电子技术非电类第四章课后习题答案荣雅君主编文档格式.docx
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(1)和的最大允许值;
(2)输入端电流的最大允许值。
解
(1)由运放的传输特性
则
(2)输入端电流的最大允许值为
4-5图4-29所示电路,设集成运放为理想元件。
试计算电路的输出电压和平衡电阻的值。
解由图根据“虚地”特点可得
图中各电流为
由“虚断”得
以上几式联立,可得
平衡电阻为
图4-29题4-5图
4-6图4-30所示是一个电压放大倍数连续可调的电路,试问电压放大倍数的可调范围是多少?
图4-30题4-6图
解设滑线变阻器被分为和上下两部分。
则,同相输入端分压为:
由“虚断”,可得:
由以上两式可得:
的变化范围为0~10,则的变化范围是:
-1~1。
4-7求图4-31电路的和的运算关系式。
图4-31题4-7图
解由于两运放为理想运放,输入电流为零,在和上没有压降,故运放反相输入端仍为“虚地”。
4-8在图4-32中,已知,,试求输出电压。
图4-32题4-8图
解由“虚断”“虚短”得
4-9电路如图4-33示,已知各输入信号分别为,,,,,
。
试回答下列问题。
1)图中两个运算放大器分别构成何种单元电路?
2)求出电路的输出电压。
3)试确定电阻的值。
图4-33题4-9图
解1)前运算放大器构成反相加法电路,后运放构成减法运算电路。
2)对于多级的运放电路,计算时可采用分级计算方法。
3)电阻的大小不影响计算结果,但运算的输入级是差动放大电路,所以要求两个入端电阻要相等,通常称为平衡电阻,其阻值为。
4-10求图4-34所示电路中与三个输入电压的运算关系式。
图4-34题4-10图
解由“虚短”“虚断”可得,
化简为
4-11图4-35所示电路是一种求和积分电路,设集成运放为理想元件,当取时,证明输出电压信号与两个输入信号的关系为:
。
图4-35题4-11图
解由“虚短”“虚断”可得
当时,
4-12设计出实现如下运算功能的运算电路图。
(1)
(2)
(3)
(4)
题4-12
(1)运算电路图
题4-12
(2)运算电路图
题4-12(3)运算电路图
题4-12(4)运算电路图
4-13电路如图4-36所示,设集成运放为理想元件,试推导与及的关系。
(设)。
图4-36题4-13图
4-14设电路如图4-37a所示,已知,和的波形如图
4-37b所示,试画出输出电压的波形。
a)b)
图4-37题4-14图
解由图可得:
又因为
图3-14习题3-14输出电压波形图
所以
4-15电路如图4-38所示,设电容器的电压初始值为零,试写出输出电压与输入电压及之间的关系式。
图4-38题4-15图
解如图所示:
运放的同相输入端电压为:
对运放应用“虚断”特点,列式:
由以上几式联立,解得:
4-16图4-39所示电路为两输入信号的同相加法运算电路,试求输出信号和两个输入信号的关系。
若,,,,求输出电压?
解由“虚断”特点,得:
由“虚短”特点可得:
带入数据,由以上几式解得:
图4-39题4-16图
4-17图4-40是应用集成运算放大器测量电压的原理电路,设图中集成运放为理想元件,输出端接有满量程为5、500的电压表,欲得到50、10、5、四种量程,试计算各量程的阻值。
解由图所示,“虚地”“虚断”的特点得:
图4-40题4-17图
当被测电压接至50V档时,输出为5V。
则
同理可得:
4-18图4-41所示电路是应用集成运算放大器测量电阻的原理电路,设图中集成运放为理想元件。
当输出电压为时,试计算被测电阻的阻值。
图4-41题4-18图
再由,,
得
4-19图4-42是测量小电流的原理电路,设图中的集成运放为理想元件,输出端接有满量程为、的电压表。
试计算个量程电阻、、的阻值。
图4-42题4-19图
解当开关打到5mA量程时:
所以
当开关打到0.5mA量程时:
当开关打到50uA量程时:
4-20如图4-43所示,各元件参数图中已标出。
试列写输出电压与输入电压的关系式。
图4-43题4-20图
解电路的第一级为减法运算电路,第二级为积分运算电路。
运用“虚短”、“虚断”的概念有
4-21一积分电路和输入电压波形分别如如图4-44所示,若,,试画出输出电压的波形。
(a)(b)
图4-44题4-21图
解积分时间常数为远大于输入电压的周期。
输出电压波形如所示。
题4-21解图
4-22图4-45是一个比例—积分—微分校正电路,又称比例—积分—微分调节器。
其输出信号的相位在低频段落后于输入信号,而在高频段又超前于输入信号,所以又称为滞后超前校正电路,该电路的原理广泛应用于控制系统中起到调节过程的作用。
试求出该电路中输出和输入的基本关系式。
图4-45题4-22图
解电路中各支路电流如图所示。
由“虚地”特点得
输入电压又可表示为
由基尔霍夫电流定律
输出电压为
以上各式联立,可解得
4-23图4-46中,运算放大器的最大输出电压,稳压管的稳定电压,其正向压降,。
当参考电压两种情况下,试画出传输特性和输出电压的波形。
解①当时,传输特性和输出电压的波形见题4-23解图(a)和(b)。
题4-23解图(a)习题4-23
(1)传输特性
题4-23解图(b)习题4-23
(1)输出电压波形
②当时,传输特性和输出电压的波形见题4-23解图(c)和(d)。
题4-23解图(c)习题3-21
(2)传输特性
题4-23解图(d)习题3-21
(2)输出电压波形
4-24电路如图4-47所示,已知,,,稳压管正向导通电压为。
试画出对应于的波形。
图4-46题4-23图图4-47题4-24图
题4-24解图(a)习题4-24传输特性
题4-24解图(b)习题4-24输出电压波形
4-25电路如图4-48所示,时刻,从变为,试求要经过多长时间由负饱和值变为正饱和值(设时,电容电压为零)。
解反相输入端电压为
电容上的电压为
当时,由负饱和值变为正饱和值。
此时
解得
4-26图4-49是一个输出无限幅措施的施密特触发电路。
设电路从的时候开始分析(接近正电源电压),求其上下门限电平,并画出电路的输入输出关系。
图4-48题4-25图图4-49题4-26图
解设电路的初始状态为,放大器同相输入端电位为:
当略大于时,输出电压由转换为,
则放大器同相输入端电位为:
题4-26解图习题4-26输入输出传输特性
输入输出传输特性见题4-26解图。