第5章信号的运算和处理ppt课件

1、掌握集成运放在线性区工作的外部条件及特点。掌握集成运放在线性区工作的外部条件及特点。掌握各种基本运算电路的电路结构、工作原理、运算关系分析掌握各种基本运算电路的电路结构、工作原理、运算关系分析方法。方法。掌握虚短、虚断、虚地等概念。掌握虚短、虚断、虚地等概念。理解平衡电阻的作用及确定方法。理解平衡电阻的作用及确定方法。在您认为正确的答案上单击，选择正确会在后在您认为正确的答案上单击，选择正确会在后边显示边显示“”，否则显示，否则显示“”；如需帮助请点击如需帮助请点击 “ “分析提示分析提示” ” 可得到解题指可得到解题指导信息导信息 。单击空白处或按光标向下键头可进入下一试题。单击空白处或按光

2、标向下键头可进入下一试题。（也可单击右键进入快捷菜单进行选择）（也可单击右键进入快捷菜单进行选择）各题有四个备选答案，只有一个是正确的。各题有四个备选答案，只有一个是正确的。 ro = 0 和和 KCMR = B Aod = 和和 ro = 0 Aod = 和和 rid = C Aod = 和和 KCMR = D分分 析析 提提 示示 Aod = uouPuN+iNiPuNupuorid由由及及 Aod= Aod= 、uo uo 为有限值为有限值，有有uP = uN 虚短虚短由由 rid = rid = 有有iP = iN = 0 虚断虚断 集成运放在线性运用时的两个特性，集成运放在线性运用时

3、的两个特性， 即即 “虚短虚短”、 “虚虚 断断” 是根据是根据 _ 理想条件得到的理想条件得到的 ( )。2. 工作在线性区的理想运放，有两个特点是工作在线性区的理想运放，有两个特点是 ( ) 。 uP = uN ，iP = iNB uP = uN ，iP = iN = 0 uP = uN = 0 ，iP = iNC uP = uN = 0 ，iP = iN = 0 D分分 析析 提提 示示 uP = uN “ uP = uN “虚短虚短”、 iP = iN = 0 “ iP = iN = 0 “虚断虚断”， 是理是理想运放在线性区工作时的两个特点，使分析各种运算电路运算想运放在线性区工作时

4、的两个特点，使分析各种运算电路运算关系的依据。关系的依据。 虚地和虚断虚地和虚断 B 虚短和虚地虚短和虚地 虚地和虚短虚地和虚短 C 虚短和虚断虚短和虚断 D分分 析析 提提 示示 +iNiPuNupuorid uP = uN ，运放的同相输入，运放的同相输入端和反相输入端电位相等，相当端和反相输入端电位相等，相当于短路连接于短路连接虚短虚短 。 iP = iN = 0，流入运放同相输，流入运放同相输入端、反相输入端的入端、反相输入端的 电流均为电流均为0，运放同相输入端、反相输入端之运放同相输入端、反相输入端之间相当于断路间相当于断路 虚断。虚断。3. 工作在线性区的理想运放应用电路中，工作

5、在线性区的理想运放应用电路中，uP = uN 和和 iP = iN= 0 时的电路状态分别称之为时的电路状态分别称之为 ( ) 。4. 工作在线性区反相输入的理想运放电路中，工作在线性区反相输入的理想运放电路中，uP= uN=0 和和 iP= iN= 0 时的电路状态分别称之为时的电路状态分别称之为 ( ) 。 虚地和虚断虚地和虚断 B 虚短和虚地虚短和虚地 虚地和虚短虚地和虚短 C 虚短和虚断虚短和虚断 D分分 析析 提提 示示 uP = uN = 0 uP = uN = 0，运放的同相输入端、反相输入端电位均为，运放的同相输入端、反相输入端电位均为0 0，相，相当于接地，称之为当于接地，称

6、之为“虚地虚地”。 iP = iN = 0 iP = iN = 0 ，流入运放同相输入端、反相输入端的，流入运放同相输入端、反相输入端的 电流均为电流均为0 0，运放同相输入端、反相输入端之间相当于断路运放同相输入端、反相输入端之间相当于断路 ，称之为，称之为“虚断虚断”。5. 理想运算放大器工作在线性状态时，理想运算放大器工作在线性状态时， uP= uN=0 和和 iP= iN= 0 的电路状态，仅适用于运放的输入形式为的电路状态，仅适用于运放的输入形式为 ( ) 。 差动输入差动输入 B 同相输入同相输入 反相输入反相输入 C 任意输入任意输入 D分分 析析 提提 示示 线性区工作的理想运

