模擬電路課后習(xí)題答案

1、第七章習(xí)題與思考題 習(xí)題 7-1 在圖 P7-1 所示的放大電路中，已知R1=R2=R5=R7=R8=10k Q, R6=R9=R10=20k Q: 試問R3和R4分別應(yīng)選用多大的電阻； 列出Uo1、Uo2和Uo的表達(dá)式； 設(shè)UI1=3V , UI2 = 1V，則輸出電壓 Uo=?解:Uo1UoUoR3R1UI11010Ul1UI1 ,Uo2 (1R5'R6)UI210(1 刃)UI21.5UI2，導(dǎo)(Uo1R7Uo2)20( U11101.5u I 2 ) 2ui 13u 122Ui13Ui2(2 3 3 1)V 9V解:R5'R；)UIR5 1圖 P7-2本題的意圖是掌握反

2、相輸入、同相輸入、差分輸入比例運(yùn)算電路的工作原理，估算三種比例電路的輸入輸 出關(guān)系。 習(xí)題7-2在圖P7-2所示電路中，寫出其 輸出電壓uo的表達(dá)式。r2Uo (1)Ui (R1(1學(xué))UlR1本題的意圖是掌握反相輸入和同相輸入比例 電路的輸入、輸出關(guān)系。解:解:Uo1UoR1RrUo1(1R1、Rr)Ui2(1RR2)Ui1 (1R1R2R1J(1 W)Um(1 J)UI2R2R1R2R1R1)Ul2 (1 h)(Ul2 U11) r2r2本題的意圖是掌握反相輸入和同相輸入比例電路的輸入、輸出關(guān)系。反饋組態(tài)應(yīng)為深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，因此有Auf/FuuFuuR3R3R7AufR3R7R3RR3

3、"R7、若R3 R1zxR7、Uo (1 忑)UIUo (1 忑山1解:UO1匹UiR1UO2 (1R6R5 )UO1J1理uiR1R2 ReU|R1R5UoUO2 UO1R2 Re U| R1R5本題的意圖是掌握反相輸入和同相輸入比例運(yùn)算電路的輸入、輸出關(guān)系。習(xí)題7-6試設(shè)計(jì)一個(gè)比例運(yùn)算放大器，實(shí)現(xiàn)以下運(yùn)算關(guān)系：uo=。請要求畫出電路原理圖，并估算各電阻的阻值。希望所用電阻的阻抗在20k Q至200k Q的范圍內(nèi)。解：MO上圖為實(shí)現(xiàn)本題目要求的一種設(shè)計(jì)方案，使AufAuf 1 Auf 2( 0.5)( 1)0.5，即 Uo0.5ui。本題的意圖是在深入掌握各種比例運(yùn)算電路性能的基礎(chǔ)

4、上，采用適當(dāng)電路實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)算關(guān)系。以上 只是設(shè)計(jì)方案之一。 習(xí)題7-7在圖所示的三運(yùn)放數(shù)據(jù)放大器中，假設(shè)R1為阻值在1kQ 10k Q之間可調(diào)的電位器,R2=R3=20k Q, R4=R5=33k Q, R6=R7=100k Q,試估算電路的輸出電壓與輸入電壓之間的比例系數(shù)的可調(diào)范 圍。解:Uo1(1Uo1Uo2盞)UI1 (1讐UI1RUo2R1/2)UI2（1 讐）（UI1Ul2)(12R2)UiUoR6(Uo1Uo2)R42R2、輸出電壓與輸入電壓之間的比例系數(shù)即AuUoUl當(dāng)R1阻值為1 kQ時(shí)，Au100（133100當(dāng)R1阻值為1 0kQ時(shí)，Au（133:20)12 20)10

