' 第三章 运算放大器及其应用 学院 班级 姓名 学号
1．F007集成运放的使用电源为±15V ，开环放大倍数为2×105，最大输出电压±U oM 为±13V ，现在分别输入下列信
号，求输出电压及其极性。
⑴u +=+15μV ，u -=-10μV ； ⑵u +=-5μV ，u -=+10μV ； ⑶u +=0μV ，u -=+5mV ； ⑷u +=+5mV ，u -=0V
解：⑴V 5102)1015()(5o =??+=-=-+U A u u u ； ⑵V 3102)105()(5o -=??--=-=-+U A u u u ；
⑶V 1000102)50()(5o -=??-=-=-+U A u u u ，因为小于（－13V ），运放进入饱和区，所以：V 13o -=u ；
⑷V 1000102)05()(5o =??-=-=-+U A u u u ，因为大于（+13V ），运放进入饱和区，所以；V 13o +=u 。
^
2．图示电路中，A 为理想运放，求电路的输出电压u o 。
解：按戴维南定理，1k Ω左端的电压为：1)2(222-=-?+=
i u V ，等效电阻为1k Ω，故运放反相输入端的信号为：
u i =－1V ，电阻为2k Ω；这是一个反相比例放大器，所以5.22
5o =-=i u u V 。
3．理想运算放大器组成的电路中，求u i1、u i2和u o 的函数关系表达式。
解：设A1输出为u o1，这是同相比例放大器，因为1i u u u ==-+，
所以：k
R u u R u i o i 11111-= 即 111i o u k k u += A2：这是减法电路。因为2i u u u ==-+，
—
所以：2
2221kR u u R u u o i i o -=- 即：))(1(12i i o u u k u -+=
4．三个输入信号u i1、u i2、u i3分别加在集成运放的同相输入端和反相输入端，如图所
示，求输出信号u o 和u i1、u i2、u i3的关系表达式。
解：当反相输入端的信号单独作用时，电路为反相加法器。此时设电路的输出为u o1：
)(2
2111R u R u R u i i F o +-=； 当同相输入端的信号单独作用时，电路为同相比例扶绥起。此时设电路的输出为u o2：即：
F i o i R u u R R u 32213//-=
即： 3212)//1(i F o u R R R u +
=； -
两端信号共同作用时：21o o o u u u +=＝321)//1(i F u R R R +－)(2
211R u R u R i i F + 5．电路如图所示，试求o u 和1i u 、2i u 及3i u 的关系式。当R 1=1kΩ，
R 2=3kΩ，R 3=Ω， R 4=2kΩ，R f ＝6kΩ，R 5= kΩ，
11=i u V ，32=i u V ，43=i u V 时，求输出电压o u 。
解：第一级运放是反相加法电路，设输出为u o1，
则：12)(i22i11o1-=+-=u R R u R R u f f
V
第二级运放是减法电路，
因为：i3u u u ==-+ 所以： f R u u R u u o 4o1-=--- 即： f
R u u R u u o i34i3o1-=- 故： 52o =u 6．图示电路中，1R = 20 k Ω，2R = 30 k Ω，4R = 60k Ω，7R =9R =100k Ω，求：⑴输出u o 与输入u i1、u i2、u i3的关
系；⑵平衡电阻R 5的阻值。
解：A1：反相加法电路，设输出为u o1：
$
i2i1i22
4i114o123)(u u u R R u R R u --=+-= A2：同号器：设输出为u o2： i3o2u u =
A3：减法电路 i3u u u ==-+ 9o 7o1R u u R u u -=---
即： 9
o i37i3o1R u u R u u -=- i1i2i3o 322u u u u ++= Ω==k R R R R 10////4215
7．计算图示电路中u o1、u o2、u o 的值，图中R 1＝10k Ω，R 2＝40k Ω，R 3＝8k Ω，R ＝15k Ω，R 4＝10k Ω。设A 1、A 2均为理想放大器。
解： 111
214i i o u u R R u -=-= 反相比例放大器 12283i i o u u u += 减法电路
· 1212123i i o o o u u u u u +=-= 8．在基本积分电路中再增加一路输入就构成了如图所示积分求和电路，求u i1、u i2和u o 的输入输出函数关系式。
dt du C dt du C R u R u C o 2i21i1-==+ ?