7、放，反相输入端输入时，其同相输入端没线性区工作的理想运放，反相输入端输入时，其同相输入端没有信号作用经平衡电阻接地或直接接地，依据虚断有信号作用经平衡电阻接地或直接接地，依据虚断 iP = 0 iP = 0 及虚短及虚短 uP = uN uP = uN ，使，使 uP= uN=0 uP= uN=0 。 在线性区工作的理想运放，都有在线性区工作的理想运放，都有 iP = iN = 0 iP = iN = 0 虚断特性。虚断特性。6. 下列运放构成的应用电路中，运放不具备虚地特性的下列运放构成的应用电路中，运放不具备虚地特性的是是 ( ) 。 反相比例运算电路反相比例运算电路 B 同相比例运算电路

8、同相比例运算电路 微分运算电路微分运算电路 C 积分运算电路积分运算电路 D分分 析析 提提 示示 线性区工作的理想运放，反相输入端输入时，其同相输入端没线性区工作的理想运放，反相输入端输入时，其同相输入端没有信号作用经平衡电阻接地或直接接地，依据虚断有信号作用经平衡电阻接地或直接接地，依据虚断 iP = 0 iP = 0 及虚短及虚短 uP = uN uP = uN ，使，使 uP= uN=0 uP= uN=0 ，具有虚地特性。，具有虚地特性。 反相比例运算电路、微分运算电路、积分运算电路，都是从运放反相比例运算电路、微分运算电路、积分运算电路，都是从运放的反相输入端输入信号，具有虚地特性；

9、同相比例运算电路从运的反相输入端输入信号，具有虚地特性；同相比例运算电路从运放的同相输入端输入信号，不具有虚地特性。放的同相输入端输入信号，不具有虚地特性。 7. 若实现若实现 uO = u i 运算关系，应选择的基本应用电路运算关系，应选择的基本应用电路 是是 ( ) 。 反相比例运算电路反相比例运算电路 B 同相比例运算电路同相比例运算电路 差分比例运算电路差分比例运算电路 C 微积分运算电路微积分运算电路 D分分 析析 提提 示示 uO = u i uO = u i 运算关系，表明输出电压运算关系，表明输出电压uOuO和输入电压和输入电压u i u i 成比例，成比例，比例系数为比例系数

10、为1 1，应用同相比例运算电路实现。，应用同相比例运算电路实现。8 . 欲实现欲实现Au100的放大电路，应选用的放大电路，应选用 ( ) 。 反相比例运算电路反相比例运算电路 B 同相比例运算电路同相比例运算电路 积分运算电路积分运算电路 C 微分运算电路微分运算电路 D分分 析析 提提 示示 电压放大倍数电压放大倍数 Au = Au = 100100时时 ，运算关系为，运算关系为 uO = uO = 100 u i 100 u i ，表明输出电压，表明输出电压uOuO和输入电压和输入电压u i u i 成比例，比例系数为成比例，比例系数为100 100 ，应，应用反相比例运算电路实现。用反

11、相比例运算电路实现。9. 运算电路可实现运算电路可实现 Au1 的放大器的放大器 ( ) 。 同相比例运算电路同相比例运算电路 B 反相比例运算电路反相比例运算电路 微分运算电路微分运算电路 C 同相求和运算电路同相求和运算电路 D分分 析析 提提 示示 电压放大倍数电压放大倍数 Au Au1 1 时，要求时，要求 uO uO u i u i ， 即要求输出电即要求输出电压压uOuO和输入电压和输入电压 u i u i 成比例，比例系数成比例，比例系数1 1，应用同相比例运算电，应用同相比例运算电路实现。路实现。10. 欲将方波电压转换成三角波电压，应选用欲将方波电压转换成三角波电压，应选用

12、( ) 。 反相比例运算电路反相比例运算电路 B 同相比例运算电路同相比例运算电路 积分运算电路积分运算电路 C 微分运算电路微分运算电路 D分分 析析 提提 示示 积分运算电路，当输入积分运算电路，当输入 uI uI 为常数电压时运算关系为为常数电压时运算关系为 uO =_ uI dtRC1tt0+ uO( t0 ) =_ dtRC UI + uO( t0 ) tt0=_ ( t t0 )RC UI + uO( t0 ) 输出电压输出电压 uO 随时间线性变化。随时间线性变化。 当当 uI 为正、负交替变化的方波时，输出为正、负交替变化的方波时，输出uO 将负向、正向交替将负向、正向交替线性

