第11章 集成运算放大器

《电路与电子学实验》思考题解答实验一 叠加定理的验证1．在叠加定理实验中，1U 和2U 单独作用应如何操作？可否直接将不作用的电源（1U 或2U ）短接置零？答：1U 单独作用时，应将电源2U 关闭（或移除），然后再将电压源2U 的位置上用导线短接；2U 单独作用时，应将电源1U 关闭（或移除），然后再将电压源1U 的位置上用导线短接。

不能直接将不作用的电源短接置零。

2．实验电路中，若有一个电阻改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？答：不成立。

二极管是非线性元件，叠加原理适用于线性电路，不适用于非线性电路。

3．电阻所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用实验数据进行计算并得出结论。

答：不能。

实验二 戴维南定理的验证1．根据戴维南定理，求出图11.2.3（a ）所示电路中单口网络（虚线所框部分）的开路电压U oc 、等效电阻R o 以及短路电流I sc ，并与实验所测值进行比较，分析误差产生的原因。

答：3411324()O C R R U U R R R R =-++24112341234()////SC R R U I R R R R R R R R =-+++1324////O R R R R R =+或SCOC O I U R =2．若如图11.2.3（a ）所示电路中的单口网络（虚线所框部分）含有二极管时，戴维南定理还成立吗？为什么？答：不成立，戴维南定理不适用于非线性单口网路。

3．比较几种测量有源线性单口网络等效内阻的方法，分析其优缺点。

答：（1）开路电压-短路电流法。

在线性有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压U oc ，然后再将其输出端短路，测其短路电流I sc ，且内阻为：R o =U o /I sc 。

该方法不宜测量等效电阻很低的有源线性单口网络。

（2）直接测量法。

将被测线性有源网络内的所有独立源置零，然后用万用表的欧姆档去测负载开路后a 、b 两点间的电阻值，此值即为被测网络的等效电阻R o 。

第十章练习题1.集成运算放大器是：( )(a)(b)(c) 直接耦合多级放大器阻容耦合多级放大器变压器耦合多级放大器2.集成运算放大器的共模抑制比越大,(a)差模信号放大倍数越大；(b)带负载能力越强；(c)抑制零点漂移的能力越强3.电路如图10-1所示，( )(a)串联电压负反馈(c)串联电流负反馈表示该组件:RF2 引入的反馈为并联电压负反馈(b)4.比例运算电路如图( )(a) RF图10-1 10-2所示，该电路的输出电阻为：5.电路如图10-3( )(a)图 1 (b)图 2 (c)图 3图 10-69. 电路如图10-7所示，该电路为：(a)比例运算电路(b)比例一积分运算电路(C)微分运算电路G-只_________ B ---- L ___」\—— - g + +1R i?S3图 10-36.电路如图 10-4 ( ) (a)加法运算电路;所示, 则该电路为: (b)反相积分运算电路; (C)同相比例运算电路R F7.电路如图 10-5 ( ) (a)加法运算电路(b)减法运算电路 所示, 该电路为: R iO OR 2图 10-4(c)比例运算电路图 10-58.电路如图10-6所示，该电路为： ( ) (a)加法运算电路 (b)减法运算电路 U i2 O(c)比例运算电路R―O uo10.电路如图10-8 所示试求：(1)当R p滑动点滑动到(2)当R p滑动点滑动到(3)当R p滑动点滑动到11.电路如图10-9所示，⑴开关S i，S3闭合,(2)开关S i，S2闭合,要求:525312. 电路如图(1)当R(2)当R(3)当R打开时,打开时,写出u O与u的关系式;写出U o与U的关系式。

R为可变电阻,10-10所示，R时，u o等于多少？0.8R时，U o等于多少?1.2R时，U o等于多少？图10-9电压U 9V ，试求：A点时,B点时，C 点(R,U o ?u o ?的中点)时，U o电位器R p的阻值为20k 013.电路如图14.电路如图U3 1V,15.电路如图10-11所示,10-12所示求输出电压10-13所示,R F2 F3图10-1010k , U| 1V 求输出电压U o。

第1 页共6 页第十章练习题1. 集成运算放大器是：答( ) (a) 直接耦合多级放大器(b) 阻容耦合多级放大器(c) 变压器耦合多级放大器2. 集成运算放大器的共模抑制比越大，表示该组件：答( ) (a) 差模信号放大倍数越大；(b) 带负载能力越强；(c) 抑制零点漂移的能力越强3. 电路如图10-1所示，R F2引入的反馈为：答( ) (a) 串联电压负反馈(b) 并联电压负反馈(c) 串联电流负反馈(d) 正反馈- ∞＋＋- ∞＋＋R 1R 2R3R F1u OR F 2u i图10-1 4. 比例运算电路如图10-2所示，该电路的输出电阻为：答( ) (a) R F (b) R 1+R F (c) 零- ∞＋＋R 1R Fu Ou i图10-2 5. 电路如图10-3所示，能够实现u u O i=-运算关系的电路是：答( ) (a) 图1 (b) 图2 (c) 图3 图10-3 6. 电路如图10-4所示，则该电路为：答( ) (a)加法运算电路；加法运算电路； (b)反相积分运算电路； (c) 同相比例运算电路同相比例运算电路- ∞＋＋u iR 1R 2R F图10-4 7. 电路如图10-5所示，该电路为： 答 ( ) (a) 加法运算电路加法运算电路 (b) 减法运算电路 (c) 比例运算电路比例运算电路- ∞＋＋RRRu Oui 1u i2图10-5 8. 电路如图10-6所示，该电路为： 答 ( ) (a) 加法运算电路加法运算电路 (b) 减法运算电路 (c) 比例运算电路比例运算电路- ∞＋＋RRRRu Ou i 1u i2图10-6 9. 电路如图10-7所示，该电路为：所示，该电路为： 答 ( ) (a)比例运算电路比例运算电路 (b) 比例—积分运算电路积分运算电路 (c) 微分运算电路微分运算电路- ∞＋＋R FRC FR 1u Ou I图10-7 10. 电路如图10-8所示所示 ，输入电压u I V =1，电阻R R 1210==k W ， 电位器R P 的阻值为20k W 。

