集成运放练习题

6.1由理想运放构成的电路如图所示。请计算输出电压uo的值。题6.1图解：图a为反相输入比例运算电路。所以：图b为同相输入比例运算电路。所以：图c为减法电路。所以：6.2电路如图所示，已知R1=2KΩ，Rf=10KΩ,R2=2KΩ,R3=18KΩ,ui=1V，求uo的值。题6.2图解：同相比例运算电路6.3电路如图所示，已知Rf=5R1，ui=10mv，求uo的值。题6.3图解：第一个放大器为电压跟随器，第二个放大器为反向输入比例运算电路，所以6.4电路如图所示，已知ui=10mv，求uo1、uo2、uo的值。题6.4图解：根据虚短的概念6.5电路如图所示，试分别求出各电路输出电压uo的值。题6.5图解：该电路为一个反相输入的加法电路6.6积分电路和微分电路如图题6.6（a）（b）所示，已知输入电压如（c）所示，且t=0时，uc=0，试分别画出电路输出电压波形。题6.6图解：图a图b题6.6解图6.7如果要求运算电路的输出电压uo=－5ui1+2ui2，已知反馈电阻Rf=50kΩ，试画出电路图并求出各电阻值。解：题6.7解图6.8电路如图所示，试写出uo与ui1和ui2的关系，并求出当ui1=＋1.5V，ui2＝－０.５Ｖ时uo的值。题6.8图解：因为这三个放大器均为电压跟随器所以：当时6.9电路如图所示，双向稳压管的ＵＺ＝±６Ｖ，输入电压为ui=0.5sinωtＶ。试画出uo1、uo2、uo的波形，并指出集成运放的工作状态。题6.9图解：A1反相比例运算电路；A2反向过零比较器；A3积分电路。题6.9解图A1：工作于线性区A2：因为A2开环工作，所以A2工作于非线性区A3：：工作于线性区6.10电路如图所示，Ｒf=R1，试分别画出各比较器的传输特性曲线。题６.10图解：图a这是一个单门限电压比较器，它工作于非线性区，根据集成运放工作于非线性区的特点可知：当同相端电压大于反向端电压，即u+＞u-时，uo=+Uom当同相端电压小于反向端电压，即u+＜u-时，uo=-Uom图b这是一个单门限电压比较器，它工作于非线性区图c这是一个滞回电压比较器，它在单门限电压比较器的基础上增加了正反馈元件Rf和R1，由于集成运放工作于非线性状态，它的输出只有两种状态：正向饱和电压+Uom和负相饱和电压-Uom。由图c可知，集成运放的同相端电压u+是输出电压作用的。上门限电平：下门限电平：图d这是一个滞回电压比较器，集成运放的同相端电压u+是输入电压和输出电压共同叠加而成的。u-=UREF上门限电平UTH1是指当输出为正向饱和电压+Uom时的集成运放的同相端电压，即当u+=UREF时，UTH1=ui令下门限电平UTH2是指当输出为负向饱和电压-Uom时的集成运放的同相端电压，此时令u+=UREF既有：传输特性曲线：题6.10解图6.11电路如图所示，集成运放的最大输出电压是±12Ｖ，双向稳压管的电压Uz＝±６Ｖ，输入信号ui=12Vsinωt，在参考电压UREF为３Ｖ和－３Ｖ两种情况下，试画出传输特性曲线和输出电压的波形。题6.11图解：这是一个反相门限比较器1.当UREF=３Ｖ时，集成运放的传输特性曲线、输出电压波形如图所示：2.当UREF=－３Ｖ时，集成运放的传输特性曲线、输出电压波形如图所示：题6.11解图传输特性曲线、输出电压波形6.12图示电路为监控报警装置，ＵREF为参考电压，ui为被监控量的传感器送来的监控信号，当ui超过正常值时，指示灯亮报警，请说明其工作原理及图中的稳压二极管和电阻起何作用？题6.12图解：这是一个同相门限比较器1）当ui＞UREF时，集成运放A的输出电压为+Uom，经过R3加到三极管V1的基极，使三极管V1导通，指示灯亮。2）当ui＜UREF时，集成运放A的输出电压为-Uom，稳压二极管V2正偏导通，使三极管V1发射结反篇，V1处于截止状态，指示灯不亮。3）V2起保护作用，R起限流作用。6.13电路如图所示，A为理想运算放大器，R1=5KΩ，R2=R3=1KΩ，试分析确定在ui=2V及ui=-2V时的uo值。题6.13图解：1）当时2）当时3）传输特性曲线如图所示：题6.13解图4）从传输特性曲线可以看出当时，当时，6.14电路如图所示，设A为理想运算放大器，稳压管V的稳定电压UZ=±9V，参考电压UREF=3V，电阻R1=30KΩ，R2=15K，R=1KΩ，试画出该电路的电压传输特性。题6.14图解：集成运放的同相端电压是有参考电压和稳定电压共同迭加尔称，所以：1）当时2）当时3）电压传输特性曲线题6.14解图6.15在图示电路中，A为理想运算放大器，1.指出它们分别是什么类型的电路；2.画出它们的电压传输曲线。题6.15图2）图b是一个同相输入滞回电压比较器当时因为所以当时因为所以6.16已知同相滞回比较器如图所示，A为理想运算放大器，输出电压的两个极限值为±10V，V为理想二极管，输入电压的波形如图(b)所示，试画出相应的输出电压波形。题6.16图解：这是一个同相滞回电压比较器1）当时，二极管截止所以即2）当时时，二级管导通因为所以则即3）电压传输特性曲线和波形图题6.16解图传输特性曲线、波形图6.17试比较图中两种一阶低通滤波电路的性能。题6.17图解：图a是RC为无源滤波电路，电容C上的电压为输出电压，对输入信号中的高频信号，电容的容抗Xc很小，则输出电压中的高频信号幅值很小，受到抑制，所以为低通滤波电路，这种电路具有结构简单的特点，但存在这样几点缺点：1）由于R及C上有信号压降，使输出信号幅值下降；2）带负载能力差，当RL变化时，输出信号的幅值将随之改变，滤波特性也随之变化；3）过渡带较宽，幅拼特性不理想。图b为一阶有源低通滤波电路，由于集成运放引入的是电压串联负反馈，其输入电阻很大，它作为RC无源滤波电路的负载，对RC电路的影响可忽略不计；它的输出电阻很小，故带负载能力强，其放大作用又使通带放大倍数增加，但通带与阻带之间仍无明显界限，幅拼特性、滤波性能较差，因而这类电路一般只用于滤波要求不高的场合。6.18试回答在下列几种情况下，应分别采用哪种类型的滤波电路？（从a.低通,b.高通,c.带通,d.带阻四种滤波电路名称中选择一种填写在各小题后的括号中）1.有用信号频率为10Hz。（）2.有用信号频率低于1000Hz。（）3.希望抑制50Hz交流电源的干扰。（）4.希望抑制2kHz以下的信号。（）解：题6.18解图