第7章 集成运放组成的运算电路 习题解答

第7章 集成运放组成的运算电路

7.1 本章教学基本要求

本章介绍了集成运放的比例、加减、积分、微分、对数、指数和乘法等模拟运算电路及其应用电路以及集成运放在实际应用中的几个问题。表7.1为本章的教学基本要求。

表7.1 第7章教学内容与要求

学完本章后应能运用虚短和虚断概念分析各种运算电路，掌握比例、求和、积分电路的工作原理和输出与输入的函数关系，理解微分电路、对数运算电路、模拟乘法器的工作原理和输出与输入的函数关系，并能根据需要合理选择上述有关电路。

7.2 本章主要知识点

1. 集成运放线性应用和非线性应用的特点

由于实际集成运放与理想集成运放比较接近，因此在分析、计算应用电路时，用理想集成运放代替实际集成运放所带来的误差并不严重，在一般工程计算中是允许的。本章中凡未特别说明，均将集成运放视为理想集成运放。

集成运放的应用划分为两大类：线性应用和非线性应用。 (1) 线性应用及其特点

集成运放工作在线性区必须引入深度负反馈或是兼有正反馈而以负反馈为主，此时其输出量与净输入量成线性关系，但是整个应用电路的输出和输入也可能是非线性关系。

集成运放工作在线性区时，它的输出信号o U 和输入信号（同相输入端+U 和反相输入端-U 之差）满足式（7-1）

)(od o -+-=U U A U (7-1) 在理想情况下，集成运放工作于线性区满足虚短和虚断。虚短：是指运放两个输入端之间的电压几乎等于零；虚断：是指运放两个输入端的电流几乎等于零。即

虚短：0≈-+-U U 或 +-≈U U 虚断：0≈=+-I I

(2) 非线性应用及其特点

非线性应用中集成运放工作在非线性区，电路为开环或正反馈状态，集成运放的输出量与净输入量成非线性关系)(od o +--≠U U A U 。输入端有很微小的变化量时，输出电压为正饱和电压或负饱和电压值（饱和电压接近正、负电源电压），+-=U U 为两种状态的转折点。即

当+->U U 时，OL o U U = 当+-

非线性应用中，集成运放在理想情况下，满足虚断，即0≈=+-I I 。

2. 运算电路及其分析方法

基本运算电路的共同特点是集成运放接成负反馈形式，工作在线性放大状态，集成运放满足虚短和虚断。

比例电路是各种运算电路的基础。

反相输入比例运算电路（如图7-1）的特点是：引入电压并联负反馈，在深度负反馈和理想情况下，运放的同相输入端电位为零，运放的反相输入端为虚地点0≈-u ，它的输入电阻等于1R ，输出电阻0of ≈R ，流过反馈电阻的电流F i 等于输入电流1i ，电压放大倍数1

F I O uf R R

u u A -==

。 同相输入比例运算电路（如图7-2）的特点是：引入电压串联负反馈，在深度负反馈和理想情

况下，运放两个输入端的对地电压等于输入电压i u ，输入电阻为无穷大，输出电阻0of ≈R ，电压放大倍数是1

F

I

O

uf 1R R u u A +==

。

图7-1 反相输入比例运算电路 图7-2 同相输入比例运算电路

求解运算电路输出与输入函数关系的一般方法是：

(1) 判断集成运放是否工作在线性放大状态。通常检查是否存在足够强的负反馈以及运放输出是否处于极限状态。

(2) 除考虑运算电路的误差外，一般可将运算电路中的集成运放视为理想运放。

(3) 在运算电路具有深度负反馈的前提下，可运用虚短和虚断概念，求解运算电路输出与输入的函数关系。

(4) 对于积分器等含有电容的运算电路，必要时可运用拉氏变换，先求出运算电路的传递函数或输出电压的象函数，再进行拉氏反变换，得出输出与输入的函数关系。

(5) 对于多级运算电路，可抓住电路具有深度电压负反馈、输出电阻近似为零的特点，从而可不考虑后级输入电阻对前级的影响，分别列出各级输出与输入的函数关系，再联立求解，得出整个电路输出电压与各输入信号的函数关系。

7.3 自测题

7.1 判断题

1. 反相求和电路中集成运放的反相输入端为虚地点，流过反馈电阻的电流等于各输入电流之代数和。（ ）

2. 同相求和电路跟同相比例电路一样，各输入信号的电流几乎等于零。（ ）

3. 由于比例或求和运算电路的电压负反馈很强，输出电阻几乎等于零，因此在计算双运放加减运算电路的前级

输出电压时，一般可以不考虑后级输入电阻对前级的影响。（ ）

【解7.1】1.√ 2.× 3. √

7.2 填空题

1. 理想运放的=od A ，=id r ，=o r

2. 当集成运放处于线性放大状态时，可运用 和 概念。

3. 比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地，而 比例运算电路中集成运放两个输入端的电位等于输入电压。

4. 比例运算电路的输入电阻大，而 比例运算电路的输入电阻小。

5. 比例运算电路的输入电流等于零，而 比例运算电路的输入电流等于流过反馈电阻中的电流。

6. 比例运算电路的比例系数大于1，而 比例运算电路的比例系数小于零。

7. 运算电路可实现A u >1的放大器， 运算电路可实现A u <0的放大器。

8. 运算电路可将方波电压转换成三角波电压。

9. 运算电路可实现函数y ＝ax 1＋bx 2＋cx 3，a 、b 和c 均大于零。

运算电路可实现函数y ＝ax 1＋bx 2＋cx 3，a 、b 和c 均小于零。 运算电路可实现函数y ＝ax 2。

10. 同相比例运算放大电路输入阻抗通常比反相运算放大电路输入阻抗

11. 若将 电路中在集成运放反馈支路接上二极管，便可得 运算电路;而将 电路中在输入回路接上二极管，便可得到 运算电路。

12. ， 比例电路的电压放大倍数是1

f 1R R +。

13.欲实现A u ＝－100的放大电路，应选用

【解7.2】1.∞，∞ ，0 2.虚短，虚短 3.反相，同相 4.同相，反相 5.同相，反相 6. 同相，反相 7. 同相，反相 8.积分 9. 同相加法，反相加法，比例 10. 大 11. 反相比例运算，对数；反相比例运算，指数 12. 反相，同相 13. 反相比例运算电路

7.3 运算电路如图T7.3所示，试分别求出各电路输出电压的大小。

(a) (b)

图T 7.3

【解7.3】(a) V 8.16.01236O -=?-=u ；(b)V 52.0)1

24

1(O =?+=u

7.4 写出图T7.4所示各电路的名称，分别计算它们的电压放大倍数和输入电阻。

(a) (b) (c)

图T 7.4

【解7.4】(a) 反相比例运算电路，201

20

I

O uf -=-

==u u A ，0if ≈R ； (b) 同相比例运算电路，211

20

1I

O uf =+

==u u A ，∞≈if R ； (c) 同相比例运算电路，也可认为是减法电路，I I I

O uf 2021

20

)1

201()1

201(u u u u u A =+=+

==+，∞≈if R 。 7.5 运放应用电路如图T7.5所示，试分别求出各电路的输出电压。

-

(a) (b)

图T 7.5

【解7.5】(a) V 5.01.05O1-=?-

=R R u ，V 5.255O1O1O2=-=?-=u u R

R

u ， V 3)5.0(5.2O1O2O =--=-=u u u ； (b) V 2O1-=u ，V 422O1O11

1O =-=?-=u u R

R

u

7.6 图T7.6所示的电路中，当V 1I =u 时，V 10O -=u ，试求电阻F R 的值。

图T 7.6

【解7.6】I F

O k Ω

3u R u ?-

=，k Ω301103k Ω3I O F =-?

