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文檔簡(jiǎn)介
1、【1】電路如圖(a)所示。設(shè)為A理想的運(yùn)算放大器,穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)定電壓等于5V。 (1)若輸入信號(hào)的波形如圖(b)所示,試畫出輸出電壓的波形。 (2)試說明本電路中穩(wěn)壓管的作用。 圖(a) 圖(b)【相關(guān)知識(shí)】 反相輸入比例器、穩(wěn)壓管、運(yùn)放?!窘忸}思路】 (1)當(dāng)穩(wěn)
2、壓管截止時(shí),電路為反相比例器。 (2)當(dāng)穩(wěn)壓管導(dǎo)通后,輸出電壓被限制在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓。【解題過程】 (1) 當(dāng)時(shí),穩(wěn)壓管截止,電路的電壓增益 故輸出電壓 當(dāng)時(shí),穩(wěn)壓管導(dǎo)通,電路的輸出電壓被限制在,即。根據(jù)以上分析,可畫出的波形如圖(c)所示。圖(c) (2)由以上的分析可知,當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí),電路能線性放大;當(dāng)輸入信號(hào)較大時(shí)穩(wěn)壓管起限幅的作用?!?】在圖(a)示電路中,已知, ,設(shè)A為理想運(yùn)算放大器,其輸出電壓最大值為,試分別求出當(dāng)電位器的滑動(dòng)端移到最上端、中間位置和最下端時(shí)的輸出電壓的值。反饋類型?圖(a)【相關(guān)知識(shí)】 反相輸入比例器。【解題思路】 當(dāng)時(shí)電路工作閉環(huán)狀態(tài);當(dāng)時(shí)電
3、路工作開環(huán)狀態(tài)。【解題過程】 (1)當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)端上移到最上端時(shí),電路為典型的反相輸入比例放大電路。輸出電壓 (2)當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)端處在中間位置時(shí),畫出輸出端等效電路及電流的參考方向如圖(b)所示。圖中 。圖(b) 由圖可知
4、 以上各式聯(lián)立求解得 代入有關(guān)數(shù)據(jù)得 (3)當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)端處于最下端時(shí),電路因負(fù)反饋消失而工作在開環(huán)狀態(tài)。此時(shí),反相輸入端電位高于同相輸入端電位,運(yùn)放處于負(fù)飽和狀態(tài)。輸出電壓?!?】電壓電流轉(zhuǎn)換電路如圖所示,已知集成運(yùn)放為理想運(yùn)放,R2R3R4R7R,R52R。求解iL與uI之間的函數(shù)關(guān)系。【相關(guān)知識(shí)】 集成運(yùn)放工作在線性區(qū)的特點(diǎn),“虛短”和“虛斷”的分析方法,基本運(yùn)算電路的識(shí)別。【解題思路】 (1) 由圖判斷出集成運(yùn)放A1和A2分別引入的局部
5、電壓反饋為負(fù)反饋。 (2) 識(shí)別集成運(yùn)放A1和A2分別組成的基本運(yùn)算電路類型。 (3) 根據(jù)運(yùn)算電路類型以及“虛短”和“虛斷”的分析方法分別求解uO1以及uO2的表達(dá)式,從而得到iL與uI之間的函數(shù)關(guān)系?!窘忸}過程】 以u(píng)I和uO為輸入信號(hào),A1、R1、R2和R3組成加減運(yùn)算電路,其輸出電壓 以u(píng)O1為輸入信號(hào),A2、R4和R5組成反相比例運(yùn)算電路,其輸出電壓 負(fù)載電流 因此 可見,通過本電路