第一章测试1.三相半波可控整流电路的自然换相点是（）。

A:交流相电压的过零点B:比三相不可控整流电路的自然换相点滞后60°C:本相相电压与相邻相相电压正半周的交点处D:比三相不可控整流电路的自然换相点超前30°答案:C2.三相半波可控整流电路中，如果三个晶闸管采用同一组触发装置来触发，α的移相范围是（）。

A:0°~ 90°B:0°~ 120°C:0°~ 60°D:0°~ 150°答案:D3.三相半波可控整流电路各相触发脉冲相位差为（）。

A:60°B:90°C:120°D:180°答案:C4.当α为（）时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。

A:30°B:60°C:120°D:0°答案:A第三章测试1.在低频信号发生器中，震荡电路通常选用（）。

A:RC移相式B:RC桥式C:石英晶体D:LC答案:B2.正弦波振荡器的基本组成是（）。

A:基本放大器、正反馈网络和选频网络B:基本放大器和反馈网络C:基本放大器和选频网络答案:A3.要使正弦波振荡器能正常工作，它应满足（）。

A:相位平衡条件和振幅平衡条件都需要同时满足B:振幅平衡条件C:相位平衡条件答案:A4.任何“由扰动”，如接通直流电源、电源电压波动、电路参数变化等，都能供给振荡器作为初始信号。

A:错B:对答案:B5.放大器具有正反馈特性时电路必然产生自激振荡。

A:错B:对答案:A6.在采用正反馈的情况下，如果正弦波振荡电路反馈的相移是180°，则放大电路相移也应该是180°，这样才满足相位平衡条件。

A:错B:对答案:B第四章测试1.直接耦合放大电路级数越多，零点漂移越大。

（）A:对B:错答案:A2.直接耦合放大电路能够放大缓慢变化的信号和直流信号，但不能放大漂移信号。

集成运放内部电路原理
集成运算放大器（简称集成运放）是一种将多个电子器件集成在一块单晶硅芯片上的电子器件。

其内部电路原理如下：
1. 输入级：由差分式放大电路组成，利用其对称性可提高电路性能。

2. 中间电压放大级：主要作用是提高电压增益，由多级放大电路组成。

3. 输出级电压增益为1，但为负载提供功率。

此外，集成运放的电路中还包括偏置电路，用于提供偏置电压以及对输入信号交流成分进行放大。

输入信号首先经过隔直电容过滤其直流成分，然后通过直流偏置信号进行放大。

反馈电阻和反向端电阻用于确定放大倍数。

整个电路具有同相输入端P、反相输入端N和输出端O。

当P端加入电压信号时，O端输出同相的电压信号；N端加入电压信号时，O端输出反相的电压信号。

此外，该电路还可以抑制共模信号，当输入信号中含有共模噪声时，将被抑制。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅集成运放相关书籍或咨询专业人士。

（2）并联负反馈使输入电阻减少由于基本放大电路与反馈电路在输入回路中并联，如图所示，由于，在相同的V i作用下，因I f的存在而使I i增加，因此，并联负反馈使输入电阻R if=V i/I i减小。

所以，并联负反馈使输入电阻减小倍。

●负反馈对放大电路输出电阻的影响◆电压负反馈使输出电阻减小电压负反馈取样于输出电压，又能维持输出电压稳定，即是说，输入信号一定时，电压负反馈的输出趋于一恒压源，其输出电阻很小。

有电压负反馈时的闭环输出电阻为无反馈时开环输出电阻的1/(1+ )①。

反馈愈深，R of愈小。

◆电流负反馈使输出电阻增加电流反馈取样于输出电流，能维持输出电流稳定，就是说，输入信号一定时，电流负反馈的输出趋于一恒流源，其输出电阻很大。

有电流负反馈时的闭环输出电阻为无反馈时开环输出电阻的1/(1+ )倍。

反馈愈深，R of愈大11.2.5 深度负反馈放大电路近似计算的一般方法● 近似计算的根据 根据和的定义 ，在 中，若 ， 则 即 所以有此式表明，当 时，反馈信号 与输入信号 相差甚微，净输入信号 甚小，因而有对于串联负反馈有 （虚短）， ；对于并联负反馈有 、， （虚断）。

利用“虚短”、“虚断”的概念可以以快速方便地估算出负反馈放大电路的闭环增益 或闭环电压增益。

● 近似计算的方法1．判别反馈类型，正确识别并画出反馈网络。

注意电压取样时不要把直接并在输出口的电阻计入反馈网络；电流求和时不要把并在输入口的电阻计入反馈网络。

2．在反馈网络输入口标出反馈信号：电压求和为开路电压fv ，电流求和时为短路电流fi ，再由反馈网络求出反馈系数F 。

要注意标fv 时在反馈网络入口标上正下负；标fi 时必须在反馈网络入口以上端流入为参考方向。

3．求闭环增益 ，注意不同的反馈类型fA 的量纲不同。

4．由fA 求闭环源电压增益vsfA 。

电压取样电压求和时：s f vsf v v A A 0==电压取样电流求和时：00f vsf s s s sA v vA v i R R ===电流取样电压求和时：00L vsf f Ls sv i R A A R v v ''⋅'===电流取样电流求和时：00f L L vsfs s s sA R v i R A v i R R '''⋅===⋅其中：0i '是输出管的管端输出电流，即取样电流。