南邮模拟电子第7章 集成运算放大器的应用习题答案
习题
1. 试求图题7.1各电路的输出电压与输入电压的关系式。
R 2
U i
U U i2U i3U i4
（a ） （b ）
图题7.1
解：(a)根据虚断特性 i 434U R R R u +=
+，o 2
11
U R R R u +=-
根据虚短特性-+=u u ，所以i 4
34
12o )1(U R R R R R U ++
= (b)当0i4i3==U U 时，电路转换为反相输入求和电路，输出
)(
i22
3i113o12U R R
U R R U +-= 当0i2i1==U U 时，电路转换为同相输入求和电路，输出
)////////)(//1(i46
456
4i365465213o34U R R R R R U R R R R R R R R U ++++
=
根据线性叠加原理，总输出为
o34o12o U U U +=
2. 图题7.2为可调基准电压跟随器，求o U 的变化范围。
_
W 6V
E =±15V
图题7.2
解：当可变电位器的滑动触头位于最下端时，+u 达最小，
V 69.063
.023.03
.0(min)=?++=
+u ，当可变电位器的滑动触头位于最上端时，+u 达最大，
V 31.563
.023.03
.02(max)=?+++=
+u ，故o U 的变化范围为 5.31V ~V 69.0。
3. 试求图题7.3各电路的输出电压的表达式。
U o
Ω
U
o
R
（a ） （b ）
图题7.3
解：（a ）-u 由i U 、o U 两部分通过线性叠加而成，当i U 单独作用时，产生的分量为
i i 5.01
.0//9.9100010001
.0//9.91000U U ≈+++，当o U 单独作用时，产生的分量为
o o 005.02000
1000
1.0//20009.91.0//2000U U ≈?+，所以i o 5.0005.0U U u +=-，根据虚短、虚断特
性，0==+-u u ，故i o 100U U -=。
（b ）本题同时引入了正反馈和负反馈，该图中一定保证负反馈比正反馈强，故仍可用虚短和虚断特性。-u 由i U 、o U 两部分通过线性叠加而成，当i U 单独作用时，产生的分量为
i 212U R R R +，当o U 单独作用时，产生的分量为o 211
U R R R +，所以
o 211i 212U R R R U R R R u +++=
-，根据虚短、虚断特性，o 434
U R R R u u +==+-，故
)/(2
11
434i 212o R R R R R R U R R R U +-++=
。
4. 电路如图题7.4所示。已知123410mV U U U U ====，试求o ?U =
U
图题7.4
解：运放A 1的输出为i1i11o 5100
20100
)201001(U U U =++
=，运放A 2的输出为i44o U U =，运放A 3构成双端输入求和运算电路，输出为
o4i3i2o1o4i3i2o1o 4232)15
3030153015)(30//20601(20603060U U U U U U U U U ++--=+++++--
=mV 70742310i1i4i3i2i1-=-=++--=U
U U U U
5. 试求图题7.5所示电路o U 与i1U 、i2U 的关系式。
图题7.5
解：设运放A 1的输出为o1U ，运放A 2的输出为o2U ，则
)(3212
i2
i1o2o1R R R R U U U U ++-=
-，运放A 3构成双端输入求和电路，其输出为)()(i2i12
3
2145o1o245o U U R R R R R R U U R R U -++?-=-=
6. 图题
7.6为增益调节方便的差分运算电路，试证明输出电压的表达式为
2o i2i11
121()R
U U U k R ??=+- ???
U
o
U U
U
图题7.6 图题7.6′
解：如图7.6′所示，
21-1-i1R U u R u U -=-，2
2
1i2R U u R u U -=
-++，-+=u u 可得，21-i1-1R R u U u U --
=，21
i22R R u U u U ++--= 而
2212o 121-kR U U R U U R U u -+-=-，2
1
22222kR U U R U R U u -+
=-+ 以上两式相减可得))(1
1(221o U U k
U -+
=，将21,U U 的表达式带入，得 )()11(2i1i21
2o U U R R
k U -+=
7. 图题7.7是增益可线性调节的差分运算电路，试求o U 与i1U 、i2U 的关系式。
W
图题7.7
解：设运放A 1的输出为o1U ，运放A 2的输出为o2U ，运放A 4的输出为o4U ，则
i11o U U =,i22o U U =,o W
3
4o U R R U -
=。 运放A 3引入了负反馈，故-+=u u ，即
o12
12
o4211o2212U R R R U R R R U R R R +=+++，
所以，)(i2i13
1W
2o U U R R R R U --
= 8. 运放组成的电路如图题7.8（a ）、（b ）所示，已知电源电压为±15V 。 （1） 试分别画出传输特性曲线o i ()u f u =；
（2） 若输入信号i 5sin (V)u t ω=，试分别画出输出信号o u 的波形。
R 2u i
6K Ω
1K ΩR 2
（a ） （b ）
图题7.8
解：(1)电路（a ）为反相比例放大器，i i i 12o 23
6
u u u R R u -=-=-
=,电路（b ）为同相比例放大器，i i i 12o 2)
1
1
1()1(u u u R R u =+=+=，所以它们的传输特性曲线分别如图7.8′(a)(b)所示。
(a)
(b)
-10V
i
u o
u +10V
(c)
-6V
i
u o
u (d)
图7.8′
（2）若输入信号i 5sin (V)u t ω=，输出信号o u 的波形分别如图7.8′(c)(d)所示。 9. 试求图题7.9所示电路的o u 与i u 的关系式。
R 2R 3
R 2R 3//R 4
图题7.9 图7.9′
解法1：-u 由i u 、o u 两部分通过线性叠加而成， 当i u 单独作用时，产生的分量为
i 4
3214
32////u R R R R R R R +++，
当o u 单独作用时，产生的分量为
o 2
11
4213421//)(//)(u R R R R R R R R R R +?+++，
所以o 2
11
4213421i 4321432//)(//)(////u R R R R R R R R R R u R R R R R R R u +?+++++++=
-，
根据虚短、虚断特性，0==+-u u ，故
i 12
142142134321432o //)(//)(////u R R R R R R R R R R R R R R R R R u +?+++?+++-
=
i 4
14
34232u R R R R R R R R ++-
=。
解法2: 图题7.9可简化为图7.9′,可见1
i
1-i i R u R u u I =
-=
， o 4
342324
432o
434
-f //u R R R R R R R R R R u R R R u I ++-=++-
=
因为f i I I =，所以 i 4
14
34232o u R R R R R R R R u ++-
=
10. 试求图题7.10
所示同相积分器电路的o u 与i u 的关系式。
图题7.10
解：图题7.10中同时引入了正反馈和负反馈，且负反馈比正反馈强，根据“虚短”特性，+-=u u ，其中
o 2
1u u =
- )(j ω21)(j ω1j ω1)(//j ω1//j ω1i o i o i o u u RC u u RC
R R RC
R u u R C R R
C u ++=+++
+=++=+
所以，o u 与i u 的关系为i o j ω2
u RC
u =
，
或，若0t =时电容器C 两端的初始电压(0)0C U =，则?=
t
t t u C
t u 0
i
o d )(R 2)(， o
u
与
i u 为同相积分关系。
11. 差动积分运算放大器如图题7.11所示。设电容器两端初始电压为零。 （1） 试求该电路的o u 与i u 的关系式； （2） 要使i21V u =时，o 0V u =，i1?u =
（3） 0t =时，i21V u =，i10V u =，o 0V u =，求10s t =时o ?u =
R 3
100K Ω
图题7.11
解：（1）设运放A 1的输出为o2u ，则i2i21
2
2o 2u u R R u -=-
=， )2(j ω1
j ω2j ω1j ω1j ω1i1i23i24i13o24i13o u u C
R u C R u C R u C R u C R u -=+-=--
=
若0t =时电容器C 两端的初始电压(0)0C U =，则?-=
t
t t u t u
C
R t u 0
i1i2
3o d ))()(2(1)(
??