?--=dt u C R dt u C R u i22i11o 11
9．在图示电路中，A 1、A 2为理想运算放大器。试写出u o 与u i1、u i2之间的关系式。
#
dt
du C R dt du C R dt du C
R u u u u i i o o i i o 2111111
212222-=-=-=
10．选择图中同相放大器的电阻R 1、R 2、R F 的阻值（已知R =20k Ω），使u o =4(u i1+u i2)关系成立。
R F +_
∞△+u o
R R 1u i 1
R 2u i 2
解：因为：12111212221121212
12211)(11i i i i i i u R R R u R R R R u R u R R R R R R R u R u u +++=++?=++=+ o F u R R R u +=- 》
根据 -+=u u 所以 ])[1(22
111212i i F o u R R R u R R R R R u ++++
= 又因为：u o = 4(u i1+u i2) 所以：4)1()1(2
11212=++=++R R R R R R R R R R F F 且有： 21R R = 由此可得：140=F R k Ω
又因为运放输入端电阻平衡，则有： 5.172121=+=+F
F R R RR R R R R k Ω
由此：35212121=+==R R R R R R k Ω
理想运算放大器 4．4．1理想运放的技术指标 在分析集成运放的各种应用电路时，常常将其中的集成运放看成是一个理想运算放大器。所谓理想运放就是将集成运放的各项技术指标理想化，即认为集成运放的各项指标为： 开环差模电压增益Aod＝∞； 差模输入电阻rid＝∞； 输出电阻r。＝0； 共模抑制比KCMR＝∞； 输入失调电压U10、失调电流I10以及它们的温漂αU10、αI10均为零； 输入偏置电流IIB＝0； －3dB带宽?H＝∞，等等。 实际的集成运算放大器当然不可能达到上述理想化的技术指标。但是，由于集成运放工艺水平的不断改进，集成运放产品的各项性能指标愈来愈好。因此，一般情况下，在分析估算集成运放的应用电路时，将实际运放视为理想运放所造成的误差，在工程上是允许的。 在分析运放应用电路的工作原理时，运用理想运放的概念，有利于抓住事物的本质，忽略次要因素，简化分析的过程。在随后几章的分析中，如无特别的说明，均将集成运放作为理想运放来考虑。 4．4．2理想运放工作在线性区时的特点 在各咱应用电路中，集成运放的工作范围可能有两种情况：工作在线性区或工作在非线性区。当工作在线性区时，集成运放的输出电压与其两个输入端的电压之间存在着线性放大关系，即 uO=Aod(u+—u-)（4．5．1） 式中uO是集成运放的输出端电压；u+和u-分别是其同相输入端和反相输入端电压；Aod是其开环差模电 压增益。 如果输入端电压的幅度比较大，则集成运放的工作范围将超出线性放大区域而到达非线性区，此时集成运放的输出、输入信号之羊将不满足式（4．5．1）所示的关系式。 当集成运放分别工作在线性区或非线性区时，各自有若干重要的特点，下面分别进行讨论。 理想运放工作在线性区时有两个重要特点：
第三章集成运放电路 一、填空题 1、（3-1，低）理想集成运放的A ud=，K CMR=。 2、（3-1，低）理想集成运放的开环差模输入电阻ri=，开环差模输出电阻ro=。 3、（3-1，中）电压比较器中集成运放工作在非线性区，输出电压Uo只有或 两种的状态。 4、（3-1，低）集成运放工作在线形区的必要条件是___________ 。 5、（3-1，难）集成运放工作在非线形区的必要条件是__________，特点是___________，___________。 6、（3-1，中）集成运放在输入电压为零的情况下，存在一定的输出电压，这种现象称为__________。 7、（3-2，低）反相输入式的线性集成运放适合放大(a.电流、b.电压) 信号，同相输入式的线性集成运放适合放大(a.电流、b.电压)信号。 8、（3-2，中）反相比例运算电路组成电压（a.并联、b.串联）负反馈电路，而同相比例运算电路组成电压（a.并联、b.串联）负反馈电路。 9、（3-2，中）分别选择“反相”或“同相”填入下列各空内。 （1）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。 （2）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。 （3）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。 （4）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。 10、（3-2，难）分别填入各种放大器名称 （1）运算电路可实现A u＞1的放大器。 （2）运算电路可实现A u＜0的放大器。 （3）运算电路可将三角波电压转换成方波电压。 （4）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均大于零。
16-001、同相比例运算放大电路通常比反相运算放大电路输入阻抗 。 16-002、设图中A 为理想运放，请求出各电路的输出电压值。(12分) U 016V U 026V U 03V U 04 10V U 052V U 062V 16-003、在图示电路中，设A 1、A 2、A 3均为理想运算放大器，其最大输出电压幅值为± 12V 。 1． 试说明A 1、A 2、A 3各组成什么电路？ 2． A 1、A 2、A 3分别工作在线形区还是非线形区？ 3． 若输入为1V 的直流电压，则各输出端u O1、u O2、u O3的电压为多大？（10分） U o3 U o1 U o2 20 k 10 k 2V (1) A + + 8 2V (2) 10 k 20 k A + + 8 2V 1V (3) 20 k 10 k A + + 8 (4) 2V 3V U o4 20 k 10k 10 k 20k A + + 8 (5) 2 V U o5 20 k A + + 8 U o6 (6) 2V A + + 8 +k R 1 u I O3 k k
