电子技术-李中发-第4章

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1、第4章集成运算放大器的应用4.1在如图4.2所示电路中，稳压管稳定电压V，电阻kΩ，电位器kΩ，试求调节Rf时输出电压uo的变化范围，并说明改变电阻RL对uo有无影响。分析本题电路由一个反相输入比例运算电路和一个稳压电路组成，反相输入比例运算电路的输入电压从稳压管两端取得，即。解根据反相输入比例运算电路的电压传输关系，得：由上式可知输出电压uo与负载电阻RL无关，所以改变电阻RL对uo没有影响。当时，有：当kΩ时，有：（V）所以，调节Rf时输出电压uo可在V范围内变化。图4.2习题4.1的图4.2在如图4.3所示电路中，稳压管稳定电压V，电阻kΩ，电位器kΩ，试求调节R

2、f时输出电压uo的变化范围，并说明改变电阻RL对uo有无影响。图4.3习题4.2的图分析本题电路由一个同相输入比例运算电路和一个稳压电路组成，同相输入比例运算电路的输入电压从稳压管两端取得，即。解根据同相输入比例运算电路的电压传输关系，得：由上式可知输出电压uo与负载电阻RL无关，所以改变电阻RL对uo没有影响。当时，有：（V）当kΩ时，有：（V）所以，调节Rf时输出电压uo可在6~12V范围内变化。4.3如图4.4所示是由集成运算放大器构成的低内阻微安表电路，试说明其工作原理，并确定它的量程。图4.4习题4.3的图分析本题电路是一个反相输入电路，输入电流I就是待测量的

3、电流。由于电阻R引入了电压串联负反馈，所以集成运算放大器工作在线性区，可以应用“虚断”和“虚短”两条分析依据分析。解由于集成运算放大器工作在线性区，故，流过微安表的电流If就是待测量的电流I，即：所以微安表的量程就是该电流表的量程，为50μA。4.4如图4.5所示是由集成运算放大器和普通电压表构成的线性刻度欧姆表电路，被测电阻Rx作反馈电阻，电压表满量程为2V。（1）试证明Rx与uo成正比。（2）计算当Rx的测量范围为0～10kΩ时电阻R的阻值。图4.5习题4.4的图分析本题电路是一个反相输入比例运算电路，输入电压V，反馈电阻Rf就是被测电阻Rx，即。解（1）根据反相输

4、入比例运算电路的电压传输关系，得：所以：可见被测电阻Rx与输出电压uo成正比。（2）当Rx最大（10kΩ）时电压表满量程（2V），因此得：（kΩ）4.5如图4.6所示为一电压-电流变换电路，试求输出电流io与输入电压ui的关系，并说明改变负载电阻RL对io有无影响。分析本题电路是一个同相输入电路，由于电阻R引入了电流串联负反馈，所以集成运算放大器工作在线性区，可以应用“虚断”和“虚短”两条分析依据分析。解设电阻R上的电压为uR，其参考方向为上正下负，且与电流iR参考方向关联，如图4.7所示。由于集成运算放大器工作在线性区，故，。因，故电阻R1上无电压降，于是得：由上式可

5、知输出电流io与负载电阻RL无关，所以改变RL对io没有影响。图4.6习题4.5的图图4.7习题4.5解答用图4.6如图4.8所示也是一种电压-电流变换电路，试求输出电流io与输入电压ui的关系，并说明改变负载电阻RL对io有无影响。分析本题电路由一个同相输入的集成运算放大器和一个场效应管组成，由于电阻R引入了电流串联负反馈，所以集成运算放大器工作在线性区，可以应用“虚断”和“虚短”两条分析依据分析。解设电阻R上的电压uR参考方向如图4.9所示，且与电流iR参考方向关联。由于集成运算放大器工作在线性区，故，。因，故电阻R1上无电压降，于是得：由于场效应管栅极电流为0，所

6、以：由上式可知输出电流io与负载电阻RL无关，所以改变RL对io没有影响。图4.8习题4.6的图图4.9习题4.6解答用图4.7如图4.10所示为一恒流电路，试求输出电流io与输入电压U的关系。分析本题电路也是一个同相输入电路，并引入了负反馈，所以集成运算放大器工作在线性区，可以应用“虚断”和“虚短”两条分析依据分析。解设电阻R上的电压uR参考方向如图4.11所示，且与电流iR参考方向关联。由于集成运算放大器工作在线性区，故，，可得：图4.10习题4.7的图图4.11习题4.7解答用图4.8求如图4.12所示电路中uo与ui的关系。分析本题电路在负反馈回路中引入了由Rf

7、1、Rf2和Rf3组成的T型电阻网络来代替反相输入比例运算电路中的反馈电阻Rf，其目的是使电路在增大输入电阻的同时，也能满足一定放大倍数的要求，同样可以应用“虚断”和“虚短”这两条分析依据分析计算。解设电阻R1、Rf1、Rf2、Rf3中电流i1、if1、if2、if3的参考方向如图4.13所示，连接Rf1、Rf2、Rf3的节点为A，根据运放工作在线性区的两条分析依据，即，可知，因，故电阻R1上无电压降，于是得：于是得：所以：整理，得：图4.12习题4.7的图图4.13习题4.7解答用图4.9电路及ui1、ui2的波形如图4.14所示，试对