(完整版)电工学(下册)电子技术基础第1章习题解答

1、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 =5.1K Q的负载时，输出电压下降为Uo=1.2V ,求放大电路的输出电阻Rl oUo?uRl RoRo。解: R (春 1)Rl 3.4(K Q)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。R cUi-?UsRi RsRs=1K Q时，测得解:u R (1 )Rs 2(K Q)Us Ui1.3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=1K

2、 Q时，测得Ui=10mV ;放大电路输出端接 Rl =3K Q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: AuUo150, Au(dB) 20lgAu43.5 dBAiu-1011虬岂 100(Us Ui ) RsAj(dB) 20lg Aj 40(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)5fH 10 (Hz)fBWfHilfH1.5电路如图1.2所示,oum-A20(Hz

3、)105(Hz)当输入电压为1000.4V时，要求输出电压为 4V，试求解R1和R2的阻值。解：uo& Ui号0.410kR2 R/Rf100/109.1k1.6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。解：Uo (1100)Ui10 当 ui 200mV, 当 Ui 2V, Uo11uiUo11ui11ui111.8 电路如图1.4所示,100k Q9k Q图1.3习题1.7电路图11200mV=2

4、.2V2V=22V>14V ，因为是同相端输入，所以 U。14V试求每个电路的电压增益Auf，输入电阻R及输出电阻UiRo。100kQ100kQ图1.4习题1.8电路图100uoui10ui ,Auf10, R 10k, &10ui,r0,Ro0解: (a) uo(b) Auf(c) Auf0, Ri 10k, Ro1.9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。Rp(b)RiRfUoUilUi2Ui3Ui4UoiR2UiiRiUoR5Ui2R3R5UoiR45(Ui2 Uoi)5(Ui2 10Uii)7.5V(C)(d)图1.5习题1.9电路图解: (a)

5、uo Rf(空出)RiR 2“Rf、(b) Uo(1)UiRiR2Ri(c) U oUiiR2Ui2Ri R2Ri/UiiUi2、“ RfR4R3(d) UoRf( ii )(1)(Ui3Ui4)RiR2Ri R2R3R4R3R41.10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。10U ii并且要求电路中最大的阻值不超过i00K Q,试画出电路图，计算各阻值。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(Uii 5Ui2 3Ui3),解:UoA25ui215ui3)3ui3)(5ui1

6、5(Uii 5Ui2(散1RfR2Ui2100kRi取RfRp 100/20/4/6.8烈) 25, RR3 ，则R2.18K1520K , R24K , &6.67K,R3 取 6.8K Q，取 2.2K Q1.12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200K Q,试画出电路图，计算各阻值。解：Rf“Rf、r3Uo10(U i1Ui2)Ui1(1 )-Ui2R1R1R2R3取Rf100k则R110KR210KR3100K1.13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R 51k 说

7、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 , R2 R3 390k ，当 uoUo100Ui,（1）试推导输出电压uo 100Ui时，计算电阻R4的阻值； 求R2的值；（4）比较（2）、（ 3）解：（1）UiR1UoAuR4R2R2 R4? UoR2 / R4 R2(R3 R2/R4) UiR2 / R4R2 R3 R439035.2k ，取 36K Q(AUR1)( 100 51) 5100kR3R1R3R2R3 R4UiR2 R3R1390 390 390/R4)10051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

8、。%町A + _0L1 AE1決、JiW|0'Aj +11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: R2 F3时，Uo的值。(1)Uol、U°2、Uo3 及 Uo 的解:Uo1UoUi1R2 R3R1R2 R3Uo2 Ui2Uo3 Ui3R1 /R3R2R1 / R3Ui1R1R2R3R 时， UoR1 / R2 U i3R 3R1 / R 21(Ui1 Ui2Ui3)3Ui24.15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) u

9、o1R5R5“ R2、R5R5、UoUo1 (1)Ui2(1 )u i1 (1)uR4R4R1R4R4R2、(b) u o1(1)Ui1R1R5R5R2、R5R5UoUo1Ui2(1Ui1Ui2R4R6R1 R4R61.16积分电路如图1.10所示。设 uc(0)=0,在 t =:0时输入阶跃电压U10V,求所需的时间常数。Cf1'1V ,若t 1ms时，输出电压达到R1解:Uo1RCft0(UiRpI所以 uo(1ms)10可选择R,100k1)dERCf,CfooA +Uo图1.10习题1.16电路图R1Cf10V ,0.01 F。RC 0.1(ms)Uom= ± 12V

10、 ,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:Uoorf.习题1.17电路图图 1.11J卜ooi mF5 dt RC二 Um=0.24V1000 U, dt , Uom=12V ,T=0.1s1.18 电路如图1.12所示, 路；(2)写出u0的表达式；A 2、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,RfUo1Ui1RiRf Rf(1 "R?)_1Ui2RfRf(Ui1 Ui2)R1Uo U021 , Uo1dtRfR2

11、CRi R2C(Ui152)dt1.19 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0 t T 2时，输入信号为UiU om在T 2 t T时，输入信号为Ui3Uomdt,则有Uo t4Uom+巾方+一t，则有Uo tRC如 dt dUiRC dt4U om RCT4Uom RCT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。0 :（ 1）写出输写出输出iii O4""CTI» «& +41IV11J»二 A Kif：叫k1.20 电路

12、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电路图解:Uo1UoR4Ui1R11ReCR1 R21(1Uo1dtR3R4、 R3)Ui2R1 R2R31RsCR4Ui3dtRs Re R 时UoRC(Ui1Ui2Ui3)dt1.21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（UoUi）, （2）输入电压的波形如图1.13（b）所示，画出电压输出波形（Uot）。图1.15习题1.21电路图解：（1 ）门限电压Uth=3V，出 UoUo &6V"

13、60-6V03VUi-6-=tCb>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。解：URi图1.16 习题1.22电路图RiR2UiR2R2U REF输出状态翻转时，u u，Ui UthUth 1.5V1.23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。R221U o UthUoR1R233uu0,u th图1.17习题1.23电路图解：U- UthRi R2Uo 6V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UR1R 2REFU thUi3V ,R1U th ，UthR2UoUo1V2U36V1REF 3Uo3V6VJI卩-1V03V-6VUi-1V