1．A 1组成反相比例电路，A 2 组成过零比较器，A 3 组成电压跟随器； 2．A 1和A 3 工作在线性区，A 2 工作在非线性区； 3．u O1 = -10V，u O2 = -12V，u O3 = -6V。
16-301、试求图所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。 图 解：在图示各电路中，集成运放的同相输入端和反相输入端所接总电阻均相等。各电路的运算关系式分析如下： （a ）f f f O I1I2I3I1I2131212 (1)225//R R R u u u u u u u R R R R =-?-?++?=--+ （b ） 3f f f 2 O I1I2I3I1I2131123123 (1)(1)1010R R R R R u u u u u u u R R R R R R R =- ?++?++?=-++++ （c ）)( 8)(I1I2I1I21 f O u u u u R R u -=-= （d ） 3f f f 4f O I1I2I3I41212431243I1I21314 (1)(1)////202040R R R R R R u u u u u R R R R R R R R R R u u u u =- ?-?++?++?++=--++ 16-302、在同相输人加法电路如图题8.1.1所示，求输出电压o v ；当R 1＝R 2＝R 3＝R f 时，o v ＝？ 解 输出电压为 P f O v R R v ???? ? ?+=31 式中 21 121212 P S S R R v v v R R R R = +++ 即)(112112213S S f O v R v R R R R R v +???? ??+???? ? ?+=
第11章运算放大器 本章教学要求： 1.了解集成运算放大器的基本组成和电压传输特性； 2. 理解反馈的概念，了解负反馈对放大电路性能的影响； 3. 理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法； 4. 理解基本运算电路的工作原理和分析方法； 5. 理解基本电压比较器的组成和电压传输特性； *6. 了解迟滞电压比较器的组成和电压传输特性； 7. 理解自励振荡的条件，了解用集成运算放大器组成的RC振荡电路的工作原理。 本章总体教学内容 11.1运算放大器的简单介绍 一、集成运放的特点 高增益的多极直接耦合放大器 二、电路构成（F007） 1、集成运算放大电路的组成及各部分的作用 集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电路，它的方框图如下图所示。 运算放大器方框图 1）输入级要使用高性能的差分放大电路，它必须对共模信号有很强的抑制力，而且采用双端输入、双端输出的形式。 2）中间放大级要提供高的电压增益，以保证运放的运算精度。中间级的电路形式多为差分电路和带有源负载的高增益放大器。 3）互补输出级由PNP和NPN两种极性的三极管或复合管组成，以获得正负两个极性的输出电压或电流。具体电路参阅功率放大器。 4）偏置电流源可提供稳定的几乎不随温度而变化的偏置电流，以稳定工作点。 2、集成运算放大器的引线和符号 1）集成运算放大器的符号中有三个引线端，两个输入端，一个输出端。一个称为同相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用符号…+?或…IN+?表示；另一个称为反相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相异，用符号“-”或“IN-”表示。输出端一般画在输入端的另一侧，在符号边框内标有…+?号。实际的运算放大器通常必须有正、负电源端有的品种还有补偿端和调零端。 2）集成运算放大器的符号 按照国家标准符号如下图所示。 （a）国家标准符号(b)原符号 模拟集成放大器的符号
习题 一、填空题 1．晶体管工作在放大区时，具有发射结正偏、集电结反偏的特点。 2.晶体管工作在饱和区时，具有发射结正偏、集电结正偏的特点。 3. 饱和失真和截止失真属于非线性失真，频率失真属于线性失真。 4.共集电极放大器又叫射极输出器，它的特点是：输入电阻高（高、低）；输出电阻 低（高、低）；电压放大倍数约为 1 。 5.多级放大器由输入级、____中间级_____ 和输出级组成；其耦合方式有__阻容耦合____和直接耦合、变压器耦合三种；集成运算放大器运用的是直接耦合耦合方式。 6．三种最基本组态的放大器分别是共基极放大电路、___共发射极_______和___共集电极。其中输入电阻最大的是共集电极电路，而输出电阻最小的是共集电极电路。7.多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数的乘积。输入电阻约等于第一级的输入电阻电阻，而输出电阻约等于输出级的输出电阻电阻。 : 8.多级放大器总的上限频率比其中任何一级的上限频率都要__低___(高/低),而下限频率比任何一级的下限频率都要___高____(高/低)。 9．若使放大器不产生频率失真，则要求其__高频__频率响应和__低频___频率响应均不产生失真。 10.晶体管的内部结电容和负载电容主要影响放大器的___高频__特性,而耦合电容和旁路电容主要影响放大器的__低频____特性。 