-=?-=u u R 7.7 反相加法电路如图T7.7（a ）所示，输入电压I1u 、I2u 的波形如图(b)所示，试画出输出电压O u 的波形（注明其电压变化范围）

u I1

-

u I2

4

u I1

-

u I2

4

u O

4

(a) (b)

图T 7.7 图解T 7.7 【解7.7】I2

I1

O u

u

u-

-

=

输出电压波形如图解

T7.7。

7.8 图T 7.8所示的积分与微分运算电路中，已知输入电压波形如图T7.8 (c)所示，且t=0时，0

C=

u，集成运放最大输出电压为V

15

±，试分别画出(a)、(b)电路的输出电压波形。

u i

-

(a) (b) (c)

图T 7.8

【解7.8】(a) 积分电路，输出电压波形如图解T 7.8(a)

m s

1

~

=

t: V

3

i-

=

u，o

4

6

3

i

o10

1

dt

3

10

01

.0

10

30

1

dt

1

C

t

u

RC

u+

?

=

-

?

?

?

-

=

-

=?

?-，V0

o=

C

t=0ms时，0

C

o=

-

=u

u；t=1ms时, V

10

o=

u；

m s

3

~

1

=

t: V

3

i=

u，1

4

6

3

i

o10

1

dt

3

10

01

.0

10

30

1

dt

1

C

t

u

RC

u+

?

-

=

?

?

?

-

=

-

=?

?-，V

10

1=

C t=3ms时，V

10

o-

=

u；

m s

5

~

3

=

t：V

3

i-

=

u，2

4

6

3

i

o10

1

dt

3

10

01

.0

10

30

1

dt

1

C

t

u

RC

u+

?

=

-

?

?

?

-

=

-

=?

?-，V

10

2-

=

C t=5ms时, V

10

o=

u；

(b) 微分电路，输出电压波形如图解T 7.8(b)

dt

d

10

3

dt

d

10

01

.0

10

30

dt

d i

4

i

6

3

i

o

u

u

u

RC

u-

-?

-

=

?

?

?

-

=

-

=

t=0ms时, V

3

~

i-

=

u，-∞

=

dt

d i u

，V

15

o=

u；

t=1ms时, V

3

~

3

i+

-

=

u，+∞

=

dt

d i u

，V

15

o-

=

u；

t=3ms时, V

3

~

3

i-

+

=

u，-∞

=

dt

d i u

，V

15

o=

u；

t =5ms 时, V 3~3i +-=u ，

+∞=dt

d i

u ，V 15o -=u ；

(a)

(b)

图解T 7.8

7.9 图T7.9所示电路中，当t = 0时，0C =u ，试写出o u 与i1u 、i2u 之间的关系式。

图T 7.9

【解7.9】2

i21i1R u R u i +=，dt

d o f u C i -=，f

i i =，dt 1

dt 1

i22i11o ??-

-

=u C

R u C

R u 7.10 电路如图T7.10所示，求输出电压O u 的表达式，并说明对输入电压1u 、2u 有什么要求？

(a) (b)

图T 7.10

【解7.10】要求图T 7.10中输入电压02>u ，从而I u 、O u 同极性，保证电路为负反馈（电压串联负反馈）。 (a) 1u u u =≈+-，O2212u R R R u +=

-，2O O2u ku u =，∴2

1

21O )

1(1

u u R R k u +

=， (b) 1u u u =≈+-，2O u ku u =-，2

1

O 1u u k u ?=

7.11 电路如图T7.11所示，已知模拟乘法器的增益系数1V 1.0-=k ，当V 2I =u 时，求?O =u 当V 2I -=u 时，?O =u

图T 7.11 图T 7.12

【解7.11】根据虚短有：0=≈+-u u ，虚断有：2

1O 1

I R u R u -=，2

O O1ku u =

，

I I I 12O 2010

20

1.011u u u R R k u -=?-=-

=，因0O1>u ，为保证电路为负反馈（电压并联负反馈）

，要求0I

7.12 正电压开方运算电路如图T7.12所示，试证明0I >u 时输出电压等于I 1

2

O u KR R u =

。 【解7.12】22O 1

I R u R u -=，O1O2u u -=，2

O O1ku u =，∴当0I >u 时，I 1

2

O u KR R u =

。 因0O1>u ，0O2u 时，电路为电压并联负反馈，电路才能正常工作。

7.4 习 题

7.1 设计一个比例运算电路， 要求输入电阻R i ＝20k Ω，比例系数A uf =-100。 【解7.1】反相输入的比例运算电路如图解P7.1所示。

图解P 7.1

7.2 设计一个加减法运算电路，实现I4I3I2I1O 5432u u u u u --+=功能。

【解7.2】(a) 加减法运算电路如图解P7.2(a)所示。假设：P N R R =，即//R //R R //R //R R 21F 43=。 当电路只有同相输入端输入时，输出电压为

)(2

I21I1F O1R u

R u R u +=；

当电路只有反相输入端输入时，输出电压为

)(4

I43I3F 2O R u

R u R u +-=；

利用叠加原理得

)(4

I43I32I21I1F O R u

R u R u R u R u --+=。

取电阻k Ω60F =R ，k Ω301=R ，k Ω202=R ，k Ω153=R ，k Ω124=R ，k Ω12=R ，得

I4I3I2I1O 5432u u u u u --+= (b) 两级反相输入加法运算电路组成减法电路, 如图解P7.2(b)所示。

)(I22F I11F O1u R R

u R R u +-=

)(O1F

F

I44

F

I33

F O u R R u R R u R R

u ++

-= )(4

I43I32I21I1F O R u

R u R u R u R u --+=

取电阻k Ω60F =R ，k Ω301=R ，k Ω202=R ，k Ω153=R ，k Ω124=R ，k Ω101

='R ，k Ω6.52='R ，其中，F 211

////R R R R ='，F F 432//////R R R R R ='

I4I3I2I1O 5432u u u u u --+=

(a) (b)

图解P 7.2

7.3 电路如图P7.3所示，试求：(1) 输入电阻；(2) 比例系数。

图P 7.3

【解7.3】根据“虚地”的概念，有

4

23O

//3R R R u i R +=

14

24

423O 4

24

//3

2i R R R R R R u R R R i i R R -=++=

+=

4

24

423O 1I //R R R R R R u R u ++-= 比例系数，即电压增益： 1041

F 1

4434232I

O uf -=-=++-==R R

R R R R R R R R u u A

5.2M Ωk Ω52004

4

34232F ==++=R R R R R R R R

可见，若用一个反馈电阻F R 代替T 形电阻网络，F R 的阻值远大于T 形电阻网络中的元件阻值。 同相输入端的补偿电阻

)//(//43215R R R R R +

=

输入电阻k Ω501if ==R R 。

7.4 试求图P7.4所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。

(a)

(b)

(c) (d)

