7 集成运放组成的有源滤波电路

第九章理想运算放大电路及应用9-1．填空（1）理想集成运放的A od= ，r id= ，r od= ，K CMR= 。

（2）运算放大器组成运算电路必须引入反馈，在电压比较器中则应。

（3）欲实现电压放大倍数Au=-100应该选用电路。

（4）欲实现电压放大倍数Au=+100应该选用电路。

（5）比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地。

答案：（1）∞，∞，0，∞。

（2）负反馈，开环或加入正反馈。

（3）反相比例放大电路。

（4）同相比例放大电路。

（5）反相。

9-2．判断下列说法是否正确。

（1）运算电路中集成运放一般工作在线性区。

（）（2）反相比例运算电路输入电阻很大，输出电阻很小。

（）（3）虚短是指集成运放两个输入端短路。

（）（4）同相比例运算电路中集成运放的共模输入电压为零。

（）（5）单限比较器的抗干扰能力比迟滞比较器强。

（）（6）无源滤波电路带负载后滤波特性将发生变化。

（）（7）因为由集成运放组成的有源滤波电路往往引入深度电压负反馈，所以输出电阻趋于零。

（）(8)由于有源滤波电路带负载后滤波特性基本不变，即带负载能力强，所以可将其用作直流电源的滤波电路。

（）（9）无源滤波器不能用于信号处理。

（）（10）按照将积分运算电路置于集成运放的负反馈通路中就可实现微分运算的思路，将低通滤波电路置于集成运放的负反馈通路中就可实现高通滤波。

（）答案：（1）对；在运算电路中，为使集成运放工作在线性区，一定要引入负反馈，只有在引入深度负反馈的条件下，输出电压与输入电压运算关系才几乎仅仅决定于反馈网络和输入网络。

（2）错；反相运算电路输入电阻与反相输入端所接电阻大小有关。

（3）错；“虚短”的含义不是说两个端短路，而是指两个端电位近似相等。

（4）错；同相比例运算电路输入单端输入模式。

（5）错；迟滞比较器的抗干扰能力强于单限比较器。

（6）对；本题考查是否理解“有源”和“无源”滤波电路的特点。

有源滤波电路有其局限性，主要表现在：一是频率响应受组成它的晶体管、集成运放频率参数的限制。

有源滤波器姓名：xxx 班级：XXX 学号: xxx目录一、基本介绍二、工作原理三、有源滤波器的功能作用四、有源滤波器分类五、有源低通滤波器的设计六、总结一、基本介绍滤波器是一种能使有用信号通过而大幅抑制无用信号的电子装置。

在电子电路中常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。

在运算放大器广泛应用以前滤波电路主要采用无源电子元件一电阻、电容、电感连接而成，由于电感体积大而且笨重导致整个滤波器功能模块体积大而且笨重。

本文介绍由集成运算放大器、电阻和电容设计有源滤波器，着重讲解低通、高通、带通滤波电路。

二、工作原理有源滤波器工作原理是：用电流互感器采集直流线路上的电流，经A/D 采样，将所得的电流信号进行谐波分离算法的处理，得到谐波参考信号，作为PWM的调制信号，与三角波相比，从而得到开关信号，用此开关信号去控制IGBT单相桥，根据PWM技术的原理，将上下桥臂的开关信号反接，就可得到与线上谐波信号大小相等、方向相反的谐波电流，将线上的谐波电流抵消掉。

