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理想运算放大器及其应用电路

INFO

9. 理想运算放大器及其应用电路(建议6学时)

9.1 运算放大器基础

​ 9.1.1 运算放大器的结构及其电路符号

​ 9.1.2 运算放大器的理想模型

9.2 运算放大器基本应用电路

​ 9.2.1 反相和同相接法电路

​ 9.2.2 常用运算放大器应用电路(包括线性和非线性应用电路)

TIP

理想运放特性、同相接法与反相接法的电路分析、运算放大器的应用及电路分析(信号运算、处理与发生)、有限开环增益及分析。

  • 掌握 “虚短”、“虚断”的概念即可以分析理想运算放大器电路

习题及参考解答

知识点1:理想运放的特性

1、关于理想的运算放大器,下列陈述不正确的是 ________ 。

A. 输出阻抗趋于零 B. 开环放大增益趋于无穷大

C. 输入阻抗趋于无穷大 D. 闭环差模增益趋于无穷大

D

2、理想运放的两个输入端可以看成 “ 虚短 ” 是因为 ________ ,“ 虚断 ” 是因为 ________ 。

A.差模增益趋于无穷大 B.输入阻抗趋于无穷大

C.输出阻抗趋于零 D.共模抑制比趋于无穷大

A B

知识点2:运算放大器的应用及电路分析

1、欲将方波电压转换成三角波电压,应选用 ________ 。

A. 对数运算电路 B. 加减运算电路

C. 微分运算电路 D. 积分运算电路

D

2、求解下图所示电路的运算关系。

14-2-2

的公共点为 M。

利用虚短、虚断,列出基尔霍夫定律方程如下:

利用上述两个方程,得到:

3、如下图所示电路,其输出电压与输入电压的关系近似为 ________ 。

14-2-3

A. B.

C. D.

C

4、下列哪个电路是由理想运放器构成的微分电路 ________ 。

A. 14-2-4-A B. 14-2-4-B

C. 14-2-4-C D. 14-2-4-D

A

5、以下运算放大器中,哪一个实现积分功能 ________ 。

A. 14-2-7-A B. 14-2-7-B

C. 14-2-7-C D. 14-2-7-D

C

6、写出如下图所示电路输出电压的表达式

14-2-5

​ 或

​ 或

【注】利用线性叠加原理分析

7、推导下图所示电路的运算关系。

14-2-6

两级电路

第一级:

方向从上往下

第二级是差动放大器,故而

8、如下图所示电路,设电源电压、各电阻阻值和三极管 均已知,求输出电压 的表达式。

14-2-8

化简得到:

【注】

9、设下图为理想集成运放,,负载电阻 上的电压 ________ ,电流 ________ 。

14-2-9

-1V -0.1mA。inverting结构,增益

10、下图所示电路中,电压增益 的幅度是 ________ dB。

14-2-10

20

11、如下图所示电路,当电路中各个电阻的阻值相等时,求电路增益

14-2-11

设从左至右的R排列为1-6,流过的电流分别对应1-6

12、一个反向运算放大器如下图所示,其电压增益为 −4,且所用电阻的总和为 100 kΩ ,则 = ________ , = ________ 。

14-2-12

20 kΩ 80 kΩ。

13、如下图所示运算放大器组成的应用电路,求

(1) 中频增益 ​ 的表达式(用符号表示)。

(2) 最大中频增益 和 最小中频增益

14-2-13

(1)

​ 其中

()

​ 故

(2)

14、已知某电路输入电压和输出电压的波形如下图所示,该电路可能是 ________ 。

14-2-14

A. 积分电路 B. 微分电路 C. 过零比较器 D. 迟滞比较器

A

15、如下图所示电路,A1 ~ A5 均为理想运放,当开关 S1 打开以后,电路处于稳态情况下输出电压 ________ ;当开关闭合时, ________ 。

14-2-15

0 V -6 V。(1)A1out, 2V; A4out, ; A5-, -2V; A5out, ; (2)A4out, 0V, A5out, ;

16、配置下图所示电路中所有电阻的阻值,使电路增益 。实验能提供阻值小于等于 100 kΩ 的任意电阻,图中每个电阻符号只对应一个电阻,要求使放大器的输入电阻最大,同时要求选择的电阻规格的种类最少,以简化工艺,降低成本。

14-2-16
image-20221006202535021

,取

17、由理想运放组成的电路如下图所示,其输出电压 与输入电压 的关系为 ________ 。

A. B.

C. D.

image-20240107220007360

C。叠加定理,只考虑 , ;只考虑 ,

18、下图为运算放大器的两种基本电路,若图中的 均为 均为 ,则图(a)和图(b)电路的输入电阻分别为 ________ 和 ________ 。

14-2-18

1 kΩ 无穷大

19、电路如下图所示,其中运算放大器均为理想运算放大器。

(1) 计算该电路的输出电压与输入电压的运算关系;

(2) 计算该电路的输出电阻。

14-2-19

20、试用一个理想运算放大器实现运算电路 ,要求画出电路,并确定电路元件参数。

实现电路如下图所示:

image-20221006202552372

当满足 时,有

则要求

选取

21、如下图所示放大电路中,已知 均为理想运算放大器,

(1) 推导负载电流 的表达式;

(2) 若要求 的值应满足什么关系?

14-2-21

(1) 运放 的输出电压

​ 运放 的输出电压

​ 由于虚地,

​ 而

​ 于是

​ 可解出负载电流

(2) 欲使 ,必须使 ,即 的值应满足

22、求由理想运放组成的如下电路的电压增益

image-20221006202317675

分别列出运放 1 反相输入端的节点电流方程

由理想运放假设可知

整理后得到