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运算放大器的工作状态判断

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第二章_集成运算放大器

第二章_集成运算放大器
RF。根据集成运算电路i1 的 “if 虚断”和“虚短”可得： u u 0
集成运算放大器
由图2-7可得：
i1
ui
u R1
ui R1
if
u uo RF
uo RF
由此得出：uo
RF R1
ui
该电路的闭环电压放大倍
数为：
Auf
uo ui
RF R1
图2-7 反相比例运算电路
集成运算放大器
电阻。如采用恒流源代替Rc,一般的中间放大级的电压增益
可达到60dB以上。
第三部分为输出级。其主要任务是输出足够大的电流， 能提高带负载能力。所以该级应具有很低的输出电阻和很高 的输入电阻，一般采用射极输出器的方式。
集成运算放大器
2.2 外形与符号 集成运放的外形有圆形、扁平形和双列直插式三种，如
开环是指运放未加反馈回路时的状态，开环状态下的差
模电压增益叫开环差模电压增益Aud。Aud＝uod/uid。用分贝表 示 则 是 2 0 lg｜Aud｜(dB)。 高 增 益 的 运 算 放 大 器 的 Aud 可 达 140dB以上，即一千万倍以上。理想运放的Ａud为无穷大。
集成运算放大器
4. 差模输入电阻rid
数为1，这时就成了电压跟随器，如图2-9所示。其输入电阻 为无穷大，对信号源几乎无任何影响。输出电阻为零，为一 理想恒压源，所以带负载能力特别强。它比射极输出器的跟 随效果好得多，可以作为各种电路的输入级、中间级和缓冲 级等。
该电路的反馈类型为串联电压负反馈。
集成运算放大器
同相输入比例运算放大电路主要工作特点：
uo Au 0
0
集成运算放大器
即
u u
由于集成开环放大倍数为无穷大，与其放大时的输出电

模拟电子技术》复习题

模拟电子技术》复习题

《模拟电子技术》复习一、选择题：1. 用直流电压表测得放大电路中某BJT各极电位分别是2V、6V、2.7V，则该BJT三个电极分别是 C 。

（A） B、C、E （B）.C、B、E （C）E、C、B2. 用直流电压表测得放大电路中某BJT各极电位分别是-9V、-6V、-6.2V，则该BJT三个电极分别是 B 。

（A） B、C、E （B）.C、E、B （C）E、C、B3. 测得某硅BJT各电极对地电压值分别为VC =6V，VB=0.7V，VE=0V，则该管子工作在A 。

（A）放大区（B）截止区（C）饱和区4. 测得某硅BJT各电极对地电压值分别为VC =6V，VB=4V，VE=3.6V，则该管子工作在B 。

（A）放大区（B）截止区（C）饱和区5. 稳压管的稳压区是其工作在 C 。

（A）正向导通（B）反向截止（C）反向击穿6. 当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 A 。

（A）增大（B）减小（C）不变7. 工作在放大区的某三极管，如果当IB 从12μA增大到22μA时，IC从1mA变为2mA，那么它的β值约为 C 。

（A）83 （B）91 （C）1008. 三极管放大电路的三种组态中， B 组态的电压放大倍数总是略小于1。

（A）共射（B）共集（C）共基9. 共射极放大电路的交流输出波形正半周失真时为 B 。

（A）饱和失真（B）截止失真（C）交越失真10.共射极放大电路的交流输出波形负半周失真时为 A 。

（A）饱和失真（B）截止失真（C）交越失真11.差分式放大电路是为了 C 而设置的。

（A）稳定电压增益（B）放大信号（C）抑制零点漂移12.共模抑制比是差分式放大电路的一个主要技术指标，它反映放大电路 A 能力。

（A）放大差模抑制共模（B）输入电阻高（C）输出电阻低13.用恒流源取代长尾式差分放大电路中的发射极电阻Re，将使电路的 B 。

（A）差模电压增益增大（B）抑制共模信号的能力增强（C）差模输入电阻增大14.差分式放大电路的共模信号是两个输入端信号的 C 。

理想运算放大器特点

理想运算放大器特点

理想运算放大器特点
集成运算放大器，简称运放。

三端元件（双端输入、单端输出的电路结构），抱负三极管，高增益直流放大器。

抱负运算放大器（有时简称运放）的特点如下：
（1）极大的输入电阻
高输入阻抗，输入端流入电流近于0，几乎不取用信号源电流，近于电压掌握特性，从而导出“虚断”概念；
（2）微小的输出电阻
具有（在负载力量以内）不挑负载，适应任意负载的特性。