图P 7.4

【解7.4】(a) 解法1∵加减法运算电路P N R R =，即3F 21R //R //R R =，∴

I3I2I1I3I2I13I32I21I1F O 522)20

5050100()(u u u u u

u R u R u R u R u +--=+--=+--=；

解法2：图P7.4(a)加减法运算电路，也可利用叠加原理来解。 当电路只有同相输入端输入时，输出电压为

I3I3I321F O15)50

//50100

1()//1(u u u R R R u =+=+

=

当电路只有反相输入端输入时，输出电压为

I2I1I2I12I21I1F 2O 22)50

50(100)(u u u

u R u R u R u --=+-=+-=

利用叠加原理得

I3I2I1O 522u u u u +--=

(b) ∵P N R R =，即32F 1//R R //R R =，

I1I3I2I1I3I21I13I32I2F O 1010)10

10010100()(u u u u

u u R u R u R u R u -+=-+=-+=

(c) ∵减法电路P N R R =， )8()(25

200

)(I1I2I1I2I1I21F O u u u u u u R R u -=-=-=

(d) ∵加减法运算电路P N R R =，即43F 21//R R //R //R R =，

I2I1I4I3I2I1I4I32I21I14I43I3F O 202040)10

102005200()(u u u u u

u u u R u R u R u R u R u --+=--+=--+=

7.5 电路如图P7.5所示。

(1) 写出u O 与u I1、u I2的运算关系式；

(2) 当R W 的滑动端在最上端时，若u I1＝10mV ，u I2＝20mV ，则u O ＝？

(3) 若u O 的最大幅值为±14V ，输入电压最大值 u I1max ＝10mV ，u I2max ＝20mV ，最小值均为0V ，则为了保证集成运放工作在线性区，R 2的最大值为多少？

图P 7.5

【解7.5】(1) I2F

F u R R R u +=

+，)(O1I1F F

O1u u R R R u u -++=-，∵-+≈u u ，得 )(I1I2F O1u u R R u -=，

O W

1

O1u R R u =

，)(1100)(1010010)(I1I21I1I21I1I2F 1W O u u R u u R u u R R R R u -=-?=

-= (2) 当R W 的滑动端在最上端时，若u I1＝10mV ，u I2＝20mV ，则u O ＝100mV (3) )(1100

I1I21O u u R u -=，)1020(1

100141

-=R ，k Ω0174.01min =R ，k Ω9826.92max =R

7.6 分别求图P7.6所示各电路的运算关系。

6

(a) (b)

(c) 图P 7.6

【解7.6】(a) 设R 3、R 4、R 5的节点为M ，则

))(( )(

2

I2

1I15434344M O 5

M

2I21I15342

I2

1I13M R u R u R R R R R R i u u R u R u R u i i i R u R u R u R R R R ++

+-=-=-+=

-=+-=

(b) 设I2I1I u u u -=，I1u 为A 1的同相输入端电压，I2u 为A 2的同相输入端电压， A 1、A 2本级均为电压串联负反馈，前级的输出电压不受后级输入电阻的影响。：

对A 1：I11

3

O1)1(u R R u +=， 对A 2：

I

4

5I1I245I15

4

45I245I113

45I245O1

45I245O )1()

)(1()1()1()1()1()1(u R R

u u R R

u R R R R

u R R u R R R R

u R R u R R

u R R u +-=-+=+

-+=+

-+=-+= (c) 解法1∵加法运算电路N P R R =，即432111////////R R R R R R =，∴

)(10)(33

330)(I3I2I1I3I2I1I3I2I112o u u u u u u u u u R R u ++=++=++=

解法2：

)

(10)())(//////(//1)()////////)(())(////////)(1()1(I3I2I1I3I2I11

2

I3I2I121114314I3I2I111121121134344I3I2I11

2112

11343

4

o u u u u u u R R u u u R R R R R R R R u u u R R R R R R R R R R R R R R u u u R R R R R R R R R u R R u ++=++=

++??=++++=++++=+=+

7.7 试分别求图P7.7所示各电路的运算关系。

(a) (b)

(c) (d)

图P 7.7

【解7.7】(a) 1

i 1R u

i =，t i C

R i u d 1121o ?-?-=

???--=?-?-=-?-=t u u t u u t R u C R R u u d 1000d 2010

05.012020d 1I I i

i 1i 21i o

(b) t

u C i d d i

1

1=，t i C Ri u d 11

1o ?-

-= (c) ?=t u u d 10I 3o ；，t

u C i R

u u d d C i ++==-，t u u C i R u d )(d o C ---==，且-+≈u u ，整理得RC

u

t u i o d d =，

???=???==

-t u t u t u RC u d 1000d 10

1.010101

d 1i i 63i o (d) 2

i21

i1R u R u i C +=，

t u u t u u t R u R u C t i C u d )5.0(100)d 10

201010(101)d (1d 1i2i13i2

3i162i21i1C o +-=?+?-=+-=-

=????-

7.8 在图P7.8所示电路中，已知R 1＝R ＝R '＝100kΩ，R 2＝R F ＝100kΩ，C ＝1μF 。 (1) 试求出u o 与 u i 的运算关系。

(2) 设t ＝0时u o ＝0，且u i 由零跃变为－1V ，试求输出电压由零上升到＋6V 所需要的时间。

图P 7.8

【解7.8】(1) R

u u t u C

C

o1C d d -=

，o C u u =，R R R u u R u u u u ''+=≈-+=+-2o i o1i ，整理的： ??-==

t u t u C

R

R u d 10d i i F

o (2) t )1(106-?-=，s 6.01=t

7.9 试求出图P7.9所示电路的运算关系。

图P 7.9

【解7.9】0≈-u ，o o 3

2

C 2)1(u u R R u =+

=，1i C d d R u t u C -=，

???-=????-=-

=-t u t u t u C R u d d 10

10105021

d 21i i 63i 1o

7.10 画出利用对数运算电路、指数运算电路和加减运算电路实现除法运算的原理图。 【解7.10】略

7.11

求出图P7.11所示电路的运算关系。

'

(a) (b)

图P 7.11

【解7.11】(a) 0≈-u ，3

O 2

I21

I1R u R u

R u '-=+，O I3O 1.0u u u ='，)(102

I21

I1I3

3O R u R u u R u +-

=； (b) 3

I 23

42I 2

4I 1

42O 3

41O 2

4I 1

4o u k R R ku R R u R R u R R u R R u

R R u -

--=--

-=

7.12 电路如图p7.12所示，试求出o u 与i1u 和2i u 的函数关系。

图P 7.12

【解7.12】t R

u u C t i C u u )d (1d 1o

C

i1??-==

---，t R u C t i C u u )d (1d 1C i2??++==-，-+≈u u ，整理得： ?=

-t u RC u u d 1

o I1I2，)(d d I1I2o u u t

RC u -= 7.13 电路如P7.13所示，求(1) ?I

1O 1u ==u u A (2) ?I

2O 2u ==u u

A

A 1

图P 7.13

【解7.13】(1)

1

I 2423421O 1////R u

R R R R R R u -=??+，

2.540

5040

606080408041433242I 1O 1u -=??+?+?-=++-==R R R R R R R R u u A

(2) 1

I 2A R u

R u -=，I 4152I 1245A 452O )(u R R R R u R R R R u R R u =--

=-=，44050100804152I 2O 2u =??=

==R R R R u u A

7.14 利用图P7.14所示方框图的思路，分别设计5次方运算电路和5次方根运算电路。

图P 7.14

【解7.14】略

7.15 用理想运放和模拟乘法器为基本单元设计一个能实现2

Y 2X O u u K u +=的电路，并验证之。

【解7.15】略

集成运算放大器习题集及答案

第二章集成运算放大器 题某集成运放的一个偏置电路如图题所示，设T1、T2管的参数完全相同。问： (1) T1、T2和R组成什么电路 (2) I C2与I REF有什么关系写出I C2的表达式。 图题解：(1) T1、T2和R2组成基本镜像电流源电路 (2) REF BE CC REF C R V V I I - = = 2 题在图题所示的差分放大电路中，已知晶体管的=80，r be=2 k。 (1) 求输入电阻R i和输出电阻R o； (2) 求差模电压放大倍数 vd A 。