5、)124.215.2。本題的意圖是了解三運(yùn)放數(shù)據(jù)放大器的特點(diǎn)，并學(xué)習(xí)估算其電壓放大倍數(shù)。R3=510k Q, R4=1k Q,習(xí)題7-8在圖所示的T型反饋網(wǎng)絡(luò)比例電路中，已知R1=1M Q, R2=330k Q,試列出電路的輸出輸入關(guān)系，并估算輸入電阻Ri。A圖解:Uo(i2R2i3R3)io io i44 Uoi2R2 (i2 i4)R3，Um限“尺i4詐Uoi2R2(i2i2)R3i2(R2 R3 R2R3R4 )'2i巴1 R1UoR口R2R3R2R3R4U|，RiAufR2R2 R3R3 R4"RRjfR1 1M本題的意圖是了解T型反饋網(wǎng)絡(luò)比例電路的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)估算電壓

6、放大倍數(shù)和輸入電阻。習(xí)題7-9寫出圖P7-9(a)和(b)所示運(yùn)算電路的輸入輸出關(guān)系。lOkfiOlLWO4knwoE F7-y解:(a)uoiUoUo10亍1110口 UO1104Ui 1110Uii10；U|254(1 1)10 UI3) 21U| 21410味4(1 7)10Uii)10;u 12510-U|3)10U|1 2U|2 5U|3本題的意圖是對比例電路及求和電路進(jìn)行綜合訓(xùn)練。4U I3144uiiu I2 4ui 3習(xí)題7-10試用集成運(yùn)放組成一個(gè)運(yùn)算電路,要求實(shí)現(xiàn)以下運(yùn)算關(guān)系:解:Uo 2uii 5u|2 0.1ui3Uoi (2uii 0.1U|3);第一RiR21002

7、00本題的意圖是掌握求和電路的工作原理,并學(xué)習(xí)利用波形疊加的方法畫求和電路輸出電壓波形。如上圖所示，采用兩級反相求和電路實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)算關(guān)系，使第一級:級：Uo1 (u 01 5ui 2) 2u i 1 5u i 20.1 U| 3。本題的意圖是對求和電路進(jìn)行綜合訓(xùn)練，學(xué)習(xí)用適當(dāng)電路實(shí)現(xiàn)加法和減法的復(fù)合運(yùn)算關(guān)系。習(xí)題 7-11 在圖 P 7-11(a)電路中，已知 R1=100k Q, R2=RF=200k Q, R'51k Q, ui1 和 ui2 的波形如圖P7-11(b)所示，試畫出輸出電壓uo的波形，并在圖上標(biāo)明相應(yīng)電壓的數(shù)值。習(xí)題7-12在圖所示的基本積分電路中，設(shè) 式，并計(jì)算

8、當(dāng) 性和相頻特性。解:UoRCU|dtRC2104 10 6RCcos t 型 cos t 型sin（ t 90。）ui=2sin 3t（V） , R=R'10k Q, C= 1 卩 F,試求 uo 的表達(dá) f=10Hz、100H z、1000Hz和10000Hz時(shí)u。的幅度（有效值）和相位，最后畫出電路的幅頻特依據(jù)此式可計(jì)算出當(dāng) f=10Hz、100H z、1000Hz和10000Hz時(shí)u。的幅度（有效值）和相位，如下表所示。Ui / V2/72721.414f / Hz10100100010000Uo / VUo/Ui20lg |UO /Ui |/dB4-16-36-5690

9、76;90°90°90°電路的幅頻特性和相頻特性如下圖所示。本題的意圖是，當(dāng)積分電路的輸入信號為正弦波時(shí)，通過分析其輸入、輸出關(guān)系，體會積分電路的移相 作用，并學(xué)習(xí)畫出積分電路的幅頻特性和相頻特性。ui(t)如圖P7-13中所示，試畫出相應(yīng)的uo(t)波形圖。設(shè)t=0時(shí)習(xí)題7-13設(shè)輸入到圖所示積分電路的uo=0， R=R '10k Q, C = 1卩 F。i/i/vQ10，303001一2-J1圖 P7T3解:Uo1 tu,dt Uo(0)RC to豈(tt0)Uo(t。)t=（010）ms期間,Uo104；06t200t(V )， 當(dāng) t=10ms 時(shí)

