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第7章7.1 图P7.1所示桥式整流电容滤波电路中，已知R L =50Ω，交流电压有效值U 2=15V ，f=50HZ ，试决定滤波电容C 的大小并求输出电压U O （A V ）﹑通过二极管的平均电流I D （A V ）及二极管所承受的最高反向电压U RM 。
解：C ≥F μ1000~600501502)5~3R 2T 5~3L =⨯⨯=（）（U O(A V)=1.2U 2=1.2×15=18V通过二极管的平均电流为A R U I I L AV O AV O AV D 18.0502182121)()()(=⨯=== 二极管承受最高反向电压为V U U RM 2115222=⨯==7.2 图P7.2所示桥式整流电容滤波电路中，已知R L =50Ω，C=2200μF ，测得交流电压有效值U 2=20V ，如果用直流电压表测得输出电压U O 有下列几种情况：（1）28V;(2)24V ；（3）18V;（4）9V 。
试分析电路工作是否正常并说明故障原因。
解：（1）R L 开路，U O =1.4×20=28V(2)正常，U O =1.2×20=24V 图P7.1 图P7.2（3）C 开路U O =0.9×20=18V（4）因二极管开路电路变为半波整流同时C 开路，U O =0.45×20=9V7.3已知桥式整流电容滤波电路中负载电阻R L =20Ω，交流电源频率为50Hz ，要求输出电压U O （A V ）=12V ，试求变压器二次电压有效值U 2，并选择整流二极管和滤波电容。
解：变压器二次电压的有效值为V U U AV O 102.1122.1)(2===通过二极管的平均电流 A R U I L AV O AV D 3.02021221)()(=⨯== 二极管承受的最高反向电压为 V U U RM 1410222=⨯==所以，可选择I 1≥（2-3）I D （A V ）=（0.6~0.9）A 、U RM ＞14V 的二极管，查手册知，可用4只1N4001二极管组成桥式整流电路。
模拟电路课后习题答案 Final approval draft on November 22, 2020第七章 习题与思考题◆◆ 习题 7-1 在图P7-1所示的放大电路中，已知R 1=R 2=R 5=R 7=R 8=10k Ω，R 6=R 9=R 10=20k Ω：① 试问R 3和R 4分别应选用多大的电阻； ② 列出u o1、u o2和u o 的表达式；③ 设u I1=3V ，u I2=1V ，则输出电压u o ＝解：① Ω=Ω==k k R R R 5)10//10(//213，Ω≈Ω==k k R R R 67.6)20//10(//654 ② 1111211010I I I o u u u R R u -=-=-=，2226525.1)20101()1(I I I o u u u R R u =+=+=， ③ V V u u u I I o 9)1332(3221=⨯+⨯=+=本题的意图是掌握反相输入、同相输入、差分输入比例运算电路的工作原理，估算三种比例电路的输入输出关系。
◆◆ 习题 7-2 在图P7-2所示电路中，写出其输出电压u O 的表达式。
解：本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例 电路的输入、输出关系。
◆◆ 习题 7-3 试证明图P7-3中，)(11221I I o u u R R u -=）＋（解：◆◆ 解：◆◆ 解：◆◆ 习题 7-6 试设计一个比例运算放大器，实现以下运算关系：u O =。
请要求画出电路原理图，并估算各电阻的阻值。
希望所用电阻的阻抗在20k Ω至200k Ω的范围内。
解：上图为实现本题目要求的一种设计方案，使5.0)1()5.0(21=-⨯-=⋅=uf uf uf A A A ，即I O u u 5.0=。
本题的意图是在深入掌握各种比例运算电路性能的基础上，采用适当电路实现给定的运算关系。
以上只是设计方案之一。
◆◆ 习题 7-71为阻值在1k Ω~10k Ω之间可调的电位器，R 2=R 3=20k Ω，R 4=R 5=33k Ω，R 6=R 7=100k Ω，试估算电路的输出电压与输入电压之间的比例系数的可调范围。
第 7章 信号 的运算和处理1、A 为理想运算放大器。
2(08分)1.某放大电路如图所示，已知A u u I 2u Iu o 与输入电压 u I 间 的关系式为（ 1）当时，证明输出电压I1R R 4 2 u o1u 。
I R R 31uI 12V 时， u 1.8V ，问 R 应取多大 ? （2）当o 1u I 1 0.5 mV ，A 、 A 为理想运算放大器，已知 (10分)2.左下图示放大电路中，1 2u I 2 0.5 mV 。
