模擬電路第七章課后習(xí)題答案

第七章習(xí)題與思考題

??習(xí)題7—1在圖P7—1所示的放大電路中，已知Ri=R2=R5=R7=R8=10kQ,

R6=R9=R10=20kQ：

①試問1%和L分別應(yīng)選用多大的電阻；

②列出U01、U,,2和U0的表達(dá)式；

③設(shè)u1i=3V,Ui2=lV,則輸出電壓u°=?

解：

①&=鳥〃&=(10〃1。)心=52，自=&〃5=(10〃2°師36.67林1

eR，10“飛、「10、?<

②uo\-一■=一至"“=_〃"，uo2=0+—)UI2=(1+—)M/2=1-5M>

Aj1U/<6NU/2

③w?=2wn+3W,2=(2x3+3xl)V=9V

本題的意圖是掌握反相輸入、同相輸入、差分輸入比例運(yùn)算電路的工作

原理,估算三種比例電路的輸入輸出關(guān)系。

??習(xí)題7-2在圖P7-2所示電路中，寫出其

輸出電壓Uo的表達(dá)式。

解:

本題的意圖是掌握反相輸入和同相輸入比例

電路的輸入、輸出關(guān)系。

??習(xí)題7-3試證明圖P7-3中，==(1+旦)(松-%)

解：

關(guān)系。

??

解：

/心

??習(xí)題7-5列出圖P7-5所示電路中輸出電壓u。的表達(dá)式。

解：

本題的意圖是掌握反相輸入和同相輸入比例運(yùn)算電路的輸入、輸出關(guān)

??習(xí)題7-6試設(shè)計一個比例運(yùn)算放大器，實(shí)現(xiàn)以下運(yùn)算關(guān)系：

uo=0.5uI0請要求畫出電路原理圖，并估算各電阻的阻值。希望所用電阻

的阻抗在20kQ至200k。的范圍內(nèi)。

解：

上圖為實(shí)現(xiàn)本題目要求的一種設(shè)計方案，使

—(—0.5)x(―1)—0.5,=0.5〃/o

=Auf[-AUJ-2即uo

本題的意圖是在深入掌握各種比例運(yùn)算電路性能的基礎(chǔ)上,采用適

當(dāng)電路實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)算關(guān)系。以上只是設(shè)計方案之一。

??習(xí)題7-7i為阻值在IkQlOkQ之間可調(diào)的電位器，R2=R3=20kQ,

R1=R5=33kQ,R6=R7=100kQ,試估算電路的輸出電壓與輸入電壓之間的比

例系數(shù)的可調(diào)范圍。

解：

輸出電壓與輸入電壓之間的比例系數(shù)即，

U]

當(dāng)R1阻值為1k。時一，4=一些(1+士生卜—124.2,

331

當(dāng)R1阻值為1Ok。時、A,=_122(1+0包房—15.2。

3310

本題的意圖是了解三運(yùn)放數(shù)據(jù)放大器的特點(diǎn),并學(xué)習(xí)估算其電壓放大

倍數(shù)。

??習(xí)題7-8尸1MQ,R2=330kQ,R3=510kQ,R“=lkQ,試列出電路的

輸出輸入關(guān)系，并估算輸入電阻R。

解：

Uo=_(?2&+，3n，4=3h

R尸

$R

Uo=一口2氏2+(-----------UI

圖7.2.8

a+R產(chǎn)

A"=%=——晨2，R.=&=麗

本題的意圖是了解T型反饋網(wǎng)絡(luò)比例電路的特點(diǎn),學(xué)習(xí)估算電壓放

大倍數(shù)和輸入電阻。

??習(xí)題7-9寫出圖P7-9(a)和(b)所示運(yùn)算電路的輸入輸出關(guān)系。

解：

10s

(a)〃O1=------j-=-[0〃/]

44144

(b)U—--U+(1H--)X----U+(1H--)X----U4〃/]+〃/2+44/3

0n1nn11+4/211+4/3

本題的意圖是對比例電路及求和電路進(jìn)行綜合訓(xùn)練。

??習(xí)題7-10試用集成運(yùn)放組成一個運(yùn)算電路，要求實(shí)現(xiàn)以下運(yùn)算關(guān)

系：

解：

如上圖所示，采用兩級反相求和電路實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)算關(guān)系，使第一