-=-???=
-t
t
t t u t u t t u t u 0
i1i20
i1i26
3d ))()(2(1.0d ))()(2(10100101001
（2）0d ))()(2(1.0)(0i1i2o =-=?
t
t t u t u t u ，则V 2)(2)(i2i1==t u t u 。
（3）t t t t t u t u t u t
t
t
2.0d 21.0d )12(1.0d ))()(2(1.0)(0
i1i2o ==?=-=?
?
?
V 2102.0=?=
12. 电路及输入i u 的波形分别如图题7-12(a)、(b)所示，试画出o1u 和o u 的波形，并标出相应的幅度。设电容器两端初始电压为零。
R 1
0.1μF C
(b)
u i /V
t /ms
102030
-1
+1
O
图题7.12
解：运放A 1构成积分器，运放A 2构成反相输入求和电路。
???-=???-=-
=-t
t t
t t u t t u t t u C R t u 0
i
i
6
30i
1o1d )(100d )(101.0101001
d )(1
)(
5.0d )(100)1()()(0i 3
4o124o +=-?--
=?t t t u R R
t u R R t u
0=t 时，0)(o1=t u ，V 5.0)(o =t u ； ms 10=t 时，
V 11010)1(100)d 1(100)(310100
o13
=??-?-=--=-??-t t u
V 5.05.01010)1(1005.0)d 1(100)(310100
o 3
-=+??-?=+-=-??
-t t u ；
ms 20=t 时，
V 010*******d 11001)(3102010
10o13
3
=???-=-=-???
--t t u
V 5.010101005.0d 11005.0)(3
102010
10o 3
3
=??+-=+-=-???
--t t u ； o1u 和o u 的波形如图7.12′所示。
u i /V
t /ms
10
20
30
-1
+1
0u o1/V
t /ms
10
20
30
-1
+1
0u i /V
t /ms
10
20
30
-1
+1
0u o /V
t /ms
10
20
30
-0.5
+0.50
图7.12′
13. 图题7.13是另一种形式的对数运算放大器。设各晶体管的ES I 相等。 （1） 试推导关系式o i ()U f U =。
（2） 若i 100mV U =时，o 0U =，试确定?I =
V 1
图题7.13
解：运放A 1构成对数运算电路，
ES
1i
T o1ln
I R U U U -= 对运放A 2
o1BE2o 2-U u u U R R R u T
T
+==+=
+
而 ES
BE2ln
I I U u T = 则o 21i T ES 1i T ES ln ln ln
U R R R I R U U I R U U I I U u T
T
T +=-=-=+
即I
R U
U R R R U T T 1i T 2o ln +-
= 上式表明o U 与i U 是对数运算关系。当T R R >>2时，若热敏电阻T R 的温度系数与T
U 相同，则电路具有温度补偿的作用。
14. 由对数与反对数运算放大器构成的模拟运算电路如图题7.14所示，试求o u 的表达式。
图题7.14
解： 因为T BE1e S11i1C1
U u I R u
i ==，T BE2
e S23
i3C2U u I R u i ==， T BE3
e S32i2C3
U u I R u
i ==，T BE4
e S44
o C4U u I R u i == 则有
S11i1
T BE1ln
I R u U u =，S23i3T BE2ln I R u U u =， S32i2
T BE3ln
I R u U u =，S4
4o T BE4ln I R u U u = 因为r BE2BE4BE3BE1u u u u u =--+
若V 1～V 4具有相同的特性，即S4S3S2S1I I I I ===，则
r o i3i2i1T i3S23o S44S32i2S11i1T )ln()ln(u u u u
u U u I R u I R I R u I R u U ==???