图题解：(1) R i =2(r be +R e )=2×(2+= k Ω R o =2R c =10 k Ω (2) 6605 .08125 80)1(-=?+?-=β++β- =e be c vd R r R A 题 在图题所示的差动放大电路中，设T 1、T 2管特性对称， 1 = 2 =100，V BE =，且r bb ′=200，其余参数如图中所示。 (1) 计算T 1、T 2管的静态电流I CQ 和静态电压V CEQ ，若将R c1短路，其它参数不变，则T 1、T 2管的静态电流和电压如何变化 (2) 计算差模输入电阻R id 。当从单端（c 2）输出时的差模电压放 大倍数2 d A =； (3) 当两输入端加入共模信号时，求共模电压放大倍数2 c A 和共模抑制比K CMR ； (4) 当v I1=105 mV ，v I2=95 mV 时，问v C2相对于静态值变化了多少

e 点电位v E 变化了多少 解：(1) 求静态工作点： mA 56.010 2101/107 122)1/(1=?+-=+β+-= e b BE EE CQ R R V V I V 7.07.010100 56 .01-≈-?- =--=BE b BQ E V R I V V 1.77.01056.012=+?-=--=E c CQ CC CEQ V R I V V 若将R c1短路，则 mA 56.021==Q C Q C I I （不变） V 7.127.0121=+=-=E CC Q CE V V V V 1.77.01056.0122=+?-=--=E c CQ CC Q CE V R I V V （不变） (2) 计算差模输入电阻和差模电压放大倍数： Ω=?+=β++=k 9.456 .026 101200) 1('EQ T bb be I V r r Ω=+?=+=k 8.29)9.410(2)(2be b id r R R 5.338 .2910100)(22 =?=+β=be b c d r R R A (3) 求共模电压放大倍数和共模抑制比： 5.0201019.41010 1002)1(2 -=?++?-=β++β-=e be b c c R r R R A 675.05.332 2===c d CMR A A K （即）

集成运算放大器应用实验

《电路与电子学基础》实验报告 实验名称集成运算放大器应用 班级2013211XXX 学号2013211XXX 姓名XXX

实验7.1 反相比例放大器 一、实验目的 1．测量反相比例运算放大器的电压增益，并比较测量值与计算值。 2．测定反响比例放大器输出与输入电压波形之间的相位差。 3．根据运放的输入失调电压计算直流输出失调电压，并比较测量值与计算值。 4．测定不同电平的输入信号对直流输出失调电压的影响。 二、实验器材 LM 741 运算放大器 1个 信号发生器 1台 示波器 1台 电阻：1kΩ 2个，10kΩ 1个，100kΩ 2个 三、实验步骤 1.在EWB平台上建立如图7-1所示的实验电路，仪器按图设置。 单击仿真开关运行动态分析，记录输入峰值电压 V和输出峰值电压 ip V，并记录直流输出失调电压of V及输出与输入正弦电压波形之间的op 相位差。

Vip=4.9791mV Vop=498.9686mV Vof=99.37mV 相位差π 2.根据步骤1的电压测量值，计算放大器的闭环电压增益Av。 Av=-100.2 3.根据电路元件值，计算反相比例运算放大器的闭环电压增益。 Av=-100 4.根据运放的输入失调电压 V和电压增益Av，计算反相比例运放 if 的直流输出失调电压 V。 of Vof=100mV 四、思考与分析 1．步骤3中电压增益的计算值与步骤1，2中的测量值比较，情况如何？ 计算值为-100，测量值为-100.2，基本相等，略有误差

2．输出与输入正弦电压波形之间的相位差怎样？ 相位差为π 3．步骤1中直流输出失调电压的测量值与步骤4中的计算值比较，情况如何？ 测量值为99.37mV,计算值为100mV,基本相等，略有误差 4．步骤1中峰值输出电压占直流输出失调电压的百分之几？ 500% 5．反馈电阻 R的变化对放大器的闭环电压增益有何影响？ f 在R1一定的条件下，Rf越大，闭环电压增益越大 实验7.2 加法电路 一、实验目的 1．学习运放加法电路的工作原理。 2．分析直流输入加法器。 3．分析交直流输入加法器。 4．分析交流输入加法器。 二、实验器材 LM741 运算放大器 1个直流电源 2个 0～2mA毫安表 4个万用表 1个 信号发生器 1台

集成运放组成的基本运算电路 实验报告

实验报告 课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 张冶沁 成绩：__________________ 实验名称： 基本运算电路设计 实验类型： 电路实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.掌握集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的设计。 2.掌握基本运算电路的调试方法。 3.学习集成运算放大器的实际应用。 二、实验内容和原理 1.实现反相加法运算电路 2.实现反相减法运算电路 3.用积分电路将方波转换为三角波 4.同相比例运算电路的电压传输特性（选做） 5.查看积分电路的输出轨迹（选做） 三、主要仪器设备 HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源 示波器、信号发生器、万用表 实验箱LM358运放模块 四、操作方法和实验步骤 1.两个信号的反相加法运算 1) 按设计的运算电路进行连接。 2) 静态测试：将输入接地，测试直流输出电压。保证零输入时电路为零输出。 3) 调出0.2V 三角波和0.5V 方波，送示波器验证。 4) V S1输入0.2V 三角波，V S2输入0.5V 方波，用示波器双踪观察输入和输出波形，确认电路功能正确。记录示波器波形（坐标对齐，注明幅值）。 2. 减法器（差分放大电路） 减法器电路，为了消除输入偏置电流以及输入共模成分的影响，要求R1=R2、RF=R3。

1) 按设计的运算电路进行连接。 2) 静态测试：输入接地，保证零输入时为零输出。 3) V S1和V S2输入正弦波（频率和幅值），用示波器观察输入和输出波形，确认电路功能正确。 4) 用示波器测量输入和输出信号幅值，记到表格中。 3.用积分电路转换方波为三角波 电路中电阻R2的接入是为了抑制由I IO、V IO所造成的积分漂移，从而稳定运放的输出零点。 在t<<τ2（τ2=R2C）的条件下，若V S为常数，则V O与t将近似成线性关系。因此，当V S为方波信号并满足T P<<τ2时（T P为方波半个周期时间），则V O将转变为三角波，且方波的周期越小，三角波的线性越好，但三角波的幅度将随之减小。 1) 连接积分电路，加入方波信号（幅度？）。 2) 选择频率，使T P <<τ2，用示波器观察输出和输入波形，记录线性情况和幅度。 3) 改变方波频率，使T P ≈τ2，观察并记录输出波形的线性情况和幅度的变化。 4) 改变方波频率，使T P >>τ2，观察并记录输出波形的线性情况和幅度的变化。 4.同相比例运算电压传输特性 同相比例运算电路同反相加法运算电路，其特点是输入电阻比较大，电阻R’的接入同样是为了消除平均偏置电流的影响，故要求R’=R1//R F。 1) 连接同相比例运算电路。 2) 静态测试：输入接地，保证零输入时为零输出。 3) 加入正弦波，用示波器观察输入和输出波形，验证电路功能。 4) 用示波器测出电压传输特性：示波器选择XY显示模式，选择适合的按钮设置。 5) 适当增大输入信号，使示波器显示整个电压传输特性曲线（即包含线性放大区和饱和区）。

