以电路中b条支路电流为变量，对n-1个独立节点列KCL 方程，由元件的VCR，用支路电流表示支路电压再对m（b-n+1）个网 孔列KVL方程的分析方法.（特点：b个方程，变量多，解方程麻烦）
第六章集成运放组成的运算电路 运算电路 例6-1例6-2例6-3例6-4例6-5例6-6例6-7例6-8例6-9 例6-10例6-11 乘法器电路 例6-12例6-13例6-14 非理想运放电路分析 例6-15 【例6-1】试用你所学过的基本电路将一个正弦波电压转换成二倍频的三角波电压。要求用方框图说明转换思路，并在各方框内分别写出电路的名 称。 【相关知识】 波形变换，各种运算电路。 【解题思路】 利用集成运放所组成的各种基本电路可以实现多种波形变换；例如，利用积分运算电路可将方波变为三角波，利用微分运算电路可将三角波 变为方波，利用乘方运算电路可将正弦波实现二倍频，利用电压比较器可将正弦波变为方波。 【解题过程】 先通过乘方运算电路实现正弦波的二倍频，再经过零比较器变为方波，最后经积分运算电路变为三角波，方框图如图（a）所示。 【其它解题方法】 先通过零比较器将正弦波变为方波，再经积分运算电路变为三角波，最后经绝对值运算电路（精密整流电路）实现二倍频，方框图如图（b）所示。
实际上，还可以有其它方案，如比较器采用滞回比较器等。 【例6-2】电路如图(a)所示。设为A理想的运算放大器，稳压管DZ的稳定电压等于5V。 （1）若输入信号的波形如图(b)所示，试画出输出电压的波形。 （2）试说明本电路中稳压管的作用。 图(a) 图(b) 【相关知识】 反相输入比例器、稳压管、运放。 【解题思路】 （1）当稳压管截止时，电路为反相比例器。 （2）当稳压管导通后，输出电压被限制在稳压管的稳定电压。 【解题过程】 （1）当时，稳压管截止，电路的电压增益 故输出电压
运算放大器经典问题解析 1.一般反相/同相放大电路中都会有一个平衡电阻，这个平衡电阻的作用是什么呢？ (1) 为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。 芯片内部的电路通常都是直接耦合的，它能够自动调节静态工作点，但是，如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地，它的自动调节功能就不正常了，因为芯片内部的晶体管无法抬高地线的电压，也无法拉低电源的电压，这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件，电路需要另外分析。 (2)消除静态基极电流对输出电压的影响，大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡，这也是其得名的原因。 2.同相比例运算放大器，在反馈电阻上并一个电容的作用是什么？ (1)反馈电阻并电容形成一个高通滤波器, 局部高频率放大特别厉害。 (2)防止自激。 3.运算放大器同相放大电路如果不接平衡电阻有什么后果? (1)烧毁运算放大器，有可能损坏运放,电阻能起到分压的作用。 4.在运算放大器输入端上拉电容，下拉电阻能起到什么作用？ (1)是为了获得正反馈和负反馈的问题，这要看具体连接。比如我把现在输入电压信号，输出电压信号，再在输出端取出一根线连到输
入段，那么由于上面的那个电阻，部分输出信号通过该电阻后获得一个电压值，对输入的电压进行分流，使得输入电压变小，这就是一个负反馈。因为信号源输出的信号总是不变的，通过负反馈可以对输出的信号进行矫正。 5.运算放大器接成积分器，在积分电容的两端并联电阻RF 的作用是什么？ (1) 泄放电阻，用于防止输出电压失控。 6.为什么一般都在运算放大器输入端串联电阻和电容？ (1)如果你熟悉运算放大器的内部电路的话，你会知道，不论什么运算放大器都是由几个几个晶体管或是MOS 管组成。在没有外接元件的情况下，运算放大器就是个比较器，同相端电压高的时候，会输出近似于正电压的电平，反之也一样……但这样运放似乎没有什么太大的用处，只有在外接电路的时候，构成反馈形式，才会使运放有放大，翻转等功能…… 7.运算放大器同相放大电路如果平衡电阻不对有什么后果? (1)同相反相端不平衡，输入为0 时也会有输出，输入信号时输出值总比理论输出值大（或小）一个固定的数。 (2)输入偏置电流引起的误差不能被消除。 8.理想集成运算放大器的放大倍数是多少输入阻抗是多少其同相输入端和反相输入端之间的电压是多少？ (1) 放大倍数是无穷大，输入阻抗是无穷小，同向输入和反向输入之间电压几乎相同（不是0哦！！！比如同向端为10V，反向端为
实验五 集成运算放大器参数测试 一、实验目的： 1．通过对集成运算放大器741参数的测试，了解集成运算放大器组件主要参数的定义和表示方法。 2．掌握运算放大器主要参数的测试方法。 二、实验原理： 集成运算放大器是一种使用广泛的线性集成电路器件，和其它电子器件一样，其特性是通过性能参数来表示的。集成电路生产厂家为描述其生产的集成电路器件的特性，通过大量的测试，为各种型号的集成电路制定了性能指标。运算放大器的性能参数可以使用专用的测试仪器进行测试（“运算放大器性能参数测试仪”），也可以根据参数的定义，采用一些简易的方法进行测试。本次实验是学习使用常规仪表，对运算放大器的一些重要参数进行简易测试的方法。 实验中采用的集成运算放大器型号为741，其引脚排列如图5.1所示。它是一种八脚双列直插式器件，其引脚定义如下： ①、⑤调零端； 图 5.1 741引脚 ②反相输入端； ③同相输入端； ④电源负极； ⑥输出端； ⑦电源正极； ⑧空脚。 以下为主要参数的测试方法： 1．输入失调电压： 理想运算放大器，当输入信号为零时其输出也为零。但在真实的集
