第4章集成运算放大器习题集解答

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1、第四章习题参考答案4-1什么叫“虚短”和“虚断”？答虚短：由于理想集成运放的开环电压放大倍数无穷大，使得两输入端之间的电压近似相等，即。虚断：由于理想集成运放的开环输入电阻无穷大，流入理想集成运放的两个输入端的电流近似等于零，即。4-2理想运放工作在线性区和非线性区时各有什么特点？分析方法有何不同？答理想运放工作在线性区，通常输出与输入之间引入深度负反馈，输入电压与输出电压成线性关系，且这种线性关系只取决于外部电路的连接，而与运放本身的参数没有直接关系。此时，利用运放“虚短”和“虚断”的特点分析电路。理想运放工作在非线性去（饱和区），放大器通常处于开环状态，两个

2、输入端之间只要有很小的差值电压，输出电压就接近正、负电压饱和值，此时，运放仍具有“虚断”的特点。4-3要使运算放大器工作在线性区，为什么通常要引入负反馈？答由于理想运放开环电压放大倍数，只有引入深度负反馈，才能使闭环电压放大倍数，保证输出电压与输入电压成线性关系，即运放工作在线性区。4-4已知F007运算放大器的开环放大倍数，差模输入电阻，最大输出电压。为了保证工作在线性区，试求：（1）和的最大允许值；（2）输入端电流的最大允许值。解（1）由运放的传输特性则（2）输入端电流的最大允许值为4-5图4-29所示电路，设集成运放为理想元件。试计算电路的输出电压和平衡电

3、阻的值。解由图根据“虚地”特点可得图中各电流为由“虚断”得以上几式联立，可得平衡电阻为图4-29题4-5图4-6图4-30所示是一个电压放大倍数连续可调的电路，试问电压放大倍数的可调范围是多少？图4-30题4-6图解设滑线变阻器被分为和上下两部分。则，同相输入端分压为：由“虚断”，可得：由以上两式可得：的变化范围为0～10，则的变化范围是：－1～1。4-7求图4-31电路的和的运算关系式。图4-31题4-7图解由于两运放为理想运放，输入电流为零，在和上没有压降，故运放反相输入端仍为“虚地”。4-8在图4-32中，已知，，试求输出电压。图4-32题4-8图解由“虚

4、断”“虚短”得4-9电路如图4-33示，已知各输入信号分别为，，，,,。试回答下列问题。1）图中两个运算放大器分别构成何种单元电路？2）求出电路的输出电压。3）试确定电阻的值。图4-33题4-9图解1）前运算放大器构成反相加法电路，后运放构成减法运算电路。2）对于多级的运放电路，计算时可采用分级计算方法。3）电阻的大小不影响计算结果，但运算的输入级是差动放大电路，所以要求两个入端电阻要相等，通常称为平衡电阻，其阻值为。4-10求图4-34所示电路中与三个输入电压的运算关系式。图4-34题4-10图解由“虚短”“虚断”可得，化简为4-11图4-35所示电路是一种求

5、和积分电路，设集成运放为理想元件，当取时，证明输出电压信号与两个输入信号的关系为：。图4-35题4-11图解由“虚短”“虚断”可得当时，4-12设计出实现如下运算功能的运算电路图。（1）（2）（3）（4）题4-12(1)运算电路图题4-12(2)运算电路图题4-12(3)运算电路图题4-12(4)运算电路图4-13电路如图4-36所示，设集成运放为理想元件，试推导与及的关系。（设）。解由“虚断”“虚短”得图4-36题4-13图4-14设电路如图4-37a所示，已知，和的波形如图4-37b所示，试画出输出电压的波形。a）b）图4-37题4-14图解由图可得：又因为

6、图3-14习题3-14输出电压波形图所以4-15电路如图4-38所示，设电容器的电压初始值为零，试写出输出电压与输入电压及之间的关系式。图4-38题4-15图解如图所示：运放的同相输入端电压为：对运放应用“虚断”特点，列式：由以上几式联立，解得：4-16图4-39所示电路为两输入信号的同相加法运算电路，试求输出信号和两个输入信号的关系。若，，，，求输出电压？解由“虚断”特点，得：由“虚短”特点可得：带入数据，由以上几式解得：图4-39题4-16图4-17图4-40是应用集成运算放大器测量电压的原理电路，设图中集成运放为理想元件，输出端接有满量程为5、500的电压

7、表，欲得到50、10、5、四种量程，试计算各量程的阻值。解由图所示，“虚地”“虚断”的特点得：图4-40题4-17图当被测电压接至50V档时，输出为5V。则同理可得：4-18图4-41所示电路是应用集成运算放大器测量电阻的原理电路，设图中集成运放为理想元件。当输出电压为时，试计算被测电阻的阻值。图4-41题4-18图再由，，得4-19图4-42是测量小电流的原理电路，设图中的集成运放为理想元件，输出端接有满量程为、的电压表。试计算个量程电阻、、的阻值。图4-42题4-19图解当开关打到5mA量程时：所以当开关打到0.5mA量程时：所以当开关打到50uA量程时：所

8、以4-20如图4-43所