13、变化，形成三角波。线性变化，形成三角波。 如图所示的同相比例运算电路，其电压放大倍数的如图所示的同相比例运算电路，其电压放大倍数的 表达式为表达式为 ( ) 。 Auf = RfR1BAuf = RfR1CAuf = 1RfR1DAuf = (1 )RfR1分分 析析 提提 示示 RfR11 uO = ( + )u i uO = ( + )u i ，同相比例运算电路的运算关系为同相比例运算电路的运算关系为而电压放大倍数而电压放大倍数 。Auf = uOu i12. 如图所示的理想运放应用电路的输出电压如图所示的理想运放应用电路的输出电压Uo为为( ) 。 9V 9V B 9V 9V 6V6VC

14、 6V 6V D分分 析析 提提 示示 电阻电阻R R、稳压管、稳压管DZDZ构成稳压电路，其稳定输出电压构成稳压电路，其稳定输出电压UZUZ为反相为反相比例运算电路的输入电压。比例运算电路的输入电压。 电路的输出电压电路的输出电压 uO = uZ = uO = uZ = uZ uZ 。R1R1 2V 2V B 2V 2V 4V4VC 4V 4V D13. 理想运放构成的应用电路如图所示，其输出电压理想运放构成的应用电路如图所示，其输出电压uo 为为 ( ) 。分分 析析 提提 示示 运算关系分析：运算关系分析： 由虚断由虚断 iN = 0 iN = 0，有，有 uP= 0 uP= 0；由虚短

15、有；由虚短有 uN = uP = 0 uN = uP = 0；由虚断由虚断 iN = 0 iN = 0 及及 KCL KCL 有有0(2)20= =2uO20uO= 4V 。14. 图示工作在线性区的理想运放的输出电压为图示工作在线性区的理想运放的输出电压为 ( ) 。 2V 2V B 0V 0V 2V2VC 无法确定无法确定 D分分 析析 提提 示示 运算关系分析：运算关系分析： 由虚断由虚断 iN = 0 iN = 0，有，有 uP = 0 uP = 0；由虚短有；由虚短有 uN = uP = 0 uN = uP = 0；所以所以 uO= 0 V 。又又 uN = uO 。15. 如图所示

16、的运放应用电路中，已知如图所示的运放应用电路中，已知R1 = 10 k、R2 = 50 k，运放的最大输出电压，运放的最大输出电压 UOM= 12V， 则使运放则使运放工作在线性区的最大差动输入电压工作在线性区的最大差动输入电压 |u2u1|max为为 ( ) 。 12V B 2.4V 2.4V 5V 5VC 1V D分分 析析 提提 示示 电路为差分比例运算电路，运算关系为：电路为差分比例运算电路，运算关系为：uO = (u2 u1) = 5 (u2 u1) R1R2而运放的最大输出电压而运放的最大输出电压 UOM= UOM= 12V12V，所以，所以5 |u2 u1 | max = 12，

17、 |u2 u1 | max = 2.4V 。16. 由理想运放构成的应用电路的输入电压由理想运放构成的应用电路的输入电压 ui 和输出电和输出电 压压uO波形如图所示，该电路可能是波形如图所示，该电路可能是 ( ) 。 积分运算电路积分运算电路 B 微分运算电路微分运算电路 过零电压比较器过零电压比较器 C 迟滞电压比较器迟滞电压比较器 D分分 析析 提提 示示 积分运算电路，当输入积分运算电路，当输入 uI uI 为常数电压时运算关系为为常数电压时运算关系为 uO =_ uI dtRC1tt0+ uO( t0 ) =_ ( t t0 )RC UI + uO( t0 ) 输出电压输出电压 uO

18、 随时间线性变化。随时间线性变化。 当当 uI 为正、负交替变化的方波时，输出为正、负交替变化的方波时，输出uO 将负向、正向交替将负向、正向交替线性变化，形成三角波。线性变化，形成三角波。tui / V021Btui / V01.51.5Ctui / V01.52Dtui / V01.51.5+A ui uoR2DR1R1R117. 理想运放及输入波形如图所示，其输出波形为理想运放及输入波形如图所示，其输出波形为 ( )。tui / V011分分 析析 提提 示示 ui =1V ui =1V时，时，D D导通，导通， uO =(1+ ) ui = 1.5 ui = 1.5 V ; uO =(

