第七章作業(yè)解答

1、2022-4-301作業(yè)：作業(yè)：P3913962、3、5、 68、9、10、1113、14、162022-4-3027.27.2 電路如圖電路如圖P7.2P7.2所示，集成運放輸出電壓的最大幅值為所示，集成運放輸出電壓的最大幅值為14V14V，填表。，填表。圖圖P7.3P7.3uI/V0.10.51.01.5uO1/V-1-5-10-14uO2/V1.15.51114解：解：(a)圖為反相比例電路，圖為反相比例電路，(b)圖為同相比例電路。圖為同相比例電路。uO1(Rf/R)uI10uI，uO2(1+Rf/R)uI11uI。當集成運放工作到非線性區(qū)時，輸出電壓不是當集成運放工作到非線性區(qū)時，輸

2、出電壓不是14V，就是，就是14V 2022-4-3037.3 設計一個比例運算電路，要求輸入電阻設計一個比例運算電路，要求輸入電阻Ri20k，比例系數(shù)為，比例系數(shù)為100。解：可采用反相比例運算電路，電路形式如圖所示。解：可采用反相比例運算電路，電路形式如圖所示。列電路方程：列電路方程：RRi100=Rf/R解得：解得：R20k，Rf2M。2022-4-3043OI12 4VRuuR 2OI12 4VRuuR 23OII14 8VRRuuuR 7.5 電路如圖電路如圖P7.4所示，集成運放輸出電壓的最大幅值為所示，集成運放輸出電壓的最大幅值為14V，uI為為2V的直的直流信號。分別求出下列各

3、種情況下的輸出電壓。流信號。分別求出下列各種情況下的輸出電壓。（1）R2短路；（短路；（2）R3短路；（短路；（3）R4短路；（短路；（4）R4斷路。斷路。解：解： （1）（2）（3）R4短路時電路無反饋，短路時電路無反饋，uO14V（4）2022-4-3057.6 試求圖試求圖P7.6所示各電路輸出電壓與輸入電壓的運算關系式。所示各電路輸出電壓與輸入電壓的運算關系式。圖圖P7.8PNI3uuuI1NI2NNO122uuuuuuRRRfffOI1I2I3I1I213123225RRRuuuuuuuRRR fffOI1I2I3I1I2131231010RRRuuuuuuuRRR 解：在圖示各電路

4、中，解：在圖示各電路中，（a）由虛短：）由虛短：由虛斷得：由虛斷得：整理得：整理得：（b b）（c）由虛短及虛斷列電路方程得）由虛短及虛斷列電路方程得fOI2I1I2I11()8 ()RuuuuuR（d）由虛短及虛斷列電路方程得：）由虛短及虛斷列電路方程得：ffffOI1I2I3I41234RRRRuuuuuRRRR 1413I2I1402020uuuu2022-4-306PN6VuuPZL220.6mAuUIRR7.8 圖圖P7.8所示為恒流源電路，已知穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)，試求負載電阻中所示為恒流源電路，已知穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)，試求負載電阻中的電流。的電流。解：由虛短及虛斷得：解：由虛短

5、及虛斷得：可見可見IL與與RL無關。無關。圖圖P7.112022-4-3077.9 電路如圖電路如圖P7.9所示。所示。（1）寫出）寫出uO與與uI1、uI2的運算關系式；的運算關系式；（2）當）當RW的滑動端在最上端時，若的滑動端在最上端時，若uI110mV，uI220mV，則，則uO？（3）若）若uO的最大幅值為的最大幅值為14V，輸入電壓最大值，輸入電壓最大值uI1max10mV，uI2max20mV，最小值均為，最小值均為0V，則為了保證集成運放工作在線性區(qū)，則為了保證集成運放工作在線性區(qū)，R2的最大值為多少？的最大值為多少？圖圖P7.9WOI2I1110()RuuuRI2I1()uu

6、I2I1()uuWOI2I11min1min1010()102014RuuuRR解：（解：（1）由虛短及虛斷列電路方程：）由虛短及虛斷列電路方程：（2）uI110mV，uI220mV代入上式，代入上式， 得得uO100mV（3）根據(jù)題目所給參數(shù)，）根據(jù)題目所給參數(shù)， 的最大值的最大值為為20mV。若。若R1為最小值，則為保證集成運放工作在線性區(qū)，為最小值，則為保證集成運放工作在線性區(qū)，20mV時集成運放的輸出電壓應為時集成運放的輸出電壓應為14V，寫成表達式為，寫成表達式為故故R1min143R2maxRWR1min（100.143）k9.86kOW12P2Nf2N1N1N1I2Iff1PuR

7、Ruu,RuuRuu,uRRRu 2022-4-3087.10分別求解圖分別求解圖P7.10所示各電路的運算關系。所示各電路的運算關系。圖圖P7.13解：運算關系求解如下。解：運算關系求解如下。（a）設）設R3、R4、R5的節(jié)點為的節(jié)點為M，則，則)( )( 2I21I15434344MO5M2I21I15342I21I13MRuRuRRRRRRiuuRuRuRuiiiRuRuRuRRRR（b）先求解）先求解uO1，再求解，再求解uO。)(1 ( )1 ()1 ( )1 ()1 (I1I245I245I11345I245O145OI113O1uuRRuRRuRRRRuRRuRRuuRRu（c）