成电路器件中，由于输入级的差动放大电路总会存在一些不对称的现象（由晶体管组成的差动输入级，不对称的主要原因是两个差放管的U BE 不相等），使得输入为零时，输出不为零。这种输入为零而输出不为零的现象称为“失调”。为讨论方便，人们将由于器件内部的不对称所造成的失调现象，看成是由于外部存在一个误差电压而造成，这个外部的误差电压叫做“输入失调电压”，记作U IO或V OS。 输入失调电压在数值上等于输入为零时的输出电压除以运算放大器的开环电压放大倍数： 式中：U IO — 输入失调电压 U OO — 输入为零时的输出电压值 A od — 运算放大器的开环电压放大倍数 本次实验采用的失调电压测试电路如图5.2所示。闭合开关K1及K2， 使电阻R B短接，测量此时的输出电压U O1即为输出失调电压，则输入失调电压 图5.2 U IO，I IO测试电路 实际测出的U O1可能为正，也可能为负，高质量的运算放大器U IO一般在1mV以下。 测试中应注意： ①要求电阻R1和R2，R3和R F的阻值精确配对。 2．输入失调电流I IO 当输入信号为的零时，运放两个输入端的输入偏置电流之差称为输入失调电流，记为I IO（有的资料中使用符号I OS）。 式中：I B1，I B2分别是运算放大器两个输入端的输入偏置电流。 输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级的两个晶体管的失配度，由于I B1，I B2本身的数值已很小（μA或nA级），因此它们的差值通常不是直接测量的，测试电路如图5.2所示，测试分两步进行：1）闭合开关K1及K2，将两个R B短路。在低输入电阻下，测出输出
4-3 例4-6 例例 例 【例4-1】三个两级放大电路如下图所示，已知图中所有晶体管的β均为100，r be均为1 kΩ，所有电容均为10 μF，V CC均相同。
填空： （1）填入共射放大电路、共基放大电路等电路名称。 图（a）的第一级为_________，第二级为_________； 图（b）的第一级为_________，第二级为_________； 图（c）的第一级为_________，第二级为_________。 （2）三个电路中输入电阻最大的电路是_________，最小的电路是_________；输出电阻最大的电路是_________，最小的电路是_________；电压放大倍数数值最大的电路是_________；低频特性最好的电路是_________；若能调节Q点，则最大不失真输出电压最大的电路是_________；输出电压与输入电压同相的电路是_________。 【相关知识】 晶体管放大电路三种接法的性能特点，多级放大电路不同耦合方式及其特点，多级放大电路动态参数与组成它的各级电路的关系。 【解题思路】 （1）通过信号的流通方向，观察输入信号作用于晶体管和场效应管的哪一极以及从哪一极输出的信号作用于负载，判断多级放大电路中各级电路属于哪种基本放大电路。 （2）根据各种晶体管基本放大电路的参数特点，以及单级放大电路连接成多级后相互间参数的影响，分析各多级放大电路参数的特点。 【解题过程】 （1）在电路（a）中，T1为第一级的放大管，信号作用于其发射极，又从集电极输出，作用于负载（即第二级电路），故第一级是共基放大电路；T2和T3组成的复合管为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T2的基极，又从复合管的发射极输出，故第二级是共集放大电路。 在电路（b）中，T1和T2为第一级的放大管，构成差分放大电路，信号作用于T1和T2的基极，又从T2的集电极输出，作用于负载（即第二级电路），是双端输入单端输出形式，故第一级是（共射）差分放大电路；T3为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T3的基极，又从其发射极输出，故第二级是共集放大电路。 在电路（c）中，第一级是典型的Q点稳定电路，信号作用于T1的基极，又从集电极输出，作用于负载（即第二级电路），故为共射放大电路；T2为第二级的放大管，第一级的输出信号作用于T2的基极，又从其集电极输出，故第二级是共射放大电路。
集成运放的性能主要参数及国标测试方法 集成运放的性能可用一些参数来表示。 集成运放的主要参数： 1．开环特性参数 （1）开环电压放大倍数Ao。在没有外接反馈电路、输出端开路、在输入端加一个低频小信号电压时，所测出输出电压复振幅与差动输入电压复振幅之比值，称为开环电压放大倍数。Ao越高越稳定，所构成运算放大电路的运算精度也越高。 （2）差分输入电阻Ri。差分输入电阻Ri是运算放大器的主要技术指标之一。它是指：开环运算放大器在室温下，加在它两个输入端之间的差模输入电压变化量△V i与由它所引起的差模输入电流变化量△I i之比。一般为10k~3M，高的可达1000M以上。在大多数情况下，总希望集成运放的开环输入电阻大一些好。 （3）输出电阻Ro。在没有外加反馈的情况下，集成运放在室温下其输出电压变化与输出电流变化之比。它实际上就是开环状态下集成运放输出级的输出电阻，其大小反映了放大器带负载的能力，Ro通常越小越好，典型值一般在几十到几百欧。 （4）共模输入电阻Ric。开环状态下，两差分输入端分别对地端呈现的等效电阻，称为共模输入电阻。 （5）开环频率特性。开环频率特性是指：在开环状态下，输出电压下降3dB所对应的通频带宽，也称为开环-3dB带宽。 