1、思考題與習題 33- 1填空：解：（ 1）集成運放電路采用直接耦合的原因是（為了便于集成）；（ 2）集成運放電路的輸入級采用差分放大電路的主要原因是為了（抑制零漂）；（ 3）集成運放電路的中間級通常采用（共射）組態放大電路；（ 4）某集成運放的共模增益和差模增益分別為2dB 和 100dB，它的共模抑制比為（ 98dB）；（ 5）理想集成運放線性區有而非線性區沒有的特性是（虛短特性）。3- 2集成運放有通用型、高阻型、高速型、低功耗型、高精度型、高壓型和大功率型等不同類型。選擇：解：（ 1）放大微弱信號，應選（高精度型）集成運放；（ 2）放大變化緩慢的信號，應選（通用型）集成運放；（ 3）放大

2、 10100MHz 的信號，應選（高速型）集成運放；（ 4）遙控器中使用，應選（低功耗型）集成運放；（ 5）放大內阻很大的信號，應選（高阻型）集成運放。3- 3根據要求選擇合適的反饋類型或組態。解：（ 1）為了穩定靜態工作點，應選擇（直流負反饋）；（ 2）為了穩定輸出電壓，應選擇（電壓負反饋）；（ 3）為了將輸入電壓轉換為電流，應選擇（電流串聯負反饋）；（ 4）為了提高輸入電阻，減小輸出電阻，應選擇（電壓串聯負反饋）；（ 5）為了產生自激振蕩，應選擇（正反饋）。3- 4一個負反饋放大電路的開環增益A105 ，反饋系數 F10 2 ， 試分別按照AfA和 Af1A 100 ，AF計算電路的閉環增

3、益，并比較兩種計算結果的誤差。若1FF 10 2 ，重復以上計算，再次比較它們的計算結果，說明后者的計算誤差為什么比前者大？解：（ 1） A105 ， F10 2AfA10510599.9Af1AF 1105 10 21 1031001F1此時二者誤差很小，約為0.1%。（ 2） A100， F10 2AfA100100Af11AF110010 2501002F此時二者誤差很大，高達50%。誤 差 之 所 以 遠 比 前 者 大 ， 主 要 原 因 是 后 者 運 放 的 開 環 增 益 太 小 ， 不 符 合AfA1要求的深度負反饋條件 1 AF1 。AFF13- 5找出題 3- 5 圖所示

4、各電路中的反饋網絡元件，判斷它們的反饋極性和組態，并用Multisim軟件仿真電路的工作情況。ui+UCC-R4+R2uiuouo+R1-R1RLuoui+T-R2-R2R3R5R1（a）（ b）（ c ）題3- 5圖解：（ 1）圖 a反饋網絡元件：R1、 R2反饋極性與組態：電壓串聯正反饋（ 2）圖 b反饋網絡元件：R2反饋極性與組態：電壓并聯負反饋（ 3）圖 c反饋網絡元件： R、 R反饋極性與組態：電流串聯負反饋12（ 4）仿真：略。3- 6 反饋放大電路如題3- 6圖所示。R5R2-R3A1-ui+A2uoR1+R6R4R8R7題3- 6圖2解：（ 1）找出電路中的級間反饋網絡元件，判

5、斷它們的反饋極性和組態；級間反饋網絡元件：R6、 R7、 R8反饋極性與組態：電壓并聯負反饋（ 2）如果 R8 開路，電路還能否正常放大？要求簡單說明理由：如果 R8 開路，電路不能正常放大，因為此時運放（ 3）用 Multisim 軟件仿真電路的工作情況。略。3- 7反饋放大電路如題3- 7 圖所示。R3uo1R1ui-A1+R2A1 處于開環狀態而構成電壓比較器。+A2-+RLuo-R4題 3- 7圖解：（ 1）計算該電路的電壓增益Auf 1uo1 、 Auf 2uo 、 Aufuo ：uiuo1uiuo1R3uiR3uouoRLAuf 1R1Auf 2uiuiR1uo1R4R4RLuoA

6、ufuououo1Auf 2Auf 1RL(R3 )R3RLuiu01uiR4R1R1R4（ 2）試在級間引入負反饋，以改善放大電路的性能，并指出該級間負反饋的組態：RFR3uo1R1ui-A1+R2+A2-+RLuo-R4題 3- 7圖修改3級間負反饋的組態：電流并聯負反饋；（ 3）用 Multisim 軟件仿真電路的工作情況，說明增加級間負反饋前、后電路電壓增益的變化情況：仿真略。增加級間負反饋后，電路的電壓增益變小了。3- 8 反饋放大電路如題3- 8 圖所示。R5uiR1R3-uoA1A2+R2R4R6R10+uo3AR83-R7R9題 3-8 圖解：（ 1）找出電路中的級間反饋網絡元