后级负载电路的阻抗大小不会影响到输出电压。

（3）无穷大的电压放大倍数（可达百万或千万倍）。

这就打算了：在肯定供电电压条件下，放大器仅能工作闭环（负反馈）模式下，且实际的放大倍数是有限的；开环模式即为比较器状态，输出为高、低电平二态。

在闭环（有限放大倍数）状态下，放大器的脾性是随机比较两输入端的电位凹凸，不等时输出级即时做出调整动作，放大的最终目的，是使两输入端电位相等（其差为0V），从而导出“虚短”概念。

其实，在放大过程中，是在进行着“放大不离比较，比较不离放大”动态平衡的调整。

整个模拟电路教程，在高校或高职高专的正统教学规程上，其内容相当浩大，而学习难度尤高，尤其牵涉太多的高等数字运算，因而学习
运算电路，被相当多的学子视为畏途，更有人将模拟电路称之为“魔电”，越学越晕，导致不能学以致用。

以我本人几十年来对电子电路的原理把握和实践应用阅历为据，写就该章。

就我看来，整个运放电路的应用，假如用3个课时来解决掉，把握原理和检修方法，一步到位修运放电路，是完全可以实现的。

电工与电子技术第三章 集成运算放大器及其应用

电工与电子技术第三章 集成运算放大器及其应用

各级工作点相互影响 适于放大直流或变化缓慢的信号 电压放大倍数为各级放大倍数之积 零点漂移
零点漂移---当输入信号为零时，输出端电压 偏离原来的起始电压缓慢地无规则的上下漂动， 这种现象叫零点漂移。
产生原因---温度变化、电源电压的波动、电 路元件参数的变化等等。
第一级产生的零漂对放大电路影响最大。
∴ i 1＝ i f
即 ui/R1=－uo/ Rf
uo、ui 符合比例关系，负号表示输出输入电 压变化方向相反。
电路中引入深度负反馈， 闭环放大倍数Auf 与运放的Au无关，仅与R1、Rf 有关。
当R1＝Rf 时， uo＝－ui ，该电路称为反相器。 R2－－平衡电阻 同相端与地的等效电阻 。其作用是保持输入 级电路的对称性，以保持电路的静态平衡。
共模信号－－极性相同，幅值相同的信号。
u i1= u i2
差模输入（信号）
ui1 ui2 ui 2
IC1 IC2
UCE1 UCE2 u0 UCE1 Δ UCE2 2 UCE1
Ad 2 UCE1 / ui 2 UCE1 / 2ui1 UCE1 / ui1
i3 ui3 R3
i f u0 Rf
ui1 R1 i1
Rf if
ui2 R2 i2 ui3 R3 i3
－ ＋ ＋∞
uo
RP
u0 ui1 ui 2 ui 3 R f R1 R2 R3
uo R f ( ui1 ui2 ui3 ) R1 R2 R3
若 R1 R2 R3 R f
AOUi
uo
I－≈I+ ≈0
二、Rf if
ui R1 i1 R2

运算放大器的工作原理

运算放大器的工作原理

运算放大器的工作原理放大器的作用：1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。

用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。

原理:高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。

高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。

按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。

高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，运算放大器原理运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP）是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。

