第一章 模拟电子技术基础答案_黄瑞祥版.doc

运算放大器习题解答 1．1 在图P1.1所示的电路中，运算放大器的开环增益是有限的，，。当时，测得输出电压为，则该运算放大器的开环增益为多少？ 图P1.1 解：， 1．2 假设图P1.2所示电路中的运算放大器都是理想的，试求每个电路的电压增益，输入阻抗及输出阻抗。 图P1.2 解： （a） （b） （c） （d） （e） （f） 1.3有一个理想运算放大器及三个电阻，利用串并联组合可以得到最大的电压增益（非无限）为多少？此时对应的输入阻抗为多少？最小的电压增益（非零）为多少？此时对应的输入阻抗为多少？要求画出相应的电路。 解：最大的电压增益可以采用同相放大器形式，如下图（a），其电压增益为3，对应的输入阻抗为无穷大； 最小的电压增益可以采用反相放大器形式，如下图（b），其电压增益为0.5，对应的输入阻抗为或； 1.4一个理想运算放大器与电阻、组成反相放大器，其中为输入回路电阻，为闭合环路电阻。试问在下列情况下放大器的闭环增益为多少？ （a）， (b) ， (c) ， (d) ， 解：因为其增益为，则有：(a) ，(b) ， (c) ，(d) ， 1．5 设计一个反相运算放大电路，要求放大器的闭环增益为，使用的总电阻为。 解：因为电压增益为，其中为输入回路电阻，为闭合环路电阻。则有，即，又，则有。 1．6 一个理想运算放大器电路如图1-2-1（a）所示，其中，。将一个电平值为0V和2V的对称方波信号加到输入端，试画出对应的输出电压波形。要求坐标对齐，并标明电平值。 解：因其电压增益为-2，则其对应的输入输出波形如下图所示。 1．7 在图1-2-4所示的电路中，其中，并假设运算放大器是理想的，若要求闭环增益为下列值，试求对应的阻值。 (a) （b） (c) 解：因为，则有 (a)当时，； (b) 当时，； (c) 当时，，即开路。 1．8 图P1.8为具有高输入阻抗的反相放大器，假设运算放大器是理想的。已知，，，试求及输入阻抗。 图P1.8 解：电压增益为，有。令上面一个放大器的输出为，则有。因此，，，则输入阻抗 1.9 设计图P1.9所示的电路，使其输入阻抗为，并且当使用电位器时增益在到范围内变化。当电位器位于中间时，放大器的增益为多少？ 图P1.9 解：其等效电路如下图所示： 因输入阻抗为，则取。根据图1-2-4所示，其增益为 当电位器处于最上端时，即，此时增益绝对值最小，即，因此取。 当电位器处于最下端时，即，此时增益绝对值最大，即，可得电阻 当电位器位于中间时，即，此时放大器的增益为 1.10 设计一个运算放大器电路，它的输入分别为、、，输出为。要求对输入信号的输入阻抗为，画出相应的电路，并表明各电阻的取值。 解：采用反相放大器的电路结构，如下图所示，则有 因为要求输入信号的输入阻抗为，可取，则有，，。 11 要求利用两个反相放大器设计一个实现函数的电路。 解： 其中， 可见它是由2级反相放大器级联组成的，其电路如下： 1．12 利用反相放大器来设计一个求平均值电路。 解：对于n个输入信号，则其平均值为 可见其加权系数为，并且由2级反相放大器级联组成，其平均值电路如下图所示。 1．13 给出一个电路实现加权加法器的功能并给出相应的元件值，要求将(V)的正弦信号的直流电平从0转变为。 解：，则其电路如下，取。 1．14 若使用同相放大器来实现具有以下的闭环增益，如图1-3-1（a）所示，那么应该使用多大值（、）的电阻？要求至少使用一个的电阻。 (a) （b） (c) (d) 解：同相放大器的增益为，其中为输入回路电阻，为闭合环路电阻。(a)当时，则取，（即短路）； (b) 当时，则取； (c) 当时，则取，； (d) 当时，则取，。 1.15在图P1.15所示的电路中，用的电位器来调节放大器的增益。假设运算放大器是理想的，试导出增益与电位器位置的关系，并且增益的调节范围为多少？ 图P1.15 解：增益与电位器位置的关系为 当从变到1时，其增益从1变到。 1．16在图P1.16所示的电路中，假设运算放大器是理想的，求放大器的闭环增益。 图P1.16 解：设各变量如上图所示，则有 ，，， 又因为有，且。消去变量可得到闭环增益 1.17要求只能使用和的电阻，设计一个同相放大器电路，并且要求其增益为。 解：其电路如下图，其增益为 取， 1.18在图P1.18所示的电路中，假设运算放大器是理想的。当输入信号分别为 求。 图P1.18 解： 1.19要求只利用一个运算放大器和部分电阻设计一个电路，要求它的输出为。画出设计电路并确定各电阻的取值。 解：其电路如下图所示，取。 1.20图P1.20