7、件，判斷它們的反饋極性和組態：級間反饋網絡元件： R6、 R7、 R8、A3、R9、 R10、 R2；反饋極性與組態：電壓串聯負反饋；（ 2）推導 uo3 與 uo 的關系式；R7uo3u 3 u 3uoR6R7（ 3）推導 uo 與 ui 的關系式，計算電路的電壓增益、輸入電阻和輸出電阻；uiu 1R2uo3R2 R7R7 ) uoR2R10(R2 R10 )(R6Aufuo( R2R10 )( R6R7 )uiR2R7ri，ro 0（ 4）分別用 Multisim軟件仿真 R1R1 、 R10 、 R90 、 R2 0 和 R10時電路的工作情況，觀察、分析實驗現象。仿真略。 R1 R1

8、、 R10 、 R90 三種情況的仿真結果相同，都能正常放大； R2 0和 R10兩種情況的仿真結果相同，都不能正常放大，因為此時A1 處于開環狀態而構成4電壓比較器。3- 9 反饋放大電路如題3- 9 圖所示，已知R1R 。+A2RP-Ruo2R1RRui+A1uo-RR題 3-9 圖解：（ 1）判斷 A2 支路對 ui 構成的反饋極性和組態：電壓并聯負反饋。（ 2）推導 uo2 與 uo 、 uo 與 ui 的關系式：uo2 對 uo 構成反相比例運算電路，因此uo 2R uouoRui 、 uo 2 對 uo 構成同相加法運算電路。由于uRRuo20.5ui0.5uo2 0.5ui 0.

9、5uouiR RRRRuo0.5uouRR因此 uo0.5ui 。（ 3）如果 R1 開路，電路還能否正常放大？電路的電壓增益會如何變化？要求簡單說明理由，并用 Multisim 軟件仿真驗證該結論：如果 R1 開路，電路能正常放大，因為 A1 仍然工作在線性區；電路的電壓增益將增大，因為它去除了A2 支路的負反饋， 而負反饋會降低電壓增益；Multisim 軟件仿真驗證了這些結論。3- 10設計一個比例運算電路，要求輸入電阻為20k，電壓增益為 - 50。5解：由于電壓增益為負值，所以應使用反相比例運算電路形式，如題3- 10 圖所示。由于輸入電阻ri R1 ，因此， R120k ；ifRF

10、R350 ， 因 此 有i1R1由 于 電 壓 增 益 為 Au-R1+ui+-uoR3 50R1 1 0 0k0 ；R2-平衡電阻 R2R1 / R3 20 / 1000題3- 10圖 反相比例運算電路19.6k 。3- 11某運算電路如題3- 11 圖所示，試推導電路的運算表達式，并說明電路的功能。解：R1ui+-uoR2R3R4R5( R2R3 ) / R5R2題 3- 11圖uR3 ) / R5 u0u uiR4 ( R2R2R3uo R4(R2R3 ) / R5 ( R2R3 ) uiR4 (R2 R3R5 ) R5 (R2 R3 ) uiR2 ( R2 R3 ) / R5 R2 R

11、5功能：同相比例運算電路。3- 12某運算電路如題3- 12 圖所示，已知 R1 / /R2R3 / / R4 ，試推導電路的運算表達式，并說明該電路的功能。解：R1ui1R2R1R3uui 1ui 2uuoR2R1R1R2R2R3R4ui2+uoR3R4 R2R1-uoui1R1ui 2 R3R3R1R2R2R4功能：同相加法運算電路。題3- 12圖63- 13 某運算電路如題3- 13 圖所示，已知 R3 / R1R4 / R6 ，試求電路的運算表達式，并說明該電路的功能。該電路與實現同樣功能的基本電路相比，具有什么優點？R3R6R1R-4-A1uo1R2R5Au+2oui1ui2+題 3

12、- 13圖解：第一級為同相比例運算電路，故R3uo1(1)ui1第二級為減法運算電路。uo1 單獨作用（ ui2 接地）時為反相比例運算電路，輸出uo R6 uo1(1R3 ) R6ui1R4R1 R4當 ui2 單獨作用（ uo1 接地）時為同相比例運算電路，輸出uo (1R6 )ui2R4據疊加定理，總輸出電壓uouo uo (1R3 ) R6 ui1(1R6 ) ui2R1R4R4R3R4uo (1R6 )(ui2ui1 )R1R6R4可見整個電路實現減法運算功能。與實現同樣功能的基本電路相比，具有輸入電阻高的優點。R1RF3- 14某運算電路如題3- 14 圖所示，試求該電路的ui1R