二、选择题 1.为了放大变化缓慢的微弱信号，放大电路应该采用（A ）耦合方式；为了实现阻抗变换，放大电路应采用（ C ）耦合方式。 A. 直接 B. 阻容 C. 变压器 D.光电 2.阻容耦合和直接耦合多级器之间的主要不同是（A ）。 A.所放大的信号不同 B.交流通路不同 C.直接通路不同 3..直接耦合多级放大电路与阻容耦合多级放大电路相比，低频特性（A ）。 A.好 B.差 C.差不多 @ 4.具有相同参数和相同放大倍数的两级放大器，在组成它的各个单极放大器的截止频率处，总的电压放大倍数下降（ A ）。 5.多级放大电路与单极放大电路相比，总的通频带一定比它的任何一级都（D ）。 A.大 B.小 C.宽 D.窄 6.当信号频率等于放大电路的L f或H f时，放大倍数的值约下降到中频时的（B ）。 A.0.5倍倍倍 7.放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是（B ），而低频信号作用时放大倍数下降的原因是（A ）。 A.耦合电容和旁路电容存在 B.半导体极间电容和分布电容的存在 C.半导体管的非线性特性 D.放大电路的静态工作点不合适 ＝０时，能够工作在恒流区的场效应管有( A )和( C )。 >
第三章 运算放大器及其应用 学院 班级 姓名 学号 1．F007集成运放的使用电源为±15V ，开环放大倍数为2×105，最大输出电压±U oM 为±13V ，现在分别输入下列信号，求输出电压及其极性。 ⑴u +=+15μV ，u -=-10μV ； ⑵u +=-5μV ，u -=+10μV ； ⑶u +=0μV ，u -=+5mV ； ⑷u +=+5mV ，u -=0V 解：⑴V 5102)1015()(5o =??+=-=-+U A u u u ； ⑵V 3102)105()(5o -=??--=-=-+U A u u u ； ⑶V 1000102)50()(5o -=??-=-=-+U A u u u ，因为小于（－13V ），运放进入饱和区，所以：V 13o -=u ； ⑷V 1000102)05()(5o =??-=-=-+U A u u u ，因为大于（+13V ），运放进入饱和区，所以；V 13o +=u 。 2．图示电路中，A 为理想运放，求电路的输出电压u o 。 解：按戴维南定理，1k Ω左端的电压为：1)2(222-=-?+= i u V ，等效电阻为1k Ω，故运放反相输入端的信号为： u i =－1V ，电阻为2k Ω；这是一个反相比例放大器，所以5.225o =- =i u u V 。 3．理想运算放大器组成的电路中，求u i1、u i2和u o 的函数关系表达式。 解：设A1输出为u o1，这是同相比例放大器，因为1i u u u ==-+， 所以：k R u u R u i o i 11111-= 即 111i o u k k u += A2：这是减法电路。因为2i u u u ==-+， 所以：2 2221kR u u R u u o i i o -=- 即：))(1(12i i o u u k u -+= 4．三个输入信号u i1、u i2、u i3分别加在集成运放的同相输入端和反相输入端，如图所 示，求输出信号u o 和u i1、u i2、u i3的关系表达式。 解：当反相输入端的信号单独作用时，电路为反相加法器。此时设电路的输出为u o1： )(2 2111R u R u R u i i F o +-=；
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 =?
运算放大器的工作原理 放大器的作用：1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。原理:高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同， 运算放大器原理 运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP）是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图1-1。一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。 图1-1 通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正
' 第三章 运算放大器及其应用 学院 班级 姓名 学号 1．F007集成运放的使用电源为±15V ，开环放大倍数为2×105，最大输出电压±U oM 为±13V ，现在分别输入下列信 号，求输出电压及其极性。 ⑴u +=+15μV ，u -=-10μV ； ⑵u +=-5μV ，u -=+10μV ； ⑶u +=0μV ，u -=+5mV ； ⑷u +=+5mV ，u -=0V 解：⑴V 5102)1015()(5o =??+=-=-+U A u u u ； ⑵V 3102)105()(5o -=??--=-=-+U A u u u ； ⑶V 1000102)50()(5o -=??-=-=-+U A u u u ，因为小于（－13V ），运放进入饱和区，所以：V 13o -=u ； ⑷V 1000102)05()(5o =??-=-=-+U A u u u ，因为大于（+13V ），运放进入饱和区，所以；V 13o +=u 。 ^ 2．图示电路中，A 为理想运放，求电路的输出电压u o 。 解：按戴维南定理，1k Ω左端的电压为：1)2(222-=-?+= i u V ，等效电阻为1k Ω，故运放反相输入端的信号为： u i =－1V ，电阻为2k Ω；这是一个反相比例放大器，所以5.22 5o =-=i u u V 。 