集成运放组成的运算电路 习题解答

第7章 集成运放组成的运算电路 本章教学基本要求 本章介绍了集成运放的比例、加减、积分、微分、对数、指数和乘法等模拟运算电路及其应用电路以及集成运放在实际应用中的几个问题。表为本章的教学基本要求。 表 第7章教学内容与要求 学完本章后应能运用虚短和虚断概念分析各种运算电路，掌握比例、求和、积分电路的工作原理和输出与输入的函数关系，理解微分电路、对数运算电路、模拟乘法器的工作原理和输出与输入的函数关系，并能根据需要合理选择上述有关电路。 本章主要知识点 1. 集成运放线性应用和非线性应用的特点 由于实际集成运放与理想集成运放比较接近，因此在分析、计算应用电路时，用理想集成运放代替实际集成运放所带来的误差并不严重，在一般工程计算中是允许的。本章中凡未特别说明，均将集成运放视为理想集成运放。 集成运放的应用划分为两大类：线性应用和非线性应用。 (1) 线性应用及其特点 集成运放工作在线性区必须引入深度负反馈或是兼有正反馈而以负反馈为主，此时其输出量与净输入量成线性关系，但是整个应用电路的输出和输入也可能是非线性关系。 集成运放工作在线性区时，它的输出信号o U 和输入信号（同相输入端+U 和反相输入端-U 之差）满足式（7-1） )(od o -+-=U U A U (7-1) 在理想情况下，集成运放工作于线性区满足虚短和虚断。虚短：是指运放两个输入端之间的电压几乎等于零；虚断：是指运放两个输入端的电流几乎等于零。即 虚短：0≈-+-U U 或 +-≈U U 虚断：0≈=+-I I

(2) 非线性应用及其特点 非线性应用中集成运放工作在非线性区，电路为开环或正反馈状态，集成运放的输出量与净输入量成非线性关系)(od o +--≠U U A U 。输入端有很微小的变化量时，输出电压为正饱和电压或负饱和电压值（饱和电压接近正、负电源电压），+-=U U 为两种状态的转折点。即 当+->U U 时，OL o U U = 当+-

运算放大电路实验报告

实验报告 课程名称：电子电路设计与仿真 实验名称：集成运算放大器的运用 班级：计算机18-4班 姓名：祁金文 学号：5011214406

实验目的 1.通过实验，进一步理解集成运算放大器线性应用电路的特点。 2.掌握集成运算放大器基本线性应用电路的设计方法。 3.了解限幅放大器的转移特性以及转移特性曲线的绘制方法。 集成运算放大器放大电路概述 集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导 体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、 二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路 制作在一起，使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各 种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上， 故被称为运算放大电路，简称集成运放。集成运放广泛用于模拟 信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情 况下，已经取代了分立元件放大电路。 反相比例放大电路 输入输出关系: i o V R R V 12-=i R o V R R V R R V 1 212)1(-+=

输入电阻:Ri=R1 反相比例运算电路 反相加法运算电路 反相比例放大电路仿真电路图

压输入输出波形图 同相比例放大电路 输入输出关系: i o V R R V )1(12+=R o V R R V R R V 1 2i 12)1(-+=

输入电阻:Ri=∞ 输出电阻:Ro=0 同相比例放大电路仿真电路图 电压输入输出波形图

差动放大电路电路图 差动放大电路仿真电路图 五：实验步骤： 1.反相比例运算电路 （1）设计一个反相放大器，Au=-5V，Rf=10KΩ，供电电压为±12V。

(完整word版)第4章集成运算放大电路课后习题及答案.doc

第 4 章集成运算放大电路 一填空题 1、集成运放内部电路通常包括四个基本组成部分, 即、、 和。 2、为提高输入电阻，减小零点漂移，通用集成运放的输入级大多采用_________________ 电路；为了减小输出电阻，输出级大多采用_________________ 电路。 3、在差分放大电路发射极接入长尾电阻或恒流三极管后，它的差模放大倍数A ud将，而共模放大倍数A uc将，共模抑制比K CMR将。 4、差动放大电路的两个输入端的输入电压分别为U i1 8mV 和 U i2 10 mV ，则差模输入电压为，共模输入电压为。 5、差分放大电路中，常常利用有源负载代替发射极电阻R e，从而可以提高差分放大电 路的。 6、工作在线性区的理想运放，两个输入端的输入电流均为零，称为虚______；两个输入 端的电位相等称为虚_________；若集成运放在反相输入情况下，同相端接地，反相端又称 虚___________ ； 即使理想运放器在非线性工作区，虚_____ 结论也是成立的。 7、共模抑制比 K CMR等于 _________________之比，电路的 K CMR越大，表明电路 __________ 越强。 答案： 1、输入级、中间级、输出级、偏置电路；2、差分放大电路、互补对称电路；3、不变、减小、增大； 4、-18mV, 1mV；5、共模抑制比； 6、断、短、地、断；7、差模电压放大倍数与共模电压放大倍数, 抑制温漂的能力。 二选择题 1、集成运放电路采用直接耦合方式是因为_______。 A ．可获得很大的放大倍数 B . 可使温漂小 C. 集成工艺难以制造大容量电容 2、为增大电压放大倍数，集成运放中间级多采用_______。 A . 共射放大电路 B. 共集放大电路 C. 共基放大电路 3、输入失调电压 U IO是 _______。 A . 两个输入端电压之差 B. 输入端都为零时的输出电压

集成运放放大电路实验报告

集成运放放大电路实验报告 一实验目的： 用运算放大器等元件构成反相比例放大器，同相比例放大器，反相求和电路，同相求和电路，通过实验测试和分析 ，进一步掌握它们的主要特征和性能及输出电压与输入电压的函数关系。 二仪器设备： i SXJ-3B型模拟学习机 ii 数字万用表 iii 示波器 三实验内容： 每个比例求和运算电路实验，都应进行以下三项： （1）按电路图接好后，仔细检查，确保无误。 （2）调零：各输入端接地调节调零电位器，使输出电压为零（用万用表200mV档测量，输出电压绝对值不超过0.5mv）。 A. 反相比例放大器 实验电路如图所示

R1=10k Rf=100k R’=10k 输出电压：Vo=-(Rf/R1)V1 实验记录： 直流输入电压V1 0.1V 0.3V 1V 输出电 压 理论估算值 -1V - 3V -10 V

实测值 -0.978V -2.978V - 9.978V 误差 0.022V 0.022V 0.022V 将电路输入端接学习机上的直流信号源的OUTPUT ，调节换档开关置于合适位置，并调节电位器，使V1分别为表中所 列各值，（用万用表测量）分析输出电压值， 填在表内。实际测量V0的值填在表内。 B 同相比例放大器 R1=10k, Rf=100k R ＇=10k

输出电压：V0=（1+Rf/R1）V1 调零后，将电路输入端接学习机上的直流信号源的ＯＵＴＰＵＴ，调节换 挡开关置于合适位置，并调节电位器，使Ｕ１分 直流输入电压V1 0.1V 0.3V 1V 输出电压V0 理论估算 值 1.1V 3.3V 11V 实测值 1.121V 3.321V 11.020V 误差 0.021V 0.021V 0.020V

