集成電路原理及應(yīng)用考試題

1、2.8設(shè)計一個運(yùn)放電路，要求運(yùn)算關(guān)系為U0=5(Ui1-Ui2+Ui3-Ui4),指定接于輸入，輸出端的反饋電阻為100K 試選定各信號源與放大器輸入端的電阻及其溫漂補(bǔ)償電阻。100K100K 20k100KUi1UO220K Ui2UIi2.20K20KUi4 Rp三角形代表運(yùn)放器A1.A2 + -未標(biāo)出 均為上- 下+2.12 求圖4所示電路輸出電壓與輸入電壓的表達(dá)式，并說明該電路完成什么功能。 解：對A：由“虛斷”和“虛短”得，即u=-u。A為倒相器對A：由“虛斷”和“虛短”得則u=，A為反相放大器。 將u=-u代入上式得u=故該電路為減法電路。備注：反相器：輸出電壓與輸入電壓相位相反。

2、基本反相器公式： 倒相器：當(dāng)R2=R1時，即為倒相器，題中R1=R2=R。（A1）2.15 如圖6所示電路為積分反饋式微分電路，試分析此電路的工作原理，并寫出傳遞函數(shù)的表達(dá)式。 解：對A：由“虛斷”得 v=v由“虛短”得，又R=R，R=R整理得對A：由“虛斷”和“虛短”得代入上式得A為差動放大器，A以A的輸出為反相輸入，經(jīng)過積分放大后的輸出電壓在電阻R 上的分壓作為A放大器的同相輸入。P73 3.3.1 二極管檢波器：理想二極管檢波器P77 3.4 限幅器P84 3.6 電壓比較器：單限電壓比較器 遲滯電壓比較器 窗口電壓比較器 P95阻抗模擬變換器（簡答或名詞解釋）：U/I變換器：電壓/電流

3、變換器是指輸出負(fù)載中的電流正比于輸入電壓的運(yùn)放電路，因?yàn)閭鬏斚禂?shù)是電導(dǎo)，所以又被稱為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)放大器。I/U變換器：電流/電壓變換器是指輸出負(fù)載中的電壓正比于輸入電流的運(yùn)放電路，因傳輸系數(shù)是電阻，所以又被稱為轉(zhuǎn)移電阻放大器。U/F變換器：電壓/頻率變換電路.F/U變化器：頻率/電壓變換器.典型變換：積分恢復(fù)型，電壓反饋型，交替積分型和恒流開關(guān)型。精密T/I變換器：溫度電流變換器.坑爹，這些神馬概念？（老師一陣亂點(diǎn)說是什么名詞解釋，但現(xiàn)在看著都不像）4.3 求如圖3所示電路的輸入阻抗，并說明其性質(zhì)，假定圖中的集成運(yùn)放滿足理想條件。 (圖4.3）解：對于A有： 對于A有： 則U= 整體有：聯(lián)立整理得

4、：則該電路輸入端等效為一電容，等效的電容值為該電路為電容倍增器，通過改變的值，以及C的大小，可得到任意大小的電容值。P128 ICL8038：（自行看書，實(shí)在是看不出要考什么）能同時產(chǎn)生正弦波，方波，三角波。1. 什么是差動放大電路？什么是差模信號？什么是共模信號？差動放大器對差模信號和共模信號分別起什么作用？ 差動放大電路是把兩個輸入信號分別輸入到運(yùn)算放大器的同相和反相輸入端，然后在輸出端取出兩個信號的差模成分，而盡量抑制兩個信號的共模成分的電路。 共模信號：雙端輸入時，兩個大小相同，極性相同的信號。差模信號：雙端輸入時，兩個大小相等，極性相反的信號。 對差模輸入信號的放大作用、對共模輸入信

5、號的抑制作用2. 集成運(yùn)放有哪幾部分組成？各部分的典型電路分別是什么？輸入級、中間級、輸出級、偏置電路四大部分組成輸入級的典型電路是差動放大電路, 利用它的電路對稱性可提高整個電路的性能，減小溫漂 ； 中間級的典型電路是電平位移電路, 將電平移動到地電平，滿足零輸入時零輸出的要求； 輸出級的典型電路是互補(bǔ)推挽輸出放大電路，使輸出級輸出以零電平為中心，并能與中間電壓放大級和負(fù)載進(jìn)行匹配；偏置電路典型電路是電流源電路，給各級電路提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)、所需的電壓3. 共模抑制比的定義？集成運(yùn)放工作于線性區(qū)時，其差模電壓增益Aud與共模電壓增益Auc之比4. 集成運(yùn)放的主要直流參數(shù)：輸入失調(diào)電壓Uos

6、、輸入失調(diào)電壓的溫度系數(shù)Uos/T、輸入偏置電流、輸入失調(diào)電流、差模開環(huán)直流電壓增益、共模抑制比、電源電壓抑制比、輸出峰-峰電壓、最大共模輸入電壓、最大差模輸入電壓5. 集成運(yùn)放主要交流參數(shù)：開環(huán)帶寬、單位增益帶寬、轉(zhuǎn)換速率、全功率帶寬、建立時間、等效輸入噪聲電壓、差模輸入阻抗、共模輸入阻抗、輸出阻抗。6. 理想集成運(yùn)放的基本條件。1.差模電壓增益為無窮大 2.輸入電阻為無窮大 3.輸出電阻為0 4.共模抑制比CMRR為無窮大 5.轉(zhuǎn)換速率為無窮大 即Sr=00 6.具有無限寬的頻帶 7.失調(diào)電壓·失調(diào)電流極其溫漂均為0 8.干擾和噪聲均為07. 理想集成運(yùn)放的兩個基本特性：虛短和虛

