第四章自我检测题参考答案
第四章自我检测题参考答案
一、填空题
1.集成运放作线性应用时必领构成负反馈组态，作非线性应用时必须构成正反馈和开环组态。
2.为获得输入电压中的高频信号，应选用高通滤波器。
3.反相输入放大电路的输入电阻小，同相比例运算电路的输入电阻大。
二、判断题
1.集成运放组成运算电路时，它的反相输入端均为虚地。(×)
2.理想运放构成线性应用电路时，电路增益均与运放本身参数无关。(√)
3.用集成运放组成电压串联负反馈电路，应采用反相输入方式。(×)
4.为避免50电网电压形成的干扰进入放大器，应串接带阻滤波器。(√)
三、选择题
1.用集成运放构成功能电路，为达到以下目的，应选用对应的电路为：
⑴欲实现的放大电路应选(A)；
⑵欲将方波电压转换成三角波电压，应选(E)；
⑶在直流量上叠加一正弦波电压，应选(B)；
⑷对共模信号有很大的抑制作用，应选(C)；
⑸将正弦波电压转换成二倍频，应选(G)；
⑹将矩形波转换成尖顶波，应选(D)。
A.反相输入放大运算电路
B.同相输入放大运算电路
C. 差分输入放大电路
D.微分运算电路
E.积分运算电路
F.加法运算电路
G.乘方运算电路
2.基本微分电路中的电容应接在运算放大器的(A)。
A.反相输入端
B. 同相输入端
C.反相输入端与输出端之间
四、图Z4.1(a)所示电路参考电压U REF=3V，稳压管稳压值为5V，正向压降为0.7V，在图(b)中画出电压传输特性。
解：图Z4.1(a)所示电路为比较器电路。门限电压U T=3V。
当u i＞U REF（3V）时，比较器输出为高电平，稳压管反偏反向击穿，
u o1=U Z=+5V。
当u i＜U REF，，比较器输出为电平低电平，稳压管正偏导通，
u o2=0.7V
在图Z4.1(b)中画图方法：
u i从零开始，输出电压为低电平不变，u o=0.7V。当u i=3V时，比较器输出跳变为高电平，输出u o=5V，u i＞3V，u o=5V不变。
电压传输特性图请读者在图Z4.1(b)中自画。
五、图Z4.2为一稳压电路，U Z为稳压管VZ的稳压值，且U i>U Z，写出u o的表达式。
解：因U i>U Z，稳压管反偏稳压，使输入端电压稳定不变，即u i=U Z
u o=(1+R f/R1)U Z
第四章习题参考答案
4.1判断题
1.运放在深度负反馈的情况下，放大特性与运放本身参数无关，仅取决手外接电路元件及参数，因而在使用过程中不需要考虑运放的特性参数。(×)
2.集成运放构成的放大电路不仅能放大交流信号，也能放大直流信号。（√）
3.滤波器的特征频率一定等于截止频率。（×）
4.凡是用集成运放构成的运算电路，都可以用“虚短”和“虚断”概念求解运算关系。(√)
5. 为了提供集成运放组成放大电路的增益，可选用10MΩ电阻作为反馈电阻。(×)
6.当比较器的同相输入端电压大于反相输入端电压时，输出端电压为＋U om。（√）
4.2 选择题
1. 集成运放组成(B)输入放大器的输入电流基本上等于流过反馈电阻的电流，而(A)输入放大器的输入电流几乎等于零，所以(A)输入放大器的输入电阻大。
A.同相
B.反相
C.差分
2.在多个输入信号的情况下，要求各输入信号互不影响，宜采用(A)方式的电路，如果要求能放大两信号的差值，又能抑制共模信号，应采用(C)方式的电路。
A.反相输入
B.同相输入
C.差分输入
3.由集成运放组成的电路如图P.
4.1所示。其中图(a)是(D)，图(b)是(B)，图(c)是(C)。
图 P4.1
A.积分运算电路
B.微分运算电路
C.迟滞比较器
D.反相求和运算电路
E.单值比较器电路
4.(B )运算电路可将方波电压转换成三角波电压
A.微分
B.积分
C.乘法
D.除法
5.相对来说，(B )比较器的抗干扰能力强。
A.单值
B.迟滞
4.3在图P4.2所示电路中，u i =10mV 试计算输出电压u o 的大小。
图 P4.2
解题分析：对于由运放组成的应用电路的分析求解，先应分析判断组成的是何种电路，再根据电路列出输出、输入关系，再求得所要的电量的数值。
本电路是一差动输入放大器，除直接代入公式计算外，一般情况下，用叠加定理求解。通过解题来说明差动输入放大器对共模信号有很强的抑制作用。
解：
本电路是一差动输入放大器，用叠加定理求解。设同相输入端信号单独作用，则反相输入端输入信号对地短接，电阻R 左端接地。且在同相端输入的信号为两电阻分压而得。有
'='??? ?
