集成运放练习题

6.1由理想运放构成的电路如图所示。请计算输出电压uo的值。

题6.1图

解：图a为反相输入比例运算电路。

所以：

图b为同相输入比例运算电路。

所以：

图c为减法电路。

所以：

6.2电路如图所示，已知R1=2KΩ，Rf=10KΩ,R2=2KΩ,R3=18KΩ,ui=1V，求uo的值。

题6.2图

解：同相比例运算电路

6.3电路如图所示，已知Rf=5R1，ui=10mv，求uo的值。

题6.3图

解：第一个放大器为电压跟随器，第二个放大器为反向输入比例运算电路，所以

6.4电路如图所示，已知ui=10mv，求uo1、uo2、uo的值。

题6.4图

解：根据虚短的概念

6.5电路如图所示，试分别求出各电路输出电压uo的值。

题6.5图

解：该电路为一个反相输入的加法电路

6.6积分电路和微分电路如图题6.6（a）（b）所示，已知输入电压如（c）所示，且t=0时，uc=0，试分别画出电路输出电压波形。

题6.6图

解：图a

图b

题6.6解图

6.7如果要求运算电路的输出电压uo=－5ui1+2ui2，已知反馈电阻Rf=50kΩ，试画出电路图并求出各电阻值。 解：

题6.7解图

6.8电路如图所示，试写出uo与ui1和ui2的关系，并求出当ui1=＋1.5V，ui2＝－０.５Ｖ时uo的值。

题6.8图

解：因为这三个放大器均为电压跟随器

所以：当

时

6.9电路如图所示，双向稳压管的ＵＺ＝±６Ｖ，输入电压为ui=0.5sinωtＶ。试画出uo1、uo2、uo的波形，并指出集成运放的工作状态。

题6.9图

解：A1反相比例运算电路；A2反向过零比较器；A3积分电路。

题6.9解图

A1：工作于线性区

A2：因为A2开环工作，所以A2工作于非线性区 A3：：工作于线性区

6.10电路如图所示，Ｒf=R1，试分别画出各比较器的传输特性曲线。

题６.10图

解：图a这是一个单门限电压比较器，它工作于非线性区，根据集成运放工作于非线性区的特点可知：

当同相端电压大于反向端电压，即u+＞u-时，uo=+Uom 当同相端电压小于反向端电压，即u+＜u-时，uo=-Uom

图b这是一个单门限电压比较器，它工作于非线性区

图c这是一个滞回电压比较器，它在单门限电压比较器的基础上增加了正反馈元件Rf和R1，由于集成运放工作于非线性状态，它的输出只有两种状态：正向饱和电压+Uom和负相饱和电压-Uom。由图c可知，集成运放的同相端电压u+是输出电压作用的。 上门限电平：

下门限电平：

图d这是一个滞回电压比较器，集成运放的同相端电压u+是输入电压和输出电压共同叠加而成的。 u-=UREF

上门限电平UTH1是指当输出为正向饱和电压+Uom时的集成运放的同相端电压， 即当u+=UREF时，UTH1=ui

令

下门限电平UTH2是指当输出为负向饱和电压-Uom时的集成运放的同相端电压， 此时

令u+=UREF

既有：

传输特性曲线：

题6.10解图

6.11电路如图所示，集成运放的最大输出电压是±12Ｖ，双向稳压管的电压Uz＝±６Ｖ，输入信号ui=12Vsinωt，在参考电压UREF为３Ｖ和－３Ｖ两种情况下，试画出传输特性曲线和输出电压的波形。

题6.11图

解：这是一个反相门限比较器

1.当UREF=３Ｖ时，集成运放的传输特性曲线、输出电压波形如图所示：

2.当UREF=－３Ｖ时，集成运放的传输特性曲线、输出电压波形如图所示：

题6.11解图传输特性曲线、输出电压波形

6.12图示电路为监控报警装置，ＵREF为参考电压，ui为被监控量的传感器送来的监控信号，当ui超过正常值时，指示灯亮报警，请说明其工作原理及图中的稳压二极管和电阻起何作用？

题6.12图

解：这是一个同相门限比较器

1）当ui＞UREF时，集成运放A的输出电压为+Uom，经过R3加到三极管V1的基极，使三极管V1导通，指示灯亮。

2）当ui＜UREF时，集成运放A的输出电压为-Uom，稳压二极管V2正偏导通，使三极管V1发射结反篇，V1处于截止状态，指示灯不亮。 3）V2起保护作用，R起限流作用。

6.13电路如图所示，A为理想运算放大器，R1=5KΩ，R2=R3=1KΩ，试分析确定在ui=2V及ui=-2V时的uo值。

题6.13图

解：1）当

时

2）当

时

3）传输特性曲线如图所示：

题6.13解图

4）从传输特性曲线可以看出 当当

时，时，

6.14电路如图所示，设A为理想运算放大器，稳压管V的稳定电压UZ=±9V，参考电压UREF=3V，电阻R1=30KΩ，R2=15K，R=1KΩ，试画出该电路的电压传输特性。

题6.14图

解：集成运放的同相端电压是有参考电压和稳定电压共同迭加尔称，所以： 1）当

时

2）当

时

3）电压传输特性曲线

题6.14解图

6.15在图示电路中，A为理想运算放大器， 1.指出它们分别是什么类型的电路； 2.画出它们的电压传输曲线。

题6.15图

2）图b是一个同相输入滞回电压比较器 当

时

因为所以

当

时

因为所以

6.16已知同相滞回比较器如图所示，A为理想运算放大器，输出电压的两个极限值为±10V，V为理想二极管，输入电压的波形如图(b)所示，试画出相应的输出电压波形。

题6.16图

解：这是一个同相滞回电压比较器 1）当

所以即2）当

时，二极管截止

时时，二级管导通

因为所以则

即

3）电压传输特性曲线和波形图

题6.16解图传输特性曲线、波形图

6.17试比较图中两种一阶低通滤波电路的性能。

题6.17图

解：图a是RC为无源滤波电路，电容C上的电压为输出电压，对输入信号中的高频信号，电容的容抗Xc很小，则输出电压中的高频信号幅值很小，受到抑制，所以为低通滤波电路，这种电路具有结构简单的特点，但存在这样几点缺点： 1）由于R及C上有信号压降，使输出信号幅值下降；

2）带负载能力差，当RL变化时，输出信号的幅值将随之改变，滤波特性也随之变化； 3）过渡带较宽，幅拼特性不理想。 图b为一阶有源低通滤波电路，

由于集成运放引入的是电压串联负反馈，其输入电阻很大，它作为RC无源滤波电路的负载，对RC电路的影响可忽略不计；它的输出电阻很小，故带负载能力强，其放大作用又使通带放大倍数增加，但通带与阻带之间仍无明显界限，幅拼特性、滤波性能较差，因而这类电路一般只用于滤波要求不高的场合。

6.18试回答在下列几种情况下，应分别采用哪种类型的滤波电路？（从a.低通,b.高通,c.带通,d.带阻四种滤波电路名称中选择一种填写在各小题后的括号中）

1.有用信号频率为10Hz。（） 2.有用信号频率低于1000Hz。（）

3.希望抑制50Hz交流电源的干扰。（） 4.希望抑制2kHz以下的信号。（） 解：

题6.18解图

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