（ 1）分别写出输出电压 u 01、 u o2、 u的表达式，并求其数值。
ou＝？o（ 2）若不慎将 R 短路，问输出电压1A 、A 为理想运算放大器。
(06分)3.右上图示放大电路中，已知（1）写出输出电压 u 1 2u I 1、 u I 2间 的关系式。
与输入电压o （2）已知当 u =1V 时，I1uo u I 2＝？＝ 3V ，问(10分)4.电流 -电流变换电路如图所示， A 为理想运算放大器。
I L （1）写出电流放大倍数 A i ， ＝？I S 10mA IL的表达式。
若I SR FI＝？L（2）若电阻短路，(10分)5.电流放大电路如左下图所示，设A为理想运算放大器。
I L（1）试写出输电流的表达式。
（2）输入电流源I L两端电压等于多少？(10分)6.大电流的电流－电压变换电路如右上图所示，A为理想运算放大器。
1A～（1）导出输出电压U O的表达式U O f (I )。
若要求电路的变换量程为IR5V，问＝？3（2）当I I＝1A时，集成运放 A 的输出电流I O＝？(08分)7.基准电压－电压变换器电路如下图所示，设A为理想运算放大器。
（ 1）若要求输出电压 U 的变化范围为 4.2～10.2V，应选电位器 R＝？o W （ 2）欲使输出电压 U 的极性与前者相反，电路将作何改动？o(10分)8.同相比例运算电路如图所示，已知A为理想运算放大器，其它参数如图。
328第二篇 第7章习题题2.7.1 一双电源互补对称电路如图题2.7.1所示，设已知V CC =12V ，R L =16Ω，v I 为正弦波。
求：（1）在三极管的饱和压降V CES 可以忽略不计的条件下，负载上可能得到的最大输出功率P om =？（2）每个管子允许的管耗P CM 至少应为多少？ （3）每个管子的耐压｜V (BR)CEO ｜应大于多少？图题2.7.1解：(1) 负载上可能得到的最大输出电压幅度V om =12V(W 5.416212222=⨯==L om om R V P ) (2) (W)9.02.0(max)==om CM p P ∴CM P ≥0.9W (3) CEO BR V )(≥24V题2.7.2 在图题2.7.2 所示的OTL 功放电路中，设R L =8Ω，管子的饱和压降｜ＶCES ｜可以忽略不计。
若要求最大不失真输出功率（不考虑交越失真）为9W ，则电源电压V CC 至少应为多大？（已知v i 为正弦电压。
）329图题2.7.2解：W 982)21(2)21(22(max)=⨯==CC L CC om V R V PV CC =24(V)∴电源电压V CC 至少24V题2.7.3 OTL 放大电路如图题2.7.3所示，设T 1、T 2特性完全对称，v i 为正弦电压，V CC =10V ，R L =16Ω。
试回答下列问题：（1）静态时，电容C 2两端的电压应是多少？调整哪个电阻能满足这一要求？ （2）动态时，若输出电压波形出现交越失真，应调整哪个电阻？如何调整？ （3）若R 1=R 3=1.2k Ω，T 1、T 2管的β=50，｜V BE ｜=0.7V ，P CM =200mW ，假设D 1、D 2、R 2中任意一个开路，将会产生什么后果？图题2.7.3解：(1) 静态时，电容C 2两端的电压应为5V 。
调整R 1、R 3，可调整上、下两部分电路的对称性，从而使C 2两端电压为5V 。
第7章信号的运算和处理自测题一、现有电路：A.反相比例运算电路B.同相比例运算电路C.积分运算电路D.微分运算电路E.加法运算电路F.乘方运算电路选择一个合适的答案填入空内。
(1)欲将正弦波电压移相＋90o，应选用( C )。
(2)欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用( F )。
(3)欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用( E )。
(4)欲实现A u=−100 的放大电路，应选用( A )。
(5)欲将方波电压转换成三角波电压，应选用( C )。
(6)欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用( D )。
二、填空：(1)为了避免50H z电网电压的干扰进入放大器，应选用( 带阻)滤波电路。
(2)已知输入信号的频率为10kH z~12kH z，为了防止干扰信号的混入，应选用( 带通)滤波电路(3)为了获得输入电压中的低频信号，应选用( 低通)滤波电路。
(4)为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选用( 有源)滤波电路。
三、已知图T7.3所示各电路中的集成运放均为理想运放，模拟乘法器的乘积系数k大于零。
试分别求解各电路的运算关系。