?+='i i o u u R R u 321 i i i u u R R R u 3
222=+=' i o u u 2='=20mV
设反相输入端信号单独作用，则同相输入端输入信号对地短接，电阻R 左端接地。有
i o u R
R u 2-="=－20mV "+'=o o o u u u =0V
本题输入一大小相同、极性相同的信号即共模信号，在外接电阻对应相等的情况下，差动输入组态输出为零，说明其对共模信号有很强的抑制作用。
4.4图P4.3所示电路，已知u i =1V ，试求： ⑴开关S 1、S 2都闭合时的u o 值；
⑵开关S 1、S 2都断开时的u o 值；
⑶开关S 1闭合、S 2断开时的u o 值。
图 P4.3
解题分析：对于由运放组成的应用电路的分析求解，先应分析判断组成的是何种电路，再根据电路列出输出、输入关系，再求得所要的电量的数值。
解：
⑴开关S 1、S 2都闭合时，该电路为反相输入放大电路，列出电路输出、输入关系为 u o =i u k k Ω
Ω-1010=－1V ⑵开关S 1、S 2都断开时，该电路为电压输出器电路，列出电路输出、输入关系为 u o =u i =1V
⑶开关S 1闭合、S 2断开时，该电路为差动输入放大电路，用叠加定理求解。
设同相输入端信号单独作用，则反相输入端输入信号对地短接，则有
=??
? ??ΩΩ+='i o u k k u 101012V 设反相输入端信号单独作用，则同相输入端输入信号对地短接，有
i o u k k u Ω
Ω-="1010=－1V "+'=o o o u u u =1V
4.5用集成运放设计具有以下输入输出关系的功能电路：
⑴u o =－3u i1－4u i2
⑵u o =－u i1+2u i2
解：
4.6图P4.4是自动化仪表中常用的“电流－电压”和“电压－电流”转换电路，试用“虚短”或“虚断”概念推导
⑴图(a)中U O 与I S 的关系式；
⑵图(b)中I O 与U S 的关系式。
图 P4.4
解：
⑴图(a)中，同相输入端经电阻接地，电路为反相输入组态，可用“虚地”概念，有
U-=U+=0
根据“虚断”概念，反相输入端电流为零，即I-=0，故
I Rf=I S
根据KVL，可列方程
U-－I Rf R f=0－I Rf R f=U O
U O=－I Rf R f
⑵图(b)，电路为同相输入组态。
根据“虚断”概念，I+=0，I-=0
根据KCL，I R1+I-=I O
I R1=I O
根据“虚短”概念
U-=U+= U S
I R1=U-/R1= U S/R1
I O= U S/R1
4.7图P4.5为运放纽成的电流放大电路，光电池产生的电流很微弱，经运放放大后驱动发光二极管LED发光，R2为输出电流取样电阻，R1为负反馈电阻。设I S=0.1mA，求使LED 发光的电流I L值。(提示应用“虚短”、“虚断”和求KCL解)
图P4.5
解：
根据“虚断”，有
I2=I S=0.1mA
运放同相输入端接地，可用“虚地”概念，有
U-=U+=0
可求得
U R2=－I2R1=－10V
I R2= U R2/R2=10mA
I R2方向由右向左
根据KCL可得
I L= I2+ I R2=10.1 mA
4.8利用运放构成稳压二极管参数测试电路如图P4.6所示，己知U S=5V，R=1kΩ，测得电压表读数为－11.3V。
⑴求通过稳压二极管的电流和稳压二极管的稳压值；
⑵若将增大到7V，测得电压表读数为－13.36V，求稳压二极管的动态电阻r z。
图P4.6
解：
⑴根据“虚短”概念
U-=U+= U S=5V
根据“虚断”，有
I R=I Z
I Z为通过稳压二极管的电流。
I Z =I R= U S/R=5V/1 kΩ=5mA
稳压二极管的稳压值U Z
U Z= U S－U O=16.3V
⑵若将增大到7V，测得电压表读数为－13.36V，可求得
R
U
I S
Z
'
=
'
=7mA
'
-
'
=
'
O
S
Z
U
U
U=20.36V
稳压二极管的动态电阻
mA
V
I
I
U
U
r
Z
Z
Z
Z
z2
06
.4
=
-
'
-
'
==2.03Ω
4.9求图P4.7所示电路的U o。