6、將輸入電壓轉(zhuǎn)換成與之具有穩(wěn)定關(guān)系的負(fù)載電流?!痉椒偨Y(jié)】 由集成運(yùn)放組成的多級(jí)放大電路的解題方法總結(jié): (1) 首先判斷各個(gè)集成運(yùn)放分別引入的局部電壓反饋的極性。 (2) 若引入的反饋為負(fù)反饋,則識(shí)別各個(gè)集成運(yùn)放所組成的基本運(yùn)算電路類型。 根據(jù)運(yùn)算電路類型以及“虛短”和“虛斷”的分析方法逐級(jí)求解輸出電壓的表達(dá)式?!?】在圖(a)所示電路中,設(shè)電路的輸入波形如圖(b)所示,且在時(shí),。 (1)試在理想的情況下,畫出輸出電壓的波形。 (2)若,運(yùn)放的電源電壓為15V , 畫出在上述輸入下的輸出電壓的波形。圖(a)
7、160; 圖(b)【相關(guān)知識(shí)】 積分器、運(yùn)放的傳輸特性?!窘忸}思路】 當(dāng)積分器的輸出電壓小于運(yùn)放的最大輸出電壓時(shí),運(yùn)放工作于線性狀態(tài);當(dāng)積分器的輸出電壓等于運(yùn)放的最大輸出電壓之后,運(yùn)放進(jìn)入飽和狀態(tài),只要輸入電壓極性不變,輸出電壓不會(huì)變化。【解題過程】
8、(1)由圖 (a)可知,該電路為運(yùn)放組成的積分電路,所以輸出電壓 當(dāng)時(shí), 已知 當(dāng)時(shí) 當(dāng) 時(shí) 當(dāng)時(shí) 同理,當(dāng) 當(dāng)時(shí) 當(dāng) 當(dāng)時(shí) 畫出輸出電壓的波形如圖(c)所示。圖(c)(2)若時(shí) 當(dāng)時(shí) 已知運(yùn)放的電源電壓為15V,那么,電路的輸出電壓的最大值。但,這是不可能的,故電路在某個(gè)時(shí)刻已處于飽和狀態(tài)。 當(dāng)時(shí)
9、,令 解上式得 當(dāng) 時(shí),令 解得 同理,當(dāng)時(shí),令 解之得 當(dāng) 可求得 畫出輸出電壓的波形如圖(d)所示。
10、160; 圖(d)【常見的錯(cuò)誤】 當(dāng)積分器的輸出電壓等于運(yùn)放的最大輸出輸出電壓之后,運(yùn)放將處于飽和狀態(tài)。這一點(diǎn)往往被忽視?!?】如圖所示的理想運(yùn)放電路,可輸出對(duì)“地”對(duì)稱的輸出電壓和。設(shè),。 (1)試求/。 (2)若電源電壓用15V,電路能否正常工作?【相關(guān)知識(shí)】 (1)運(yùn)放特性。 (2)反相輸入比例運(yùn)算電路?!窘忸}思路】 分析各運(yùn)放組成哪種單元電路,根據(jù)各單元電路輸出與輸入關(guān)系,推導(dǎo)出總的輸出電壓的關(guān)系式。【解題過程】 (1)由圖可知,運(yùn)放A1和A2分別組成反相輸入比例運(yùn)算電路。故 (2) 若電源電壓用15V
11、,那么,運(yùn)放的最大輸出電壓,當(dāng)時(shí),。運(yùn)放A1和A2的輸出電壓均小于電源電壓,這說明兩個(gè)運(yùn)放都工作在線性區(qū),故電路能正常工作?!?】電路如圖所示,設(shè)運(yùn)放均有理想的特性,寫出輸出電壓與輸入電壓、的關(guān)系式?!鞠嚓P(guān)知識(shí)】 運(yùn)放組成的運(yùn)算電路?!窘忸}思路】 分析各運(yùn)放組成哪種單元電路,根據(jù)各單元電路輸出與輸入關(guān)系,推導(dǎo)出總的輸出電壓的關(guān)系式?!窘忸}過程】 由圖可知,運(yùn)放A1、A2組成電壓跟隨器。 , 運(yùn)放A4組成反相輸入比例運(yùn)算電路 運(yùn)放A3組成差分比例運(yùn)算電路 以上各式聯(lián)立求解得:【7】在圖示電路中,假設(shè)A為理想運(yùn)放,電容初始電
