第16章习题_集成运放
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集成运算放大器习题参考答案一、填空题:1. 理想运放同相输入端和反相输入端的“虚短”指的是同相输入端与反相输入端两点电位相等,在没有短接的情况下出现相当于短接时的现象。
2. 将放大器输出信号的全部或部分通过某种方式回送到输入端,这部分信号叫做反馈信号。
使放大器净输入信号减小,放大倍数也减小的反馈,称为负反馈;使放大器净输入信号增加,放大倍数也增加的反馈,称为正反馈。
放大电路中常用的负反馈类型有并联电压负反馈、串联电压负反馈、并联电流负反馈和串联电流负反馈。
3. 若要集成运放工作在线性区,则必须在电路中引入负反馈;若要集成运放工作在非线性区,则必须在电路中引入开环或者正反馈。
集成运放工作在线性区的特点是输入电流等于零和输出电阻等于零;工作在非线性区的特点:一是输出电压只具有高电平、低电平两种稳定状态和净输入电流等于零;在运算放大器电路中,集成运放工作在线性区,电压比较器集成运放工作在非线性区。
4. 集成运放有两个输入端,称为同相输入端和反相输入端,相应有同相输入、反相输入和双端输入三种输入方式。
5. 放大电路为稳定静态工作点,应该引入直流负反馈;为提高电路的输入电阻,应该引入串联负反馈;为了稳定输出电压,应该引入电压负反馈。
6. 理想运算放大器工作在线性区时有两个重要特点是“虚短”和“虚断”。
二、判断题:1.放大电路一般采用的反馈形式为负反馈。
(对)2.集成运放使用时不接负反馈,电路中的电压增益称为开环电压增益。
(错)3. 电压比较器的输出电压只有两种数值。
(对)4. 集成运放未接反馈电路时的电压放大倍数称为开环电压放大倍数。
(对)5. “虚短”就是两点并不真正短接,但具有相等的电位。
(对)6. “虚地”是指该点与接地点等电位。
(对)7.“虚地”是指该点与“地”点相接后,具有“地”点的电位。
(错)8、集成运放不但能处理交流信号,也能处理直流信号。
(对)9、集成运放在开环状态下,输入与输出之间存在线性关系。
一、单选题1、对于理想运算放大器,不管它的工作状态如何,总是()。
A.同相输入端与反相输入端的电压相等B.开环差模电压放大倍数为无穷大C.输出电阻为无穷大D.两输入端的电流相等,但不为零正确答案:B2、以下对“负反馈对放大电路性能的影响”的描述中错误的是()。
A.减小非线性失真B.扩展通频带C.提高放大倍数的稳定性D.提高放大倍数值正确答案:D3、一个由理想运算放大器组成的同相输入比例运算电路,其输入输出电阻是()。
A.输入电阻低,输出电阻高B.输入、输出电阻均很高C.输入电阻高,输出电阻低D.输入、输出电阻均很低正确答案:C4、在由集成运放构成的反相输入比例运算电路中,比例系数为10,集成运放加±15V电源,输入电压为-1.8V,则输出电压最接近于()。
A.18VB.13.5VC.30VD.10V正确答案:B5、集成运放工作在线性区时,总近似有()。
A.输入电阻为零B.反相输入端与同相输入端等电位C.输出电压接近与电源电压D.输出电阻为无穷大正确答案:B6、下图电路中,R1=R2=100kΩ, C=0.01μF,集成运算放大器加±15V电源。
输入为正负对称、峰-峰值6V、频率200Hz的方波电压,则输出波形是()。
A.方波B.三角波C.正负尖脉冲D.梯形波正确答案:B7、如图中电路,R=Rb=10kΩ,C=0.1μF,ui=3sin1000t V,则uo=( )。
A.3sin(1000t+90°) VB. 3sin1000t VC.3sin(1000t-90°) VD.-3sin1000t V正确答案:C8、差分放大电路中所谓共模信号是指两个输入信号电压( )A.大小不等、极性相反B.大小不等、极性相同C.大小相等、极性相同D.大小相等、极性相反正确答案:C9、如图所示运放电路中,Uo与Ui的关系是( ) 。
A. Uo=-αUi/2B.Uo=UiC.Uo=-(1+α)UiD.Uo=(2+α)Ui正确答案:A10、如图所示的滞回比较器,UOm=±15V,R1=10kΩ,Rf=20kΩ,则其正向阈值URH=( )。
