模拟电子技术基础第七章

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。

7.2电路如图所示，集成运放输出电压的最大幅值为±14V ，填表。

解：当集成运放工作在线性区时，f O 1I I10R u u u R=-=-，f O 2I I(1)11R u u u R=+=7．4电路如图所示，试求其输入电阻和比例系数。

解：由图可知R i =50k Ω。

因为u M =-2u I ，243R R R i i i =+，即M OM M 243u u u u R R R --=+代入数据，得输出电压O M I 52104u u u ==7.5电路如图所示，集成运放输出电压最大幅值为±14V ，u I 为2V 的电压信号。

分别求出下列各种情况下的输出电压。

（1）R 2短路；（2）R 3短路；（3）R 4短路；（4）R 4断路。

解：（1）R 2短路时3O I I 124VR u u u R =-=-=-（2）R 3短路时2O I I 124VR u u u R =-=-=-（3）R 4短路时，电路无反馈，u O =-14V 。

（4）R 4断路时23O I I 148VR R u u u R +=-=-=-7.6试求下图电路输出电压与输入电压的运算关系。

解：（c ）f P I2N1fR u u u R R =-=+I1NN O1fu u u u R R --=联立求得：f O I1I2I1I21()8()R u u u u u R =-=-7.7如图所示电路中，集成运放的共模信号分别为多少？要求写出表达式。

解： 因为集成运放同相输入端和反相输入端之间净输入电压为零，所以它们的电位就是集成运放的共模输入电压。

（c ）图f IC I2I21f89R u u u R R ==+7.8如图所示为恒流源电路，已知稳压管工作在稳定状态，试求负载电阻中的电流。

解：N Z L 220.6m Au U I R R ===7.10求解下图电路的运算关系。

解：图（b ）所示的A 1组成同相比例运算电路，A 2组成加减运算电路。

学习单元七功率放大电路7.1概述功率放大电路特点（1）输出功率要足够大。

晶体选择时必须考虑器件的各极限参数，以保证功率放大电路在功率管的安全区域内运行。

（2）效率要尽可能高。

功率管损耗，希望越小越好。

（3）非线性失真要小。

如测量电声系统，对非线性失真有严格的要求，而在工业控制系统中，对输出功率的要求较高，非线性失真要求相对较低。

（4）晶体管要采取散热、保护等措施，以提高晶体管所能承受的管耗。

由于一部分功率消耗在晶体管的集电结上，使三极管的结温和管壳温度升高。

晶体管的静态工作点的不同，功率放大电路分为甲类、乙类和甲乙类。

7.2.1乙类双电源互补推挽功率放大电路1.原理在正弦信号u i的正半周，VT1导通，VT2截止，VT1和R L工作在射极输出状态，u o为正弦电压u i的正半波。

在正弦信号u i的负半周，VT2导通，VT1截止，VT2和R L工作在射极输出状态。

u o为正弦信号u i的负半波。

2.参数计算（1）输出功率P o2.参数计算（5）功率管的参数选择选择功率放大电路中的三极管时，应从三极管的安全工作区参考三方。

面考虑面考虑。

例7.2.2甲乙类互补推挽功率放大电路1．双电源供电（1）交越失真（2）如何消除交越失真（3）具体电路分析最大输出功率时的效率负载电流有效值负载上电压幅值电源供给的功率最大不失真输出功率2．单电源供电输出端负载支路中串接了一个大容量电容COCL电路计算公式中的参数V CC全部改为V CC/2即可3．自举电路泄放电阻R 4、R 5用于减小复合管穿透电流。