i3
i2
i1o T
r e
u u u u U u -= 当0r =u 时，i3
i2
i1o u u u u =
15. 对数运算放大器如图题7.15所示。 （1） 说明对管V 1、V 2的作用； （2） 说明热敏电阻T R 的作用；
（3） 证明输出电压o u 的表达式为 42i o T T 1REF
(1)ln R R u
u U R R U =-+
。
图题7.15
解：（1）对管V 1、V 2的作用是抵消晶体管反向饱和电流S I 因温度变化对运算结果的影响。
（2）热敏电阻T R 是为了抵消温度电压当量q
kT
U T =因温度变化对运算结果的影响。 （3）由图可见
i
21REF T C1C2T C1S2S1C2T BE1BE2A ln ln ln
u R R
U U I I U I I I I U u u u ===-=
同时o 4A u R R R u T
T
+=
故REF
i
12
T 4i 21REF T 4A 4o ln )1(ln U u R R U R R u R R U U R R R u R R R u T T T T T +-=+=+=
16. 电路如图题7.16所示，已知运放的最大输出电压为±12V ，i 10sin (V)u t ω=，试画出相应的o1u 、o2u 及o u 的波形，并标出有关电压的幅度。
R2
图题7.16
解：A1构成反相比例放大器，
i
i
i
1
2
o120
20
u
u
u
R
R
u-
=
-
=
-
=，
A2构成过零电压比较器，V
12
o2
±
=
u，A3构成电压跟随器，V
6
W
o3
±
=
=E
u。
相应的
o1
u、
o2
u及
o
u的波形如下图所示。
i
u
V
V
u
-12V
i
u
+12
V
+10
V
o2
u
-6V
i
u
+10
V
o
u
17.图题7.17所示各电压比较器中，已知电源电压为±12V，稳压管的稳定电压
Z
7V
U=，稳压管的导通电压
D(on)
0.7V
U=，
R
6V
U=，
i
15sin(V)
u tω
=。图（c）中12
10K
R R
==Ω
，图（d）中
1
8.2K
R=Ω，
2
50K
R=Ω，
F
10K
R=Ω。试分别画出它们的输出波形。
u o
u i
U R
u o
u o
U
u i
U R
u o
u i
u i
(c)(d)
VD1VD2
图题7.17
解：(a)图为固定电压比较器，输出电压为-7V 或0.7V ； (b)图为过零电压比较器，输出电压为7.7V 或-7.7V ； (c)图为固定电压比较器，输出电压为7.7V 或-7.7V ； 由
0R 211i 212=+++U R R R u R R R ，得阈值电压V 6610
10
R 21T -=?-=-=U R R U
(d)图为迟滞比较器，输出电压为12V 或-12V ； 由
i R 2F F
o 2F 2u U R R R u R R R =+++，得阈值电压2
F R F o
2T R R U R u R U ++=，即 V
1150106
1012502F R F OH 2TH =+?+?=++=
R R U R U R U V 950
106
1012502F R F OL 2TL =+?+?-=++=
R R U R U R U
输出波形如下图所示。
-7V
i
u
+15
V
o
u
i u
V
o
u
-7.7V
i u
V
o
u
-12V
i u
V o
u V
(a) (b) (c) (d)
图题7.17′
18. 图题7.18是由通用型运算放大器组成的优质窗口比较器，试求上、下限阀值，并画出其传输特性。
u o
U R2u i
图题7.18
解：运放A 1构成精密半波整流电路，根据戴维南等效原理，其反相端对地间的等效电
动势为)(21R2i i1
U u u +='，等效电阻为R R 2
1
i1
='，故A 1的输出电压 )(2
1
R2i i1o1U u u u +-='-=（当R2i i1,0U u u >>'即）；
0o1=u （当R2i i1
,0U u u <<'即）。 运放A 2构成过零比较器，其反相端的电压为
R1i o1R2-26
/6/6/6/3/4/3/6/6/U R R R u R R R u R R R U R R R u +++++++=
R1i o1R27
1
717471U u u U +++= 综上所述：
(1)当R2i U u >时，R1i R227
1
7171
U u U u +-
-=-。当0-2>u ，即R2R1i U U u -<，则VD o U u -=；当0-2，则VZ o U u =。VD U 、VZ U 分别为二极管的
正向导通电压和反相击穿电压。
(2)当R2i U u <时，R1i R227
1
7171U u U u ++=
-。当0-2>u ，即R2R1i U U u -->，则VD o U u -=；当0-2
所以，上限阈值电压为R2R1TH U U U -=，下限阈值电压为R2R1TL U U U --=，
VZ OH U U =，VD OL U U -=。传输特性如下图所示。
O
U U OL
为使电路正常工作，应满足以下条件：R2R2R1U U U ≥-，即R2R12U U ≥；同时，
R2R2R1U U U ≤--，即R2R12U U -≥。
19. 迟滞电压比较器电路如图题7.19所示，已知电源电压为±12V ，i 5sin (V)u t ω=，设二极管VD 1为理想二极管，试画出传输特性和输出波形。
u i
u o
图题7.19
解：该迟滞电压比较器的参考电平不对称，当输出o u 为高电平+8V 时，二极管VD1导通，则参考电平为
V 42
1
k 10k 10k 10W W ==Ω+ΩΩ=
+E E u
当输出o u 为低电平-8V 时，二极管VD1截止，则参考电平为V 0=+u 。 所以，电路的阈值电压分别为V 0V,4TL TH ==U U 。
当输入i u 足够低时，输出为高电平+8V ，故电路的传输特性和输出波形分别如图7.19′(a)、(b)所示。
o
o
u i
u 8V
-8V
4V
i
u +8V
u
图7.19′(a)、(b)
20. 图题7.20所示为迟滞电压比较器电路，已知运放最大输出电压为±14V ，稳压管的稳定电压Z 6.3V U =，稳压管的导通电压D(on)0.7V U =，R 2V U =。试分别画出它们的传输特性并求出回差电压U ?。
U R 1u o
u i
2
U 1u o
u i 2
图题7.20
解：(a)当-+=u u 时，输出处于临界状态，即将发生翻转。 根据虚断特性，R U u =-，
根据线性叠加原理，)(2
1
o i o 222i 222u u u R R R u R R R u +=+++=
+
所以，
R U u u =+)(2
1
o i ，o o i 42u u U u R -=-= 当V 7o -=u 时，V 11TH i ==U u ；当V 7o =u 时，V 3TL i -==U u 。 出回差电压U ?= V 14311TL TH =+=-U U 。传输特性如图7.20′(a)。 (b)当-+=u u 时，输出处于临界状态，即将发生翻转。 根据虚断特性，0=-u ， 根据线性叠加原理，
o
R i o 22222R 22222i 22211
5
115111//5//5//5//55.055.0u U u u R R R R R U R R R R R u R R R u ++=+++++=
+ 所以，
011
5
115111o R i =++u U u ，10555o R o i --=--=u U u u 当V 7o -=u 时，V 25TH i ==U u ；当V 7o =u 时，V 45TL i -==U u 。 出回差电压U ?= V 704525TL TH =+=-U U 。传输特性如图7.20′(b)。
o
o
u i
u 7V
-7V
11V
-3V o o
u i
u 7V
-7V
25V
-45V
(a) (b)
图7.20′
21. 图题7.21为占空比可调的驰张振荡器电路，设二极管VD 1、VD 2为理想二极管，试求输出波形o u 占空比的变化范围。
u o
C
10μF
图题7.21
解：输出波形o u 的低电平持续时间为)2
1ln()10(1
2
wac low R R C R T ++=； 高电平持续时间为)2
1ln()10(1
2
wab high R R C R T ++= 占空比为30
10101010101010wab
w wab wac wab wab low