这是前馈控制部分。

再将有源滤波器接入点后的线上电流的谐波分量反馈回来，作为调节器的输入，调整前馈控制的误差。

三、有源滤波器的具体功能及作用1、滤除电流谐波可以高效的滤除负荷电流中2~25次的各次谐波，从而使得配电网清洁高效，满足国标对配电网谐波的要求。

该产品真正做到自适应跟踪补偿，可以自动识别负荷整体变化及负荷谐波含量的变化而迅速跟踪补偿，80us响应负荷变化，20ms实现完全跟踪补偿。

2、改善系统不平衡状况可完全消除因谐波引起的系统不平衡，在设备容量许可的情况下，可根据用户设定补偿系统基波负序和零序不平衡分量并适度补偿无功功率。

在确保滤除谐波功能的基础上有效改善系统不平衡状况。

3、抑制电网谐振不会与电网发生谐振，而且在其容量许可范围内还可以有效抑制电网自身的谐振。

这是无源滤波装置无法做到的。

4、多种保护功能具备过流、过压、欠压、温度过高、测量电路故障、雷击等多种保护功能，以确保装置和电力系统安全运行，并可在负荷较轻时自动退出运行，充分考虑运行的经济性。

1、通常超外差收音机的中频为（A ）（A）465KHZ （B）75KHZ （C）1605KHZ （D）10.7MHZ2、接收机接收频率为fc，fL＞fc，fI为中频频率，则镜象干扰频率为（ C ）（A）fc＞fI （B）fL+fc （C）fc+2fI （D）fc+fI3、设混频器的fL >fC ，即fL =fC+fI ，若有干扰信号fn=fL+fI ，则可能产生的干扰称为（ D ）。

（A）交调干扰（B）互调干扰（C）中频干扰（D）镜像干扰4、乘法器的作用很多，下列中不属于其作用的是（ D ）A、调幅B、检波C、变频D、调频5、混频时取出中频信号的滤波器应采用（A ）（A）带通滤波器（B）低通滤波器（C）高通滤波器（D）带阻滤波器6、频谱线性搬移电路的关键部件是（ B ）（A）相加器（B）乘法器（C）倍频器（D）减法器7、在低电平调幅、小信号检波和混频中，非线性器件的较好特性是（ C ）A、i=b0+b1u+b2u2+b3u3B、i=b0+b1u+b3u3C、i=b2u2D、i=b3u38、我国调频收音机的中频为（ D ）（A）465KHZ （B）455KHZ （C）75KHZ （D）10.7MHZ9、在混频器的干扰中，组合副波道干扰是由于----------- 造成的。

（ A ）（A）有用信号与本振信号的组合（B）有用信号与干扰信号同时作用（C）两个或多个干扰信号同时作用（D）外来干扰信号与本振信号的组合10、为获得良好的调幅特性，集电极调幅电路应工作于（ C ）状态。

A．临界B．欠压C．过压D．弱过压11、丙类谐振功放其谐振回路调谐于（A ）分量A．基波B．二次谐波C．其它高次谐波D．直流分量12、利用非线性器件相乘作用来实现频率变换其有用项为（B ）。

A、一次方项B、二次方项C、高次方项D、全部项13、影响丙类谐振功率放大器性能的主要参数不包括（ D ）A、VCCB、VBBC、VbmD、Ri14、要求本振信号功率大，相互影响小，放大倍数大，宜采用（ A ）混频电路。

硬件笔试题模拟电路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组件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。

1、半导体材料制作电子器件与传统的真空电子器件相比有什么特点?答：频率特性好、体积小、功耗小，便于电路的集成化产品的袖珍化，此外在坚固抗震可靠等方面也特别突出；但是在失真度和稳定性等方面不及真空器件。