一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。

最基本的运算放大器如图1-1。

一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。

图1-1通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。

原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。

电子电路中的放大器设计与调试方法

电子电路中的放大器设计与调试方法

电子电路中的放大器设计与调试方法放大器是电子电路中非常重要的器件之一，它能够将输入信号放大，并输出到外部设备或驱动其他器件。

在电子设备、通信系统等领域中，放大器的设计和调试是一个常见的任务。

本文将详细介绍电子电路中放大器的设计和调试步骤，帮助读者更好地掌握这一技术。

一、放大器设计的基本原理1. 放大器的分类：放大器可分为分立元件放大器和集成电路放大器。

前者通常由晶体管、电阻、电容等离散器件组成，后者则集成在单个芯片中。

2. 放大器的工作原理：放大器主要依靠电流、电压或功率的增加来放大信号。

其中，共集、共基、共射三种基本放大电路是最常见的。

二、放大器设计的步骤1. 确定需求：首先，我们需要明确自己的需求，包括输出信号的幅值范围、带宽、失真要求等。

这一步对放大器设计至关重要，因为不同的需求将影响到放大器的电路设计。

2. 选择放大器的类型：基于对需求的了解，选择适合的放大器类型，如晶体管放大器、运算放大器等。

根据需求和电路复杂度的考量，可以选择分立元件放大器或集成电路放大器。

3. 确定放大器的工作状态：根据需求和放大器类型，确定放大器的工作状态，如放大器的偏置状态、电源电压等。

4. 电路设计：根据前面的确定，开始进行电路设计。

首先，绘制电路原理图，包括输入端、输出端、电源等部分。

然后，根据放大器的工作状态和性质，选择合适的电阻、电容等元件值，并进行电路计算。

5. 电路仿真：利用电子电路仿真软件，对设计的电路进行仿真。

通过仿真结果，可以分析电路的工作情况，如电压增益、频率响应、相位延迟等。

6. PCB设计：根据电路设计和仿真结果，进行PCB（Printed Circuit Board）设计。

这一步主要包括布线、焊接等工作。

7. 制作和组装：根据PCB设计，制作电路板，并进行元件的焊接和检查。

三、放大器调试的步骤1. 功率限制：在放大器调试之前，需要保证功率限制在安全范围内。

尤其是高功率放大器，过大的功率可能会损坏元件或导致其他问题。

电子技术放大电路部分1网络授课内容及习题

电子技术放大电路部分1网络授课内容及习题

放大电路与集成运算放大器学习要点1、掌握共射极放大电路的工作原理，理解静态工作点的概念，会估算静态工作点、电压放大倍数和输入、输出电阻2、了解射极输出器的电路组成及主要特点点和作用。

3、了解多级放大器信号耦合方式及特点。

4、会判断反馈的极性和类型。

5、了解理想集成运算放大器特点，会反相放大器和同相放大器等典型电路放大倍数的计算。

6、了解低频功率放大器的基本要求、类型及特点。

7、了解常用振荡器的作用及特点。

概念1、放大电路又称放大器，即能够不是真的将微小信号放大到所需数值的电路，基本特征是功率放大。

2、集成运放将多级放大电路完整的制作在半导体材料上，引出输入端、输出端、正负电源端及输出端，再加以封装，就制成一个集成运算放大器，简称集成运放。

8.1 基本放大电路是指由一个放大元件狗的放大电路，也称单管放大电路。

8.1.1 基本共射放大电路1、电路组成VT——三极管，工作在放大状态，起电流或电压放大作用。

+V CC——放大电路直流电源，给三极管提供偏置电压(发射结正向偏压，集电结反向偏压)，同时为输出号提供能量。

R b——基极偏置电阻，电源V CC通过R b向基极提供合适的偏置电流I B。

R C——集电极偏置电阻，将三极管集电极电流的变化量转化集电极电压的变化量。

C1、C2——分别是输入、输出耦合电容，起“通交隔直”作用。

2、静态（1）直流通路指将交流信号视为零，直流信号所流经的通路。

即利用电容的“通交隔直”作用，将电路中所有的电容器视为开路，绘制出的电路。

（2）静态工作点静态时三极管的直流电压U BE、U CE和对应的直流电流I B、I C，统称为静态工作点Q,，通常写为U BEQ、U CEQ、I BQ、I CQ。

估算公式如下：II BQ=VV CC−UU BEQ bb≈VV CC bbII CQ=ββII BQUU CEQ=VV CC−II CQ RR cc当电源电压确定后，R b对基本共射放大电路的工作点设置起重要作用，选择合适的R b，可以得到合适的I BQ,从而确定I CQ和U CEQ。

电子电路基础习题册参考答案-第四章

电子电路基础习题册参考答案-第四章

第四章集成运算放大器的应用§4-1 集成运放的主要参数和工作点= 1、理想集成运放的开环差模电压放大倍数为 Aud=∞，共模抑制比为 KCMR ∞，开环差模输入电阻为 ri= ∞，差模输出电阻为 r0=0 ，频带宽度为 Fbw=∞。

2、集成运放根据用途不同，可分为通用型、高输入阻抗型、高精度型和低功耗型等。

3、集成运放的应用主要分为线性区和非线性区在分析电路工作原理时，都可以当作理想运放对待。

4、集成运放在线性应用时工作在负反馈状态，这时输出电压与差模输入电压满足关系；在非线性应用时工作在开环或正反馈状态，这时输出电压只有两种情况；+U0m 或 -U0m 。

