汽车电工电子技术 课后习题及答案第9章习题及答案

一、填空题

9.1集成运算放大器是一种耦合的多级放大器。

9.2若要集成运放工作在线性区，则必须在电路中引入深度负反馈;若要集成运放

工作在非线性区，则必须在电路中引入正反馈或者在开环工作状态下。

9.3理想集成运放的Auo=_oo_,n=oo,ro=0,KCMRR=QO。

9.4理想运算放大器工作在线性区时有两个重要特点：一是差模输入电压才1之，称

为虚短；二是输入电流等于零,称为虚断。

9.5在运算放大器电路中，集成运放工作在线性区,电压比较器工作在梯线运区。

9.6集成运算放大器具有，皿和两个输入端，相应的输入方式有」血输入、

反相输入和双端输入三种。

9.7使放大器净输入信号减小，放大倍数也减小的反馈，称为负反馈:使放大器净

输入信号增加，放大倍数也增加的反馈，称为正反馈。

9.8在放大电路中，负反馈可分为四种组态，分别为：电压串联负反馈、电压并

联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈。

9.9放大电路为稳定静态工作点，应该引入维迄负反馈；为提高电路的输入电阻，

应该引入串联负反馈:为了稳定输出电压，应该引入电压负反馈。

9.10为了避免50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用带阻滤波电路。

9.11已知输入信号的频率为10kHz~12kHz,为了防止干扰信号的混入，应选用带

通滤波电路。

9.12为了获得输入电压中的低频信号，应选用低通滤波电路。

9.13为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选

用有源滤波电路。

二、选择题

9.1集成运放电路采用直接耦合方式是因为（C）。

A.可获得很大的放大倍数B.可使温漂小C.集成工艺难于制造大容量电容

9.2集成运放制造工艺使得同类半导体管的（C）o

A.指标参数准确B.参数不受温度影响C.参数一致性好

9.3集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以（A）。

A.减小温漂B.增大放大倍数C.提高输入电阻

9.4为增大电压放大倍数，集成运放的中间级多采用（A）o

A.共射放大电路B.共集放大电路C.共基放大电路

9.5负反馈放大器的A=100,其变化为±10%,要使4的变化为±0.1%,则反馈系数

为（A）。

A.0.99B.0.1C.0.099D.0.01

9.6在图4.2中，引入了何种反馈？（C）

A.正反馈B.负反馈C.无反馈

图9.1选择题4.6电路

9.7在图9.2中，设如和〃o均为直流电压，试问引入了何种直流反馈？（B）

A.正反馈B.负反馈C.无反馈

图9.2选择题9.7电路

9.8在图9.2中，设4和均为正弦交流电压，且舄试问引入了何种交流

反馈？（C）

A.正反馈B.负反馈C.无反馈

9.9在图9.3中，反馈电阻祚引入的是（B)0

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.并联电流负反馈

图9.3选择题9.9电路

9.10在图9.4中，设«i>0,对运算放大器，RF引入的是（A）；对晶体管电路,

RE引入的是（C）。

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.并联电流负反馈

图9.4选择题9.10电路

9.11在图9.5所示电路中，若运算放大器的电压为±15V,则输出电压〃o最接近于

（A）0

A.20VB.-20VC.13V

图9.5选择题9.11电路

9.12在图9.6所示电路中，输出电压〃。为（B）o

A.W!B.-wiC.-2wi

2R

图9.6选择题9.12电路

9.13在图9.7所示电路中，输出电压〃o为（B）o

A.-3«iB.3MIC.U\

-------R

---------------~~~c=>

68

--______R68

图9.7选择题9.13电路

9.14在图9.8所示电路中，若〃尸IV,则输出电压〃o为（C）o

A.6VB.4VC.-6V

图9.8选择题9.14电路

9.15在图9.9所示电路中，若〃尸-0.5V,则输出电流io为（B

A.IOmAB.5mAC.-5mA

9.16在图9.10所示电路中，若为正弦电压，则"。为（C）<>

A.与同相的正弦电压B.与跖反相的正弦电压C.矩形波电压

o«o

o-CZZF—

图9.10选择题9.16电路

9.17电路如图9.11(a)所示，输入电压的波形如图9.11(b)所示，试问指示灯HL

的亮暗情况为(B)。

C亮3s,暗乏

图9.11选择题9.17电路

三、计算分析题

9.1判断图9.12所示各电路中是否引入了反馈，是直流反馈还是交流反馈，是正反

馈还是负反馈。如果是交流负反馈，并判断其反馈类型。设图中所有电容对交流信号均

可视为短路。

(c)(d)

图9.12计算分析题9.1电路

解：图（a）所示电路中引入了直流负反馈。

图（b）所示电路中引入了交、直流正反馈。

图（c）所示电路中引入了直流负反馈

图（d）、（e）、（f）、（g）所示各电路中均引入了交、直流负反馈。

（d）电流并联负反馈

（e）电压串联负反馈

（f）电压串联负反馈

（g）电压串联负反馈

9.2已知一个负反馈放大电路的A=105,F=2X10-3O试求：（1）4=?（2）若A

的相对变化率为20%,则Af的相对变化率为多少？

A105

解:(1)4==497.5

1+AF1+2x10?