(a)(b)图T7.3解：图(a)所示电路为求和运算电路，图(b)所示电路为开方运算电路。
它们的运算表达式分别为：(a) 12413121234()(1)//f I I O f I R u u R u R u R R R R R R =-+++⋅⋅+ 11O O u u dt RC =-⎰(b) '23322144O I O O R R R u u u ku R R R =-⋅=-⋅=-⋅O u =习题本章习题中的集成运放均为理想运放。
7.1填空：(1) ( 同相比例 )运算电路可实现A u ＞1 的放大器。
(2) ( 反相比例 )运算电路可实现A u ＜0 的放大器。
(3) ( 微分 )运算电路可将三角波电压转换成方波电压。
(4)( 同相求和 )运算电路可实现函数123Y aX bX cX =++，a 、b 和c 均大于零。
第一章 习题与思考题◇ 习题 1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？ 解：二极管的正向电阻愈小愈好，反向电阻愈大愈好。
理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。
◇ 题 1-4已知在图P1-4中，u1=10sin ωt(V)，R L ＝1k Ω，试对应地画出二极管的电流i D 、电压u0的波形，并在波形图上标出幅值，设二极管的正向压降和反向电流可以忽略。
解：波形见图。
◇ 习题 1-5欲使稳压管具有良好稳压特性，它的工作电流I Z 、动态内阻r Z 以及温度系数a u 等各项参数，大一些好还是小一些好？解：动态内阻r Z 愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，即稳压性能愈好。
一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流I Z 愈大，则其动态内阻r Z 愈小，稳压性能也愈好。
但应注意不要超过其额定功耗，以免损坏稳压管。
温度系数a U 的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。
◇ 习题 1-7 在图P1-7 中，已知电源电压V =10V ，R=200Ω，R L =1 k Ω,稳压管的U Z =6V，试求： ①稳压管中的电流I Z =?② 当电流电压V 升高到12V ，I Z 将变为多少？ ③当V 仍为10V ，但R L 改为2 k Ω时，I Z 将变为多少？ 解：① mA mA mA k V V V R U RU U ILZ ZZ1462016200610=-=Ω-Ω-=--=② mA mA mA k V V V R U R U U IL Z ZZ2463016200612=-=Ω-Ω-=--=③ mA mA mA k V V V R U RU U ILZ ZZ1732026200610=-=Ω-Ω-=--=◇ 习题 1-8 设有两个相同型号的稳压管，稳压仁政值均为6V ，当工作在正向时管压降均为0.7V ，如果将它们用不同的方法串联后接入电路，可能得到几种不同的稳压值？试画出各种不同的串联方法。
第七章 集成运算放大器的应用
1. 理想运放的A od ＝ ∞ ，r id ＝ ∞ ，r o ＝ 0 ，I B ＝ 0 ，CMRR ＝ ∞ 。
2. 理想运放工作在线性区和非线性区时各有什么特点？各得出什么重要关系式。
答：理想集成运算放大电路工作在线性区时必须通过外部元件引入负反馈。
此时，U －＝U ＋，I －＝I ＋＝0。
工作在非线性区时应开环或正反馈运用。
此时I －＝I ＋＝0；在U －＞U ＋时，U o ＝U OL ；在U －＜U ＋时，U o ＝U OH 。
3. 集成运放应用于信号运算时工作在什么区域？ 答：线性区
4. 试比较反相输入比例运算电路和同相输入比例运算电路的特点(如闭环电压放大倍数、输入电阻、共模输入信号、负反馈组态等)。
答：反相比例运算电路是并联电压负反馈；1
R R
A f uf =；输入电阻小，为R 1；
运放的输入端无共模信号。
同相比例运算电路是串联电压负反馈；1
1R R
A f uf +=；
输入电阻大，为∞；运放输入端加有共模信号。
5. “虚地”的实质是什么？为什么“虚地”的电位接近零而又不等于零？在什么情况下才能引用“虚地”的概念？
答：理想运放的同相端为地电位时，由于负反馈将反相端电位压低到等于同相端电位(即地电位)，以保证输出为一有限值，这时虽然两端电位相等且等于地电位，但两端之间无电流通过，故称为虚地。
由于实际运放的放大倍数不为无穷大，所以为保证一定的输出，“虚地”的反相端电位不为零。
“虚地”的概念只能运用于反相的运算电路。
6. 为什么用集成运放组成的多输入运算电路，一般多采用反相输入的形式，而较少采用同相输入形式。
