集成运放习题

14.5习题详解

14-1 电路如图14-2所示，集成运算放大器输出电压的最大幅值为±12V，试求当为0.5V，1V，1.5V时的值。

图14-2 习题14-1的图

解：

所以，当

时，

时，

时，（注意：不是-15V，因为集成运放的最大幅值为±12V）

14-2写出图14-3中输入电压与输出电压uo的运算关系式。

图14-3 习题14-2的图

解：

根据虚断性质可知，，所以

根据虚短性质可知，

综上：，所以流经及的电流为0，可得：

14-3 试求图14-4所示电路输出电压与输入电压的运算关系式。

图14-4 习题[14-3]的图

解： 根据虚断及虚短的性质可得，，并设及间的电位为

，所以

根据基尔霍夫电流定律可得：

将代入上式，经整理可得：

14-4在图14-5所示的同相比例运算电路中，已知，，求。

图14-5 习题[14-4]的图

解：根据虚断性质可得：

根据虚短性质得：

整理得：

14-5 试求图14-6中输入电压与输出电压的运算关系式。

图14-6习题[14-5]的图

解：

第一级运放为电压跟随器，所以

第二级运放为反相比例电路，因此：

14-6 电路如图14-7所示，已知，试求的值。

图14-7 习题[14-6]的图

解：第一级为同相比例电路，因此：

第二级为反相比例电路，因此：

14-7推导图14-8所示电路输出电压与输入电压的运算关系式，其中。

图14-8 习题[14-7]的图

解：在第一级运放中：

第二级运放应用叠加定理，当只有uo1作用，uo2=0时，输出

当只有uo2作用，uo1=0时，输出

把uo2表达式代入，得

这样得总输出为：

14-8 试用集成运算放大器实现运算。

解：采用两级反相比例电路来实现，如图14-9，要求，。

图14-9 习题[14-8]的图

14-9 图14-10电路中的输出电压，已知，求的值。

图14-10 习题[14-9]的图

解：

所以

与输出电压比较，根据对应系数相等得：

，

14-10 试求图14-11中输出电压与输入电压的运算关系式。

图14-11习题[14-10]的图

解：

第一级运放为反相比例电路，所以

对于第二级运放可得：

所以：

14-11 在图14-12（a） 反相加法运算电路中，的波形如图14-12(b)所示，其中，求平衡电阻并画出输出电压的波形。

图14-12 习题[14-11]的图

解：平衡电阻

图(a)的输入与输出关系为：

当，时，；当，时，；当，时，；当，时，。输出波形如图14-13所示：

图14-13 输出波形图

14-12 电路如图14-14所示，已知，，求输出电压。

图14-14 习题[14-12]的图

解：对同相输入端列方程

将各元件值代入到上式可得，即。

对反相输入端列方程

将各元件值代入到上式可得

14-13 求图14-15所示电路中的电压放大倍数。

图14-15 习题[14-13]的图

解：由于虚短性质，和为并联

可得：

14-14 在图14-16中，试证明。

图14-16 习题[14-14]的图

证明：第一级运放的输出为，对第二级运放列方程得

所以：

14-15 略

14-16 在图14-17中，已知稳压管工作在稳压状态，试求负载电阻中的电流。

图14-17 习题14-16图

解：根据虚短性质

由虚断性质知所求电流等于流经的电流，故

14-17 试求图14-18所示电路中输出电压与输入电压的运算关系式。

图14-18 习题14-17图

解：(a)，其中，整理可得

(b)

其中，可得

将代入上式得：

14-18在图14-19(a)所示电路中，已知输入电压的波形如图14-19（b）所示，当。试画出输出电压的波形。

图14-19 习题14-18图

解：输出电压的表达式为

当为常量时

若时，当时， =5V，uO(0)=0

＝－25V。

当时， =-5V，uO(5)=-2V

＝25V。

因此输出波形如图14-20所示。

图14-20 习题14-18输出波形图

14-19 设计下列运算关系式的运算电路，并计算各电阻的阻值。

（1）（）；

（2）（）；

（3）（）。

解：(1) 设计一个反相比例运算电路来实现电路如图14-21所示。

图14-21电路图

可得：，由，得出，平衡电阻||

(2) 设计两级运放来实现，其中，电路如图14-22所示。

图14-22 电路图

经分析上述电路可得：

令可得

，即，取，

(3) 所设计电路如图14-23所示：

图14-23电路图

即，已知，所以

14-20 图14-24是一个液位监控报警装置，是传感器获得的监控信号，是给定的参考电压，当低于给定值时，报警指示灯亮，进行低限报警。试分析图14-21的液位监控报警装置的电路，能否达到低限报警的作用？若不能，应怎样改进？

图14-24 习题14-20图

解：图中的运放工作在饱和区。分析图示电路

当时，运放的输出电压，此时二极管D导通，三极管截止，报警指示灯处于熄灭状态，起不到低限报警的作用。

改进的方法是把二极管D翻转，使其极性对调。此时当时，运放的输出电压，此时二极管D截止，三极管导通，报警指示灯亮。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/1af43d5fa36925c52cc58bd63186bceb19e8ed3f.html