high high R R R R R R T T T q +=
+++=++++=
+=
313010min ==
q ，3
2
3020max ==q 。 22. 图题7.22所示的电路中，如输入为正弦波，试画出输出的波形。
u o
u i
u o
(a)
(b)
图题7.22
解：(a)当0i >u 时，二极管VD 导通，i u u =o ；当0i
(b) 当0i >u 时，二极管VD 1导通，VD 2截止，0o =u ；当0i
R
u -=-
=。输出波形如图7.22′(b)所示。
(a) (b)
图7.22′
23. 图题7.23是精密全波整流电路，当输入为正弦信号时，试画出输出的波形。
u o
u i
R 210K Ω
图题7.23
解：对运放A 1，当0i >u 时，二极管VD 2导通，VD 1截止，o1i u u =-；当0i
o10u =。
两路输入信号o1u 、i u 送入运放A 2反相端，A 2构成反相输入求和电路，o o1i 2u u u =--。当0i >u 时，o i u u =，当0i
输出波形如图7.23′所示。
图7.23′
24. 高输入阻抗绝对值电路如图题7.24所示。 （1）
试画出传输特性；
（2） 若输入信号i u 为一正弦波，试画出输出信号o u 的波形。
R
2
图题7.24
解：对运放A 1，当0i >u 时，二极管VD 1导通，VD 2截止，o1i u u =；当0i
u u u R
=+
=。 两路输入信号o1u 、i u 分别送入运放A 2反相、同相端，A 2构成双端输入求和电路，
o o1i
o1i 22(1)23R R u u u u u R R =-
++=-+。当0i >u 时，o i u u =，当0i
传输特性、输出波形分别如图7.24′(a)、(b)所示。
o
o
u i
u -1
+1
图7.24′
25. 一阶低通滤波器电路如图题7.25所示。
（1） 若110K R =Ω，2100K R =Ω，求低频增益u A 为多少分贝（dB ）； （2） 若要求截止频率H 5Hz f =，则C 的取值应为多少。
C
图题7.25
解：因为2o i 1
1//
j (j )(j )R C
u u R ωωω=-
，所以
o 0
2i 12H
(j )1
(j )(j )1j 1j
u u u A R A u R R C
ωωω
ωωω=
=-=
++，
式中201u R A R =-
位低频增益，H 21R C
ω=为截止角频率。 （1）若110K R =Ω，2100K R =Ω，低频增益为21100
20log
20log 20dB 10
R R ==分贝。
（2）截止频率H
H 3211
5Hz 2π
2π2π10010f R C C
ω=
=
==???，所以
7
33
H 11 3.1810F=0.318μF 2π100102π100105
C f -=
==??????? 26. 电路如图题7.26所示。
（1） 若12C C =，12R R =，求传递函数，并指出电路功能，定性画出幅频特性； （2） 若1C 短路，定性画出幅频特性，并指出电路功能的变化趋势； （3） 若2C 开路，定性画出幅频特性，并指出电路功能的变化趋势。
i
C C 2
图题7.26
解：（1）
22o 22221
1i 11112211
1
//
(j )j 1j -j (j )(j )1(j )1j (1j )(1j )j u R R u C R C R C A C u R C R C R C R C ωωωωωωωωωωω+==-=-?=
++++
集成运放电路试题及答案
第三章集成运放电路 一、填空题 1、（3-1，低）理想集成运放的A ud=，K CMR=。 2、（3-1，低）理想集成运放的开环差模输入电阻ri=，开环差模输出电阻ro=。 3、（3-1，中）电压比较器中集成运放工作在非线性区，输出电压Uo只有或 两种的状态。 4、（3-1，低）集成运放工作在线形区的必要条件是___________ 。 5、（3-1，难）集成运放工作在非线形区的必要条件是__________，特点是___________，___________。 6、（3-1，中）集成运放在输入电压为零的情况下，存在一定的输出电压，这种现象称为__________。 7、（3-2，低）反相输入式的线性集成运放适合放大(a.电流、b.电压) 信号，同相输入式的线性集成运放适合放大(a.电流、b.电压)信号。 8、（3-2，中）反相比例运算电路组成电压（a.并联、b.串联）负反馈电路，而同相比例运算电路组成电压（a.并联、b.串联）负反馈电路。 9、（3-2，中）分别选择“反相”或“同相”填入下列各空内。 （1）比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地，而比例运算电路中集成运放两个输入端的电位等于输入电压。 （2）比例运算电路的输入电阻大，而比例运算电路的输入电阻小。 （3）比例运算电路的输入电流等于零，而比例运算电路的输入电流等于流过反馈电阻中的电流。 （4）比例运算电路的比例系数大于1，而比例运算电路的比例系数小于零。 10、（3-2，难）分别填入各种放大器名称 （1）运算电路可实现A u＞1的放大器。 （2）运算电路可实现A u＜0的放大器。 （3）运算电路可将三角波电压转换成方波电压。 （4）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均大于零。 （5）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均小于零。 11、（3-3，中）集成放大器的非线性应用电路有、等。
实验五集成运算放大器的基本应用共7页文档
实验五集成运算放大器的基本应用(I) ─模拟运算电路─ 一、实验目的 1、了解和掌握集成运算放大器的功能、引脚 2、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算 电路的功能。 3、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 理想运算放大器特性 在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。 开环电压增益A =∞ ud =∞ 输入阻抗r i =0 输出阻抗r o 带宽 f =∞ BW 失调与漂移均为零等。 理想运放在线性应用时的两个重要特性：
（1）输出电压U O 与输入电压之间满足关系式 U O ＝A ud （U +－U －） 由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。即U +≈U －，称为“虚短”。 （2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。 基本运算电路 1) 反相比例运算电路 电路如图8－1所示。对于理想运放， 该电路的输出电压与输入电压 之间的关系为 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1 // R F 。 图8－1 反相比例运算电路 图8－2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路 电路如图8－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )U R R U R R ( U i22 F i11F O +-= R 3＝R 1 // R 2 // R F 3) 同相比例运算电路 图8－3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 i 1 F O U R R U - =
南邮模拟电子第7章 集成运算放大器的应用习题答案
习题 1. 试求图题7.1各电路的输出电压与输入电压的关系式。 R 2 U i U U i2U i3U i4 （a ） （b ） 图题7.1 解：(a)根据虚断特性 i 434U R R R u += +，o 2 11 U R R R u +=- 根据虚短特性-+=u u ，所以i 4 34 12o )1(U R R R R R U ++ = (b)当0i4i3==U U 时，电路转换为反相输入求和电路，输出 )( i22 3i113o12U R R U R R U +-= 当0i2i1==U U 时，电路转换为同相输入求和电路，输出 )////////)(//1(i46 456 4i365465213o34U R R R R R U R R R R R R R R U ++++ = 根据线性叠加原理，总输出为 o34o12o U U U += 2. 图题7.2为可调基准电压跟随器，求o U 的变化范围。 _ W 6V E =±15V 图题7.2 解：当可变电位器的滑动触头位于最下端时，+u 达最小，
