第六章 模电习题答案.doc

第六章习题 一、填空选择 1、理想运算放大器的开环放大倍数Au为 无穷大 ，输入电阻Ri为 无穷大 ，输出电阻为Ro为 零 。 2、集成运算放大器有两个工作区间，分别为 线性区 和 非线性区 。 3、理想运放工作在线性区的条件下，有两个重要特性是 虚断 和 虚短 。 4、单值电压比较器有 1 个门限电压，迟滞电压比较器有 2 个门限电压。 5、电压传输特性如图6.1所示，参考电压是__-2______V，输出电压是___10_____V；输入信号加在____反相____输入端。 图题6.1 二、选择14 V ，输出电压与输入电压的关系式 。 图题6.1cc 引入的是负反馈，所以运放工作在线性区间。 引入的是负反馈，所以运放工作在线性区间。 试求图题6.2各电路的输出电压与输入电压的关系式。 （a） （b） 图题6.2 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 3、求如图题6.3所示电路中uo与ui的关系。 图题6.3 分析 本题两级电路第一级为同相输入比例运算电路，第二级为减法运算电路。 解：第一级的输出电压为： c c 第二级的输出电压为： 4、求如图题6.4所示电路中uo与ui的关系。 图题6.4 解 第一级的输出电压为： 第二级的输出电压为： 5、在自动控制系统中需要有调节器（或称校正电路），以保证系统的稳定性和控制的精度。如图题6.5所示的电路为比例—积分调节器（简称PI调节器），试求PI调节器的uo与ui的关系式。 图题6.5 解 设电流i1、if的参考方向如图4.27所示，且电容C两端电压uC与流过的电流if参考方向关联，根据运放工作在线性区的两条分析依据，即，可得： 所以： 试求图题6.6所示电路的与的关系式。 图题6.6 解：设T型电阻网络交叉点的电位为U 因为电路为反相比例放大器，所以 所以有 根据某点的输入电流等于其输出电流，有，从而，输入与输出之间关系就出来了。 试求图题6.7所示同相积分器电路的与的关系式。 图题6.7 8、求如图题6.8（a）、（b）所示有源滤波电路的频率特性，说明两个滤波电路各属于何种类型，并画出幅频特性曲线。 图题6.8 分析 本题两个电路都引入了电压并联负反馈，集成运算放大器工作在线性区，可应用“虚短”和“虚断”两条分析依据分析计算。 解 设输入电压ui为正弦信号，则电流电压均可用相量表示。由于集成运算放大器工作在线性区，故 ，。 对图6.8（a）所示电路，有： 所以，电路的电压放大倍数为： 式中为截止角频率。电压放大倍数的幅频特性为： 当时， 当时， 当时， 幅频特性曲线如图6.8（a）所示。可见如图6.8（a）所示电路具有高通滤波特性，即的信号可以通过，而的信号被阻止，所以如图6.8（a）所示电路是一个高通滤波电路。 对图6.8（b）所示电路，有： 所以，电路的电压放大倍数为： 式中为截止角频率。电压放大倍数的幅频特性为： 当时， 当时， 当时， 幅频特性曲线如图6.8（b）所示。可见如图6.8（b）所示电路具有全通滤波特性，即在0~∞范围内所有频率的信号均可以通过，所以如图6.8（b）所示电路是一个全通滤波电路。 （a） （b） 9、在如图6.9所示的各电路中，运算放大器的V，稳压管的稳定电压UZ为6V，正向导通电压UD为0.7V，试画出各电路的电压传输特性曲线。 图题6.9 解：对图（a）所示电路，V，，故当输入电压V时，输出电压V；当输入电压V时，输出电压V。电压传输特性如图 （a）所示。 对图（b）所示电路，由于，V，故当V时，集成运算放大器的输出电压为+12V，稳压管处于反向击穿状态，V；当V时，集成运算放大器的输出电压为-12V，稳压管正向导通，V。电压传输特性如图 所示。 10、在如图6.10（a）所示的电路中，运算放大器的V，双向稳压管的稳定电压UZ为6V，参考电压UR为2V，已知输入电压ui的波形如图6.10（b）所示，试对应画出输出电压uo的波形及电路的电压传输特性曲线。 图题6.10 解 由于V，，故当V时，集成运算放大器的输出电压为+12V，经限幅电路限幅之后，输出电压V；当V时，集成运算放大器的输出电压为-12V，经限幅电路限幅之后，输出电压V。输入电压ui和输出电压uo的波形如图（a）所示，电路的电压传输特性曲线如图