1.晶体三极管工作在放大状态时,其发射结处于正…偏置,集URM = 14.1 V ;若采用单相桥式整流电路,则二极管承受的最高反向压降 U RM = 14.1 V 。
5.(57.5) 10= (111001.1 )2=( 39.8 )16。
6.三变量的逻辑函数共有 8个最小项。
其全部最小项之和为 1 。
7.TTL 三态门的输出包括高电平、低电平和高阻态等三种工作状态。
二、选择题:(每题2分,共12分)1.某硅三极管三个电极的电位Ve Vb 和Vc 分别为3V 、3.7V 和6V ,则该管工作在A )状态。
A 饱和B 、截止C 、放大2.工作在甲乙类状态的互补对称功率放大电路,通常提供一个偏置电路以克服(D )失真。
损坏A 、截止3.电路如图1所示,引入的反馈为(B 、饱和 C )负反馈。
C 、截止和饱和交越A 、电压并联B 、电流并联 C 电压串联 电流串联4.下列电路中D )电路。
A 、加法器B 、编码器 C 、译码器计数器5.构成一个十二进制的计数器, )个触发器。
A 、 2B 、 46.摩根定律的正确表达式是:C 、D 12、用代数法化简如下逻辑函数为最简与或式。
B 、 D 、(6分)2.放大电路电工学期考试卷01-电子技术B、填空题:(每空2分,共30分)并宜负反馈;若想要增加输出电阻,应引入电流 负反馈。
3. 理想运算放大电路工作在线性区时,有 虚断和虚短两个重要概念。
4.已知变压器二次侧电压 U =10V,采用单相半波整流电路,二极管承受的最高反向压降Y = A B^A C C+C D +AB C +B C D解:Y = B(A AC) C(D AD BD)= B(A C) C(D A B)AB CD AC =AB BC C D AC精品文档四、图 2 所示放大电路中,已知V C C=12V,金i=90k Q,吊2=30k Q , F C=2.5k Q , R=1.5k Q , F L=10k Q , 3 =80, U B E = 0.7V。
练习题一、选择题1.集成运放级间耦合方式是()。
A.变压器耦合B.直接耦合C.阻容耦合2.开环工作的理想运算放大器,同相输入时的电压传输特性为()。
(a)(b)(c)I3.理想运算放大器的共模抑制比为()。
A.0B.约120dBC.无穷大4同相输入比例运算放大器电路中的反馈极性和类型属于()。
A.正反馈B.串联电流负反馈C.并联电压负反馈D.串联电压负反馈5.电路如图所示,RF 引入的反馈为()。
A.串联电压负反馈B.串联电流负反馈C.并联电压负反馈D.并联电流负反馈6.电路如图所示,R F 引入的反馈为()。
A.串联电流负反馈B.串联电压负反馈C.并联电流负反馈D.并联电压负反馈7.在运算放大器电路中,引入深度负反馈的目的之一是使运放()。
A.工作在线性区,降低稳定性B.工作在非线性区,提高稳定性O图1图3u Ou iOuC.工作在线性区,提高稳定性8.电路如图所示,当R F 减小时,放大电路的()。
A.频带变宽,稳定性降低B.频带变宽,稳定性提高C.频带变窄,稳定性降低D.频带变窄,稳定性提高R F9.电路如图所示,反相比例运算电路的输入电阻r i1与同相比例运算电路的输入电阻r i2相比较()。
A.r i1>r i2B.r i1<r i2C.r i1=r i210.电路如图所示,其电压放大倍数等于()。
A.1B.2C.011.如图所示电路中,能够实现uo=ui 运算关系的电路是()。
A.图1B.图2C.图312.电路如图所示,已知u i =1V,当电位器的滑动端从A 点移到B 点时,输出电压u O 的变化范围为()。
A.-1~+1VB.+1~0Vu OuUu OC.-1~0VD.+1~-1V13.电路如图所示,输入为u i ,则输出u O 为()。
A.u iB.2u iC.014.电路如图所示,该电路为()。
A.积分运算电路B.微分运算电路C.比例积分运算电路15.电路如图所示为()。
A.反相式电压源B.电流源C.同相式电压源16.图1所示为比较器电路,其传输特性为图图2(a)(b)(c)17.电路如图所示,输入电压ui=10sin ωt (mV),则输出电压u O 为()。
第1章 集成运算放大器习题解答1.1 在图P1.1所示的电路中,运算放大器的开环增益A 是有限的,Ω=M R 11,Ω=K R 12。