答：由于反相输入时，运放的反相端为虚地，可使输入信号源之间无相互影响，为得到规定的输出，电路参数的选择比较方便。
7. 反相比例运算电路如图7－43所示，图中R 1＝10k Ω，R f ＝30 k Ω，试估算它的电压放大倍数和输入电阻，并估算R '应取多大
解：
31030
1-=-=-==
R R U U A f i o uf r i ＝R 1＝10k Ω
R '＝R 1//R f ＝10//30＝7.5k Ω
8. 同相比例运算电路如图7－44所示，图中R 1＝3k Ω，若希望它的电压放大倍数等于7，试估算电阻R f 和R '的值。
解：
1
1R R U U A f i o
uf +
== R f ＝(A uf －1)R 1＝(7－1)×3＝18k Ω R '＝R 1//R f ＝3//18＝2.57k Ω
9. 电路如图7－44所示，如集成运放的最大输出电压为±12V ，电阻R 1＝10k Ω，R f ＝390 k Ω，R '＝R 1//R f ，输入电压等于0.2V ，试求下列各种情况下的输出电压值。
⑴ 正常情况。
⑵ 电阻R 1开路。
⑶ 电阻R f 开路。
解：
⑴ V 82.0)10
390
1()1(1=⨯+=+==i f i uf o U R R U A U
⑵ U o ＝U －＝U ＋＝0.2V
⑶ 此时运放开环运用，U o ＝12V
10. 试根据下列要求，设计比例放大电路。
⑴ 设计一个电压放大倍数为－5，输入电阻为100k Ω的放大电路。
⑵ 设计一个电压放大倍数为－20，输入电阻为2k Ω的放大电路。
⑶ 设计一个输入电阻极大，电压放大倍数为＋100的放大电路。
解：
⑴ 为反相比例电路。
取R 1＝100k Ω，R f ＝500 k Ω。
⑵ 为反相比例电路。
取R 1＝2k Ω，R f ＝40 k Ω。
⑶ 为同相比例电路。
取R 1＝1k Ω，R f ＝99 k Ω。
11. 集成运放电路如图7－45所示，它们均可将输入电流转换为输出电压。
试分别估算它们在I i ＝5μA 时的输出电压。
解： 图(a)中
U o ＝－I i R f ＝－5×1＝－5V
图(b)中
U M ＝－30I i
30
1o M M i U U U I -=+
U o ＝U M －30I i －30|U M |＝－30 I i －30 I i －900 I i U o ＝－960 I i ＝－960×5＝－4800mV ＝－4.8V
12. 电路如图7－46所示，图中集成运放均为理想集成运放。
试分别求出它们的输出电压与输入电压的函数关系；求输入电阻；指出哪些符合“虚地”；指出哪些电路对集成运放的共模抑制比要求不高。
解：
13. 电路如图7－47所示，集成运放均为理想集成运放，试列出它们的输出电压U o 及U o 1、U o 2的表达式。
解：
14. 电路如图7－48所示，集成运放均为理想集成运放，试写出电路输出电
压的表达式。
解：
23．电路如图7－56所示，计算U O1、U O2、U O3的值。
解：
4V 6)42463242624(
1=⨯+⨯-⨯-=o U V 754
287226342424)241(2-=⨯-=-⨯+⨯+=o U
V 58.137
95
7547272k 6)12(2213-=-=---=+⨯--=o o o o U k U U U
31．电路如图7－63所示，为了使乘法器M 和运放A 2构成的反馈网络对运放A 1形成负反馈，请确定u i 的取值范围，并在此范围内写出u o 与u i 的函数关系。
解：u i ≥0，否则对A 1形成正反馈。
02
21=+R u R u o i
z z o u u R R
u -=-=2 2
o
z ku u = 02
2
1=-+R ku R u o
i i o u kR R u 1
2
2
=
i o u kR R u 1
2
=
35．集成运放作为运算电路和电压比较器，它们的主要区别是：电压比较器运放工作在_________或___________，而运算电路中的集成运放工作在_____；电压比较器输出只有_______和_______两个稳定状态。
36．电压比较器的输出电压与两个输入端的电位关系有关。
若U +>U －，则
输出电压U o=_____；U+<U－，则输出电压U o=_____。
41．电路如图7－68所示，
⑴电路由哪些基本单元组成？
⑵设u I1=u I2=0时，电容器的电压u c=0，u O=+12V，求当u I1=－10V，u I2=0时，经过多少时间u O由+12V变为－12V。
⑶u O变成－12V后，u I2由0改为+15V，求再经过多少时间u o由－12V变为+12V。
⑷画出u O1和u O波形。
43．电路如下图所示，设R1=50kΩ，R2=100kΩ，R3=2kΩ，U R=－9V，u z=±6V，如输入信号电压u I=10sinωt(V)，如下图所示，试画出输出电压u O的波形。