5、理想集成运放工作在线性区的两个特点：（1） up=uN ，净输入电压为零这一特性成为虚短，（2） ip=iN，净输入电流为零这一特性称为虚断。

6、在图4-1-1理想运放中，设Ui=25v,R=Ω，U0=,则流过二极管的电流为 10 mA ，二极管正向压降为 v。

7、在图4-1-2所示电路中，集成运放是理想的，稳压管的稳压值为，Rf=2R1则U0=-15 V。

二、判断题1、反相输入比例运算放大器是电压串联负反馈。

（×）2、同相输入比例运算放大器是电压并联正反馈。

（×）3、同相输入比例运算放大器的闭环电压放大倍数一定大于或等于1。

（√）4、电压比较器“虚断”的概念不再成立，“虚短”的概念依然成立。

（√）5、理想集成运放线性应用时，其输入端存在着“虚断”和“虚短”的特点。

（√）6、反相输入比例运算器中，当Rf=R1，它就成了跟随器。

（×）7、同相输入比例运算器中，当Rf=∞，R1=0，它就成了跟随器。

（×）三、选择题1、反比例运算电路的反馈类型是（B ）。

A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈2、通向比例运算电路的反馈类型是（A ）。

A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电压串联正反馈3、在图4-1-3所示电路中，设集成运放是理想的，则电路存在如下关系（ B ）。

《模拟电子技术》复习题综合(第5章)

《模拟电子技术》复习题综合(第5章)

《模拟电子技术》复习题综合（第5章）一、填空题1.集成运算放大器工作在线性区时，两输入端的电位可以近似为U+U-。

2.理想运算放大器的“虚短”和“虚断”的概念，就是流进运放的电流为，两个输入端的电压为，为保证运放工作在线性状态，必须引入反馈。

3.为了工作在线性工作区，应使集成运放电路处于状态；为了工作在非线性区，应使集成运放电路处于状态。

4.输入电阻很大的运算电路是比例运算放大器，电路中引入的是负反馈。

5.电压比较器中的集成运放通常工作在区，电路工作在状态或引入反馈。

6.在模拟运算电路时，集成运算放大器工作在区，而在比较器电路中，集成运算放大器工作在区。

7.过零比较器可将正弦波变为波，积分器可将方波变为波。

二、选择题1.为了工作在线性工作区，应使集成运放电路处于状态；为了工作在非线性区，应使集成运放电路处于状态。

A.正反馈B.负反馈C.正反馈或无反馈D.负反馈或无反馈2.关于理想集成运放的输入电阻和输出电阻论述正确的是。

A.输入电阻为∞，输出电阻为0B.输入电阻为0，输出电阻为∞C.输入电阻和输出电阻均为∞D.输入电阻和输出电阻均为03.右图所示电路的反馈类型和极性是。

A.电压串联负反馈B.电压串联正反馈C.电压并联负反馈D.电压并联正反馈4.右图所示电路的电压放大倍数为。

A.RRA Fuf-= B.RRA Fuf= C.RRA Fuf+=1 D.RRA Fuf-=17.为了从信号中提取高频部分，应选用。

A.低通滤波器B.带通滤波器C.高通滤波器D.带阻滤波器8.为防止50Hz电网电压干扰混入信号之中，应选用。

A.低通滤波器B.带通滤波器C.高通滤波器D.带阻滤波器9.为获取信号中的直流成分，应选用。

A.低通滤波器B.带通滤波器C.高通滤波器D.带阻滤波器三、判断题：1.在运算电路中，同相输入端和反相输入端均为“虚地”。

（）2.运算电路中一般均引入负反馈。

（）3.电压比较器的阈值电压是使集成运放同相输入端电位和反相输入端电位相等的输入电压。

模电第02章+运算放大器(康华光)

模电第02章+运算放大器(康华光)
vp ip +
- A(vp-vn)
其中： 其中： (1)线性工作 放大 区 线性工作(放大 线性工作 放大)区 -ε<(vp- vn)<ε时, vo=A(vp-vn) ε 很小。 ε＝Vom/A ，很小。 (2)正向饱和区 正向饱和区 vp-vn>+ε 时, vo=+Vom ε (3)反向饱和区 反向饱和区 vp-vn <-ε时, vo=-Vom (5-7)
Rf R1 + vi _ _ +
104
+ RL
+ vo _
经整理后得： 经整理后得：
A R1 vo = v i =9.99vi 1+ A 1 1 + + Rf R1 ri
v+= 0 vo= A(v+-v-)
当：(1) vi =0.1V时, vo ≈1V 时 (2) vi =1V时: 时 vo ≈ 5V
(5-5)
二、 运算放大器的电路模型 放大电路处在线性工作状态且信号源单独作用时： 放大电路处在线性工作状态且信号源单独作用时： 信号源单独作用时 从净输入端( 之间看进去运放等效为r 从净输入端 vp-vn)之间看进去运放等效为 i ，从输出 之间看进去运放等效为 vo~地⊥之间看进去运放用戴维宁定理等效为一个受控 地 恒压源A(v 和一个内阻r 恒压源 p-vn)和一个内阻 o相串联。 和一个内阻 相串联。 1.实际运算放大器的特点 实际运算放大器的特点 开环电压放大倍数 很大 A=106~108 ——很大 差摸输入电阻 ri =106~1011 ——很大 很大 输出电阻 ro=10~100 ——很小 很小 很大 共模抑制比 KCMR=80dB~140dB ——很大
vp