V 69.063 .023.03 .0(min)=?++= +u ，当可变电位器的滑动触头位于最上端时，+u 达最大， V 31.563 .023.03 .02(max)=?+++= +u ，故o U 的变化范围为 5.31V ~V 69.0。 3. 试求图题7.3各电路的输出电压的表达式。 U o Ω U o R （a ） （b ） 图题7.3 解：（a ）-u 由i U 、o U 两部分通过线性叠加而成，当i U 单独作用时，产生的分量为 i i 5.01 .0//9.9100010001 .0//9.91000U U ≈+++，当o U 单独作用时，产生的分量为 o o 005.02000 1000 1.0//20009.91.0//2000U U ≈?+，所以i o 5.0005.0U U u +=-，根据虚短、虚断特 性，0==+-u u ，故i o 100U U -=。 （b ）本题同时引入了正反馈和负反馈，该图中一定保证负反馈比正反馈强，故仍可用虚短和虚断特性。-u 由i U 、o U 两部分通过线性叠加而成，当i U 单独作用时，产生的分量为 i 212U R R R +，当o U 单独作用时，产生的分量为o 211 U R R R +，所以 o 211i 212U R R R U R R R u +++= -，根据虚短、虚断特性，o 434 U R R R u u +==+-，故 )/(2 11 434i 212o R R R R R R U R R R U +-++= 。 4. 电路如图题7.4所示。已知123410mV U U U U ====，试求o ?U =
集成运放组成的运算电路 习题解答
第7章 集成运放组成的运算电路 本章教学基本要求 本章介绍了集成运放的比例、加减、积分、微分、对数、指数和乘法等模拟运算电路及其应用电路以及集成运放在实际应用中的几个问题。表为本章的教学基本要求。 表 第7章教学内容与要求 学完本章后应能运用虚短和虚断概念分析各种运算电路，掌握比例、求和、积分电路的工作原理和输出与输入的函数关系，理解微分电路、对数运算电路、模拟乘法器的工作原理和输出与输入的函数关系，并能根据需要合理选择上述有关电路。 本章主要知识点 1. 集成运放线性应用和非线性应用的特点 由于实际集成运放与理想集成运放比较接近，因此在分析、计算应用电路时，用理想集成运放代替实际集成运放所带来的误差并不严重，在一般工程计算中是允许的。本章中凡未特别说明，均将集成运放视为理想集成运放。 集成运放的应用划分为两大类：线性应用和非线性应用。 (1) 线性应用及其特点 集成运放工作在线性区必须引入深度负反馈或是兼有正反馈而以负反馈为主，此时其输出量与净输入量成线性关系，但是整个应用电路的输出和输入也可能是非线性关系。 集成运放工作在线性区时，它的输出信号o U 和输入信号（同相输入端+U 和反相输入端-U 之差）满足式（7-1） )(od o -+-=U U A U (7-1) 在理想情况下，集成运放工作于线性区满足虚短和虚断。虚短：是指运放两个输入端之间的电压几乎等于零；虚断：是指运放两个输入端的电流几乎等于零。即 虚短：0≈-+-U U 或 +-≈U U 虚断：0≈=+-I I
(2) 非线性应用及其特点 非线性应用中集成运放工作在非线性区，电路为开环或正反馈状态，集成运放的输出量与净输入量成非线性关系)(od o +--≠U U A U 。输入端有很微小的变化量时，输出电压为正饱和电压或负饱和电压值（饱和电压接近正、负电源电压），+-=U U 为两种状态的转折点。即 当+->U U 时，OL o U U = 当+-集成运算放大器的基本应用
实验十一 集成运算放大器的基本应用 —— 模拟运算电路 一、实验目的 1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、万用表 3、交流毫伏表 4、信号发生器 三、实验原理 在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数、指数等模拟运算电路。 1、 反相比例运算电路 电路如图11-1所示。对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为 i F O U R R U 1 - = （11-1） U i O 图11-1 反相比例运算电路 为减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R2=R1∥R F ，此处为了简化电路，我们选取R2=10K 。
2、反相加法电路 U O U 图11-2 反相加法运算电路 电路如图11-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )( 22 11i F i F O U R R U R R U +-= R 3=R 1∥R 2∥R F （11-2） 3、同相比例运算电路 图11-3（a ）是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 i F O U R R U )1(1 + = R 2=R 1∥R F （11-3） 当R1→∞时，U O =U i ，即得到如图11-3（b ）所示的电压跟随器。图中R2=R F ，用以减小漂移和起保护作用。一般RF 取10K Ω，R F 太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。 (a)同相比例运算 (b)电压跟随器 图11-3 同相比例运算电路 4、差动放大电路(减法器) 对于图11-4所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=R F 时，有如下关系式： )(1 120i i U U R RF U -= （11-4）
第16章习题_集成运放
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 03V U 04 10V U 052V U 062V 16-003、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 o3 U o1 U o2 20 k 10 k 2V (1) A + + 8 2V (2) 10 k 20 k A + + 8 2V 1V (3) 20 k 10 k A + + 8 (4) 2V 3V U o4 20 k 10k 10 k 20k A + + 8 (5) 2 V U o5 20 k A + + 8 U o6 (6) 2V A + + 8 +k R 1 u I O3 k k
1．A 1组成反相比例电路，A 2 组成过零比较器，A 3 组成电压跟随器； 2．A 1和A 3 工作在线性区，A 2 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 f O I1I2I3I1I2131212 (1)225//R R R u u u u u u u R R R R =-?-?++?=--+ （b ） 3f f f 2 O I1I2I3I1I2131123123 (1)(1)1010R R R R R u u u u u u u R R R R R R R =- ?++?++?=-++++ （c ）)( 8)(I1I2I1I21 f O u u u u R R u -=-= （d ） 3f f f 4f O 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 21 121212 P 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 +???? ??+???? ? ?+=
集成运算放大器习题集及答案
第二章集成运算放大器 题某集成运放的一个偏置电路如图题所示，设T1、T2管的参数完全相同。问： (1) T1、T2和R组成什么电路 (2) I C2与I REF有什么关系写出I C2的表达式。 图题解：(1) T1、T2和R2组成基本镜像电流源电路 (2) REF BE CC REF C R V V I I - = = 2 题在图题所示的差分放大电路中，已知晶体管的=80，r be=2 k。 (1) 求输入电阻R i和输出电阻R o； (2) 求差模电压放大倍数 vd A 。