114_1dA_1

(2)fx20%«0.1%

+T_1+2X102

9.3图9.13所示电路中，己知Ri=2kC,/?F=5kQ,R2=2kQ,/?3=18kQ,m=lV,

求输出电压MOo

图9.13计算分析题9.2电路

解：此电路为同相输入电路。

U=U+=-&/=-^-x]=0.9V

++&'2+18

R5

Uo=(1+1)〃+=(1+_)X0.9=3.15V

R[2

9.4为了获得较高的电压放大倍数，而又可避免采用高阻值的电阻小，将反向比例

运算电路改为图9.10所示的电路，并设Rp>>凡，试证:

Auf=%=_0(1+4)

由凡凡

图9.14计算分析题9.4电路

证明：设R3和R4中间点的电位为〃O1。

该电路为反相比例电路，故

R?

woi="W'

由于以»凡，则R3和R4中通过的电流相等，所以

&

MO1=

&+%

因此,4u0=』

"+凡R1

二组二.殳（1+a

Auf

9.5电路如图9.15所示，集成运放输出电压的最大幅值为±14V,加为2V的直

流信号。分别求出下列各种情况下的输出电压。

（1）及短路；（2）&短路；（3）反短路；（4）及断路0

解：(1)uo=Wj=-2w,=(2)w0=ux=-2w1=-4V

R\R\

（3）电路无反馈，〃o=-14V(4)uo==-4w,=-8V

9.6试求图9.16所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。

图9.16计算分析题9.6电路

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:

黄(%2一〃11)=8一场1)

(b)u=-9,孙一~/，〃口+消.%3+湛必4=-20w-+w

01120MI2+40WI314

K

气1%“4

9.7图9.17(a)为反相输入式电平检测器，它可以用来判断信号电平是大于还是小

于某一值。图中的双向稳压管D的稳压值Uz=±6V。已知〃i的波形如图9.17(b)所示。

试画出与其对应的诙波形。

图9.17计算分析题9.7电路

解：%>2V时，uo=-Uz=-6V；%v2V时，uo=Uz=6V

〃。波形如下图所示。

9.8图9.18所示是一基准电压电路，uo可作为基准电压用，试计算〃。的调节范围。

+30V

2.4kQ

图9.18计算分析题9.8电路

解：当滑动端处于IkQ电阻的最低位置时，〃。为最小；当滑动端处于IkC电阻的最

高位置时，“0为最大。

24()24()+1(X)()

x6V<w<x6V

240+1(X)0-240o240+1000+240

0.97V<wo<5.02V

9.9求解图9.19所示电路中输入输出信号的运算关系。

图9.19计算分析题9.9电路

解：两级运放均为反相比例运算电路，设第一级放大电路的输出信号为〃01,第二级

放大电路的输出信号为〃。2。

RFR

WWW

WOI=-TTWIO2=--O1=-O1

A.IX

9.10求解图9.20所示电路中输入信号如、川2和输出信号的运算关系。

解：重画图画20如下图所示,

由虚短和虚断得

UUU

〃0―二“II—Q2-1212

R-—R--R

整理以上两式可得

9.11分别求解图9.21所示各电路的运算关系。

(a)(b)

的Q

33kQ

>8

MI2O---------CZ]--------

A?+&330k。

>8

R、

A产

330kQ-L

图9.21计算分析题9.11电路

解：图9.21(a)所示为反相求和运算电路；图9.21(b)所示的Ai组成同相比

例运算电路，A2组成加减运算电路；图9.21(c)所示的Ai、A2、A3均组成为电压

跟随器电路，A4组成反相求和运算电路。

(a)设&、&、R的节点为M,则

U

；_；；_WH,"l2M

5MK瓦一反

UO=UM~*凡=_("+%+Ba)(,+詈)

KK

5"11

(b)先求解〃oi,再求解〃o。

为

+

为

凡

+一

01%

为+RR»

5

-

7-)w

凡R

4

«-1W

J1+

M(..)

/

(c)AlA?、A3的输出电压分别为“II、”12、MI3o由于在A4组成的反相求和运算电

路中反相输入端和同相输入端外接电阻阻值相等，所以

〃O=与(〃11+%2+〃13)=10(“Il+U\2+〃13)

9.12电路如图9.22所示，试证明：兀=^

RL

Rviokn

图9.22计算分析题9.12电路

证明：根据集成运算放大器分析依据可知，Ai同相输入端电位

〃+产yrv&+%2=；(%+〃02)

K2+AJZ

而

Ai为同相比例运算放大器，所以

R]R

«OI=(1+?)〃+1=彳(1+谭)(%+〃。2)=%+%

«2R\

：_5〃。_出-〃。2_%

，"—一1一用

9.14求图9.23所示电路中的输入和输出关系。

R\

图9.23计算分析题9.14电路

解：第一级为放大电路，第二级为反相加法电路。

9.15图9.24所水电路中运放Ai、A2各组成何种电路，写出〃o、〃oi与"II、〃12的关

系表达式，若〃II=1V,wi2=2V,运算放大器UOM=12V,定性画出〃0的变化曲线。

解：A1组成减法电路；A2组成积分电路。