10、，uo=-2V。t=(10 20)ms期間,Uo2 (t104 10 6 (t0.01) 2 200(t 0.01) 2(V)當(dāng) t=20ms 時(shí)，uc=0。uO的波形見下圖。0lOkQA,A,2DtnIVWVjjiQpF卜U| lOkfi|1O201箔40M ms11+1求標(biāo)出幅值，波形延長到 t>30ms。本題的意圖是，當(dāng)積分電路的輸入信號為矩形波時(shí)的輸入、輸出關(guān)系，學(xué)習(xí)畫波形，并體會積分電路的波 形變換作用。題7-14圖P7-14為一波形轉(zhuǎn)換電路，輸入 信號ui為矩形波。設(shè)運(yùn)算放大器為理想的，在t=0 時(shí)，電容器兩端的初始電壓為零。試進(jìn)行下列計(jì) 算，并畫出uo1和uo的波形。t=0

11、 時(shí)，uo1=? uo=?t=10ms 時(shí)，uo1=? uo=?t=20ms 時(shí)，uo1=? uo=?將uo1和uo的波形畫在下面。時(shí)間要對應(yīng)并要tf HE<b>復(fù) P7T.Q解:Uoi1 tuudtUo1 (to)(tRC to 1rc(t104 10 6 (tto) U O1 (t0 )UoRfRf可uo11O4(1)1O4uo1to) Uoi(to)lOOUi (t to) Uoi(to) t=o t=R2uO1O.5時(shí)，Uoi=O, Uo2=。(O1O) ms期間，ui=-1V,Uoi(t o)=o，則1OOU|(t to)1O42 1O4U O1(tO )(1)O.5VO

12、.5( loot O.5)V1OO ( 1)t 1OOt(V) , uo 1OO ( 1)tt=1Oms 時(shí)，u ouiv, uo=。 t= (1O2O) ms期間，ui=1V,Uoi(t o)=1V，則uo11OO 1 (t O.O1) 1 1OO(t O.O1)uo1OO 1 (t to) 1 O.5 1OO(t to) O.5Vt=2Oms 時(shí)， u oi=O, uo=。 uo1和uo的波形如下圖所示，可見，積分電路將矩形波轉(zhuǎn)換為三角波。Kl/Vi本題的意圖是對求和電路和積分電路進(jìn)行綜合訓(xùn)練，并通過畫波形來體會積分電路的波形變換作用。A4組成同相輸入求和電路，因此UoiUiiU02U|2

13、Uo3 U I 3虛斷i1i2i3U01 UR1Uo2 UR2Uo3 UR3UO1U|1UO2U|2UO3 uI 3Ui1 UR1U|2 UR2U|3 UR3虛短U UUoU|1R1UoU|2R2Uo U|3R3UoUo本題的意圖是訓(xùn)練運(yùn)用“虛短”和3(U|1 U|2 U|3)3“虛斷”的基本概念，分析由多個(gè)電壓跟隨器組成的求和運(yùn)算電路。習(xí)題7-16在圖P7-16中，設(shè) A1、A2、A3、A4各組成何種基本運(yùn)算電路？ 分別列出Uo1、Uo2、Uo3和Uo4與輸入電壓UI1、Ai、A2、A3、A4均為理想運(yùn)放;UI2、UI3之間的關(guān)系。習(xí)題7-15試分析圖P7-15電路中的各集成運(yùn)放A1、A2、A3、A4分別組成何種運(yùn)算電路，設(shè)電阻R1 = R2=R3=R，試分別列出 Uo1、Uo2、U03和Uo的表達(dá)式。解：A1、A2、A3均組成電壓跟隨器,lookn解：A1：同相輸入比例電路，A2：反相輸入求和電路，A3：100 -200200UO1(1)Ui13Ui1，Uo2(Ui