2.输入失调特性 由于运算放大器输入回路的不对称性，将产生一定的输入误差信号，从而限制里运算放大器的信号灵敏度。通常用以下参数表示。 （1）输入失调电压Vos。在室温及标称电源电压下，当输入电压为零时，集成运放的输出电位Vo0折合到输入端的数值，即： Vos=Vo0/Ao 失调电压的大小反映了差动输入级元件的失配程度。当集成运放的输入端外接电阻比较小时。失调电压及其漂移是引起运算误差的主要原因之一。Vos一般在mV级，显然它越小越好。 （2）输入失调电流Ios。在常温下，当输入信号为零时，放大器两个输入端的基极偏置电流之差称为输入失调电流。即： Ios=Ib- — Ib+ 式中Ib-、Ib+为放大器内两个输入端晶体管的基极电流。Ios一般在零点几微安到零点零几微安数量级，其值越小越好。失调电流的大小反映了差动输入级两个晶体管B值的失配程度，当集成运放的输入端外接电阻比较大时，失调电流及其漂移将是运算误差的主要原因。 （3）输入失调电流温漂dIos。温度波动对运算放大器的参数是有影响的。如温度变化时，不仅能使集成运放两输入晶体管的基极偏置电流Ib-、Ib+发生变化，而且两者的变化率也不相同。也就是输入失调电流Ios将随温度而变化，不能保持为常数。一般常用的集成运放的dIos指标如下： ●通用I型低增益运放。在+25℃~+85℃范围约为5~20nA/℃，-40℃~+25℃范围约为 20~50nA/℃。 ●通用Ⅱ型中增益运放。dIos约为5~20nA/℃。 ●低漂移运放。dIos约为100PA/℃ （4）输入失调电压温漂dVos。在规定的工作温度范围内，Vos随温度的平均变化率，
【例5-1】? 电路如图 (a)、(b)所示。 （1）判断图示电路的反馈极性及类型； （2）求出反馈电路的反馈系数。 图(a)??????????????????????? 图(b)? 【相关知识】 负反馈及负反馈放大电路。 【解题思路】 （1）根据瞬时极性法判断电路的反馈极性及类型。 （2）根据反馈网络求电路的反馈系数。
【解题过程】 （1）判断电路反馈极性及类型。 在图(a)中，电阻网络构成反馈网络，电阻两端的电压是反馈电压，输入电压与串联叠加后作用到放大电路的输入端（管的）；当令=0时，＝0，即正比与；当输入信号对地极性为?时，从输出端反馈回来的信号对地极性也为?，故本电路是电压串联负反馈电路。 在图（b）电路中，反馈网络的结构与图（a）相同，反馈信号与输入信号也时串联叠加，但反馈网络的输入量不是电路的输出电压而是电路输出电流（集电极电流），反馈极性与图（a）相同，故本电路是电流串联负反馈电路。 （2）为了分析问题方便，画出图(a) 、(b)的反馈网络分别如图（c）、(d)所示。 图(c)????????????????????? 图(d) 由于图(a)电路是电压负反馈，能稳定输出电压，即输出电压信号近似恒压源，内阻很小，计算反馈系数时，不起作用。由图（c）可知，反馈电压等于输出电压在电阻上的分压。即 故? 图(a)电路的反馈系数 ? 由图（d）可知反馈电压等于输出电流的分流在电阻上的压降。 故图(b)电路的反馈系数
【例5-2】在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。 （1）若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路，则说明电路引入了反馈。 （2）若放大电路的放大倍数为“＋”，则引入的反馈一定是正反馈，若放大电路的放大倍数为“?”，则引入的反馈一定是负反馈。 （3）直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈，阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。 （4）既然电压负反馈可以稳定输出电压，即负载上的电压，那么它也就稳定了负载电流。 （5）放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差，说明电路引入了串联负反馈；净输入电流等于输入电流与反馈电流之差，说明电路引入了并联负反馈。 （6）将负反馈放大电路的反馈断开，就得到电路方框图中的基本放大电路。 （7）反馈网络是由影响反馈系数的所有的元件组成的网络。 （8）阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多，引入负反馈后，越容易产生低频振荡。 【相关知识】 反馈的有关概念，包括什么是反馈、直流反馈和交流反馈、电压负反馈和电流负反馈、串联负反馈和并联负反馈、负反馈放大电路的方框图、放大电路的稳定性 【解题思路】 正确理解反馈的相关概念，根据这些概念判断各题的正误。 【解题过程】 （1）通常，称将输出量引回并影响净输入量的电流通路为反馈通路。反馈是指输出量通过一定的方式“回授”，影响净输入量。因而只要输出回路与输入回路之间有反馈通路，就说明电路引入了反馈，而反馈通路不一定将放大电路的输出端和输入端相连接。例如，在下图所示反馈放大电路中，R2构成反馈通路，但它并没有把输出端和输入端连接起来。故本题说法正确。
实验报告姓名：学号： 日期：成绩： 一、实验目的 1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 理想运算放大器特性 在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。 =∞ 开环电压增益A ud =∞ 输入阻抗r i 输出阻抗r =0 o =∞ 带宽 f BW