集成运算放大器练习题及答案

第十章 练习题 1. 集成运算放大器是： 答 ( ) (a) 直接耦合多级放大器 (b) 阻容耦合多级放大器 (c) 变压器耦合多级放大器 2. 集成运算放大器的共模抑制比越大， 表示该组件： 答 ( ) (a) 差模信号放大倍数越大； (b) 带负载能力越强； (c) 抑制零点漂移的能力越强 3. 电路如图10-1所示，R F2 引入的反馈为 ： 答 ( ) (a) 串联电压负反馈 (b) 并联电压负反馈 (c) 串联电流负反馈 (d) 正反馈 图10-1 4. 比例运算电路如图10-2所示，该电路的输出电阻为： 答 ( ) (a) R F (b) R 1+R F (c) 零 图10-2 5. 电路如图10-3所示，能够实现u u O i =- 运算关系的电路是： 答 ( ) (a) 图1 (b) 图2 (c) 图3 图10-3 6. 电路如图10-4所示，则该电路为： 答 ( )

(a)加法运算电路； (b)反相积分运算电路； (c) 同相比例运算电路 图10-4 7. 电路如图10-5所示，该电路为： 答 ( ) (a) 加法运算电路 (b) 减法运算电路 (c) 比例运算电路 O u i 1 u i2 图10-5 8. 电路如图10-6所示，该电路为： 答 ( ) (a) 加法运算电路 (b) 减法运算电路 (c) 比例运算电路 u O u i 1u i2 图10-6 9. 电路如图10-7所示，该电路为： 答 ( ) (a)比例运算电路 (b) 比例—积分运算电路 (c) 微分运算电路 O u 图10-7 10. 电路如图10-8所示 ，输入电压u I V =1，电阻R R 1210==k Ω， 电位器R P 的阻值为20k Ω 。 试求：(1) 当R P 滑动点滑动到A 点时，u O =? (2) 当R P 滑动点滑动到B 点时，u O =? (3) 当R P 滑动点滑动到C 点(R P 的中点)时 , u O =?

(完整版)集成运算放大器练习题

集成运算放大器测试题 指导老师：高开丽班级：11机电姓名： _____________ 成绩： 一、填空题（每空1分，共20分） 1、集成运放的核心电路是__________ 电压放大倍数、_________ 输入电阻和_______ 输出电阻的电路。（填“低”、“高”） 2、集成运由_____________ 、______________ 、________________ 、___________ 四个部分组成。 3、零漂的现象是指输入电压为零时，输出电压_________________ 零值，出现忽大忽小得现象。 4、集成运放的理想特性为：________________ 、______________ 、_________ 、_____________ 。 5、负反馈放大电路由__________________ 和__________________ 两部分组成。 6、电压并联负反馈使输入电阻__________ ，输出电阻___________ 。 7、理想运放的两个重要的结论是_______________ 和_____________ 。 &负反馈能使放大电路的放大倍数________________ ，使放大电路的通频带展宽，使输出信号波形的非线性失真减小，__________ 放大电路的输入、输出电阻。 二、选择题（每题3分，共30分） 1、理想运放的两个重要结论是（） A 虚断VI+=VI-，虚短i l+=il- B 虚断VI+=VI-=O ，虚短i l+=il-=O C 虚断VI+=VI-=O ，虚短i I+=iI- D 虚断i I+=iI-=0 ，虚断VI+=VI- 2、对于运算关系为V0=10VI的运算放大电路是（） A反相输入电路B同相输入电路C电压跟随器D加法运算电路 3、电压跟随器，其输出电压为V0，则输入电压为（） A VI B - VI C 1 D -1 4、同相输入电路，R仁10K,Rf=100K ，输入电压VI为10mv，输出电压V0为 （） A -100 mv B 100 mv C 10 mv D -10 mv

运算放大器11种经典电路

运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所收获。 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出 Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。 今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。 虚短和虚断的概念 由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。 “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。 由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。 在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器（其实在维修中和大多数设计过程中，把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题）。

第5章运算放大电路答案

习题答案 5.1 在题图5.1所示的电路中，已知晶体管V 1、V 2的特性相同，V U on BE 7.0,20)(==β。求 1CQ I 、1CEQ U 、2CQ I 和2CEQ U 。 解：由图5.1可知： BQ CQ BQ )on (BE CC I I R R I U U 213 1 1+=--即 11CQ11.01.4 2.7k 20I -7V .0-V 10CQ CQ I I k +=Ω Ω ? 由上式可解得1CQ I mA 2≈ 2CQ I mA I CQ 21== 而 1CEQ U =0.98V 4.1V 0.2)(2-V 1031=?+=+-R )I I (U BQ CQ CC 2CEQ U =5V 2.5V 2-V 1042=?=-R I U CQ CC 5.2 电路如题图5.2所示，试求各支路电流值。设各晶体管701.U ,)on (BE =>>βV 。 U CC (10V) V 1 R 3 题图5.1

解：图5.2是具有基极补偿的多电流源电路。先求参考电流R I ， ()815 17 0266..I R =+?---=（mA ） 则 8.15==R I I （mA ） 9.0105 3== R I I （mA ） 5.425 4==R I I （mA ） 5.3 差放电路如题图5.3所示。设各管特性一致，V U on BE 7.0)(=。试问当R 为何值时，可满足图中所要求的电流关系？ 解： 53010 7 0643..I I C C =-==（mA ） 则 I 56V 题图 5.2 R U o 题图5.3

2702 1 476521.I I I I I I C C C C C C == ==== mA 即 2707 065.R .I C =-= （mA ） 所以 61927 07 06...R =-= （k Ω） 5.4 对称差动放大电路如题图5.1所示。已知晶体管1T 和2T 的50=β，并设 U BE (on )=0.7V,r bb ’=0,r ce =。 (1)求V 1和V 2的静态集电极电流I CQ 、U CQ 和晶体管的输入电阻r b’e 。 (2)求双端输出时的差模电压增益A ud ，差模输入电阻R id 和差模输出电阻R od 。 (3)若R L 接V 2集电极的一端改接地时，求差模电压增益A ud (单),共模电压增益A uc 和共模抑制比K CMR ,任一输入端输入的共模输入电阻R ic ,任一输出端呈现的共模输出电阻R oc 。 (4) 确定电路最大输入共模电压围。 解:(1)因为电路对称，所以 mA ...R R .U I I I B E EE EE Q C Q C 52050 21527 062270221=+?-=+?-== = + V 1 V 2 + U CC u i1 u i2R C 5.1k ΩR L U o 5.1kΩ R C 5.1k Ω R E 5.1k Ω -6V R B 2k Ω 题图5.1 R B 2k Ω + － R L /2 + 2U od /2 + U id /2 R C R B V 1 (b) + U ic R C R B V 1 (c) 2R EE + U

第4章集成运算放大电路课后习题及答案

第4章集成运算放大电路 —一填空题 1、集成运放内部电路通常包括四个基本组成部分，即____________ 、 ______________ 、 ____________ 和___________________ 。 2、为提高输入电阻，减小零点漂移，通用集成运放的输入级大多采用_______________________ 电路；为了减小输出电阻，输出级大多采用 _____________________ 电路。 3、在差分放大电路发射极接入长尾电阻或恒流三极管后，它的差模放大倍数A ud将 ， 而共模放大倍数A uc将______ ，共模抑制比K CMR将_________ 。 4、差动放大电路的两个输入端的输入电压分别为“I8mV和U i2 10mV，则差模 输入电压为__________ ，共模输入电压为 ___________ 。 5、差分放大电路中，常常利用有源负载代替发射极电阻R e,从而可以提高差分放大电 路的______________________ 。 6、工作在线性区的理想运放，两个输入端的输入电流均为零，称为虚______ ;两个输入 端的电位相等称为虚__________ ;若集成运放在反相输入情况下，同相端接地，反相端又称 虚___________ ； 即使理想运放器在非线性工作区，虚 _______ 结论也是成立的。 7、共模抑制比K CMR等于 _________________ 之比，电路的K CMR越大，表明电路___________ 越强。 答案：1、输入级、中间级、输出级、偏置电路；2、差分放大电路、互补对称电路；3、不变、减小、增大；4、-18mV, 1mV ；5、共模抑制比；6、断、短、地、断；7、差模电压放大倍数与共模电压放大倍数，抑制温漂的能力。 二选择题 1、集成运放电路采用直接耦合方式是因为_________ 。 A ?可获得很大的放大倍数 B.可使温漂小C.集成工艺难以制造大容量电容