3．理想运算放大器组成的电路中，求u i1、u i2和u o 的函数关系表达式。 解：设A1输出为u o1，这是同相比例放大器，因为1i u u u ==-+， 所以：k R u u R u i o i 11111-= 即 111i o u k k u += A2：这是减法电路。因为2i u u u ==-+， — 所以：2 2221kR u u R u u o i i o -=- 即：))(1(12i i o u u k u -+= 4．三个输入信号u i1、u i2、u i3分别加在集成运放的同相输入端和反相输入端，如图所 示，求输出信号u o 和u i1、u i2、u i3的关系表达式。 解：当反相输入端的信号单独作用时，电路为反相加法器。此时设电路的输出为u o1： )(2 2111R u R u R u i i F o +-=； 当同相输入端的信号单独作用时，电路为同相比例扶绥起。此时设电路的输出为u o2：即： F i o i R u u R R u 32213//-=
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
第三章集成运放电路 一、填空题 1、 （ 3-1，低）理想集成运放的 A ud = ______ , K CMR = ___________ 。 2、 （3-1，低）理想集成运放的开环差模输入电阻 ri= ______ ,开环差模输出电阻ro= 。 3、 （ 3-1，中）电压比较器中集成运放工作在非线性区，输出电压 Uo 只有 ______ 或 ______ 两种的状态。 4、 （ 3-1，低）集成运放工作在线形区的必要条件是 ______________________ 。 5、 （ 3-1，难）集成运放工作在非线形区的必要条件是 ____________ ，特点是 _______________________________________________________________ ， 6、（ 3-1，中）集成运放在输入电压为零的情况下，存在一定的输出电压，这种现象称为 7、 （ 3-2,低）反相输入式的线性集成运放适合放大 ___________ （a.电流、b.电压）信号，同相 输入式的线性集成运放适合放大 ____________ （a.电流、b.电压）信号。 8、 （ 3-2，中）反相比例运算电路组成电压 _______ （ a.并联、b.串联）负反馈电路，而同相 比例运算电路组成电压 ________ （a.并联、b.串联）负反馈电路。 9、（3-2，中）分别选择 反相”或 同相”填入下列各空内。 （1） ____ 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 （1） ___ 运算电路可实现 A u > 1的放大器。 （2） ___ 运算电路可实现 A u < 0的放大器。 （3） ___ 运算电路可将三角波电压转换成方波电压。 成运放两个输入端的电位等于输入电压。 （2） __ 比例运算电路的输入电阻大，而 （3） — 比例运算电路的输入电流等于零, 过反馈电阻中的电流。 （4） ___ 比例运算电路的比例系数大于 零。 10、（ 3-2，难）分别填入各种放大器名称 ____ 比例运算电路的输入电阻小。 而 _____ 比例运算电路的输入电流等于流 1，而 ____ 比例运算电路的比例系数小于
几种常用集成运算放大器的性能参数 1．通用型运算放大器 A741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。μ通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。例 2．高阻型运算放大器 ，IIB为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用FET作输入级，不仅输入阻抗高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。常见的集成器件有LF356、LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。Ω这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般rid＞（109~1012） 3．低温漂型运算放大器 在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中，总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。4．高速型运算放大器 s，BWG＞20MHz。μA715等，其SR=50~70V/μ在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中，要求集成运算放大器的转换速率SR一定要高，单位增益带宽BWG一定要足够大，像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。常见的运放有LM318、 5．低功耗型运算放大器 W，可采用单节电池供电。μA。目前有的产品功耗已达微瓦级，例如ICL7600的供电电源为1.5V，功耗为10μ由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便，所以随着便携式仪器应用范围的扩大，必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C等，其工作电压为±2V~±18V，消耗电流为50~250 6．高压大功率型运算放大器 A791集成运放的输出电流可达1A。