当V v i 0.4=时,测得输出电压为V v o 0.4=,则该运算放大器的开环增益A 为多少?iv o图P1.1解:V v R R R v i 100144101010633212=⨯+=+=+,100110014400===-=+-+v v v v v A 1.2 假设图P1.2所示电路中的运算放大器都是理想的,试求每个电路的电压增益iov v G =,输入阻抗i R 及输出阻抗o R 。
(a)iv oΩK 100(b)iv ΩK 100(c)iv ΩK 100(e)iv (d)iv ΩK 100(f)iv ΩK 100图P1.2解: (a )01010=Ω=-=O i R K R G ,, (b )01010=Ω=-=O i R K R G ,,(c )01010=Ω=-=O i R K R G ,,(d )00==-∞=O i R R G ,, (e )0100=Ω==O i R K R G ,, (f )Ω=Ω=-=501010O i R K R G ,,1.3有一个理想运算放大器及三个ΩK 10电阻,利用串并联组合可以得到最大的电压增益G (非无限)为多少?此时对应的输入阻抗为多少?最小的电压增益G (非零)为多少?此时对应的输入阻抗为多少?要求画出相应的电路。
解:最大的电压增益可以采用同相放大器形式,如下图(a ),其电压增益为3,对应的输入阻抗为无穷大;最小的电压增益可以采用反相放大器形式,如下图(b ),其电压增益为0.5,对应的输入阻抗为ΩK 10或ΩK 5;i v iv ΩK 101.4一个理想运算放大器与电阻1R 、2R 组成反相放大器,其中1R 为输入回路电阻,2R 为闭合环路电阻。
试问在下列情况下放大器的闭环增益为多少? (a )Ω=K R 101,Ω=K R 502(b) Ω=K R 101,Ω=K R 52(c) Ω=K R 1001,Ω=M R 12 (d) Ω=K R 101,Ω=K R 12解:因为其增益为12R R G -=,则有:(a) 5-=G ,(b) 5.0-=G , (c) 10-=G ,(d)1.0-=G ,1.5 设计一个反相运算放大电路,要求放大器的闭环增益为V V 5-,使用的总电阻为ΩK 120。
集成运放练习题答案在电气工程领域中,集成运放是非常常见和重要的电子元件。
它在各种电路中有着广泛的应用,因此对于学习者来说,掌握集成运放的原理和使用方法非常关键。
在学习过程中,练习题是我们获取实际应用能力的重要手段之一。
下面是一些常见的集成运放练习题及其答案,希望对您的学习有所帮助。
1. 请解释什么是集成运放?答案:集成运放(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种高增益、直流耦合的差分放大器。
它具有线性的放大性质,在电子电路中广泛用于信号放大、比较、求和等各种应用。
2. 描述一下集成运放的基本电路图以及引脚功能。
答案:集成运放一般有8个引脚,其中两个是电源引脚(正电源V+和负电源V-),一个是输出引脚(OUT),其余五个是输入引脚(非反馈输入端IN-、反馈输入端IN+、偏置电压引脚Vcc+、Vcc-和地GND)。
基本电路图如下图所示:[图像描述:集成运放基本电路图]3. 集成运放的开环增益是多少?封闭环配置中其输入电阻、输出电阻和频带宽分别是多少?答案:集成运放的开环增益非常高,通常在10^5-10^6之间。
在封闭环配置中,其输入电阻非常大,接近无限大;输出电阻非常小,接近零;频带宽也非常大,通常在几十万赫兹以上。
4. 请解释集成运放的反相放大器电路及其放大倍数的计算方法。
答案:反相放大器电路是集成运放应用中最基本的电路之一。
它的电路图如下图所示:[图像描述:反相放大器电路图]反相放大器的放大倍数可以通过以下公式计算:放大倍数 = - Rf / Rin其中,Rf是反馈电阻,Rin是输入电阻。
5. 集成运放能否作为比较器使用?如果可以,请解释其原理。
答案:集成运放可以作为比较器使用。
当输入信号Vin大于基准电压时,集成运放的输出电压会饱和至正电源电压;当输入信号Vin小于基准电压时,输出电压会饱和至负电源电压。