运算放大器参数

运算放大器参数

运算放大器参数运算放大器是一种重要的电子元件，它在电路中起到了放大信号的作用。

运算放大器的参数对于电路的设计和性能有着至关重要的影响。

本文将从运算放大器的参数入手，探讨其对电路的影响。

我们来看看运算放大器的增益。

增益是指输出信号与输入信号之比，它是运算放大器最基本的参数之一。

增益越大，输出信号就越强，但同时也会增加噪声和失真。

因此，在设计电路时需要根据实际需要选择适当的增益。

运算放大器的输入阻抗也是一个重要的参数。

输入阻抗越大，输入信号就越容易被放大器接收，但同时也会增加噪声和失真。

因此，在设计电路时需要根据实际需要选择适当的输入阻抗。

运算放大器的输出阻抗也是一个重要的参数。

输出阻抗越小，输出信号就越容易被外部电路接收，但同时也会增加功耗和失真。

因此，在设计电路时需要根据实际需要选择适当的输出阻抗。

运算放大器的带宽也是一个重要的参数。

带宽是指放大器能够放大的频率范围，它决定了放大器能够处理的信号的频率范围。

带宽越大，放大器就能够处理更高频率的信号，但同时也会增加功耗和失真。

因此，在设计电路时需要根据实际需要选择适当的带宽。

运算放大器的偏置电压也是一个重要的参数。

偏置电压是指放大器的输入端电压与输出端电压之差，它决定了放大器的工作状态。

偏置电压越小，放大器就能够更精确地放大信号，但同时也会增加噪声和失真。

因此，在设计电路时需要根据实际需要选择适当的偏置电压。

运算放大器的参数对于电路的设计和性能有着至关重要的影响。

在设计电路时，需要根据实际需要选择适当的参数，以达到最佳的性能和效果。

电子技术基础第5章-(4学时)集成运算放大器应用电路

电子技术基础第5章-(4学时)集成运算放大器应用电路

三、 减运算
（1）利用差分式电路实现减法运算
Rf uO (uI2 uI1 ) R
实现了差分 放大电路
根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：
vN vP
v I1 v N v N vO R1 Rf v I2 v P v P 0 R2 R3
R3 R1 Rf Rf vO ( )( )vI2 v I1 R1 R2 R3 R1
当
Rf R3 Rf (v I2 v I1 ) , 则 vO R1 R1 R2
（2）利用反相信号求和实现减法运算
第一级反相比例
v O1
Rf 1 v S1 R1
第二级反相加法
vO
即
Rf 2 Rf 2 v S2 v O1 R2 R2
当 Rf 1 R1 ，Rf 2 时 R2
断开反馈，在断开处给放大电路加 f＝f0的信号Ui，且规 定其极性，然后根据 Ui的极性→ Uo的极性→ Uf的极性 若Uf与Ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电 路不可能产生自激振荡。
运放的传输特性
线性工作状态
V+-V-=Vo/AU≈0 Rid≈∞
1.理想运放的同相和反相输入端电流近似为零
I+=I-≈0
2.理想运放的同相和反相输入端电位近似相等 V+=V-
由于理想运放的输入电阻非常高，在分析处于线性状 虚断 态运放时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性 称为虚假开路，简称虚断。
其中
vI (t )
滤波电路
vO ( t )
A( j ) A( j ) e j ( ) A( j ) ( )
—— 相位角，相频响应
A( j ) —— 模，幅频响应

运放电路分析

运放电路分析

5-21
§5.3 含理想运放的电路分析
负载电阻 RL与输出电 压u2 的关系为
R 2 // R L u2 = u1 R 1 + R 2 // R L ≠ R2 u1 R1 + R 2
加入电压跟随器后，
R2 u2 = u1 R1 + R 2
输出电压u2不受负载电阻的影响 即负载电阻的作用被“隔离”
5-22
5-5
§5.1 运算放大器的电路模型
3. 运算放大器的外特性
在直流和低频信号的条件下，运放输出电压uo 与差动输入电压ud的特性曲线 其传输特性可分三个区域： ①线性工作区：
ud<|ε|，uo＝Aud
②正向饱和区：
ud >ε，uo＝Usat
③反向饱和区：
ud <－ε，uo＝Usat
5-6
§5.1 运算放大器的电路模型
ui1 − u − u− − uo i1 = i f ⇒ = R1 Rf
u+
＋
Rf ⎛ Rf ⎞ − Rf ⎛ R f ⎞ R3 uo = ⎜1 + ui1 = ⎜1 + ui 2 − ui1 ⎟u − ⎟ R1 ⎠ R1 R1 ⎠ R2 + R3 R1 ⎝ ⎝
5-23
§5.3 含理想运放的电路分析
运算放大器可以完成比例、加减、积分与微分以及 乘除等运算，下面给出其中几种运算电路。
5-17
§5.3 含理想运放的电路分析
1. 加法运算
(a)根据“虚短”：
u− = u+ = 0
所以,电流为
ui1 , i1 = R1 ui 2 , i2 = R2 ui 3 , i3 = R3 uo if = − Rf

