模拟电路第七章课后习题答案

第七章习题与思考题

♦♦习题7—1在图P7—1所示的放大电路中，已知Ri=R2=R5=R7=R8=10kQ,

R6=R9=R10=20kQ：

①试问1%和L分别应选用多大的电阻；

②列出U01、U,,2和U0的表达式；

③设u1i=3V,Ui2=lV,则输出电压u°=?

解：

①&=鸟〃&=(10〃1。)心=52，自=&〃5=(10〃2°师36.67林1

eR，10“飞、「10、।<

②uo\-一■=一至"“=_〃"，uo2=0+—)UI2=(1+—)M/2=1-5M>

Aj1U/<6NU/2

③w„=2wn+3W,2=(2x3+3xl)V=9V

本题的意图是掌握反相输入、同相输入、差分输入比例运算电路的工作

原理,估算三种比例电路的输入输出关系。

♦♦习题7-2在图P7-2所示电路中，写出其

输出电压Uo的表达式。

解:

本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例

电路的输入、输出关系。

♦♦习题7-3试证明图P7-3中，==(1+旦)(松-%)

解：

关系。

♦♦

解：

/心

♦♦习题7-5列出图P7-5所示电路中输出电压u。的表达式。

解：

本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例运算电路的输入、输出关

♦♦习题7-6试设计一个比例运算放大器，实现以下运算关系：

uo=0.5uI0请要求画出电路原理图，并估算各电阻的阻值。希望所用电阻

的阻抗在20kQ至200k。的范围内。

解：

上图为实现本题目要求的一种设计方案，使

—(—0.5)x(―1)—0.5,=0.5〃/o

=Auf[-AUJ-2即uo

本题的意图是在深入掌握各种比例运算电路性能的基础上,采用适

当电路实现给定的运算关系。以上只是设计方案之一。

♦♦习题7-7i为阻值在IkQlOkQ之间可调的电位器，R2=R3=20kQ,

R1=R5=33kQ,R6=R7=100kQ,试估算电路的输出电压与输入电压之间的比

例系数的可调范围。

解：

输出电压与输入电压之间的比例系数即，

U]

当R1阻值为1k。时一，4=一些(1+士生卜—124.2,

331

当R1阻值为1Ok。时、A,=_122(1+0包房—15.2。

3310

本题的意图是了解三运放数据放大器的特点,并学习估算其电压放大

倍数。

♦♦习题7-8尸1MQ,R2=330kQ,R3=510kQ,R“=lkQ,试列出电路的

输出输入关系，并估算输入电阻R。

解：

Uo=_(»2&+，3n，4=3h

R尸

$R

Uo=一口2氏2+(-----------UI

图7.2.8

a+R产

A"=%=——晨2，R.=&=丽

本题的意图是了解T型反馈网络比例电路的特点,学习估算电压放

大倍数和输入电阻。

♦♦习题7-9写出图P7-9(a)和(b)所示运算电路的输入输出关系。

解：

10s

(a)〃O1=------j-=-[0〃/]

44144

(b)U—--U+(1H--)X----U+(1H--)X----U4〃/]+〃/2+44/3

0n1nn11+4/211+4/3

本题的意图是对比例电路及求和电路进行综合训练。

♦♦习题7-10试用集成运放组成一个运算电路，要求实现以下运算关

系：

解：

如上图所示，采用两级反相求和电路实现给定的运算关系，使第一

级：um=-(2MZI+0.1W,3);第二级：wol=-(uol+5i//2)=2w/l-5w/2+0.lw,3o

本题的意图是对求和电路进行综合训练,学习用适当电路实现加法

和减法的复合运算关系。

♦♦习题7-11在图P7-11(a)电路中,已知R】=100kQ,R2=RF=200kQ,

R,=51kQ,tin和th2的波形如图P7-H(b)所示，试画出输出电压u。的波

形，并在图上标明相应电压的数值。

解：

本题的意图是掌握求和电路的工作原理,并学习利用波形叠加的方

法画求和电路输出电压波形。

♦♦习题7T2尸2sin3t(V),R=R'=10kC,C=1uF,试求u。的表达式，

并计算当f=10Hz、......................*甘度(有效值)和相

位，最后画出电路I

解：

依据此式可计：)00Hz时u0的幅

度(有效值)和相位，如.图7.4.1

Ui/V

r/Hz10100100010000

Uo/V2.250.2250.02250.00225

电路的幅频特性和相频特性如下图所示。

本题的意图是,当积分电路的输入信号为正弦波时,通过分析其输入、

输出关系,体会积分电路的移相作用，并学习画出积分电路的幅频特性和相

频特性。

♦♦习题7T3i(t)如图P7T3中所示，试画出相应的u0(t)波形图。设

t=0时u0=0,R=R'=10kQ,C=1uFo

解：

2

①t=(0〜10)ms期间，u=-—5~~--^-r=-200r(V),当t=10ms时.，

oiUXIu

u0=-2Vo

②t=(10〜20)ms期间，

%=-而。-0.01)-2=[200a-0.01)-2](V)

1u一x1u"

当t=20ms时，u0=Oo

③.........

u0的波形见下图。

本题的意图是,当积分电路的输入信

号为矩形波时的输入、输出关系,学习

画波形，并体会积分电路的波形变换作

用。

♦♦题7-14图P7-14为一波形转

换电路，输入信号5为矩形波。设

运算放大器为理想的，在t=0时，

电容器两端的初始电压为零。试进行下列计算，并画出UM和U。的波形。

①t=0时，u0]=?u0=?

②t=10ms时，uoi=?u0=?

③t=20ms时，uoi=?u0=?

④将叫和u。的波形画在下面。时间要对应并要求标出幅值，波形延长

到t>30ms。

解：

①t=0时，z/oi=O,M)2=0.5VO

②t=(0-10)ms期间，U1=-1V,Ui(t0)=0,贝

um=-100x(-iy=100r(V),=100x(-1)?+0.5=(-100r+0.5)V

t=10ms时，Uoi=lV,uo=-O.5V0

③t=(10〜20)ms期间，u,=lV,U01(t0)=lV,则

uOi=-100xlx(r-0.01)+1=[-100(r-0.01)+1]V,

t=20ms时，Uoi=O,uo=O.5V0

(4)・•••••

Um和U。的波形如下图所示，可见，积分电路将矩形波转换为三角波。

本题的意图是对求和电路和积分电路进行综合训练,并通过画波形来

体会积分电路的波形变换作用。

♦♦习题7-15试分析图P7T5电路中的各集成运放A|、A2、A3、A4分别

组成何种运算电路，设电阻R产R2=R：,=R,试分别列出5、%、”和u。的

表达式。

解：

①Al、A2、A3均组成电压跟随器，A4组成同相输入求和电路，因此

虚断=>[；+，；+，.3=。=0=>〃例"++“°2—〃++“。3*

123+&&&

"01=四""。2="/2"6>3="/3〉"/I"+।"/2"+।"/3'+_Q

②A?"

虚短n”+=〃_="0》〃/1-〃。+〃/2—忧0+/3_0

-&R产/R=§(““+U12+〃/3)

本题的意图是训练运用“虚短”和“虚断”的基本概念,分析由多个

电压跟随器组成的求和运算电路。

♦♦习题7-L6在图P7-16中，设Al、A2>A3、Al均为理想运放;

①A】、A2、A3、A」各组成何种基本运算电路?

②分别列出U0|、U02>U03和U04与输入电压U