集成运放组成的基本运算电路实验报告

实验报告课程名称：电路与电子技术实验指导老师： 成绩： 实验名称：集成运放组成的基本运算电路实验实验类型：同组学生：一、实验目的和要求（必填）二、实验容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.研究集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的功能； 2.掌握集成运算放大电路的三种输入方式。 3.了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题； 4.理解在放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大电路各项性能指标的影响； 5.学会用集成运算放大器实现波形变换 二、实验容和原理 1.实现两个信号的反相加法运算 2.输入正弦波，示波器观察输入和输出波形，毫伏表测量有效值 3.实现单一信号同相比例运算(选做) 4.输入正弦波，示波器观察输入和输出波形，毫伏表测量有效值，测量闭环传输特性：Vo = f (Vs) 5.实现两个信号的减法(差分)运算 6.输入正弦波，示波器观察输入和输出波形，毫伏表测量有效值 7.实现积分运算(选做) 8.设置输出初态电压等于零；输入接固定直流电压，断开K2，进入积分；用示波器观察输出变化(如何设轴,Y轴和触发方式) 9.波形转换—方波转换成三角波 10.设：Tp为方波半个周期时间；τ=R2C 11.在T p<<τ、T p ≈τ、T p>>τ三种情况下加入方波信号，用示波器观察输出和输入波形，记录线性 三、主要仪器设备 1.集成运算电路实验板；通用运算放大器μA741、电阻电容等元器件； 2.MS8200G型数字多用表；XJ4318型双踪示波器；XJ1631数字函数信号发生器；DF2172B型交流电压表； 型可调式直流稳压稳流电源。

集成运放组成的运算电路典型例题

第六章集成运放组成的运算电路 运算电路 例6-1例6-2例6-3例6-4例6-5例6-6例6-7例6-8例6-9 例6-10例6-11 乘法器电路 例6-12例6-13例6-14 非理想运放电路分析 例6-15 【例6-1】试用你所学过的基本电路将一个正弦波电压转换成二倍频的三角波电压。要求用方框图说明转换思路，并在各方框内分别写出电路的名称。 【相关知识】 波形变换，各种运算电路。 【解题思路】 利用集成运放所组成的各种基本电路可以实现多种波形变换；例如，利用积分运算电路可将方波变为三角波，利用微分运算电路可将三角波变为方波，利用乘方运算电路可将正弦波实现二倍频，利用电压比较器可将正弦波变为方波。 【解题过程】 先通过乘方运算电路实现正弦波的二倍频，再经过零比较器变为方波，最后经积分运算电路变为三角波，方框图如图（a）所示。

【其它解题方法】 先通过零比较器将正弦波变为方波，再经积分运算电路变为三角波，最后经绝对值运算电路（精密整流电路）实现二倍频，方框图如图（b）所示。 实际上，还可以有其它方案，如比较器采用滞回比较器等。 【例6-2】电路如图(a)所示。设为A理想的运算放大器，稳压管DZ的稳定电压等于5V。 （1）若输入信号的波形如图(b)所示，试画出输出电压的波形。 （2）试说明本电路中稳压管的作用。 图(a) 图(b) 【相关知识】

反相输入比例器、稳压管、运放。 【解题思路】 （1）当稳压管截止时，电路为反相比例器。 （2）当稳压管导通后，输出电压被限制在稳压管的稳定电压。 【解题过程】 （1）当时，稳压管截止，电路的电压增益 故输出电压 当时，稳压管导通，电路的输出电压被限制在，即。根据以上分析，可画出的波形如图(c)所示。 图(c) （2）由以上的分析可知，当输入信号较小时，电路能线性放大；当输入信号较大时稳压管起限幅的作用。

实验九 集成运算放大电路(同相及0.7倍放大电路)

EDA（一）模拟部分电子线路仿真实验报告 实验名称：实验九集成运算放大电路（同 相及0.7倍放大电路） 姓名：倪庆敏 学号：140404239 班级：通信2班 实验时间：2016.12.3 南京理工大学紫金学院电光系

一、实验目的（四号+黑体） 1、掌握比例运算电路运算关系的估算方法及仿真分析方法。 2、掌握加减运算电路运算关系的估算方法及仿真分析方法。 3、掌握比例运算电路，加减运算电路的设计方法及调试方法。 4、掌握积分电路的工作原理及其基本性能特点。 5、掌握积分电路的运算关系的分析方法。 6、掌握积分电路的仿真分析方法。 二、实验原理 （格式同上）集成运算放大电路具有很多技术指标，在误差允许的范围内可以将其理想化处理，集成运放的理想参数为： （1）开环差模电压放大倍数Aud=无穷大。 （2）差模输入电阻Rid=无穷大。 （3）输出电阻R0=0. （4）共模抑制比很大。 （5）带宽足够宽。 （6）由以上特点可以得到理想集成运放的分析依据，利用分析依据可以很方便的得到集成运放的输入电压和输出电压之间的运算关系。 1）虚断 理想集成运放的输入电阻无穷大，而输入电压为一个有限值，则电路的输入电流i+和i-近似为0，此时两个输入端之间没有电流流过，称为虚断。 注意：电流指的是净输入电流。 不论运放是开环还是构成负反馈，都可以使用虚断。 2）虚短 虚短使用的条件是运放构成负反馈电路，由于理想集成运放差模电压放大倍数很大，而输出电压为有限值，故，U+=U-，即同相输入端的电位和反相输入端电位相等，称为虚短。 3）放大信号类型 运放带宽足够大，所以运放构成的电路既可以放大直流信号也可以放大交流信号。 4）电源 运放可由双电源供电，也可以由单电源供电。若运放由双电源供电，可放大交流信号与直流信号，此时电路中参考点电位为正，负电源的中间值，即公共接地端，静态时U+=U-=U0。若仅需放大交流信号，则运放可由单电源供电吃屎集成运放内部各点对地电位都将提高，将以VCC/2为参考点，因此即使输入信号为0，仍然有输出信号。因此为了使集成运放能够正常工作，必须调整运放电路的静态工作点，使U+=U-=U0=VCC/2，目的是电路能够获得最大的动态范围。为了使电路输出信号只有交流信号，需要使用电容隔断直流信号。

