運算放大器試題及答案

運算放大器試題及答案姓名：____________________

一、選擇題（每題2分，共20分）

1.運算放大器的符號通常用什么字母表示？

A.OA

B.OP

C.OA

D.OP

2.運算放大器的基本工作原理是什么？

A.放大信號

B.移相

C.濾波

D.以上都是

3.運算放大器的主要參數(shù)包括哪些？

A.輸入阻抗

B.輸出阻抗

C.開環(huán)增益

D.以上都是

4.下列哪個不是運算放大器的理想特性？

A.高輸入阻抗

B.低輸出阻抗

C.高輸入電壓

D.低功耗

5.運算放大器在電路中常用作什么？

A.放大器

B.比較器

C.濾波器

D.以上都是

6.運算放大器的輸出電壓通常是多少？

A.0V

B.±5V

C.±15V

D.±30V

7.運算放大器在閉環(huán)工作時，其增益由什么決定？

A.開環(huán)增益

B.閉環(huán)增益

C.輸入阻抗

D.輸出阻抗

8.運算放大器的輸出電壓是否可以超過電源電壓？

A.可以

B.不可以

C.取決于電源電壓

D.取決于電路設計

9.運算放大器的共模抑制比（CMRR）是什么？

A.輸入共模電壓與輸出電壓之比

B.輸入差模電壓與輸出電壓之比

C.輸入共模電壓與輸入差模電壓之比

D.輸出電壓與輸入共模電壓之比

10.運算放大器在電路中用作比較器時，其輸入電壓應滿足什么條件？

A.輸入電壓必須大于參考電壓

B.輸入電壓必須小于參考電壓

C.輸入電壓必須等于參考電壓

D.輸入電壓可以大于、小于或等于參考電壓

二、填空題（每題2分，共20分）

1.運算放大器的基本組成包括_______、_______、_______和_______。

2.運算放大器的開環(huán)增益通常在_______倍以上。

3.運算放大器的輸入阻抗一般大于_______歐姆。

4.運算放大器的輸出阻抗一般小于_______歐姆。

5.運算放大器在電路中常用作_______、_______和_______等。

6.運算放大器的共模抑制比（CMRR）是指_______。

7.運算放大器的差模增益是指_______。

8.運算放大器的輸出電壓通常由_______和_______決定。

9.運算放大器的閉環(huán)增益可以通過_______和_______來調(diào)節(jié)。

10.運算放大器在電路中用作比較器時，其輸出電壓通常為_______或_______。

四、簡答題（每題5分，共25分）

1.簡述運算放大器的工作原理。

2.解釋什么是運算放大器的開環(huán)增益和閉環(huán)增益。

3.說明運算放大器在電路中用作比較器時，如何判斷輸出狀態(tài)。

4.簡要介紹運算放大器的共模抑制比（CMRR）及其重要性。

5.運算放大器在電路中用作濾波器時，如何實現(xiàn)低通、高通、帶通和帶阻濾波？

五、計算題（每題10分，共30分）

1.已知運算放大器的開環(huán)增益為10000倍，輸入信號為1mV，求輸出信號電壓。

2.設計一個非反相放大器，要求放大倍數(shù)為10倍，輸入信號為1V，電源電壓為±15V，計算所需的電阻值。

3.設計一個反相放大器，要求放大倍數(shù)為100倍，輸入信號為100mV，電源電壓為±5V，計算所需的電阻值。

六、應用題（每題15分，共45分）

1.設計一個電壓跟隨器電路，要求輸入電壓為0-5V，輸出電壓為0-5V，電源電壓為±15V。

2.設計一個電壓比較器電路，要求當輸入電壓大于2V時，輸出高電平，當輸入電壓小于2V時，輸出低電平。

3.設計一個低通濾波器電路，要求截止頻率為1kHz，電源電壓為±5V。

試卷答案如下：

一、選擇題答案及解析：

1.B解析：運算放大器的符號通常用字母“OP”表示。

2.A解析：運算放大器的基本工作原理是放大信號。

3.D解析：運算放大器的主要參數(shù)包括輸入阻抗、輸出阻抗、開環(huán)增益等。

4.C解析：運算放大器不是理想特性，其中之一就是高輸入電壓。

5.D解析：運算放大器在電路中可用作放大器、比較器和濾波器等。

6.B解析：運算放大器的輸出電壓通常為±5V。

7.B解析：運算放大器在閉環(huán)工作時，其增益由閉環(huán)增益決定。

8.B解析：運算放大器的輸出電壓不可以超過電源電壓。

9.A解析：運算放大器的共模抑制比（CMRR）是輸入共模電壓與輸出電壓之比。

10.D解析：運算放大器在電路中用作比較器時，輸出電壓可以是高電平或低電平。

二、填空題答案及解析：

1.輸入級、中間級、輸出級、偏置電路

2.10000

3.100kΩ

4.1kΩ

5.放大器、比較器、濾波器

6.輸入共模電壓與輸出電壓之比

7.輸入差模電壓與輸出電壓之比

8.輸入電壓、輸出電壓

9.電阻、電容

10.高電平、低電平

四、簡答題答案及解析：

1.運算放大器的工作原理是利用其高增益和低輸入阻抗的特性，將輸入信號放大到所需的輸出電壓。

2.開環(huán)增益是指運算放大器在沒有反饋的情況下，輸出電壓與輸入電壓之比。閉環(huán)增益是指運算放大器在有反饋的情況下，輸出電壓與輸入電壓之比。

3.當運算放大器的輸入電壓大于參考電壓時，輸出高電平；當輸入電壓小于參考電壓時，輸出低電平。

4.運算放大器的共模抑制比（CMRR）是指運算放大器對共模信號的抑制能力，其值越高，表示共模信號的抑制效果越好。

5.運算放大器在電路中用作濾波器時，通過選擇合適的電阻和電容，可以實現(xiàn)低通、高通、帶通和帶阻濾波。

五、計算題答案及解析：

1.輸出信號電壓=開環(huán)增益×輸入信號電壓=10000×1mV=10V

2.非反相放大器放大倍數(shù)=1+(Rf/Rin)，Rf=10Rin，因此Rf=10×1kΩ=10kΩ，Rin=1kΩ。

3.反相放大器放大倍數(shù)=-Rf/Rin，Rf=100Rin，因此Rf=100×100mΩ=10kΩ，Rin=100mΩ。

六、應用題答案及解析：

1.電壓跟隨器電路設計：使用運算放大器U1，輸入端接電阻R1和R2，輸出端接電阻R3和R4。R1和R2構成電壓分壓器，R3和R4構成反饋網(wǎng)絡。R1=R2=10kΩ，R3=10kΩ，R4=10kΩ。

2.電壓比較器電路設計：使用運算放大器U1，輸入端接電阻R1和R2，輸出端接電阻R3和R4。R1和R2構成電壓分壓器，R3和R4構成反饋網(wǎng)絡。R1=R2=10kΩ，R3=10kΩ，R4=10kΩ。當輸入電壓大于2V時，輸出高電平；當輸入電壓小于2V時，輸出低電平