μ运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中，输出电压的最大值一般仅几十伏，输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压或增大输出电流，集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路，即可输出高电压和大电流。例如D41集成运放的电源电压可达±150V， 集成运放的分类 1. 通用型 这类集成运放具有价格低和应用范围广泛等特点。从客观上判断通用型集成运放，目前还没有明确的统一标准，习惯上认为，在不要求具有特殊的特性参数的情况下所采用的集成运放为通用型。由于集成运放特性参数的指标在不断提高，现在的和过去的通用型集成运放的特性参数的标准并不相同。相对而言，在特性
第11章 数模与模数转换器 习题与参考答案 【题11-1】 反相运算放大器如图题11-1所示，其输入电压为10mV ，试计算其输出电压V O 。 图题11-1 解：输出电压为： mV mV V R R V IN F O 10010101 =?=- = 【题11-2】 同相运算放大器如图题11-2所示，其输入电压为10 mV ，试计算其输出电压V O 。 图题11-2 解：mV mV V R R V IN F O 110101111 =?=+ =）（ 【题11-3】 图题11-3所示的是权电阻D/A 转换器与其输入数字信号列表，若数字1代表5V ，数字0代表0V ，试计算D/A 转换器输出电压V O 。 图题11-3 D 3 D 2 D 1 D 0 V O 0 0 0 1 －0.625V 0 0 1 1 －0.625V －1.25V=1.875 0 1 0 0 －2.5V 0 1 0 1 －0.625V －2.5V=3.125V 1 1 0 －2.5V － 1.25=3.75 0 1 1 1 － 0.625V － 2.5V － 1.25=4.375V 1 5V
【题11-4】 试计算图题11-4所示电路的输出电压V O 。 图题11-4 解：由图可知，D 3~D 0=0101 因此输出电压为：V V V V O 5625.1516501012 54 ===）（ 【题11-5】 8位输出电压型R/2R 电阻网络D/A 转换器的参考电压为5V ，若数字输入为10011001，该转换器输出电压V O 是多少？ 解：V V V V O 988.2153256510011001258 ≈==）（ 【题11-6】 试计算图题11-6所示电路的输出电压V O 。 图题11-6 解：V V V D D V V n n REF O 5625.1516501012 5~24 0==-=- =）（）（
第四部分 含有理想运放的电路 （一）基本概念和基本定理 1、运算放大器的电路模型 （1）运算放大器是一种高增益、高输入电阻、低输出电阻的放大器。 （2）运算放大器的符号 有两个输入端，u + 为同相输入 端， 即从该端输入信号，输出与输入同相； _u 为反相输入端，即 从该端输入信号，输出与输入反相。 0u 为输出端。u u +--为净 输入信号，也称控制端。 （3）运放的电路模型相当于一个含有受控源的二端口网络。上图中i R 为输入电阻，0 R 为输出电阻，A 为 放大倍数。 2、理想运放的基本特征 （1）输入电阻i R =∞，输出电阻0 0R =，开环放大倍 数A =∞。 （2）“虚短路”，由于输出0 u 为有限值，开环放大 倍数A =∞，则0u u + --=，即u u +-=
（3）“虚断路”，由于输入电阻i R =∞，则0i i + -==。 3、几种基本运算电路 （1）反相比例电路 电阻2 R 为反馈电阻，电路工 作在闭环工作状态。 2 01 i R u u R =- （2）反相加法电路 01231 2 3 f f f R R R u u u u R R R =- - - （3）同相比例电路 2 01 (1)i R u u R =+ （4）电压跟随器 0i u u = （5）减法电路
对于减法电路（两端输入），一般应用叠加原理计算，设2 0u =，这是一个反相比例电路；设10u =，计算 出u + 后，为一同相比例电路。 （6）积分电路 将反相比例电路中的反馈电阻换成电容，即为反相积分电路。 01i u u dt RC =-? （7）微分电路 将积分电路中的RC 位置互换，即为微分电路。 4、含有运放电路的计算 一般是一个一个运放的看，是什么运放电路，写出输出与输入的关系，化简后能得到最后结果。 （二）典型例题解题方法分析 例题1：电路如图所示，试求电压传输比0 V i u K u = 。 解：由于u u + -= a b u u = 由于 0i i + -== 1 (1)2a i i R u u u R K R K = =+-- 对于b 点有（结点法） 011 ( )c b u u u R R R R +=+ 00222c b i u u u u u K =-=--
河北工业大学课程教案 200 7 ～ 200 8 学年 第 2 学期 学 院 （ 部 ） 电气与自动化学院 系 （教 研 室 ） 电工电子教学中心 课 程 名 称 电工与电子技术（二） 任课专业、年级、班级 土木 主 讲 教 师 姓 名 黎霞 职 称 、 职 务 讲师 使 用 教 材 电工学（第六版）