模拟电子技术基础第四版(童诗白)课后答案 第4章 集成运算放大电路

第4章 集成运算放大电路 习题 4.1根据下列要求，将应优先考虑使用的集成运放填入空内。已知现有集成运放的类型是：①通用型②高阻型③高速型④低功耗型⑤高压型⑥大功率型⑦高精度型 (1)作低频放大器，应选用( ① )。 (2)作宽频带放大器，应选用( ③ )。 (3)作幅值为1μV 以下微弱信号的量测放大器，应选用( ⑦ )。 (4)作内阻为100k Ω。信号源的放大器，应选用( ② )。 (5)负载需5A 电流驱动的放大器，应选用( ⑥ )。 (6)要求输出电压幅值为±80V 的放大器，应选用( ⑤)。 (7)宇航仪器中所用的放大器，应选用( ④ )。 4. 2已知几个集成运放的参数如表P4.3所示，试分别说明它们各属于哪种类型的运放。 表P4.3 解：A 1为通用型运放，A 2为高精度型运放，A 3为高阻型运放，A 4为高速型运放。 4.3多路电流源电路如图P4.3所示,已知所有晶体管的特性均相同,U BE 均为0.7V 。试求I C1、I C2各为多少。 图P4.3 图P4.4 解：因为T l 、T 2、T 3的特性均相同，且U BE 均相同，所以它们的基极、集电极电流均相等，设集电极电流为I C 。先求出R 中电流，再求解I C1、I C2。 40 100CC BE BE R V U U I A R μ--= = 030331(1) C B R C B C C I I I I I I I βββ=+=+ =+++

223C R I I ββββ+=++ 当(1)3ββ+>>时，12100C C R I I I A μ=≈=。 4.4电路如图P4.4所示，T l 管的低频跨导为g m , T l 和T 2管d-s 间的动态电阻分别为r ds1和r ds2。试求解电压放大倍数/u O I A u u =??的表达式。 解：由于T 2和T 3 所组成的镜像电流源是以T l 为放大管的共射放大电路的有源负载，T l 和T 2管d -s 间的动态电阻分别为 r ds1和 r ds2，所以电压放大倍数 u A 的表达式为： 1212(//) (//)O D ds ds u m ds ds I I u i r r A g r r u u ??= ==-??。 4.5电路如图P4.5所示，T l 与T 2管特性相同，它们的低频跨导为g m ; T 3与T 4管特性对称；T 2与T 4管d-s 间的动态电阻分别为r ds2和r ds4。试求出电压放大倍数 12/()u O I I A u u u =??-的表达式。 图P4.5 图P4.6 解：在图示电路中： 1234D D D D i i i i ?=-?≈?=?；242112O D D D D D i i i i i i ?=?-?≈?-?=-? 121() 2 I I D m u u i g ?-?=? ；12()O m I I i g u u ?≈?- ∴电压放大倍数： 24241212(//) (//)()() O O ds ds u m ds ds I I I I u i r r A g r r u u u u ??= =-≈?-?- 4.6电路如图P4.6所示，具有理想的对称性。设各管β均相同。 (1)说明电路中各晶体管的作用； (2)若输入差模电压为12()I I u u -产生的差模电流为D i ? ，则电路

常用运算放大器电路 (全集)

常用运算放大器电路(全集) 下面是[常用运算放大器电路(全集)]的电路图 常用OP电路类型如下: 1. Inverter Amp. 反相位放大电路: 放大倍数为Av = R2 / R1但是需考虑规格之Gain-Bandwidth数值。R3 = R4 提供1 / 2 电源偏压 C3 为电源去耦合滤波 C1, C2 输入及输出端隔直流 此时输出端信号相位与输入端相反 2. Non-inverter Amp. 同相位放大电路: 放大倍数为Av=R2 / R1 R3 = R4提供1 / 2电源偏压 C1, C2, C3 为隔直流

此时输出端信号相位与输入端相同 3. Voltage follower 缓冲放大电路: O/P输出端电位与I/P输入端电位相同 单双电源皆可工作 4. Comparator比较器电路: I/P 电压高于Ref时O/P输出端为Logic低电位 I/P 电压低于Ref时O/P输出端为Logic高电位 R2 = 100 * R1 用以消除Hysteresis状态, 即为强化O/P输出端, Logic高低电位差距，以提高比较器的灵敏度. (R1=10 K, R2=1 M) 单双电源皆可工作 5. Square-wave oscillator 方块波震荡电路: R2 = R3 = R4 = 100 K R1 = 100 K, C1 = 0.01 uF

Freq = 1 /（2π* R1 * C1） 6. Pulse generator脉波产生器电路: R2 = R3 = R4 = 100 K R1 = 30 K, C1 = 0.01 uF, R5 = 150 K O/P输出端On Cycle = 1 /（2π* R5 * C1） O/P输出端Off Cycle =1 /（2π* R1 * C1） 7. Active low-pass filter 主动低通滤波器电路: R1 = R2 = 16 K R3 = R4 = 100 K C1 = C2 = 0.01 uF 放大倍数Av = R4 / (R3+R4) Freq = 1 KHz 8. Active band-pass filter 主动带通滤波器电路:

第4章集成运算放大电路习题解答

第4章自测题、习题解答 自测题4 一、选择 1.集成运放的输出级一般采用（）。 A. 共基极电路 B. 阻容耦合电路 C. 互补对称电路 2.集成运放的中间级主要是提供电压增益，所以多采用（）。 A. 共集电极电路 B. 共发射极电路 C. 共基极电路 3．集成运放的输入级采用差分电路，是因为（）。 A. 输入电阻高 B. 差模增益大 C. 温度漂移小 4．集成运放的制造工艺，使得相同类型的三极管的参数（）。 A 受温度影响小 B. 准确性高 C. 一致性好 5．集成运放中的偏置电路，一般是电流源电路，其主要作用是（）。 A. 电流放大 B. 恒流作用 C. 交流传输。 解：1、C 2、B 3、C 4、C 5、B 二、判断 1．运放的有源负载可以提高电路的输出电阻（）。 2．理想运放是其参数比较接近理想值（）。 3．运放的共模抑制比K CMR越高，承受共模电压的能力越强（）。 4．运放的输入失调电压是两输入端偏置电压之差（）。 5．运放的输入失调电流是两输入端偏置电流之差（）。 解：1、×2、×3、√4、√5、√ 三、选择 现有如下类型的集成运放，根据要求选择最合适的运放： ①．通用型②. 高阻型③. 低功耗型④. 高速型⑤. 高精度⑥. 大功率型⑦. 高压型。 1．作视频放大器应选用。 2．作内阻为500KΩ信号源的放大器应选用。 3．作卫星仪器中的放大器应选用。 4．作心电信号（？左右）的前置放大器应选用。 5．作低频放大器应选用。

作输出电流为4A 的放大器应选用 。 解：1、④ 2、② 3、③ 4、⑤ 5、① 6、⑥ 习题4 4．1通用型集成运算放大器一般由哪几个部分组成？每一部分常采用哪种基本电路？对每一基本电路又有何要求？ 解：通用型集成运算放大器一般由输入级、中间级、输出级组成。输入级采用差动放大电路，输入级要求尽量减小温度漂移。中间级采用共射放大电路，要求提供较高的电压放大倍数。输出级采用共集接法，互补对称电路，要求输出电阻要小。 4．2某一集成运算放大器的开环增益A od = 100dB ，差模输入电阻r i d = 5M Ω, 最大输出电压的峰─峰值为U OPP =±14V 。 (1) 分别计算差模输入电压（即u i = u + - u -）为5μV 、100μV 、1mV 、和-10V 、-1V 、-1mV 时的输出电压U O ； (2) 为保证工作在线性区, 试求最大允许的输入电流值。 解： （1）100520 10 10od A == 由o od i U A U = 故所求U o 分别为0.5V , 10V , 14V , -14V , -14V , -14V （2）最大允许的输入电压是max 514 14010 OPP i od U U V A μ= == 最大允许输入电流为max max 28i i id U I pA r = = 4．3图P 4－3是集成运放BG303偏置电路的示意图，已知±U CC =±15V ，外接偏置电阻R=1M Ω, 设三极管的β值均足够大, 试估算基准电流I REF 以及输入级放大管的电流I C1和I C2。