这是因为当集成运放的差分输入电压大于0时,输出电路会被拉到电源电压处,从而实现比较功能。
集成运算放大器练习题一、选择题1. 集成运算放大器的理想输入阻抗为:A. 很小B. 很大C. 等于1D. 无法确定2. 集成运算放大器的开环增益为:A. 很小B. 很大C. 等于1D. 等于0A. 非反相输入B. 反相输入C. 同相输入D. 差分输入4. 运算放大器的输出阻抗为:A. 很小B. 很大C. 等于1D. 等于0A. 非反相比例放大器B. 反相比例放大器C. 同相比例放大器D. 电压跟随器二、填空题1. 集成运算放大器的符号通常表示为______。
2. 运算放大器的两个输入端分别为______和______。
3. 集成运算放大器的线性工作区是指______。
4. 运算放大器的闭环增益由______决定。
5. 在反相比例放大器中,输入信号加在______端。
三、判断题1. 集成运算放大器的输出端可以直接连接到电源。
2. 运算放大器的开环增益越大,其稳定性越好。
3. 非反相比例放大器的输出电压与输入电压同相。
4. 集成运算放大器的输入端可以承受负电压。
5. 电压跟随器的输出电压始终等于输入电压。
四、简答题1. 简述集成运算放大器的主要性能指标。
2. 请画出反相比例放大器的电路图。
3. 什么是运算放大器的虚短和虚断?4. 简述差分放大器的工作原理。
5. 如何设计一个同相比例放大器?五、计算题1. 已知反相比例放大器的输入电压为2V,反馈电阻为10kΩ,输入电阻为5kΩ,求输出电压。
2. 一个同相比例放大器的闭环增益为10,若输入电压为0.5V,求输出电压。
3. 设差分放大器的两个输入端分别为+Vin和Vin,求输出电压的表达式。
4. 已知运算放大器的开环增益为100000,若输入电压为10mV,求输出电压。
5. 设计一个非反相比例放大器,要求闭环增益为100,输入电阻为10kΩ,求反馈电阻的取值。
六、分析题+Vin|R1|+++| | || U1 |Vin| | |Vout| | |+++|R2|Vin+VccR1|+++| | || U1 |Vin| | |Vout | | |+++|R2|GND+Vcc|R|+++| | || U1 |Vin| | |Vout | | |+++||GND七、设计题1. 设计一个非反相比例放大器,要求闭环增益为50,输入电阻为20kΩ,请给出电路图及计算过程。
16-001、同相比例运算放大电路通常比反相运算放大电路输入阻抗 。
16-002、设图中A 为理想运放,请求出各电路的输出电压值。
(12分)U 016V U 026V U 03VU 0410V U 052V U 062V16-003、在图示电路中,设A 1、A 2、A 3均为理想运算放大器,其最大输出电压幅值为±12V 。
1. 试说明A 1、A 2、A 3各组成什么电路? 2. A 1、A 2、A 3分别工作在线形区还是非线形区?3. 若输入为1V 的直流电压,则各输出端u O1、u O2、u O3的电压为多大?(10分)U o3U o1U o220k10k 2V(1) A++ 82V(2) 10k20kA++82V1V(3) 20k10 kA++8(4)2V 3VU o420k10k 10 k20kA++8(5) 2VU o520kA++8U o6(6)2VA++8+kR 1 u IO3kk1.A1组成反相比例电路,A2组成过零比较器,A3组成电压跟随器;2.A1和A3工作在线性区,A2工作在非线性区;3.u O1 = -10V,u O2 = -12V,u O3 = -6V。
16-301、试求图所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。
图解:在图示各电路中,集成运放的同相输入端和反相输入端所接总电阻均相等。
