南邮模拟电子第7章集成运算放大器的应用习题答案..doc

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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 试求图题7.1各电路的输出电压与输入电压的关系式。 (a) (b) 图题7.1 解:(a)根据虚断特性 , 根据虚短特性,所以 (b)当时,电路转换为反相输入求和电路,输出 当时,电路转换为同相输入求和电路,输出 根据线性叠加原理,总输出为 图题7.2为可调基准电压跟随器,求的变化范围。 图题7.2 解:当可变电位器的滑动触头位于最下端时,达最小,,当可变电位器的滑动触头位于最上端时,达最大,,故的变化范围为。 试求图题7.3各电路的输出电压的表达式。 (a) (b) 图题7.3 解:(a)由、两部分通过线性叠加而成,当单独作用时,产生的分量为,当单独作用时,产生的分量为,所以,根据虚短、虚断特性,,故。 (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。由、两部分通过线性叠加而成,当单独作用时,产生的分量为,当单独作用时,产生的分量为,所以,根据虚短、虚断特性,,故。 电路如图题7.4所示。已知,试求 图题7.4 解:运放A1的输出为,运放A2的输出为,运放A3构成双端输入求和运算电路,输出为 试求图题7.5所示电路与、的关系式。 图题7.5 解:设运放A1的输出为,运放A2的输出为,则 ,运放A3构成双端输入求和电路,其输出为 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 图题7.6 图题7.6′ 解:如图7.6′所示,,, 可得,, 而, 以上两式相减可得,将的表达式带入,得 图题7.7是增益可线性调节的差分运算电路,试求与、的关系式。 图题7.7 解:设运放A1的输出为,运放A2的输出为,运放A4的输出为,则,,。 运放A3引入了负反馈,故,即,所以, 运放组成的电路如图题7.8(a)、(b)所示,已知电源电压为±15V。 试分别画出传输特性曲线; 若输入信号,试分别画出输出信号的波形。 (a) (b) 图题7.8 解:(1)电路(a)为反相比例放大器,,电路(b)为同相比例放大器,,所以它们的传输特性曲线分别如图7.8′(a)(b)所示。 图7.8′ (2)若输入信号,输出信号的波形分别如图7.8′(c)(d)所示。 试求图题7.9所示电路的与的关系式。 图题7.9 图7.9′ 解法1:由、两部分通过线性叠加而成, 当单独作用时,产生的分量为, 当单独作用时,产生的分量为, 所以, 根据虚短、虚断特性,,故 。 解法2: 图题7.9可简化为图7.9′,可见, 因为,所以 试求图题7.10所示同相积分器电路的与的关系式。 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,,其中 所以,与的关系为, 或,若时电容器C两端的初始电压,则, 与为同相积分关系。 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。 试求该电路的与的关系式; 要使时,, 时,,,,求时 图题7.11 解:(1)设运放A1的输出为,则, 若时电容器C两端的初始电压,则 (2),则。 (3) 电路及输入的波形分别如图题7-12(a)、(b)所示,试画出和的波形,并标出相应的幅度。设电容器两端初始电压为零。 图题7.12 解:运放A1构成积分器,运放A2构成反相输入求和电路。 时,,; 时, ; 时, ; 和的波形如图7.12′所示。 图7.12′ 图题7.13是另一种形式的对数运算放大器。设各晶体管的相等。 试推导关系式。 若时,,试确定 图题7.13 解:运放A1构成对数运算电路, 对运放A2 而 则 即 上式表明与是对数运算关系。当时,若热敏电阻的温度系数与相同,则电路具有温度补偿的作用。 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,试求的表达式。 图题7.14 解: 因为,, , 则有 ,, , 因为 若V1~V4具有相同的特性,即,则 当时, 对数运算放大器如图题7.15所示。 说明对管V1、V2的作用; 说明热敏电阻的作用; 证明输出电压的表达式为 。 图题7.15 解:(1)对管V1、V2的作用是抵消晶体管反向饱和电流因温度变化对运算结果的影响。 (2)热敏电阻是为了抵消温度电压当量因温度变化对运算结果的影响。 (3)由图可

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