电工与电子技术（二）课程说明 一、课程基本情况 课程类别：技术基础课 总学时： 64 实验、上机学时：20 二、课程性质 本课程是高等学校非电类各专业本科生必修的一门技术基础课，它是学生系统学习电工、电子技术理论和培养、掌握基本实验技能的重要技术基础课程。随着科学技术的发展，电工与电子技术的应用日趋广泛且日益渗透到工程领域的各学科及相关专业，在国民经济的发展中占有越来越重要的地位。 三、课程的教学目的和基本要求 通过电工技术、电子技术课程的学习，使学生获得必要的基本理论、基本知识和基本操作技能，了解电工、电子技术的应用和我国电工、电子技术的发展概况，为与电工、电子技术相关联的后续课程的学习奠定必要的理论基础。提高学生从事与所修专业相关联的工程技术中电与非电接口知识的运用能力。 四、本课程与其它课程的联系 本课程作为高数和物理课程的工程应用实例，同时也为后续模拟电子技术、数字电子技术、PLC控制、测控技术、电机等课程奠定了理论基础。
电工与电子技术（二）课程教案 授课题目（教学章、节或主题）： 课时安排4学时 第十六章 集成运算放大器 授课时间第11 周 教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 1．掌握：集成运算放大气的线性应用和非线性应用的基本条件和分析依据；集成运放线性应用的三种基本输入方式及其电路的特点；集成运放负反馈类型的判断 2．熟悉：比例放大、反相器、同相器、加法器、减法器、积分器、微分器等基本运算放大电路的结构、工作原理、特点和功能及有这些电路组成的其他电路 3．了解：集成运算放大器的基本组成和特点、各主要参数的意义；由运放构成的电压比较器的工作原理。 教学内容（包括基本内容、重点、难点）： 1．基本内容：集成运放的组成和特点、主要参数、理想化条件、信号运算方面的应用 2．重点：集成运算放大气的线性应用的基本电路结构、运算关系及主要特点 3．难点： 运放线性应用和非线性应用的特点及分析方法 讲课进程和时间分配： 16．1 集成运放的简介 1学时 16．2 运放在运算方面的应用（1）：比例、加法、减法运算 1学时 16．2运放在运算方面的应用（2）：积分、微分 1学时 16．3．3 运放在信号处理方面的应用:电压比较器 0.5学时 17．2 放大电路的负反馈 0.5学时 授课内容： 集成电路是相对于分立电路而言的，就是把整个电路的各元件以及相互之间的联接同时制造在一块半导体芯片上，组成一个不可分割的整体。它与分立元件联成的电路比较，体积更小，重量更轻，功耗更低，又由于减少了电路的焊接点而提高了工作的可靠性。本章所讨论的集成运算放大器是具有高开环放大倍数并带有深度负反馈的多级直接耦合放大电路。由于它首先应用于电子模拟计算机上，作为基本运算单元，完成加减、积分和微分、乘除等数学运算，故由此得名，现在运算放大器的应用远远地超出模拟计算机的界限，在信号运算、信息处理、信号测量及波形产生等方面获得广泛应用。
第11章数模与模数转换器习题与参考答 案
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 第11章 数模与模数转换器 习题与参考答案 【题11-1】 反相运算放大器如图题11-1所示，其输入电压为10mV ，试计算其输出电压V O 。 图题11-1 解：输出电压为： mV mV V R R V IN F O 10010101 =?=- = 【题11-2】 同相运算放大器如图题11-2所示，其输入电压为10 mV ，试计算其输出电压V O 。 图题11-2 解：mV mV V R R V IN F O 110101111 =?=+ =）（ 【题11-3】 图题11-3所示的是权电阻D/A 转换器与其输入数字信号列表，若数字1代表5V ，数字0代表0V ，试计算D/A 转换器输出电压V O 。 图题11-3 D 3 D 2 D 1 D 0 V O 0 0 0 1 －0.625V 0 0 1 1 －0.625V －1.25V=1.875 0 1 0 0 －2.5V 0 1 0 1 －0.625V －2.5V=3.125V 1 1 0 －2.5V －1.25=3.75 0 1 1 1 －0.625V － 2.5V － 1.25=4.375V 1 5V
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 【题11-4】 试计算图题11-4所示电路的输出电压V O 。 图题11-4 解：由图可知，D 3~D 0=0101 因此输出电压为：V V V V O 5625.1516 50101 2 54===）（ 【题11-5】 8位输出电压型R/2R 电阻网络D/A 转换器的参考电压为5V ，若数字输入为10011001，该转换器输出电压V O 是多少？ 解：V V V V O 988.2153256 510011001 2 58≈==）（ 【题11-6】 试计算图题11-6所示电路的输出电压V O 。 图题11-6 解：V V V D D V V n n REF O 5625.151********~24 ==-=- =）（）（
第三章线性集成电路的应用（12个课时） 内容提要 1.目标：集成元器件，构成特定功能的电子线路 2.侧重点不同：区别于单元电路，研究对象为高开环电压放大倍数的多级直接耦合放大电路 3.基本要求 ?了解电流源的构成、恒流特性及其在放大电路中的作用。 ?正确理解直接耦合放大电路中零点漂移（简称零漂）产生的原因，以及有 关指标。 ?熟练掌握差模信号、共模信号、差模增益、共模增益和共模抑制比的基本 概念。 ?熟练掌握差分放大电路的组成、工作原理以及抑制零点漂移的原理。 ?熟练掌握差分放大电路的静态工作点和动态指标的计算，以及输出输入相 位关系。 ?了解集成运放的内部结构及各部分功能、特点。（选讲内容） ?了解集成运放主要参数的定义，以及它们对运放性能的影响。（选讲内容） 4.主要内容 ?组成集成运放的基本单元电路； ?典型集成运放电路以及集成运放的主要指标参数； ?几种专用型集成运放。 §3.1 放大电路的频率响应 在实际应用中，电子电路所处理的信号，如语音信号、电视信号等都不是简单的单一频率信号，它们都是由幅度及相位都有固定比例关系的多频率分量组合而成的复杂信号，即具有一定的频谱。如音频信号的频率范围从20Hz到20Hz，而视频信号从直流到几十兆赫。 由于放大电路中存在电抗元件（如管子的极间电容，电路的负载电容、分布电容、耦合电容、射极旁路电容等），使得放大器可能对不同频率信号分量的放大倍数和相移不同。 如放大电路对不同频率信号的幅值放大不同，就会引起幅度失真。如放大电路对不同频率信号产生的相移不同就会引起相位失真。幅度失真和相位失真总称为频率失真，由于此失真是由电路的线性电抗元件（电阻、电容、电感等）引起的，故不称为线性失真。