2、什么是本征半导体和杂质半导体？答：纯净的半导体就是本征半导体，在元素周期表中它们一般都是中价元素。

在本征半导体中按极小的比例掺入高一价或低一价的杂质元素之后便获得杂质半导体。

3、空穴是一种载流子吗?空穴导电时电子运动吗?答：不是，但是在它的运动中可以将其等效为载流子。

空穴导电时等电量的电子会沿其反方向运动。

4、制备杂质半导体时一般按什么比例在本征半导体中掺杂？答：按百万分之一数量级的比例掺入。

5、什么是N型半导体?什么是P型半导体?当两种半导体制作在一起时会产生什么现象?答：多数载子为自由电子的半导体叫N型半导体。

硬件工程师面试题集（DSP，嵌入式系统，电子线路，通讯，微电子，半导体）1、下面是一些基本的数字电路知识问题，请简要回答之。

(1) 什么是Setup和Hold 时间？答：Setup/Hold Time 用于测试芯片对输入信号和时钟信号之间的时间要求。

建立时间(Setup Time)是指触发器的时钟信号上升沿到来以前，数据能够保持稳定不变的时间。

输入数据信号应提前时钟上升沿(如上升沿有效)T 时间到达芯片，这个T就是建立时间通常所说的SetupTime。

如不满足Setup Time，这个数据就不能被这一时钟打入触发器，只有在下一个时钟上升沿到来时，数据才能被打入触发器。

保持时间(Hold Time)是指触发器的时钟信号上升沿到来以后，数据保持稳定不变的时间。

如果Hold Time 不够，数据同样不能被打入触发器。

(2) 什么是竞争与冒险现象？怎样判断？如何消除？答：在组合逻辑电路中，由于门电路的输入信号经过的通路不尽相同，所产生的延时也就会不同，从而导致到达该门的时间不一致，我们把这种现象叫做竞争。

由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲或毛刺的现象叫冒险。

如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象。

解决方法：一是添加布尔式的消去项，二是在芯片外部加电容。

(3) 请画出用D 触发器实现2 倍分频的逻辑电路答：把D 触发器的输出端加非门接到D 端即可，如下图所示：(4) 什么是"线与"逻辑，要实现它，在硬件特性上有什么具体要求？答：线与逻辑是两个或多个输出信号相连可以实现与的功能。

在硬件上，要用OC 门来实现(漏极或者集电极开路)，为了防止因灌电流过大而烧坏OC 门,应在OC 门输出端接一上拉电阻(线或则是下拉电阻)。

(5) 什么是同步逻辑和异步逻辑？同步电路与异步电路有何区别？答：同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。

异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系.电路设计可分类为同步电路设计和异步电路设计。

集成运算放大器的组成及各组分功能叙述集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种高增益、差分输入、单端输出的电子放大器。

它由多个晶体管、电阻、电容等元件组成，通过集成电路技术将这些元件集成在一块芯片上。

集成运算放大器广泛应用于模拟电路中，具有放大、滤波、积分、微分等功能。

集成运算放大器的组成主要包括差分输入级、差动放大级、输出级和电源级等组分。

差分输入级是集成运算放大器的第一级，它由两个晶体管组成。

其中一个晶体管的基极接收输入信号，另一个晶体管的基极接收反向输入信号。

差分输入级的主要功能是将输入信号转换为差分信号，以便后续的差动放大。

差动放大级是集成运算放大器的核心部分，它由多个晶体管组成。

差动放大级的输入端接收差分信号，经过放大后输出到输出级。

差动放大级的主要功能是放大差分信号，同时具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。

输出级是集成运算放大器的最后一级，它由一个晶体管和一个负反馈电阻组成。

输出级的输入端接收差动放大级的输出信号，经过放大后输出到外部负载。

输出级的主要功能是将差动放大级的输出信号放大到足够的幅度，以驱动外部负载。

电源级是集成运算放大器的电源部分，它由多个晶体管和电阻组成。

电源级的主要功能是为差动放大级和输出级提供稳定的工作电压，以保证集成运算放大器的正常工作。

除了以上主要组分外，集成运算放大器还包括偏置电流源、偏置电压源、补偿电容等辅助组分。

偏置电流源用于提供差动放大级的偏置电流，以保证差动放大级的工作点稳定。

偏置电压源用于提供差动放大级的偏置电压，以保证差动放大级的工作在线性区。

补偿电容用于提供频率补偿，以保证集成运算放大器在高频时具有稳定的增益。

集成运算放大器的各组分功能可以总结如下：1. 差分输入级：将输入信号转换为差分信号。

2. 差动放大级：放大差分信号，并具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。

3. 输出级：将差动放大级的输出信号放大到足够的幅度，以驱动外部负载。