8、A1、A2、A3為三個電壓跟隨器，輸出電壓分為三個電壓跟隨器，輸出電壓分別為別為uI1、uI2、uI3。由于在。由于在A4組成的同相求和運算電組成的同相求和運算電路中反相輸入端和同相輸入端外接電阻阻值相等，所路中反相輸入端和同相輸入端外接電阻阻值相等，所以以)( 10)(I3I2I1I3I2I114OuuuuuuRRu2022-4-3097.11 在圖在圖P7.11（a）所示電路中，已知輸入電壓）所示電路中，已知輸入電壓uI的波形如圖（的波形如圖（b）所示，）所示，當當t0時時uO0。試畫出輸出電壓。試畫出輸出電壓uO的波形。的波形。圖圖P7.11 21 OIO1 1d( )ttuu tutR

9、C OI21O1I21O157I21O11()( )1 ()( )1010 100()( )uu ttutRCu ttutu ttut 輸入為方波，輸出為反相三角波。輸入為方波，輸出為反相三角波。當當uI為常量時，為常量時，解圖解圖P7.11若若t0時，時，uO0，則則t5ms時，時，uO10055103V2.5V。當當t15mS時，時，uO100(5)10103(2.5)V2.5V。輸出波形如解圖輸出波形如解圖P7.14所示。所示。解：運放解：運放A組成積分運算電路。組成積分運算電路。輸出電壓的表達式為輸出電壓的表達式為2022-4-30107.13 試分別求解圖試分別求解圖P7.13所示各

10、電路的運算關系。所示各電路的運算關系。圖圖P7.132OIIII111d100dRuuu tuu tRRC 3I1IO1II2dd102dduCuuRCuutCt 3OII1d10duu tu tRCI1I2OI1I2121()d100 (0.5)duuutuutCRR 解：由基爾霍夫電流定律及虛短和解：由基爾霍夫電流定律及虛短和虛斷，可解出各電路的運算關系分虛斷，可解出各電路的運算關系分別為：別為：（a）（b）（c）（d）2022-4-30117.14 在圖在圖P7.14所示電路中，已知所示電路中，已知R1RRR2Rf100k，C1F。（1）試求出）試求出uO與與uI的運算關系。的運算關系。

11、（2）設）設t0時時uO0，且，且uI由零躍變?yōu)橛闪丬S變?yōu)?V，試求輸出電壓由零上升到，試求輸出電壓由零上升到6V所需要的時間。所需要的時間。圖圖P7.17解：解：IOO2fI1fO1uuuRRuRRuRuRuuiIOO1CtutuRCtiCud10d1d1IICO1OO0101(0)6Vtudtu （1）電容上的電壓）電容上的電壓uCuO，電容的電流電容的電流因此，輸出電壓因此，輸出電壓（2）t10.6S。即經(jīng)即經(jīng)0.6秒輸出電壓達到秒輸出電壓達到6V。2022-4-30127.15 試求出圖試求出圖P7.15 所示電路的運算關系。所示電路的運算關系。圖圖P7.15P7.152112OIIu

12、u dtu dtRC 223(1)2OOORuuuROIuu dt 解：設解：設A A2 2的輸出為的輸出為u uO2O2。因為。因為R R1 1的電流等于的電流等于C C 的電流，所以：的電流，所以：又因為又因為A A2 2組成以組成以u uO O為輸入的同相比例運算電為輸入的同相比例運算電路，所以：路，所以： 比較以上兩式，得：比較以上兩式，得：uo2dtu-udCiRu-u2o1Nc11NI）（ 2022-4-30137.16 在圖在圖P7.16所示電路中，已知所示電路中，已知uI14V，uI21V。回答下列問題：?；卮鹣铝袉栴}：圖圖P7.16（1）當開關）當開關S閉合時，分別求解閉合時

13、，分別求解A、B、C、D和和uO的電位；的電位；（2）設）設t0時時S打開，問經(jīng)過多長時間打開，問經(jīng)過多長時間uO0？BCCDABUUUUUURRRO3A3601117014050 101 10tuu dtdttRC 4140428.6mS140tt 解：（解：（1）由虛短由虛斷得）由虛短由虛斷得UBuI14V，又，又所以：所以：UA7V，UB4V，UC1V，UD2V，S閉合時運放閉合時運放A4組成同相比例電路，組成同相比例電路，uO2UD4V。（2）t0時時S打開，運放打開，運放A4組成差分組成差分減法電路：減法電路：uO2uDuO3，運放運放A3組成反相積分電路：組成反相積分電路：2uD4V，所以，所以uO34V時，時，uO才為零。才為零。即：即：2022-4-3014OO1Cuu dtR OiuuiOCduuRdt 例：例： 電路如圖所示，運算放大器理想器件，電容電路如圖所示，運算放大器理想器件，電容C初始電壓為零。初始電壓為零。（1）求）求uO(t)與與ui(t)