第三章集成运算放大器 第一节直接耦合放大电路 一、填空题 1、阻容耦合多级放大电路不能有效地放大，因为对这种信号来说，耦合电容呈现很大的，放大电路不但能放大直流信号，也可以放大交流信号。 2、衡量一个放大电路的零漂，不仅要看漂移了多少，还要看放大电路的。 3、为保证多级直接耦合放大电路能正常工作，必须注意前后级间要有合理的配置，一般采取 或或来调节后级发射极电位，也可采用管和组成互补耦合放大电路。 4、对于多级直接耦合放大电路，一是要考虑问题，二是要考虑对放大电路性能的影响。 5、产生零漂的原因有、、，其中主要是。 6、对照图3－1填入元件的极性。a－b端分别对应二极管的和。 二、判断题（正确的在括号中打“√”，错误的打“×”） 1、直接耦合放大电路是把第一级的输出直接加到第二级的输入端进行放大的电路。 2、直接耦合放大器级数越多，零漂越小。 3、零漂是指输出端缓慢的不规则的电压变化。 4、零漂一般是折算到输出端来衡量的。 5、直接耦合放大电路能够放大缓慢变化的信号和直流信号，但不能放大漂移电压。 6、阻容耦合放大电路不存在零漂问题。 三、问答题 1、什么叫零点漂移？ 2、为什么说多级直接耦合放大电路中第一级的零漂影响最大？ 3、在直接耦合放大电路中为什么用二极管或稳压管代替后级发射极电阻，有什么作用？ 四、计算题 1、有一个两级直接耦合放大电路，每一级的电压放大倍数为Au＝30，温度的变化使每一级输出的电压漂移为0.1V，求经过两级放大后总的漂移电压为多少？（设第一级输入电压Ui＝0）
2、有甲、乙两个直接耦合放大器，甲放大器的输出漂移电压Uoc1＝5V，其放大倍数为Au1＝500；乙放大器的输出漂移电压Uoc2＝10V，Au2＝5000.它们折合到输入端等效漂移电压分别为多少？哪个放大器质量较好？ 第二节差动放大电路 一、填空题 1、差动放大电路的实质是能够克服的一种多级放大电路，它具有灵活的 方式，是一种常用的电路，也是组成输入电路的主要形式。 2、两个大小且相位的输入信号称为共模信号；两个大小且极性 的输入信号称为差模信号。 3、一个性能良好的差动放大电路，对信号应有很高的放大倍数，对信号应有足够的抑制能力。 4、为了克服零点漂移，常采用实用的差动放大电路和 差动放大电路。 5、不管信号是输入或输入，但只要输出，它的差模电压放大倍数是单管电压放大电路的放大倍数的一半，若为输出，它的差模电压放大倍数与单管基本放大电路的放大倍数相同。 6、差动放大电路的信号有输入、输入、输入等三种方式。 7、衡量差动放大电路性能优劣的主要指标是。 8、差动放大电路有、、 、。 二、判断题（正确的在括号中打“√”，错误的打“×”） （）1、基本差动放大电路，因电路参数对称，当温度变化时，使电路的输出电压仍为零，从而较好地抑制零漂，但也抑制了差模信号的放大。 （）2、两个大小不等而极性相反的输入信号称为差模信号。 （）3、只要有信号输入，差动放大电路就可以有效地放大输入信号。 （）4、自动控制系统中常采用共模输入方式。 （）5、共模抑制比越小，差动放大电路的性能越好。 （）6、差动放大电路对共模信号没有放大作用，放大的只是差模信号。 （）7、单端输入，依靠输入信号分压后取得差动信号。 （）8、单端输入，单端输出常用来将差模信号转换成为单端输出的信号。 （）9、单端输入，双端输出差动放大电路的放大倍数与双端输入、双端输出一样。 （）10、长尾式差动放大电路中加入辅动电源U EE是为了使三极管的动态范围变小。 （）11、具有恒流源的差动放大电路，会影响到差模信号的放大。 （）12、差动放大电路的共模放大倍数实际上为零。
第四章集成运算放大电路 第一节学习要求 第二节集成运算放大器中的恒流源 第三节差分式放大电路 第四节集成电路运算放大器 第五节集成电路运算放大器的要紧参数 第六节场效应管简介 第一节学习要求 1. 掌握差不多镜象电流源、比例电流源、微电流源电路结构及差不多特性。 2. 掌握差模信号、共模信号的定义与特点。 3. 掌握差不多型和恒流源型差分放大器的电路结构、特点，会熟练计算电路的静态工作点，熟悉四种电路的连接方式及输入输出电压信号之间的相位关系。 4. 熟练分析差分放大器对差模小信号输入时的放大特性，共模抑制比。会计算A VD、R id、 R ic、 R od、 R oc、K CMR。 5．熟悉运放的要紧技术指标及集成运算放大电路的一般电路
结构。 学习重点： 掌握集成运放的差不多电路的分析方法 学习难点： 集成运放内部电路的分析 集成电路简介 集成电路是在一小块 P型硅晶片衬底上，制成多个晶体管 ( 或FET)、电阻、电容，组合成具有特定功能的电路。 集成电路在结构上的特点： 1. 采纳直接耦合方式。 2. 为克服直接耦合方式带来的温漂现象,采纳了温度补偿的手段 ----输入级是差放电路。 3. 大量采纳BJT或FET构成恒流源 ,代替大阻值R ,或用于设置静态电流。 4. 采纳复合管接法以改进单管性能。 集成电路分为数字和模拟两大部分。 返回 第二节集成运算放大器中的恒流源 一、差不多镜象电流源
电路如图6.1所示。T1,T2参数完全相同,即 β1=β2,I CEO1=I CEO2 ，从电路中可知V BE1=V BE2，I E1=I E2，I C1=I C2 3 / 34