13、210kO200kO運算表達式，并說明電路的功能。ui2R2-解： 根據虛短特性和疊加定理，有10kOuoR4R3R3uuui 3ui 4ui3+5kOR3R4R3R4ui4R420052005200kO5200 ui 35200ui 4205ui 3205 ui 4題 3- 14圖7uo u(ui1uui 2u )RFu( ui1uui 2u ) 200R1R21010u20ui120u20ui 220u41u20ui1 20ui 241( 200 ui 35ui 4 ) 20ui120ui 220520540ui 3 ui 420ui120ui 2可見整個電路實現加減運算功能。3- 15

14、某運算電路如題3- 15 圖所示，試推導uo 與 ui 的關系式，并說明電路的功能。ui1+uo1A1+-uiR3R110k2kR2uo10k-A2uo2ui2+題 3- 15圖解：u 1uu 1u1ui 1 ， u 2 u 2ui 2 ， uiui 1ui 2 ， uouo1uo22uo1uo 2，ui 1 ui 2uo1 uo2，uiuoR3R1R3R2R3R1R3 R2R3 R1 R3 R2uoR1R3R2 uiR3功能：同相差分比例運算電路。3- 16某運算電路如題3- 16 圖所示， 分別說出 A1 、 A2 、 A3 構成的各個單元電路的名稱，并求電路的運算表達式。假設R6 R7

15、、 R8R9 。解：A1 構成的單元電路名稱：電壓跟隨器；A2 構成的單元電路名稱：反相比例運算電路；A3 構成的單元電路名稱：減法運算電路。8R2R8R1ui1-R6A1+uo1R7-A3uo+R3ui2R4R5-A2+uo2R9題 3- 16圖電路的運算表達式：uo1ui 1 ，uo 2R5ui 2R3uoR8 (uo2 uo1)R8 (ui 1R5 ui 2 )R6R6R33- 17某運算電路如題3- 17 圖所示，試求該電路的運算表達式，并說明電路的功能。Cui2R-uoui1R+C題 3- 17圖解：電路是反饋放大器結構，具有“虛短”（ uu ）和“虛斷” （ ii 0 ）特性。首先

16、列出 ui1 和 ui2 所在回路的電流方程ui1uC duRdtui2 uC d(uuO )Rdt兩式相減，整理后可得9u i1ui2duORCdt所以u O1ui2 )dt(u i1RC即，輸出電壓是差模輸入電壓的積分。3- 18電壓比較器電路如題3- 18 圖所示。uiR120kR2-5VUR20k+R3uo2kDZU Z =6V題 3- 18圖解：（ 1）確定它的閾值電壓U T：電路中的運放工作在開環模式，無虛短 特性，但有 虛斷 特性。u U RuiU Rui5R1R 2R 2 520 2.5 0.5ui2020當 uu壓 uO0.7V時，運放輸出為UOM ，此時輸出端連接的穩壓二極

17、管正向導通，輸出電；當 uu 時，運放輸出為U OM ，此時輸出端連接的穩壓二極管反向擊穿，工作在穩壓狀態，輸出電壓 uO6V 。閾值電壓 U T 是輸出跳變時對應的ui 值，可由 u u0 求出 ui 值：U T2.55Vuo /V0.5（ 2）畫出它的電壓傳輸特性：6見題 3- 18 解圖。- 50ui /V-（ 3）說明電阻 R3 和穩壓二極管DZ 的作用。0.7R3 在電路中起限流作用，保護穩壓二極管DZ 。題3-18 解圖穩壓二極管 DZ 的作用是輸出限幅。3- 19由理想運放 A1、A2 構成的兩個比較器，能分別將如題3- 19 圖 a 所示的正弦電壓 ui=6sint(V) 整形

18、為如題3- 19 圖 b、題 3- 19 圖 c 所示的 uo1、uo2 波形。10ui /V+605/4t/4- 6(a)uo1 /V0tuo2 /V(b)0t(c)題 3- 19圖解：（ 1）說明 A1、 A2 分別構成哪種類型的比較器：A1 構成單限電壓比較器，A2 構成遲滯電壓比較器；（ 2）分別求出這兩個比較器的閾值電平：A1 構成單限電壓比較器，閾值電平U T6sin4.24V4A2 構成遲滯電壓比較器，閾值電平U T6sin4.24V ， U T6sin 54.24V 。443- 20 電壓比較器如題 3- 20 圖所示，已知穩壓二極管的穩定電壓U Z6V 。試畫出它的電壓傳輸特性曲線，并用Multisim 軟件仿真電路的工作情況。Rui-R+DZuo /V6uo0ui /V- 6題3- 20圖題 3- 20解圖解：不管輸入電壓的極性如何，穩壓管都是穩壓導通的，因此電路始終存在負反饋。由于門限電壓 U T=0，故構成雙向限幅過零比較器， 輸出電壓 uo U Z 6V ，電壓傳輸特性如題 3- 20 解圖所示。3- 21根據使