模拟电子-8-9章题+答案

模拟电子-8-9章题+答案

第8章信号处理电路一、填空题1．有源滤波电路中的集成运放工作在线性区，集成运放的作用是作为放大元件，电路中通常引入一个负反馈。

2．电压比较器中的集成运放工作在非线性区，集成运放的作用是作为开关元件，集成运放一般工作在开环状态。

3. 信号处理电路中，为了在有效信号中抑制50Hz的工频干扰，应该选用带阻滤波器；为了抑制频率高于20MHz的噪声，应该选用低通滤波器。

4. 信号处理电路中，为了保证有效信号为20Hz至200kHz的音频信号，而消除其他频率的干扰及噪声，应该选用带通滤波器；为了抑制频率低于100Hz的信号，应该选用高通滤波器。

二、选择题1. 某一滤波电路，只允许频率低于200Hz或者高于300kHz的信号通过，则该电路是（D ）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器2. 某一滤波电路，能够将频率高于800KHz的信号全部过滤掉，则该电路是（B ）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器3. 某一滤波电路，只有频率在80Hz至120kHz之间的信号才能通过，则该电路是（C ）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器4. 某一滤波电路，能够将频率低于50MHz的信号全部过滤掉，则该电路是（A ）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器三、判断题1、电压比较器的输出只有两种状态:高电平和低电平。

（对）2、在电压比较器中，集成运算放大器常工作在非线性区。

（对）3、在电压比较器中，集成运算放大器常工作在线性区。

（错）4、从电路结构看，电压比较器中的集成运算放大器常处于开环状态。

（对）5、从电路结构看，电压比较器中的集成运算放大器常处于闭环状态。

（错）6、过零比较器的门限电平等于零。

（对）7、单限比较器是指只有一个门限电平的比较器。

（对）8、为了使电压比较器输出状态的转换更加快速，可以在电路中引入正反馈。

（对）9、为了使电压比较器输出状态的转换更加快速，可以在电路中引入负反馈。

运算放大器经典问题解析

运算放大器经典问题解析

运算放大器经典问题解析1.一般反相/同相放大电路中都会有一个平衡电阻，这个平衡电阻的作用是什么呢？(1) 为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。

芯片内部的电路通常都是直接耦合的，它能够自动调节静态工作点，但是，如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地，它的自动调节功能就不正常了，因为芯片内部的晶体管无法抬高地线的电压，也无法拉低电源的电压，这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件，电路需要另外分析。

(2)消除静态基极电流对输出电压的影响，大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡，这也是其得名的原因。

2.同相比例运算放大器，在反馈电阻上并一个电容的作用是什么？(1)反馈电阻并电容形成一个高通滤波器, 局部高频率放大特别厉害。

(2)防止自激。

3.运算放大器同相放大电路如果不接平衡电阻有什么后果?(1)烧毁运算放大器，有可能损坏运放,电阻能起到分压的作用。

4.在运算放大器输入端上拉电容，下拉电阻能起到什么作用？(1)是为了获得正反馈和负反馈的问题，这要看具体连接。

比如我把现在输入电压信号，输出电压信号，再在输出端取出一根线连到输入段，那么由于上面的那个电阻，部分输出信号通过该电阻后获得一个电压值，对输入的电压进行分流，使得输入电压变小，这就是一个负反馈。

因为信号源输出的信号总是不变的，通过负反馈可以对输出的信号进行矫正。

5.运算放大器接成积分器，在积分电容的两端并联电阻RF 的作用是什么？(1) 泄放电阻，用于防止输出电压失控。

6.为什么一般都在运算放大器输入端串联电阻和电容？(1)如果你熟悉运算放大器的内部电路的话，你会知道，不论什么运算放大器都是由几个几个晶体管或是MOS 管组成。

在没有外接元件的情况下，运算放大器就是个比较器，同相端电压高的时候，会输出近似于正电压的电平，反之也一样……但这样运放似乎没有什么太大的用处，只有在外接电路的时候，构成反馈形式，才会使运放有放大，翻转等功能……7.运算放大器同相放大电路如果平衡电阻不对有什么后果?(1)同相反相端不平衡，输入为0 时也会有输出，输入信号时输出值总比理论输出值大（或小）一个固定的数。