19、1+ ) ui = 1.5 ui = 1.5 V ; R1/ R1 R1/ R1R1 ui = ui =1V1V时，时，D D截止，截止， uO =(1+ ) ui = 2ui = uO =(1+ ) ui = 2ui = 2V 2V 。 R1 R1R1R2 = R1 + C 1uiuOR2R1C18. 如图所示的理想运放应用电路中，外接平衡电阻的如图所示的理想运放应用电路中，外接平衡电阻的 关系为关系为 ( ) 。 BR2 = R1 /C 1CR2 = R1 DC 1R2 =分分 析析 提提 示示 平衡电阻的确定：平衡电阻的确定： 为保证运放输入差分级的对称性，静态时应使为保证运放输入差分级

20、的对称性，静态时应使 运放同相输入端对地电阻运放同相输入端对地电阻 = = 运放反相输入端对地电阻运放反相输入端对地电阻 也可直接点击也可直接点击“参考答案参考答案”，查看正确答案。，查看正确答案。如需帮助请点击如需帮助请点击 “ “分析提示分析提示” ” 可得到解题指可得到解题指导信息导信息 。单击空白处或按光标向下键头可进入下一试题。单击空白处或按光标向下键头可进入下一试题。（也可单击右键进入快捷菜单进行选择）（也可单击右键进入快捷菜单进行选择）请在各小题的横线上单击之后填写正确答案。请在各小题的横线上单击之后填写正确答案。1. 理想运放在线性区工作时，差模输入电压理想运放在线性区工作时，

21、差模输入电压 uPuN = 。 参参 考考 答答 案案 0分分 析析 提提 示示 Aod = uouPuN+iNiPuNupuorid由由及及 Aod= Aod= 、uo uo 为有限值为有限值，有有uPuN = 02. 理想运放在线性区工作时，理想运放在线性区工作时， uP = uN 表示了运放的表示了运放的 特性。特性。 参参 考考 答答 案案 虚虚 短短 分分 析析 提提 示示 理想运放在线性区工作时，理想运放在线性区工作时， uP = uN 说明运放的同相输入端电压说明运放的同相输入端电压和反相输入端电压相等，同、反相输入端相当于短路，即虚短。和反相输入端电压相等，同、反相输入端相当于

22、短路，即虚短。 3. 反相输入的理想运放，同相和反相输入端的电流反相输入的理想运放，同相和反相输入端的电流 iP 和和 iN 都为都为 ，因为，因为 uP = uN = 0，称反相输入，称反相输入端为端为 。 参参 考考 答答 案案 0 虚地点虚地点 分分 析析 提提 示示 +iNiPuNupuorid由由 rid = rid = 有有iP = iN = 0 。 uN = 0，表明运放的反相输入，表明运放的反相输入端恒为端恒为 0 电位，相当于接地，称为电位，相当于接地，称为虚地点。虚地点。4. 为使运算放大器工作在传输特性曲线的线性区，必需为使运算放大器工作在传输特性曲线的线性区，必需引入负

23、反馈，反馈元件应接在运放的输出端和引入负反馈，反馈元件应接在运放的输出端和 之间。之间。 参参 考考 答答 案案 反相输入端反相输入端 分分 析析 提提 示示 反馈元件接在运放的输出端和反相输入端之间时，无论从反馈元件接在运放的输出端和反相输入端之间时，无论从运放的反相端还是同相端输入，所引入的反馈都是负反馈。运放的反相端还是同相端输入，所引入的反馈都是负反馈。 5. 若用集成运放实现若用集成运放实现 uO = 2uI 运算关系，应选择的基运算关系，应选择的基 本应用电路是本应用电路是 运算电路运算电路 。 参参 考考 答答 案案 同相比例同相比例分分 析析 提提 示示 uO = 2uI 的运算关系表明：输出电压的运算关系表明：输出电压 uO 和输入电压和输入电压 uI 成比例成比例，比例系数为，比例系数为2，应用同相比例运算电路实现。，应用同相比例运算电路实现。6. 比例运算电路中集成运放两个输入端的电位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。等于输入电压。 参参 考考 答答 案案 同相同相 分分 析析 提提 示示 同相比例运算电路中，同相比例运算电路中， uP = uI uP = uI ，由虚短的概念有，由虚短的概念有 uN = uN = uP = uI uP = uI ，即运放两个输入端的电位等于输入电压。，即运放两个输入端的电位等于输入电压。7. 图示理