各电路的运算关系式分析如下:(a )f f fO I1I2I3I1I2131212(1)225//R R R u u u u u u u R R R R =-⋅-⋅++⋅=--+ (b )3f f f 2O I1I2I3I1I2131123123(1)(1)1010R R R R R u u u u u u u R R R R R R R =-⋅++⋅++⋅=-++++ (c ))( 8)(I1I2I1I21fO u u u u R R u -=-= (d )3f f f 4fO I1I2I3I41212431243I1I21314(1)(1)////202040R R R R R R u u u u u R R R R R R R R R R u u u u =-⋅-⋅++⋅++⋅++=--++16-302、在同相输人加法电路如图题8.1.1所示,求输出电压o v ;当R 1=R 2=R 3=R f 时,o v =?解 输出电压为P f O v R R v ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=31式中 21121212P S S R R v v v R R R R =+++即)(112112213S S f O v R v R R R R R v +⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=若f R R R R ===321,则21S S O v v v +=16-304、 电路如图题8.1.4所示,设运放是理想的,试求v O1、v O2及v O 的值。
解:A 1、A 2组成电压跟随电路V V v V V v O O 4,32211==-==A 3组成加减电路。
利用叠加原理。
当V 3=0,反相加法时,A 3的输出电压为V 1)V 4(3030)V 3(3030v R Rv R R v 2O 231O 13O '-=---=--=当v O1=0,v O2=0,V 3=+3V 时,A 3的输出电压为P O v RR R v ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=213''||1V V V R R R v P 2)3(301530)(3545=+=+=V V v O 6215301''=⨯⎪⎭⎫⎝⎛+=o ov v '''与叠加得输出电压为 V V V v v v O O O 561'''=+-=+=16-305 图题8.1.7为一增益线性调节运放电路,试推导该电路的电压增益)(A 21I I oV v v v -=的表达式。
解 A 1、A 2是电压跟随器,有2211,I O I O v v v v ==A 1v o1 v oR 2v i1+ R 1 A 3v N 3利用虚短和虚断概念,有1331223341234433O N N O P P O O ON P v v v R R v v v v R R R v v R v v-⎧=⎪⎪--⎪=⎪⎨⎪⎪=-⎪⎪=⎩ 将上述方程组联立求解,得31422I 1I O V R R RR v v v A -=-=16-308、电路如图所示,要求:(1)写出输出电压u O 与输入电压 u I1,u I2 之间运算关系的表达式。
(2)若R R F 1=1,R R F2=2,R R 3=4,写出此时u O 与u I1,u I2的关系式。
答案:(1)u R R R R R u R R R R u O F 3I2F F I1=+++⋅⋅()122442211(2) 若R R F 1=1,R R F2=2,R R 3=4 则 u u u O I2I1=+16-309、电 路 如 图 所 示, R =100k Ω, 求 输 出 电 压 u O 与 输 入 电 压 u I 之 间 关 系 的 表 达 式。
答案: u u O2O =-, u u I+O =-12O I O I O u u u u u =-+-⋅=--()1222u u O I =- u u O I =-1216-310、电路如图6所示,已知u i1=6V ,u i2=4V ,R 1=R 2=R 3=R F =2Ωk ,求u 0 ?解:根据理想集成运算放大电路的两个重要分析以具有:3223i R u u R R +==+2V (2分) 2u u V +-==(2分)11i oF u u u u R R ----= (2分) 111(1)F F o i R Ru u u R R -=+-(2分) V u R Ru R R R R R u i F i F 2)1(11232310-=-++=(2分)16-311、理想运放电路如图5-4所示,求(1)求电路中输出电压o u 表达式;(2)指出各级电路的反馈类型。