失调与漂移均为零等。 理想运放在线性应用时的两个重要特性： （1）输出电压U O 与输入电压之间满足关系式 U O ＝A ud （U +－U －） 由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。即U +≈U －，称为“虚短”。 （2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。 基本运算电路 1) 反相比例运算电路 电路如图6－1所示。对于理想运放， 该电路的输出电压与输入电压之间的关系为 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1 // R F 。 图6－1 反相比例运算电路 图6－2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路 电路如图6－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )U R R U R R ( U i22 F i11F O +-= R 3＝R 1 // R 2 // R F 3) 同相比例运算电路 图6－3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 i 1 F O )U R R (1U + = R 2＝R 1 // R F 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图6－3(b)所示的电压跟随器。图中R 2＝R F ， i 1 F O U R R U - =
目录 一．方案比较与论证-----------------------------------------------3 二．理论与分析计算-----------------------------------------------4 三．电路图及设计文件--------------------------------------------6 1．硬件实现-----------------------------------------------------6 2．软件实现-----------------------------------------------------8 四．测试数据与结果分析-----------------------------------------9 五．参考文献--------------------------------------------------------9 六．附录-------------------------------------------------------------10 附录A测试仪器---------------------------------------------10 附录B 参考文献--------------------------------------------10 附录C 软件程序--------------------------------------------10
集成运放参数测试仪 摘要: 此集成运放测试仪采用“辅助放大器”的测量方法，能测试V IO(输入失调电压)、I IO(输入失调电流)、A VD(交流差模开环电压增益)和K CMR(交流共模抑制比)四项基本参数，符合了题目的要求。可对各种通用型集成运放主要参数进行测量，具有较好的精度，稳定度和测量范围。本设计由四个模块电路组成：集成运放参数测试电路、信号源发生电路、单片机控制电路、显示与键盘电路。关键词：集成运放参数测试信号源显示单片机 Integrated operational amplifier parameter measurement system Abstract: That the system is designed basing on a assistant amplifier includes main four modules—a parameter measurement circuit of integrated operational amplifier 、a signal generator 、a single-chip microcomputer controlled and a circuit of keyboard and display .It is proved to be precise measured four parameters of V IO、I IO、A VD and K CMR . Both the hardware and the software of the system are designed with modules.The parameter measurement system of integrated operational amplifier is characteristic of its high precision performance and fine stability. Key words: Integrated operational amplifier circuit Parameter measurement Signal resource Display Single-chip microcomputer