第四章 集成运算放大器各种运用

第四章 集成运算放大器各种运用

的R1对应于当具用有R1内+R阻s代Rs替的，信为号了源不，使上电面压公增式益中 受Rs的太大影响，R1应该取大一些。但为了 保运证 放输 的入 内电 阻流，远对大于于通偏用置型电运流放，，RR11应 不宜远小超于过 数十千欧，反馈电阻RF越大则电压增益越大， 但要求反馈电流也应远大于偏置电流，所以 RF也不能取得过大，通常不宜超过兆欧。因 此，当Rs达到数千欧时，这个电路难以获得 高增益。另外，反相放大器是并联负反馈电
集成运放的基本组成
右图是运算放大器
的电路符号。它有两个 输入端和一个输出端。 反相输入端标“-”号， 同相输入端标“+”号。 输出电压与反相输入电 压相位相反，与同相输 入电压相位相同。此外 还有两个端分别接正、 负电源，有些集成运放 还有调零端和相位补偿 端。在电路中不画出。
二. 集成运算放大器的使用
由于集成运放具有性能稳定、可靠性高、寿命 长、体积小、重量轻、耗电量少等优点得到了广泛 应用。可完成放大、振荡、调制、解调及模拟信号 的各种运算和脉冲信号的产生等。
本章将介绍集成运放的基本知识、基本电路及 其主要应用。
主要内容
第一节 运算放大器的基本知识 第二节 运算放大器的基本电路 第三节 运算放大器的应用
因Ii=0，故i1≈if，因此 又因u+≈u-，因此
uo与ui之间的比例 关系也与运放本身
的参数无关，电路
精度和稳定度都很 高。KF为正表示uo 与ui同相，并且KF 总是大于或等于1， 这一点与反相放大 器不同。
当RF=0时KF=1，电路就变成电压 跟随器。
同相放大器实际上是一个电压串 联负反馈放大器，因此其输入阻抗高、 输出阻抗低，而且增益不受信号源内 阻的影响。该电路的不足是其共模抑 制比CMRR不太大。
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. . 运算放大器工作状态的判断 一、摘要 运算放大器最早被设计出来的目的是用来进行加、减、微分、积分的模拟数学运算，因此被称为“运算放大器”。同时它也成为实现模拟计算机的基本建构单元。然而，理想运算放大器的在电路系统设计上的用途却远超过加减等的计算。今日的运算放大器，无论是使用晶体管或真空管、分立式（discrete）元件或集成电路元件，运算放大器的效能都已经逐渐接近理想运算放大器的要求。目前运算放大器广泛应用于家电，工业以及科学仪器领域。一般用途的集成电路运算放大器售价不到一美元。（以上引自维基百科） 由于运放的运用十分广泛，因此，学习了解它的特性变得十分重要。 运算放大器的工作状态大致可以分为线性工作状态和非线性工作状态。它们的电路工作特点和功能有着本质的区别。所以，我们主要需要掌握分析一个运算放大器到底工作在哪个工作状态的能力。其中要能工作在线性状态必须接入一个负反馈，才能保证运算放大器工作在线性状态实现运算放大功能。而要工作在非线性状态则运放必须开环或者接入一个正反馈，开环下一般用于单门限比较器，而正反馈则用于迟滞比较器。 一般情况下反馈放大器网络拓扑模型如下图所示： .

. (1) 若AF=0则开环； (2) 若AF<0则为负反馈； (3) 若AF>0则为正反馈； (4) 若AF>1则为正反馈且与A反相； 在接下来的报告里，我们以一个简单的加法器为例，对其中运放在不同条件的的工作状态进行详尽的理论分析和仿真验证。 二、理论分析

一个加法器的电路图如下：

假设这个运算放大器的开环增益为A （1）由电路图分析可得：

VCCVEER4

10kΩVoutVi-R310kΩR110kΩU1R210kΩVi+

=1foiAAxxAF

&&&&

&&.