图题解：(1) R i =2(r be +R e )=2×(2+= k Ω R o =2R c =10 k Ω (2) 6605 .08125 80)1(-=?+?-=β++β- =e be c vd R r R A 题 在图题所示的差动放大电路中，设T 1、T 2管特性对称， 1 = 2 =100，V BE =，且r bb ′=200，其余参数如图中所示。 (1) 计算T 1、T 2管的静态电流I CQ 和静态电压V CEQ ，若将R c1短路，其它参数不变，则T 1、T 2管的静态电流和电压如何变化 (2) 计算差模输入电阻R id 。当从单端（c 2）输出时的差模电压放 大倍数2 d A =； (3) 当两输入端加入共模信号时，求共模电压放大倍数2 c A 和共模抑制比K CMR ； (4) 当v I1=105 mV ，v I2=95 mV 时，问v C2相对于静态值变化了多少
e 点电位v E 变化了多少 解：(1) 求静态工作点： mA 56.010 2101/107 122)1/(1=?+-=+β+-= e b BE EE CQ R R V V I V 7.07.010100 56 .01-≈-?- =--=BE b BQ E V R I V V 1.77.01056.012=+?-=--=E c CQ CC CEQ V R I V V 若将R c1短路，则 mA 56.021==Q C Q C I I （不变） V 7.127.0121=+=-=E CC Q CE V V V V 1.77.01056.0122=+?-=--=E c CQ CC Q CE V R I V V （不变） (2) 计算差模输入电阻和差模电压放大倍数： Ω=?+=β++=k 9.456 .026 101200) 1('EQ T bb be I V r r Ω=+?=+=k 8.29)9.410(2)(2be b id r R R 5.338 .2910100)(22 =?=+β=be b c d r R R A (3) 求共模电压放大倍数和共模抑制比： 5.0201019.41010 1002)1(2 -=?++?-=β++β-=e be b c c R r R R A 675.05.332 2===c d CMR A A K （即）
集成运算放大器的基本应用
第7章集成运算放大器的基本应用 7.1 集成运算放大器的线性应用 7.1.1 比例运算电路 7.1.2 加法运算电路 7.1.3 减法运算电路 7.1.4 积分运算电路 7.1.5 微分运算电路 7.1.6 电压—电流转换电路 7.1.7 电流—电压转换电路 7.1.8 有源滤波器 *7.1.9 精密整流电路 7.2 集成运放的非线性应用 7.2.1 单门限电压比较器 7.2.2 滞回电压比较器 7.3 集成运放的使用常识 7.3.1 合理选用集成运放型号 7.3.2 集成运放的引脚功能 7.3.3 消振和调零 7.3.4 保护 本章重点: 1. 集成运算放大器的线性应用：比例运算电路、加减法运算电路、积分微分运算电路、一阶有源滤波器、二阶有源滤波器 2. 集成运算放大器的非线性应用：单门限电压比较器、滞回比较器 本章难点: 1. 虚断和虚短概念的灵活应用 2. 集成运算放大器的非线性应用 3. 集成运算放大器的组成与调试 集成运算放大器(简称集成运放)在科技领域得到广泛的应用，形成了各种各样的应用电路。从其功能上来分，可分为信号运算电路、信号处理电路和信号产生电路。从本章开始和以后的相关章节分别介绍它们的应用。 7.1 集成运算放大器的线性应用
集成运算放大器的线性应用 7.1.1 比例运算电路 1. 同相比例运算电路 (点击查看大图)反馈方式：电压串联负反馈 因为有负反馈，利用虚短和虚断 虚短: u-= u+= u i
虚断: i +=i i- =0 ， i 1 =i f 电压放大倍数: 平衡电阻R=R f//R1 2. 反相比例运算 (点击查看大图)反馈方式：电压并联负反馈 因为有负反馈，利用虚短和虚断 i - =i+= 0（虚断） u + =0，u－=u+=0（虚地） i 1 =i f 电压放大倍数:
集成运算放大器习题解答
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？ i v o 图P1.1 解：V v R R R v i 10014 410 10106 33212=?+=+=+，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i o v v G = ，输入阻抗i R 及输出阻抗o R 。 (a) i v o Ω K 100 (b) i v Ω K 100(c) i v Ω K 100(e) i v (d) i v Ω K 100(f) i v Ω K 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 i v Ω K 10 1.4一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
集成运放基本应用之一—模拟运算电路
集成运放基本应用之一—模拟运算电路
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实验十二集成运放基本应用之一——模拟运算电路 一、实验目的 1、了解并掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的原理与功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 理想运算放大器特性： 在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放： 开环电压增益A ud=∞ 输入阻抗r i=∞ 输出阻抗r o=0 带宽f BW=∞ 失调与漂移均为零等。 理想运放在线性应用时的两个重要特性： （1）输出电压U O与输入电压之间满足关系式 U O＝A ud（U+－U－） 由于A ud=∞，而U O为有限值，因此，U+－U－≈0。即U+≈U－，称为“虚短”。
（2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。 基本运算电路 1) 反相比例运算电路 电路如图5－1所示。对于理想运放， 该电路的输出电压与输入电压之间的 关系为 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1 // R F 。 图5－1 反相比例运算电路 图5－2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路 电路如图5－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )U R R U R R ( U i22 F i11F O +-= R 3＝R 1 / R 2 // R F 3) 同相比例运算电路 图5－3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 i 1 F O )U R R (1U + = R 2＝R 1 / R F 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图5－3(b)所示的电压跟随器。图中R 2＝R F ， i 1 F O U R R U -=
集成运算放大器的基本应用
实验名称 集成运算放大器的基本应用 一.实验目的 1.掌握集成运算放大器的正确使用方法。 2.掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法。 3.学习正确使用示波器交流输入方式和直流输入方式观察波形的方法，重点掌握积分输入，输出波形的测量和描绘方法。 二.实验元器件 集成运算放大器 LM324 1片 电位器 1k Ω 1只 电阻 100k Ω 2只；10k Ω 3只；5.1k Ω 1只；9k Ω 1只 电容 0.01μf 1只 三、预习要求 1.复习由运算放大器组成的反相比例、反相加法、减法、比例积分运算电路的工作原理。 2.写出上述四种运算电路的vi 、vo 关系表达式。 3.实验前计算好实验内容中得有关理论值，以便与实验测量结果作比较。 4.自拟实验数据表格。 四.实验原理及参考电路 本实验采用LM324集成运算放大器和外接电阻、电容等构成基本运算电路。 1. 反向比例运算 反向比例运算电路如图1所示，设组件LM324为理想器件，则 11 0υυR R f -=
