完整版电工学下册电子技术基础第1章习题解答.docx
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完整版电工学下册电子技术基础第1章习题解答
第1章模拟集成运放及其应用
1.1当负载开路（Rl）时测得放大电路的输出电压U'°=2V;当输出端接入
Rl=5.1KQ的负载时，输出电压下降为Uo=1.2V,求放大电路的输出电阻
Rlo
Uo?
u
RlRo
Ro。
解:
•R（春1）Rl3.4（KQ）
1.2当在放大电路的输入端接入信号源电压Us=15mV，信号源电阻
电路的输入端的电压为ui=10mV，求放大电路的输入电阻R。
Rc
Ui-?
Us
RiRs
Rs=1KQ时，测得
解:
u
•••R
（1）Rs2（KQ）
UsUi
1.3当在电压放大电路的输入端接入电压源us=15mV，信号源内阻
电路的输入端的电压为
Rs=1KQ时，测得
Ui=10mV;放大电路输出端接Rl=3KQ的负载，测得输出电压为Uo=1.5V，试计算该放大电路的电压增益Au和电流增益并分别用dB（分贝）表示。
解:
Au
Uo
150,Au（dB）20lg
Au
43.5dB
Ai
u-
10
11
虬岂100
（UsUi）Rs
Aj（dB）20lgAj40（dB）
1.4某放大电路的幅频响应特性曲线如图截止频率fL、上限截止频率fH和通频带
1.1所示，试求电路的中频增益
Aum、下限
fBW。
图1.1习题1.4电路图
解：
Aum（dB）40（dB）
5
fH10（Hz）
…fBWfH
il
fH
1.5电路如图1.2所示,
o
um
-A
20（Hz）
105（Hz）
当输入电压为
100
0.4V
时，要求输出电压为4V，试求解R1和R2
的阻值。
R2R//Rf100//109.1k
1.6集成运算放大器工作在线性区和非线性区各有什么特点。
解：
线性区：
虚短；虚断
非线性区：
输出仅为高、低两种电平；虚断
14V，求输入电压Ui分别为
1.7电路如图1.3所示,集成运放输出电压的最大幅值为
200mV和2V时输出电压uo的值。
Ro。
1.9电路如图1.5所示，求输出电压uo与各输入电压的运算关系式。
（b）
（C）（d）
图1.5习题1.9电路图
解:
（a）uoRf（空出）
RiR2
“Rf、
（b）Uo
（1）Ui
Ri
R2Ri
（c）Uo
Uii
R2Ui2
RiR2
Ri
/Uii
Ui2、
“Rf
R4R3
（d）Uo
Rf（i
i）
（1
）（
Ui3Ui4）
Ri
R2
Ri〃R2
R
3R4R3R4
1.10电路如图
1.6所示，
假设运放是理想的：
（1）
与出输出电压Uo的表达式，并求出
Uo的值；
（2）说明运放Ai、A2各组成何种基本运算电路。
10Uii
1.11采用一片集成运放设计一反相加法电路，要求关系式为Uo5（Uii5Ui23Ui3）,
解:
Uo
A
25ui215ui3）
3ui3）（5ui1
5（Uii5Ui2
（散1
Rf
R2Ui2
100k
Ri
取Rf
Rp100//20//4//6.8
烈）25,R
R3，则R
2.18K
15
20K,R2
4K,&6.67K,
R3取6.8KQ
，取2.2KQ
1.12采用一片集成运放设计一个运算电路，要求关系式为
Uo10（Ui1Ui2），并且要
求电路中最大的阻值不超过200KQ,试画出电路图，计算各阻值。
解：
Rf
“Rf
、r3
Uo
10（Ui1
Ui2）
Ui1
（1’
）-Ui2
R1
R1
R2R3
取Rf
100k
则R1
10K
R2
10KR3
100K
1.13图1.7所示为带
的表达式；
（2）若选R1
（3）直接用&代替T形网络，当R51k说明该电路的特点。
T形网络高输入电阻的反相比例运算电路。
51k,R2R3390k，当uo
Uo100Ui,
（1）试推导输出电压uo100Ui时，计算电阻R4的阻值；求R2的值；（4）比较
（2）、（3）
解：
（1）
Ui
R1
Uo
Au
R4
R2
R2〃R4?