. i434out43

3VRRRVRRRV

，式①

-i212out211-VRRRVRRRV，式②

由式①、式②可得：



-i212out211i434out433-outVRRR-VRRR-VRRRVRRR

AV-V(V）A



-i212i434out21434132VRRR-VRRRAVARRRRRR-RR

-1

所以这种运算放大器电路的工作状态主要取决于：4132RRRR与 的大小关系。 （2） 若：4132RRRR，则：



-i212i434-ii434outVRRR-VRRRAV-VRRAR

V）（

因为A→无穷大，此时电路为单门限比较器（开环） （3）若4132

RRRR

，则：

-i3241432i3241214outVRR-RRRRR-VRR-RRRRRV

分别就大于和小于关系进行讨论。 （4）若4132RRRR，则： -i3241432i3241214outVRR-RRRRRVRR-RRRRR-V

此时电路为迟滞比较器（正反馈） （5）若4132RRRR，则： -i3241432i3241214outVRR-RRRRRVRR-RRRRRV . . 此时电路为线性放大（负反馈） 三、实验仿真验证（基于Multisim10.0）

（一）4132RRRR

（1）若4132RRRR时



-i212i434-ii434outVRRR-VRRRAV-VRRAR

V）（

因为A→无穷大，所以此时电路为单门限比较器（开环） （2）仿真验证： 我们取K20RRRR4132，即满足4132RRRR，

此时-iioutV-V2AV

由于A取无穷大所以，此时电路表现为单门限比较器，在输入正弦波的时候输出波形为方波。 .

. 理论分析与仿真结果一致，证明结论是正确的。 （二）4132RRRR （1）若4132RRRR，则： -i3241432i3241214outVRR-RRRRRVRR-RRRRR-V

此时电路为迟滞比较器（正反馈） （2）仿真验证： 这里取k15R20KRRR4132，，；0V-i

满足4132RRRR关系式成立； 则i-i3241432i3241214outV6VRR-RRRRRVRR-RRRRR-V .

. 理论分析与仿真结果一致。 在实际焊接得到的电路中测试则并没有得到同样的结果，原因是理论计算是只计算了反馈网络一次反馈的结果，而仿真也只计算了一次，而在实际电路中，这种反馈随时间的累加会超过供电电压而使运放进入非线性，电路发生自激不能稳定工作。 . . （三） 4132RRRR （1）若4132RRRR，则： -i3241432i3241214outVRR-RRRRRVRR-RRRRRV

此时电路为线性放大（负反馈） （2）仿真验证： K10R1KRRR4132，，；0V-i

则： i-i3241432i3241214outV920VRR-RRRRRVRR-RRRRRV

当输入为正弦波的时候，输出也应该为正弦波，放大器工作在线性状态。 .

. 理论分析与仿真结果一致，证明结论是正确的。 三、运放的应用实例:

(1) 对于上图电路，若二极管支路导通，那么电路就处于负反馈状态。此时：.

. ）（onDZoutout122VVVVRRR

）（））（（onDZonDZ12outVV2VVRR1V

(2)对于上图电路 若：）（onDZoutVV2V 则：Vinon

若：）（onDZoutVV2-V

则：Vin>VTL=-（VDZ+Von） 此时，电路工作在非线性状态，得到如图波形： .

. （3）差分放大 3outout43

3V-VVRRR

3343outV5.2VRR1V）（ . . 341334434313out43131RVRRRVRRRRRRRVRRRRI）（）（

341iR

RRR

仿真验证，理论计算是正确的，用这种电路可以设计一个差分放大电路。

(4) 电流放大与电流电压转换:

利用这种电路可以实现电流的放大: 14143out3RIRR-RRVI 利用这种电路可以实现电流电压转换： 11outout43

3IRVVRRR

11143outI50-IRRR1-V）（ （5）电压电流转换 . . 如果RL

从而实现电压电流的转换。

（6）负电阻

1234RRRRR3421

134341212outinoinRRRRVVVVRRRRRRRR



1outoininVVVV

55ininRVVIR.

. UsRR1Uo24）（ f1R

R-Ri

四、总结 运算放大器的工作状态，主要取决于电路中正反馈占主要地位还是负反馈占主要地位。若负反馈占主要地位，则为线性工作状态；若正反馈占主要地位，则为非线性工作状态。 根据运算放大器的不同工作状态，可以实现不同的电路功能。如果运算放大器工作在线性状态（负反馈状态），可以设计线性放大电路。若电路工作在正反馈或者是开环状态，那么我们可以用来设计单门限比较器、滞回比较器等。 . . 五、关于研讨式教学的体会和建议 从这个学期的经历来看，研讨式教学不同于老师一个人在课堂讲授的模式，而是把研讨任务布置给学员自己，让自己去自学并做报告，老师则在一旁指导。这种教学方法能调动大家的积极性，提高自己的动手能力，并且从知识掌握的角度来讲，个人亲自动手计算、仿真、验证得到的体会往往比从老师讲授而得来的体会更加深刻。 给老师的建议是，建议给更多的研讨题目，由同学自己选一个去进行研究，这样，最后大家可以互相交流成果，提高学习效率。