模電訓(xùn)練題及答案第二章

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