Uo
R2//R4R2
（R3R2//R4）Ui
R2//R4
R2R3R4390
35.2k，取36KQ
（AUR1）（10051）5100k
R3
R1
R3
R2R3R4
Ui
R2R3
R1
390390390/R4）100
51
⑷由
（2）、（3）分析可得：
用T型网络代替反馈电阻R2时，可用低阻值的网络得
到高增益的放大电路。
%町
A+_0
「
L
1■AE1
決、
J
i
W|
0'
Aj+
—1
\1—
图1.7习题1.13电路图图1.8习题1.14电路图
1.14电路如图
表达式；
（2）
1.8所示，设所有运放都是理想的，试求:
R2F3时，Uo的值。
（1）
Uol、U°2、Uo3及Uo的
解:
Uo1
Uo
Ui1
R2〃R3
R1
R2〃R3
Uo2Ui2Uo3Ui3
R1//R3
R2R1//R3
Ui1
R1
R2R3
R时，Uo
R1//R2Ui3
R3R1//R2
1
（Ui1Ui2Ui3）
3
Ui2
4.15电路如图
运放均为理想的，试求输出电压Uo的表达式。
1.9所示,
图1.9习题1.15电路图
解:
（a）uo1
R5
R5\
“R2
、R5
R5、
Uo
Uo1（1
）Ui2
（1—
）—
ui1（1
—）u
R4
R4
R1
R4
R4
R2、
（b）uo1
（1
）Ui1
R1
R5
R
5
R2、R5
R5
Uo
Uo1
Ui2（1
Ui1
Ui2
R4
R
6
R1R4
R6
1.16积分电路如图1.10所示。
设uc（0）=
0,在t=
:
0时输入阶跃电压U
10V,求所需的时间常数。
Cf1'
1V,若
t1ms时，输出电压达到
R1
解:
Uo
1
RCf
t
0（
Ui
Rp
I
所以uo（1ms）
10
可选择R,100k
1）dE
RCf
Cf
oo
A+
+
Uo
图1.10习题1.16电路图
R1Cf
10V,
0.01F。
RC0.1（ms）
Uom=±12V,输入电压波形如图
1.9（b）所示，周期为0.1s。
试画出输出电压的波形，并求出输入电压的最大幅值Uim。
1.17电路如图1.11（a）所示，已知运放的最大输出电压
解:
Uo
o
rf.
习题1.17电路图
图1.11
J卜
ooimF
5dtRC
二Um=0.24V
1000U,dt,
•••Uom=12V,T=0.1s
1.18电路如图1.12所示,路；
（2）写出u0的表达式；
A2、和A3各组成何种基本电
A3为电压跟随器
解：
A1组成减法电路，A2组成积分电路,
Rf
Uo1Ui1
Ri
RfRf
（1"R?
）__1
Ui2
Rf
Rf
（Ui1Ui2）
R1
UoU02
1,Uo1dt
Rf
R2C
RiR2C
（Ui1
52）dt
1.19图1.13（a）所示的反相微分电路中，当输入信号
1.13（b）所示，试画出输出信号Uo的波形。
Ui为对称的三角波时，其波形如图
在0tT2时，输入信号为
Ui
Uom
在T2tT时，输入信号为
Ui
3U
om
dt
则有Uot
4Uom+巾方+
〒一t，则有Uot
RC如dtdUi
RC」dt
4UomRC
T
4UomRC
T
同理可得在不同时间时的输出，其对应的输出波形如图（
C）所示。
if：
1.20电路如图
出电压u0与各输入电压之间的关系式；
（2）当尺R2艮R4艮&R时,电压u0的表达式。
图1.14习题1.20电路图
1.21电路如图1.15（a）所示，设运放为理想器件，
（1）求出门限电压Uth，画出电压
传输特性（Uo~Ui）,
（2）输入电压的波形如图1.13（b）所示，画出电压输出波形（Uo~t）。
解：
（1）门限电压Uth=3V，
出UoUo&
6V"
6
■
0
-6V
►0
3VUi
-6
-=」
—
t
1.22电路如图1.16所示，运放为理想的，试求出电路的门限电压Uth，并画出电压传
输特性曲线。
图1.16习题1.22电路图
输出状态翻转时，uu，UiUth
Uth1.5V
1.23电路如图1.17所示，已知运放最大输出电压Uom=12V，试求出两电路的门限电压
Uth，并画出电压传输特性曲线。
R2
2
1
Uo—Uth
—Uo
R1R2
3
3
uu
0,
uth
图1.17习题1.23电路图
解：
U-Uth
RiR2
Uo6V
输出状态翻转时,
电压传输特性曲线
3V
，并画出电压
1.24电路如图1.16（a）所示，运放是理想的：
（1）试求电路的门限电压Uth
图1.18习题1.24电路图
R2
解：
U
亠U
R1R2
REF
Uth
Ui
3V,
R1
Uth，
Uth
R2
Uo
Uo
1V
2
U
3
6V
1
REF3Uo
3V
6V
J
I
卩
-1V
0
3V
-6V
Ui
-1V
-6V
U
6V
0
（a）电压传输特性曲线
1.25电路如图1.19所示，已知运放为理想的,
A1、A2、和A3各组成何种基本电路；
（2）若ui
（b）电压输出波形
运放最大输出电压Uom=
5sint（V），试画出与之对应的
±15V:
（1）
Uo1、Uo2和
Uo的波形。
图1.19习题1.25电路图
解：
（1）Ai反相比例放大电路，A简单电压比较器，A3电压跟随器
（2）
——,
0t
-6V
各点电压输岀波形图
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