7、斷。代表的實(shí)際物理意義。其實(shí)，虛短和虛斷的原因只有一個，那就是：輸入端輸入電阻無窮大。虛短：集成運(yùn)放兩輸入端的電位相等。集成運(yùn)放的兩個輸入端好像短路，但不是真正的短路，所以成為虛短，只有集成運(yùn)放工作于線性狀態(tài)時，才存在虛短 虛斷：集成運(yùn)放兩輸入端的輸入電流為零。由于集成運(yùn)放輸入電阻為無窮大，不可能吸收任何電流，就像輸入端被剪斷了，跟斷路了一樣。但是絕對不是真的斷路，這大概就是虛斷的由來。試分析圖1所示電路是什么電路，有何特點(diǎn)？圖中設(shè)。 （圖1） 解：第一級運(yùn)放為同相放大器。對A：由“虛斷”和“虛短”得 i=i，v=v=u，則u=，即，對A：由“虛斷”和“虛短”得 i=i，v=v=u，則，即代入

8、u得，因兩個輸入信號均從同相端輸入，所以輸入阻抗比較高。該電路為高輸入阻抗的差動放大器。 (習(xí)題3.7圖)試分析如圖3所示電路輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系，并說明此電路在什么條件下能完成全波整流功能，此電路有什么特點(diǎn)？解：對A：u0時，u=u=u, VD導(dǎo)通，VD截止 , u=u 對A：u=u=u故流過R的電流為零，故u=u當(dāng)u<0時，VD截止,VD導(dǎo)通, 對A：u=(1+)u, 對A：u=u=u ， 此時u=（R+R1）u 當(dāng)（R+R）=1時，完成全波整流功能；由于為同相輸入，故該電路輸入電阻較高。什么是函數(shù)發(fā)生器？ 函數(shù)發(fā)生器是一種多波形的信號源。它可以產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒

9、波，甚至任意波形。有的函數(shù)發(fā)生器還具有調(diào)制的功能，可以進(jìn)行調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、脈寬調(diào)制和VCO控制。 濾波器的分類。按元件分：有源，無源，陶瓷，晶體，機(jī)械，鎖相環(huán)，開關(guān)電容 按信號處理方式：模擬、數(shù)字 按通頻帶分：低通、高通、帶通、帶阻有源濾波器分類：按通帶濾波特性，有源濾波器可分為：最大平坦型（巴特沃思型）、等波紋型（切比雪夫型）、線性相移型（貝塞爾型）。集成有源濾波器的特點(diǎn)？ 1在制作截止頻率或中心頻率低的濾波器時，可做到體積小重量輕成本低 2.無須阻抗匹配 3.可方便制作截止頻率或中心頻率連續(xù)可調(diào)的濾波器 4.采用集成電路，受環(huán)境因素的影響小 5.受電磁干擾影響小 6實(shí)現(xiàn)濾波的同時，可得到

10、一定的增益 7.若使用電位器，可變電容器等，可使濾波器的精度達(dá)到百分之0.5 8.采用集成電路，可避免個濾波節(jié)之間的負(fù)載效應(yīng)而使濾波器的設(shè)計和計算大大簡化，且易于進(jìn)行電路調(diào)試高通/低通/帶通/帶阻濾波器的定義？傳輸函數(shù)?幅頻特性？ 高通：濾除低頻信號，使高頻成分通過 低通：濾除高頻信號，使低頻成分通過 帶阻：阻濾波器是指能通過大多數(shù)頻率分量、但將某些范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？D/A轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)有哪些？設(shè)某DAC有二進(jìn)制14位，滿量程模擬輸出電壓為10V，試問它的分辨率和轉(zhuǎn)換精度各為多少？答：A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有：分辨率；量程；精度；轉(zhuǎn)換時

11、間和轉(zhuǎn)換率；輸出邏輯電平；對參考電壓的要求。D/A轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)有：分辨率；轉(zhuǎn)換精度；偏移量誤差；線性度；輸入編碼方式；輸出電壓；轉(zhuǎn)換時間。分辨率為10V×2610.4V；轉(zhuǎn)換精度為LSB=305.2V。 某一控制系統(tǒng)要使用D/A轉(zhuǎn)換器，要求該D/A轉(zhuǎn)換器的精度小于0.25%，那么應(yīng)選擇多少位的D/A轉(zhuǎn)換器？解：轉(zhuǎn)換精度a=LSB，又LSB=b×2（b為量程，n為位數(shù)）則b×2/b<0.25% 得n8 11位A/D轉(zhuǎn)換器分辨率的百分?jǐn)?shù)是多少？如果滿刻度電壓為10V，當(dāng)輸入電壓為5mV時，寫出其輸出的二進(jìn)制代碼。解：2×100%0.49% 因此A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率為 因此當(dāng)輸入電壓為5mV時，二進(jìn)制代碼為000 0000 0000b設(shè)計一個一階高通濾波器，其截止頻率為2kHz。要求畫出電路圖，寫出傳遞函數(shù)的表達(dá)式。解：電路圖如下所示：其傳遞函數(shù)為：又=2KH