12、壓為零?,F(xiàn)加入U(xiǎn)I11V、UI22V、UI33V的直流電壓。試計(jì)算輸出電壓UO從0V上升到10V所需的時(shí)間?!鞠嚓P(guān)知識(shí)】 加法器、積分器?!窘忸}思路】 先根據(jù)電容兩端電壓與電容電流的表達(dá)式推導(dǎo)輸出電壓與電容電流的關(guān)系,再利用運(yùn)放輸入端“虛短”、“虛斷”的結(jié)論推導(dǎo)各個(gè)輸入電壓與電容電流的關(guān)系,從而可得到輸出電壓與積分時(shí)間的關(guān)系式?!窘忸}過程】根據(jù)電容兩端電壓與電容電流的關(guān)系式 得 而 故
13、60; 當(dāng)從0V上升到10V, 則【8】在實(shí)際應(yīng)用電路中,為了提高反相輸入比例運(yùn)算電路的輸入電阻,常用圖示電路的T型電阻網(wǎng)絡(luò)代替一個(gè)反饋電阻。設(shè),。 (1)求 (2)若用一個(gè)電阻替換圖中的T型電阻網(wǎng)絡(luò),為了得到同樣的電壓增益,應(yīng)選多大的阻值?【相關(guān)知識(shí)】 反相輸入比例器?!窘忸}思路】 根據(jù)運(yùn)放輸入端“虛短”、“虛斷”的結(jié)論推導(dǎo)輸入電壓與輸出電壓之間的關(guān)系式?!窘忸}過程】 (1)為分
14、析方便,標(biāo)出各支路的電路參考方向如圖所示。因?yàn)殡娐返耐噍斎攵私拥亍K?#160;
15、;
16、60; &
17、#160; 由式得 代入式得
18、0; 由、式得 故 代入有關(guān)數(shù)據(jù)得 (2)若用一個(gè)反饋電阻代替T型電阻網(wǎng)絡(luò),那么 為了得到同樣的增益,應(yīng)選電
19、阻 由此可見,若用一個(gè)反饋電阻代替T型電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí),的阻值遠(yuǎn)大于T型電阻網(wǎng)絡(luò)中的元件阻值?!?】理想運(yùn)放電路如圖所示,試求輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系式?!鞠嚓P(guān)知識(shí)】 加法器、減法器?!窘忸}思路】 由圖可知,本電路為多輸入的減法運(yùn)算電路,利用疊加原理求解比較方便?!窘忸}過程】 當(dāng)時(shí) 當(dāng)時(shí)
20、60; 利用疊加原理可求得上式中,運(yùn)放同相輸入端電壓 于是得輸出電壓【10】電路如圖(a)所示。設(shè)運(yùn)放均為理想運(yùn)放。 (1)為使電路完成微分運(yùn)算,分別標(biāo)出集成運(yùn)放A1、A2的同相輸入端和反相輸入端; (2)求解輸出電壓和輸入電壓的運(yùn)算關(guān)系圖(a)
21、60; 圖(b)【相關(guān)知識(shí)】 負(fù)反饋,運(yùn)算電路的基本特點(diǎn),積分運(yùn)算電路,微分運(yùn)算電路,在反饋通路采用運(yùn)算電路來實(shí)現(xiàn)其逆運(yùn)算的方法?!窘忸}思路】 (1)根據(jù)集成運(yùn)放在組成運(yùn)算電路時(shí)的基本特點(diǎn)即引入深度電壓負(fù)反饋,標(biāo)出A1、A2的同相輸入端和反相輸入端,使其引入負(fù)反饋。 (2)先分析與之間的積分運(yùn)算關(guān)系,然后根據(jù)“虛短”、“虛斷”方法求解與之間的微分運(yùn)算關(guān)系。【解題過程】 (1)由圖可知,以u(píng)O作為輸入,以u(píng)O2作為輸出,A2、R3和C組成積分運(yùn)算電路,因而必須引入負(fù)反饋,A2的兩個(gè)輸入端應(yīng)上為“”下為“”。 利用瞬時(shí)極性法確定各點(diǎn)的應(yīng)有的瞬時(shí)極性,就可得到A1的同相輸入端和反相輸入端。設(shè)uI對(duì)“地”為
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