R f 100k R 1 10k A 10k R L v o v 1 R 9k 图1 其输入电阻1R R if ≈，图中1//R R R f ='。 由上式可知，改变电阻f R 和1R 的比值，就改变了运算放大器的闭环增益vf A 。 在选择电路参数是应考虑： ○ 1根据增益，确定f R 与1R 的比值，因为 1 R R A f vf - = 所以，在具体确定f R 和1R 的比值时应考虑；若f R 太大，则1R 亦大，这样容易引起较大的失调温漂；若f R 太小，则1R 亦小，输入电阻if R 也小，可能满足不了高输入阻抗的要求，故一般取f R 为几十千欧至几百千欧。 若对放大器输入电阻有要求，则可根据1R R i =先确定1R ，再求f R 。 ○ 2运算放大器同相输入端外接电阻R '是直流补偿电阻，可减小运算放大器偏执电流产生的不良影响，一般取1//R R R f ='，由于反向比例运算电路属于电压并联负反馈，其输入、输出阻抗均较低。 本次试验中所选用电阻在电路图中已给出。 2. 反向比例加法运算 反向比例加法运算电路如图2所示，当运算放大器开环增益足够大时，其输入端为“虚地”，11v 和12v 均可通过1R 、2R 转换成电流，实现代数相加，其输出电压 ??? ??+-=122111 v R R v R R v f f o 当R R R ==21时 ()1211v v R R v f o +- = 为保证运算精度，除尽量选用精度高的集成运算放大器外，还应精心挑选精度高、稳定性好的电阻。f R 与R 的取值范围可参照反比例运算电路的选取范围。 同理，图中的21////R R R R f ='。
集成运算放大器练习题及答案
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 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 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； (b)反相积分运算电路； (c) 同相比例运算电路 图10-4 7. 电路如图10-5所示，该电路为： 答 ( ) (a) 加法运算电路 (b) 减法运算电路 (c) 比例运算电路 O u i 1 u 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 (b) 减法运算电路 (c) 比例运算电路 u O u i 1u i2 图10-6 9. 电路如图10-7所示，该电路为： 答 ( ) (a)比例运算电路 (b) 比例—积分运算电路 (c) 微分运算电路 O u 图10-7 10. 电路如图10-8所示 ，输入电压u I V =1，电阻R R 1210==k Ω， 电位器R P 的阻值为20k Ω 。 试求：(1) 当R P 滑动点滑动到A 点时，u O =? (2) 当R P 滑动点滑动到B 点时，u O =? (3) 当R P 滑动点滑动到C 点(R P 的中点)时 , u O =?
南邮模拟电子第8章-功率放大电路习题标准答案
习题 1. 设2AX81的I CM =200mA ，P CM =200mW ，U (BR)CEO =15V ；3AD6的P CM =10W （加散热板），I CM =2A ，U (BR)CEO =24V 。求它们在变压器耦合单管甲类功放中的最佳交流负载电阻值。 解：当静态工作点Q 确定后，适当选取交流负载电阻值L R '，使Q 点位于交流负载线位于放大区部分的中点，则可输出最大不失真功率，此时的L R '称为最佳交流负载电阻。 忽略三极管的饱和压降和截止区，则有L CQ CC R I U '=。 同时应满足以下限制：CM CQ CC P I U ≤?，2 (BR)CEO CC U U ≤ ，2 CM CQ I I ≤ 。 (1)对2AX81而言，应满足mW 200CQ CC ≤?I U ，V 5.7CC ≤U ，mA 100CQ ≤I 。取 mW 200CQ CC =?I U 。 当V 5.7CC =U 时，mA 7.26CQ =I ，此时L R '最大，Ω=='k 28.07 .265 .7L(max)R ； 当mA 100CQ =I ，V 2CC =U 时，此时L R '最小，Ω=='k 02.0100 2 L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值L R '为：ΩΩk 28.0~k 02.0。 (2)对3AD6而言，应满足W 10CQ CC ≤?I U ，V 12CC ≤U ，A 1CQ ≤I 。取 W 10CQ CC =?I U 。 当V 12CC =U 时，A 83.0CQ =I ，此时L R '最大，Ω=='46.1483.012 L(max)R ； 当A 1CQ =I 时， V 10CC =U ，此时L R '最小，Ω=='101 10L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值L R '为：ΩΩ46.14~10。 2. 图题8-2为理想乙类互补推挽功放电路，设U CC =15V ，U EE =－15V ，R L =4Ω，U CE(sat)=0，输入为正弦信号。试求 (1) 输出信号的最大功率； (2) 输出最大信号功率时电源的功率、集电极功耗（单管）和效率； (3) 每个晶体管的最大耗散功率P Tm 是多少？在此条件下的效率是多少？
(完整版)集成运算放大器练习题
集成运算放大器测试题 指导老师：高开丽班级：11机电姓名： _____________ 成绩： 一、填空题（每空1分，共20分） 1、集成运放的核心电路是__________ 电压放大倍数、_________ 输入电阻和_______ 输出电阻的电路。（填“低”、“高”） 2、集成运由_____________ 、______________ 、________________ 、___________ 四个部分组成。 3、零漂的现象是指输入电压为零时，输出电压_________________ 零值，出现忽大忽小得现象。 4、集成运放的理想特性为：________________ 、______________ 、_________ 、_____________ 。 5、负反馈放大电路由__________________ 和__________________ 两部分组成。 6、电压并联负反馈使输入电阻__________ ，输出电阻___________ 。 7、理想运放的两个重要的结论是_______________ 和_____________ 。 &负反馈能使放大电路的放大倍数________________ ，使放大电路的通频带展宽，使输出信号波形的非线性失真减小，__________ 放大电路的输入、输出电阻。 二、选择题（每题3分，共30分） 1、理想运放的两个重要结论是（） A 虚断VI+=VI-，虚短i l+=il- B 虚断VI+=VI-=O ，虚短i l+=il-=O C 虚断VI+=VI-=O ，虚短i I+=iI- D 虚断i I+=iI-=0 ，虚断VI+=VI- 2、对于运算关系为V0=10VI的运算放大电路是（） A反相输入电路B同相输入电路C电压跟随器D加法运算电路 3、电压跟随器，其输出电压为V0，则输入电压为（） A VI B - VI C 1 D -1 4、同相输入电路，R仁10K,Rf=100K ，输入电压VI为10mv，输出电压V0为 （） A -100 mv B 100 mv C 10 mv D -10 mv
集成运放习题
14.5习题详解 14-1 电路如图14-2所示，集成运算放大器输出电压的最大幅值为±12V ，试求当i u 为0.5V ，1V ，1.5V 时0u 的值。 图14-2 习题14-1的图 解：i i i F u u u R R u 105 50 10-=-=-= 所以，当 V u i 5.0=时，V u 50-= V u i 1=时，V u 100-= V u i 5.1=时，V u 120-=（注意：不是-15V ，因为集成运放的最大幅值为±12V ） 14-2写出图14-3中输入电压i u 与输出电压u o 的运算关系式。 图14-3 习题14-2的图 解： 根据虚断性质可知，A i 02=，所以+=u u i 根据虚短性质可知，-+=u u 综上：-=u u i ，所以流经1R 及F R 的电流为0，可得： i u u u ==-0 14-3 试求图14-4所示电路输出电压与输入电压的运算关系式。