級：um=-(2MZI+0.1W,3);第二級：wol=-(uol+5i//2)=2w/l-5w/2+0.lw,3o

本題的意圖是對求和電路進(jìn)行綜合訓(xùn)練,學(xué)習(xí)用適當(dāng)電路實(shí)現(xiàn)加法

和減法的復(fù)合運(yùn)算關(guān)系。

??習(xí)題7-11在圖P7-11(a)電路中,已知R】=100kQ,R2=RF=200kQ,

R,=51kQ,tin和th2的波形如圖P7-H(b)所示，試畫出輸出電壓u。的波

形，并在圖上標(biāo)明相應(yīng)電壓的數(shù)值。

解：

本題的意圖是掌握求和電路的工作原理,并學(xué)習(xí)利用波形疊加的方

法畫求和電路輸出電壓波形。

??習(xí)題7T2尸2sin3t(V),R=R'=10kC,C=1uF,試求u。的表達(dá)式，

并計算當(dāng)f=10Hz、......................*甘度(有效值)和相

位，最后畫出電路I

解：

依據(jù)此式可計：)00Hz時u0的幅

度(有效值)和相位，如.圖7.4.1

Ui/V

r/Hz10100100010000

Uo/V2.250.2250.02250.00225

電路的幅頻特性和相頻特性如下圖所示。

本題的意圖是,當(dāng)積分電路的輸入信號為正弦波時,通過分析其輸入、

輸出關(guān)系,體會積分電路的移相作用，并學(xué)習(xí)畫出積分電路的幅頻特性和相

頻特性。

??習(xí)題7T3i(t)如圖P7T3中所示，試畫出相應(yīng)的u0(t)波形圖。設(shè)

t=0時u0=0,R=R'=10kQ,C=1uFo

解：

2

①t=(0?10)ms期間，u=-—5~~--^-r=-200r(V),當(dāng)t=10ms時.，

oiUXIu

u0=-2Vo

②t=(10?20)ms期間，

%=-而。-0.01)-2=[200a-0.01)-2](V)

1u一x1u"

當(dāng)t=20ms時，u0=Oo

③.........

u0的波形見下圖。

本題的意圖是,當(dāng)積分電路的輸入信

號為矩形波時的輸入、輸出關(guān)系,學(xué)習(xí)

畫波形，并體會積分電路的波形變換作

用。

??題7-14圖P7-14為一波形轉(zhuǎn)

換電路，輸入信號5為矩形波。設(shè)

運(yùn)算放大器為理想的，在t=0時，

電容器兩端的初始電壓為零。試進(jìn)行下列計算，并畫出UM和U。的波形。

①t=0時，u0]=?u0=?

②t=10ms時，uoi=?u0=?

③t=20ms時，uoi=?u0=?

④將叫和u。的波形畫在下面。時間要對應(yīng)并要求標(biāo)出幅值，波形延長

到t>30ms。

解：

①t=0時，z/oi=O,M)2=0.5VO

②t=(0-10)ms期間，U1=-1V,Ui(t0)=0,貝

um=-100x(-iy=100r(V),=100x(-1)?+0.5=(-100r+0.5)V

t=10ms時，Uoi=lV,uo=-O.5V0

③t=(10?20)ms期間，u,=lV,U01(t0)=lV,則

uOi=-100xlx(r-0.01)+1=[-100(r-0.01)+1]V,

t=20ms時，Uoi=O,uo=O.5V0

(4)??????

Um和U。的波形如下圖所示，可見，積分電路將矩形波轉(zhuǎn)換為三角波。

本題的意圖是對求和電路和積分電路進(jìn)行綜合訓(xùn)練,并通過畫波形來

體會積分電路的波形變換作用。

??習(xí)題7-15試分析圖P7T5電路中的各集成運(yùn)放A|、A2、A3、A4分別

組成何種運(yùn)算電路，設(shè)電阻R產(chǎn)R2=R：,=R,試分別列出5、%、”和u。的

表達(dá)式。

解：

①Al、A2、A3均組成電壓跟隨器，A4組成同相輸入求和電路，因此

虛斷=>[；+，；+，.3=。=0=>〃例"++“°2—〃++“。3*

123+&&&

"01=四""。2="/2"6>3="/3〉"/I"+?"/2"+?"/3'+_Q

②A?"

虛短n”+=〃_="0》〃/1-〃。+〃/2—憂0+/3_0

-&R產(chǎn)/R=§(““+U12+〃/3)

本題的意圖是訓(xùn)練運(yùn)用“虛短”和“虛斷”的基本概念,分析由多個

電壓跟隨器組成的求和運(yùn)算電路。

??習(xí)題7-L6在圖P7-16中，設(shè)Al、A2>A3、Al均為理想運(yùn)放;

①A】、A2、A3、A」各組成何種基本運(yùn)算電路?

②分別列出U0|、U02>U03和U04與輸入電壓U