第六章 模電習(xí)題答案.doc

第六章習(xí)題一、填空選擇1、理想運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)Au為 無(wú)窮大 ，輸入電阻Ri為 無(wú)窮大 ，輸出電阻為Ro為 零 。2、集成運(yùn)算放大器有兩個(gè)工作區(qū)間，分別為 線性區(qū) 和 非線性區(qū) 。3、理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的條件下，有兩個(gè)重要特性是 虛斷 和 虛短 。4、單值電壓比較器有 1 個(gè)門(mén)限電壓，遲滯電壓比較器有 2 個(gè)門(mén)限電壓。5、電壓傳輸特性如圖6.1所示，參考電壓是_-2_V，輸出電壓是_10_V；輸入信號(hào)加在_反相_輸入端。 圖題6.1二、選擇1、工作在線性區(qū)的運(yùn)算放大器應(yīng)置于（a）狀態(tài)。a深度負(fù)反饋 b 開(kāi)環(huán) c正反饋 2、工作在非線性區(qū)的運(yùn)算放大器具有（a）的特點(diǎn)a虛斷 b 虛短 c 虛斷和虛短3、下列關(guān)于遲滯電壓比較器的說(shuō)法，不正確的是（b）a 遲滯電壓比較器有兩個(gè)門(mén)限電壓b 構(gòu)成遲滯電壓比較器的集成運(yùn)算放大電路工作在線性區(qū)c 遲滯電壓比較器一定外加正反饋d 遲滯電壓比較器的輸出電壓只有兩種可能4、能將矩形波轉(zhuǎn)變成三角波的電路是（c） a 比例運(yùn)算電路 b微分運(yùn)算電路 c積分運(yùn)算電路 d 加法電路5、工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下的電壓比較器，其輸出電壓Uo的大小由（c）決定。 a 運(yùn)放的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù) b 外電路參數(shù) c 運(yùn)放的工作電源三、分析與計(jì)算題1、電路 如題圖6.1所示 ，集 成運(yùn)放 輸出電壓 的最大幅 值為 14 V ，輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系式 。圖題6.1cc（a） 引入的是負(fù)反饋，所以運(yùn)放工作在線性區(qū)間。（b） 引入的是負(fù)反饋，所以運(yùn)放工作在線性區(qū)間。2、 試求圖題6.2各電路的輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系式。 （a） （b）圖題6.2解：(a)根據(jù)虛斷特性 ，根據(jù)虛短特性，所以(b)當(dāng)時(shí)，電路轉(zhuǎn)換為反相輸入求和電路，輸出當(dāng)時(shí)，電路轉(zhuǎn)換為同相輸入求和電路，輸出根據(jù)線性疊加原理，總輸出為3、求如圖題6.3所示電路中uo與ui的關(guān)系。 圖題6.3分析 本題兩級(jí)電路第一級(jí)為同相輸入比例運(yùn)算電路，第二級(jí)為減法運(yùn)算電路。解：第一級(jí)的輸出電壓為：cc第二級(jí)的輸出電壓為：4、求如圖題6.4所示電路中uo與ui的關(guān)系。圖題6.4解 第一級(jí)的輸出電壓為：第二級(jí)的輸出電壓為：5、在自動(dòng)控制系統(tǒng)中需要有調(diào)節(jié)器（或稱校正電路），以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制的精度。如圖題6.5所示的電路為比例積分調(diào)節(jié)器（簡(jiǎn)稱PI調(diào)節(jié)器），試求PI調(diào)節(jié)器的uo與ui的關(guān)系式。圖題6.5解 設(shè)電流i1、if的參考方向如圖4.27所示，且電容C兩端電壓uC與流過(guò)的電流if參考方向關(guān)聯(lián)，根據(jù)運(yùn)放工作在線性區(qū)的兩條分析依據(jù)，即，可得：所以： 6、 試求圖題6.6所示電路的與的關(guān)系式。圖題6.6解：設(shè)T型電阻網(wǎng)絡(luò)交叉點(diǎn)的電位為U因?yàn)殡娐窞榉聪啾壤糯笃?