(1);i u R R u 23O -= (4分) (2)第一级:串联电压负反馈; (3分)第二级:并联电压负反馈。
(3分)16-312、如图7,已知:R F = 100 k Ω,当输出u 0 =-(4u i1+2u i2 +时,计算R 11、R 12、R 13的值? 解:该电路为反相加法运算电路。
)5.024()(321313212111o i i i i F i F i F u u u u R Ru R R u R R u ++-=++-=(2分) R 11 = 25k ,R 12 = 50 k R 13 = 200 k ; (6分)、运算放大器均工作在线性状态。
请分别写出u o 和u o1与u i 的关系式,并指出运放的反馈类型。
(本小题8分)解:u 01=(R F1/R 1)u i ,(3分)u 0=(1+R F2/R 3)(1/2)u 01=1/2(1+R F2/R 3)(R F1/R 1)u i (3分)运算第一级是电压并联负反馈,第二级是电压串联负反馈。
(2分)16-315、如图所示电路,已知u i =V ,计算u o 的值。
解:前一级运算放大器为反相比例运算 所以其输出为u 01=(2R 1/R 1)u i =2u i (5分)后一级运算放大器为同相比例运算故其输出为u 0 (1+2R 2/R 2)u 01=6u I =3V (5分)16-316、电路如图所示,假设运放是理想的,写出电路输出电压的表达式。
在图题所示电路中,已知=,=,试计算输出电压和平衡电阻。
图题所示电路是一增益可调的反相比例运算电路,设,试证明:图题 图题电路如图题所示。
试问当=50mV 时,为多少?图题图题所示电路为增益可调的运放电路,试求电压增益的调节范围。
电路如图题所示,求的表达式。
若,该电路完成什么功能?图题 图题电路如图题所示,当开关S 1、S 2、S 3、S 4分别接通时,相应的放大器的电压增益、、、分别为多少?u u u )(,,,2211122211121nin i i f f o nin n i i ni if R u R u R u R i R u R u i R u i R u i i i i i i i +⋅⋅⋅++-=-==⋅⋅⋅==+⋅⋅⋅++==图题电路如图题所示,试求开关S在闭合与断开两种情况下,与的关系式。
简单积分电路如图题所示。
已知,,,试求:从0V变化到-10V时所需要的时间?图题图题电路如图所示,试求出输出电压u o与输入电压u i的关系。
图题反相输入加法电路如图(a)所示,输入电压的波形如图(b),试画出输出电压u o的波形。
图题第16章习题1 理想集成运放的技术指标有哪些?答案(1)A udo=∞,(2)r id=∞,(3)r o=0,(4)K CMR=∞。
2 什么是“虚短”? 什么是“虚断”?答案:u+=u−,两个输入端是等电位的,好像短接一样,但由于不是真正的短接,故称“虚短”。
i+=i−=0,这样从这两个输入端往放大器里边看进去,好像断开一样,但又不是真正的断开,故称“虚断”。
3 集成运放工作在线性区和非线性区时各有什么特点?4 根据题图,求出每个电路的输出电压表达式。
答案(a)。
(b)。
(c)。
5 图中,运放的最大输出电压是U om= ±15V,试求:(1) u o与u i的关系。
(2) 计算当输入信号分别为1mV,−1mV,100mV,5V,−5V时,输出电压各为多少?答案当集成运放工作在线性区时,有,即输入信号被放大了10倍。
若输出电压u o 最大为±15V,那么,对应的最大输入电压。
可见,只要输入电压的幅度保持在±150mV以内,那么,运放就工作在线性区。
显然,当输入电压在1 mV、−1 mV和 100mV时,输出电压就分别是−10 mV、10 mV 和−1V;5V、−5V的输入电压已经超出了线性放大的范围,使运放工作在非线性区,运放的输出电压就是其饱和输出电压,分别为−15V和15V。
6 设图所示集成运放A有理想特性,试分别求出它的输出电压的函数关系式。
图解:u0= —5(u i1+ u i2)+10 u i3。