R 7、R 8为负反馈电阻，用于稳定工作点和减小失真。

C 为输出耦合电容，充当另一组电源。

7.3集成功率放大器集成功率放大器具有输出功率大、外围连接元件少、使用方便等优点，特别是音频领域应用十分广泛。

7.3.1集成功放LM386内部电路引脚图典型应用电阻R、C构成负反馈，通过调节R的大小来调节电压放大倍数。

R=1.2k ，C=10 F，则电压放大倍数为50。

第七章基本放大电路7.1 试判断题7.1图中各电路能不能放大交流信号，并说明原因。

解：a、b、c三个电路中晶体管发射结正偏，集电结反偏，故均正常工作，但b图中集电极交流接地，故无交流输出。

d图中晶体管集电结正偏，故晶体管不能正常工作，另外，交流输入信号交流接地。

因此a、c两电路能放大交流信号，b、d两电路不能放大交流信号。

7.2 单管共射放大电路如题7.2图所示，已知三极管的电流放大系数50=β。

（1）估算电路的静态工作点；（2）计算三极管的输入电阻ber；（3）画出微变等效电路，计算电压放大倍数；（4）计算电路的输入电阻和输出电阻；（5）如果输入信号由内阻为1kΩ的信号源提供，计算源电压放大倍数；CC+o-题7.2图C CC(a)题7.1图（6）去掉负载电阻，再计算电路的电压放大倍数、 输入电阻和输出电阻。

解：（1）A A R U U I B BE CC B μ40104103007.01253=⨯≈⨯-=-=- mA A I I B C 210210405036=⨯=⨯⨯==--βV I R U U C C CC CE 61021031233=⨯⨯⨯-=-=-（2）Ω=+=+=9502265030026300C be I r β（3）放大电路的微变等效电路如图所示 电压放大倍数7995.03||350||-=-=-=be L C u r R R A β（4）输入电阻：Ω≈⨯==950950||10300||3be B i r R r输出电阻 Ω==k R r C 30 （6）15895.0|350-=-=-=beC u r R A β输入电阻：Ω≈⨯==950950||10300||3be B i r R r输出电阻 Ω==k R r C 307.3 单管共射放大电路如题7.3图所示。

已知100=β （1）估算电路的静态工作点；（2）计算电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻 （3）估算最大不失真输出电压的幅值；（4）当i u 足够大时，输出电压首先出现何种失真，如何调节R B 消除失真？解：电路的直流通路如图所示，CCBQ E BEQ BQ B U I R U I R =+++)1(β+u o -CC +u o -题7.3图A mA R R U U I EB BEQ CC BQ μβ435.010130015)1(=⨯+≈++-≈由此定出静态工作点Q 为mA I I BQ CQ 3.4==β，V R R I U U E C C CC CEQ 3.4)5.02(3.415)(≈+⨯-=+-=（2）Ω=⨯+=9053.426100300be r 由于R E 被交流傍路，因此16690.05.1100||-=⨯-=-=be L C u r R R A βΩ≈==k r R r be B i 9.0905.0||300||Ω==k R R C O 2（3）由于U CEQ =4.3V ，故最大不饱和失真输出电压为 V U U CEQ 6.37.03.47.00=-=-=' 最大不截止失真输出电压近似为V R I U L CQ 4.65.13.40=⨯='⋅='' 因此，最大不失真输出电压的幅值为3.6V 。

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 =-⋅=-⋅=-⋅ 2413O I R R u u kR R =⋅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。

第七章信号的运算和处理自测题一、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。

（1）运算电路中一般均引入负反馈。

（）（2）在运算电路中，集成运放的反相输入端均为虚地。

（）（3）凡是运算电路都可利用“虚短”和“虚断”的概念求解运算关系。

（）（4）各种滤波电路的通带放大倍数的数值均大于1。

（）解：（1）√（2）×（3）√（4）×二、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 O，应选用。

（2）欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用。

（3）欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用。

（4）欲实现A u＝－100的放大电路，应选用。

（5）欲将方波电压转换成三角波电压，应选用。

（6）欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用。

解：（1）C （2）F （3）E （4）A （5）C （6）D 三、填空：（1）为了避免50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用滤波电路。

（2）已知输入信号的频率为10kHz～12kHz，为了防止干扰信号的混入，应选用滤波电路。

（3）为了获得输入电压中的低频信号，应选用滤波电路。

（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，应选用滤波电路。

解：（1）带阻（2）带通（3）低通（4）有源第七章题解－1四、已知图T7.4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。

图T 7.4 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I 3142O 2O43'O 43I 12O2O1O I343421f 2I21I1f O1 )b (d 1 )1()( )a (u R kR R R u ku R R u R R u R R u t u RCu u R R R R R R R u R u R u ⋅=⋅−=−=−=−=⋅+⋅+++−=∫∥第七章题解－2习题本章习题中的集成运放均为理想运放。