，所以所以有根?jù)某點(diǎn)的輸入電流等于其輸出電流，有，從而，輸入與輸出之間關(guān)系就出來(lái)了。7、 試求圖題6.7所示同相積分器電路的與的關(guān)系式。圖題6.7 8、求如圖題6.8（a）、（b）所示有源濾波電路的頻率特性，說(shuō)明兩個(gè)濾波電路各屬于何種類型，并畫(huà)出幅頻特性曲線。圖題6.8分析 本題兩個(gè)電路都引入了電壓并聯(lián)負(fù)反饋，集成運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)，可應(yīng)用“虛短”和“虛斷”兩條分析依據(jù)分析計(jì)算。解 設(shè)輸入電壓ui為正弦信號(hào)，則電流電壓均可用相量表示。由于集成運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)，故 ，。對(duì)圖6.8（a）所示電路，有：所以，電路的電壓放大倍數(shù)為：式中為截止角頻率。電壓放大倍數(shù)的幅頻特性為：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，幅頻特性曲線如圖6.8（a）所示。可見(jiàn)如圖6.8（a）所示電路具有高通濾波特性，即的信號(hào)可以通過(guò)，而的信號(hào)被阻止，所以如圖6.8（a）所示電路是一個(gè)高通濾波電路。對(duì)圖6.8（b）所示電路，有：所以，電路的電壓放大倍數(shù)為：式中為截止角頻率。電壓放大倍數(shù)的幅頻特性為：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，幅頻特性曲線如圖6.8（b）所示?？梢?jiàn)如圖6.8（b）所示電路具有全通濾波特性，即在0范圍內(nèi)所有頻率的信號(hào)均可以通過(guò)，所以如圖6.8（b）所示電路是一個(gè)全通濾波電路。 （a） （b）9、在如圖6.9所示的各電路中，運(yùn)算放大器的V，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ為6V，正向?qū)妷篣D為0.7V，試畫(huà)出各電路的電壓傳輸特性曲線。圖題6.9解：對(duì)圖（a）所示電路，V，故當(dāng)輸入電壓V時(shí)，輸出電壓V；當(dāng)輸入電壓V時(shí)，輸出電壓V。電壓傳輸特性如圖 （a）所示。對(duì)圖（b）所示電路，由于，V，故當(dāng)V時(shí)，集成運(yùn)算放大器的輸出電壓為+12V，穩(wěn)壓管處于反向擊穿狀態(tài)，V；當(dāng)V時(shí)，集成運(yùn)算放大器的輸出電壓為-12V，穩(wěn)壓管正向?qū)?，V。電壓傳輸特性如圖 所示。10、在如圖6.10（a）所示的電路中，運(yùn)算放大器的V，雙向穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ為6V，參考電壓UR為2V，已知輸入電壓ui的波形如圖6.10（b）所示，試對(duì)應(yīng)畫(huà)出輸出電壓uo的波形及電路的電壓傳輸特性曲線。圖題6.10解 由于V，故當(dāng)V時(shí)，集成運(yùn)算放大器的輸出電壓為+12V，經(jīng)限幅電路限幅之后，輸出電壓V；當(dāng)V時(shí)，集成運(yùn)算放大器的輸出電壓為-12V，經(jīng)限幅電路限幅之后，輸出電壓V。輸入電壓ui和輸出電壓uo的波形如圖（a）所示，電路的電壓傳輸特性曲線如圖（b）所示。 （a）輸入電壓ui和輸出電壓uo的波形 （b）電壓傳輸特性曲線11遲滯電壓比較器電路如圖題6.11所示，試畫(huà)出傳輸特性和輸出波形。圖題6.11解：輸出高電平為8V，低電平為-8V.上門(mén)限為4V，下門(mén)限為0V.輸入信號(hào)加在反相輸入端。12圖題6.12所示為遲滯電壓比較器電路，已知運(yùn)放最大輸出電壓為14V，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓，穩(wěn)壓管的導(dǎo)通電壓，。試分別畫(huà)出它們的傳輸特性并求出回差電壓。圖題6.12解：(a)當(dāng)時(shí)，輸出處于臨界狀態(tài)，即將發(fā)生翻