图14-4 习题[14-3]的图 解： 根据虚断及虚短的性质可得，V u u 0==-+，并设2R 及3R 间的电位为1o u F o i f R u R u i i 111-== =，所以i F o u R R u 1 1-= 根据基尔霍夫电流定律可得： 3 1 211R u R u u R u o o o i + -= 将1o u 代入上式，经整理可得： i F u R R R R R R u ])1([1 23210-+- = 14-4在图14-5所示的同相比例运算电路中，已知K Ω10,K 2,K Ω1321=Ω==R R R ， V 1,K Ω5==i F u R ，求0u 。 图14-5 习题[14-4]的图 解：根据虚断性质可得： 11F u u R R R -= ?+ 323 i u u R R R += ?+
实验二 集成运算放大器的基本应用(I)
实验二 集成运算放大器的基本应用(I) ─ 模拟运算电路 ─ 一 实验目的 1. 研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。 2. 了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二 实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 集成运算放大器配接不同的外围元件可以方便灵活地实现各种不同的运算电路（线性放大和非线性电路）。用运算放大器组成的运算电路（也叫运算器），可以实现输入信号和输出信号之间的数学运算和函数关系，是运算放大器的基本用途之一，这些运算器包括比例器、加法器、减法器、对数运算器、积分器、微分器、模拟乘法器等各种模拟运算功能电路。 (1) 反相比例运算电路 电路如图1所示。对于理想运放， 该电路的输出电压与输入电压之间的关系为 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1 // R F 。 i U 10-=- =i 1 F O U R R U
图1 反相比例运算电路 (2) 同相比例运算电路 图2是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 i U 11=+ =i 1 F O )U R R (1U R 2＝R 1 // R F 图2 同相比例运算电路 三 实验设备与器件 1. ±12V 直流电源 2. 函数信号发生器 3. 交流毫伏表 4. 直流电压表 5. 集成运算放大器OP07×1 9.1K Ω、10 K Ω、100 K Ω电阻各1个，导线若干。 2 3 6 7 4 1 8 2 3 1 8 4 6 7
几种常用集成运算放大器的性能参数解读
几种常用集成运算放大器的性能参数 1．通用型运算放大器 A741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。μ通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。例 2．高阻型运算放大器 ，IIB为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用FET作输入级，不仅输入阻抗高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。常见的集成器件有LF356、LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。Ω这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般rid＞（109~1012） 3．低温漂型运算放大器 在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中，总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。4．高速型运算放大器 s，BWG＞20MHz。μA715等，其SR=50~70V/μ在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中，要求集成运算放大器的转换速率SR一定要高，单位增益带宽BWG一定要足够大，像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。常见的运放有LM318、 5．低功耗型运算放大器 W，可采用单节电池供电。μA。目前有的产品功耗已达微瓦级，例如ICL7600的供电电源为1.5V，功耗为10μ由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便，所以随着便携式仪器应用范围的扩大，必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C等，其工作电压为±2V~±18V，消耗电流为50~250 6．高压大功率型运算放大器 A791集成运放的输出电流可达1A。μ运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中，输出电压的最大值一般仅几十伏，输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压或增大输出电流，集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路，即可输出高电压和大电流。例如D41集成运放的电源电压可达±150V， 集成运放的分类 1. 通用型 这类集成运放具有价格低和应用范围广泛等特点。从客观上判断通用型集成运放，目前还没有明确的统一标准，习惯上认为，在不要求具有特殊的特性参数的情况下所采用的集成运放为通用型。由于集成运放特性参数的指标在不断提高，现在的和过去的通用型集成运放的特性参数的标准并不相同。相对而言，在特性
运算放大器基本应用
东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：电子电路实验 第一次实验 实验名称：运算放大器的基本应用 院（系）：吴健雄学院专业：电类强化 姓名：周晓慧学号：61010212 实验室: 105实验组别： 同组人员：无实验时间：2012年03月23日评定成绩：审阅教师：
实验一运算放大器的基本应用 一、实验目的： 1、熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法、积分、微分等电路的设计方法； 2、熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及增益、幅频特性、传输特性曲线、 带宽的测量方法； 3、了解运算放大器的主要直流参数（输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度 漂移、共模抑制比，开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等）、交流参数（增益带宽积、转换速率等）和极限参数（最大差模输入电压、最大共模输入电压、最大输出电流、最大电源电压等）的基本概念； 4、了解运放调零和相位补偿的基本概念； 5、掌握利用运算放大器设计各种运算功能电路的方法及实验测量技能。 二、预习思考： 1、查阅741运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数，解释 参数含义。
2、 设计一个反相比例放大器，要求：|A V |=10，Ri>10K Ω，将设计过程记录在预习报告上； （1） 仿真原理图 （2） 参数选择计算 因为要求|A v |=10，即|V 0/V i |= |-R f /R 1|=10,故取R f =10R 1,.又电阻应尽量大些，故取：R 1=10k Ω，Rk=100 k Ω, R L =10 k Ω （3） 仿真结果 图中红色波形表示输入，另一波形为输出，通过仿真可知|V 0/V i |=9.77≈10，仿真正确。 3、 设计一个电路满足运算关系U O = -2U i1 + 3U i2