第16章习题集成运放理想集成运放例题.docx
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第16章习题集成运放理想集成运放例题
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）
Uo4=10VU05=2V
16-003、在图示电路中，设A1、A2、A3均为理想运算放大器，其最大输出电压幅值为±
12V。
1.试说明A1、A2、A3各组成什么电路？
2.A1、A2、A3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UO1、Uθ2、Uθ3的电压为多大？
（10分）
A组成电压跟随器;
1．A1组成反相比例电路，A2组成过零比较器，2．A1和A3工作在线性区，A2工作在非线性区；3．uO1=-10V，uO2=-12V，uO3=-6V。
16-301、试求图P7.8所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式
图P7.8
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：
RfRfRf
（a）UOUiiUi2
（1）UI^-2Uii-2Ui25Ui3
R1R2R1//R2
（b）
U^-RLUI1（V-RL）R3UI2（V-RL）R2U^-10UI110UI2U13
R1R1R2+R3R1R2+R3
（d）
UO八RUII-RuI2（I
RIR2
=-20u∣1-20u∣240u13
（C）UO送（UI2"）5∣2F）
+Rf、R4+“+Rf、R3
f）4u∣3（1f）-u∣4
R1//R2R4R3R//R2R4R3
U14
若Ri=R2=R^=Rf,贝U
16-304、电路如图题8.1.4所示，设运放是理想的，试求VQi>VQ2及VQ的值解：
A1、A2组成电压跟随电路
VQI=V1=-3V,VQ2=V2=4V
当VO1=0,VO2=0,V3=+3V时，A3的输出电压为
VO十E
R530
VP5（V3）（3V）=2V
R4R51530
Vo=1+岀仪2V=6/
J15丿
VO与Vo叠加得输出电压为
VO=VoVO--1V6V=5V
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
解A1、A2是电压跟随器，有
VN3一VP3
将上述方程组联立求解，得
16-308、电路如图所示，要求：
（1）写出输出电压UO与输入电压U∣1,u∣2之间运算关系的表达式。
⑵若RFI-Rl，Rz2=R，R^=Rl,与出此时UO与U∣1，U∣2的关系式。
答案：
（I）UO=（IR：
2）「宀RF2%
（2）若Ri=R,尺2=R2,则UO=UI2+u∣1
16-309、电路如图所示，R=IOOkJ,求输出电压UO与输入电压UI之间关系的表达式。
2Uo_-UI
UO
__UI
16-310、电路如图6所示，已知Uii=6V,Ui2=4V,R1=R2=R3=RF=2，求Uo
解：
根据理想集成运算放大电路的两个重要分析以具有:
（2）指出
16-311、理想运放电路如图5-4所示，求
（1）求电路中输出电压Uo表达式;
各级电路的反馈类型。
（I）Uo-
Ui；
R2
（4分）
（2）第一级:
第二级:
串联电压负反馈；
:
并联电压负反馈。
（3分）
（3分）
16-312、如图7,已知：
RF=100kΩ,当输出Uo=—（4uii+2ui2+0.5ui3）时，计算R11、R12、Rl3的值？
解:
该电路为反相加法运算电路。
Uo--（R^UiI—Ui2空Ui3）--（4Ui12Ui20.5Ui3）（2分）
RIIR12Rl3
R11=25kl】，R12=50k"R13=200k";（6分）
Uo和U°1与Ui的关系式，并
16-3116-314、运算放大器均工作在线性状态。
请分别写出指出运放的反馈类型。
（本小题8分）
（3分）
2分）
解：
Uo1=-（RFI/R1）Ui，（3分）
Uo=（1+Rf2∕R3）（1/2）U01=-1/2（1+Rf2∕R3）（RF1∕R1）Ui运算第一级是电压并联负反馈，第二级是电压串联负反馈。
16-315、如图所示电路，已知Ui=0.5V,计算Uo的值。
2∕fι
解：
前一级运算放大器为反相比例运算
所以其输出为Uoi=-（2R1∕R1）U=-2Ui（5分）
后一级运算放大器为同相比例运算
故其输出为Uo≡（1+2R2∕R2）Uoi=-6ui=-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
解设反馈星形电路中点的电位为
上两式联立，解得
2-30题2-曲图中.如果出现下列情况宀山分别是多少？
（1）R’短路*
（2）鸟矩路*
⑶艮开路•
解（I）K路.电路成为反相比例电路•反愤电阻为R-输人电阻局*%∕u1=-N5∙
C2）R1⅛路•电路成为反相比例电路•反馈电限为R.输人电⅛J⅞lt⅛∕⅛=-2.5β
（3）艮开路.电路成为反相比例电路，反馈电阻为输人电=
Iom血
IlM=IL=⅛=l⅛
IlM⅛"⅛
一二一‘・•
2030
⅛⅛=U
2-32如题2-32图所示电路M=IVg严求输出电压％解畑=一鈴昨=_2V
10V
2-33求题2-33图所示电路的电压增益％/际
解设输入星形电路中点的电位为UM
u...=u.r=0
10
20
解得
又
所以
+
10
2
3.4在图题3.4所示电路中，已知uiι=o.6V,Ui2=0.3v,试计算输出电压uo和平衡电阻
R4O
3.5图题3.5所示电路是一增益可调的反相比例运算电路，设
Rf
R^R4,试证明:
Uo
——1
Ri\、
Ui
3.6电路如图题3.6所示。
试问当
=50mV时，UO为多少?
>CO
Rf
-Tn-
图题3.6
3.8
图题3.8所示电路为增益可调的运放电路，试求电压增益AU的调节范围。
3.9
电路如图题3.9所示，求Uo的表达式。
若R^R^R^Rf,该电路完成什么功
能？
II__J
AB
Rfl-CD——
+
图题3.8
图题3.9
□
3.10
电路如图题3.10
所示，当开关S、
S2、S、S分别接通时，相应的放大器的电压
增益
AS1、AS2、AS3、
As4分别为多少?
图题
3.11
3.12
电路如图题3.12所示，试求开关
S在闭合与断开两种情况下，UO与Ui的关系式。
3.13
简单积分电路如图题3.13所示。
已知
RI=IOKj，C才0牛，Ui=IV,试求:
Uo从OV变化到-10V时所需要的时间?
图题3.13
C
3.15电路如图3.15所示，试求出输出电压Uo与输入电压Ui的关系。
JRfI
C=]
图题3.15
O
0
3.16反相输入加法电路如图压Uo的波形。
3.16（a）所示，输入电压的波形如图
3.16（b）,试画出输出电
〉IP152UT/S
图题3.16
第16章习题
（3）「o=0，（4）KCMR=∞°
1理想集成运放的技术指标有哪些？
答案
（1）Audo=∞,
（2）rid=∞,
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。
Uo=U°2-U°1「-UO^UO^-2Uo1
（C）
5图中，运放的最大输出电压是Uom=±15V,试求：
（1）Uo与Ui的关系。
（2）计算当输入信号分别为1mV,-ImV,10OmV,5V,-5V时，输出电压各为多少？
RF
100kΩ
题7.7图
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Uo
最大为±15V,那么，对应的最大输入电压U^+150mV。
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1mV、-1mV和100mV时，输出电压就分别是-10mV、10mV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5.3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。
R12≥KΩRflI曲
LlilO[11I
R222lΩ
Ui2——II一
Raιικ2
IJi3—
图5.3
解：
U。
=—5（Ui1+Ui2）+10Ui3
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