电子技术第4章课后答案
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电子技术第4章课后答案
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第
内容需要下载文档才能查看4章 集成运算放大器的应用
4.1 在如图4.2所示电路中,稳压管稳定电压
V,电阻
kΩ,电位器
k
Ω,试求调节Rf时输出电压uo的变化范围,并说明改变电阻RL对uo有无影响。 分析 本题电路由一个反相输入比例运算电路和一个稳压电路组成,反相输入比例运算电路的输入电压从稳压管两端取得,即
。
解 根据反相输入比例运算电路的电压传输关系,得:
由上式可知输出电压uo与负载电阻RL无关,所以改变电阻RL对uo没有影响。 当
时,有:
当
kΩ时,有:
(V)
所以,调节Rf时输出电压uo可在
V范围内变化。
图4.2 习题4.1的图
4.2 在如图4.3所示电路中,稳压管稳定电压V,电阻kΩ,电位器k
Ω,试求调节Rf时输出电压uo的变化范围,并说明改变电阻RL对uo有无影响。
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图4.3 习题4.2的图
分析 本题电路由一个同相输入比例运算电路和一个稳压电路组成,同相输入比例运算电路的输入电压从稳压管两端取得,即
。
解 根据同相输入比例运算电路的电压传输关系,得:
由上式可知输出电压uo与负载电阻RL无关,所以改变电阻RL对uo没有影响。 当
时,有:
(V)
当
kΩ时,有:
(V)
所以,调节Rf时输出电压uo可在6~12V范围内变化。
4.3 如图4.4所示是由集成运算放大器构成的低内阻微安表电路,试说明其工作原理,并确定它的量程。
图4.4 习题4.3的图
分析 本题电路是一个反相输入电路,输入电流I就是待测量的电流。由于电阻R引入了电压串联负反馈,所以集成运算放大器工作在线性区,可以应用“虚断”和“虚短”两条分析依据分析。
解 由于集成运算放大器工作在线性区,故I,即:
所以微安表的量程就是该电流表的量程,为50μA。
4.4 如图4.5所示是由集成运算放大器和普通电压表构成的线性刻度欧姆表电路,被测电阻Rx作反馈电阻,电压表满量程为2V。 (1)试证明Rx与uo成正比。
(2)计算当Rx的测量范围为0~10kΩ时电阻R的阻值。
,流过微安表的电流If就是待测量的电流
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图4.5 习题4.4的图
分析 本题电路是一个反相输入比例运算电路,输入电压电阻Rx,即
。
V,反馈电阻Rf就是被测
解 (1)根据反相输入比例运算电路的电压传输关系,得:
所以:
可见被测电阻Rx与输出电压uo成正比。
(2)当Rx最大(10kΩ)时电压表满量程(2V),因此得:
(kΩ)
4.5 如图4.6所示为一电压-电流变换电路,试求输出电流io与输入电压ui的关系,并说明改变负载电阻RL对io有无影响。
分析 本题电路是一个同相输入电路,由于电阻R引入了电流串联负反馈,所以集成运算放大器工作在线性区,可以应用“虚断”和“虚短”两条分析依据分析。
解 设电阻R上的电压为uR,其参考方向为上正下负,且与电流iR参考方向关联,如图4.7所示。由于集成运算放大器工作在线性区,故上无电压降,于是得:
,
。因
,故电阻R1
由上式可知输出电流io与负载电阻RL无关,所以改变RL对io没有影响。
图4.6 习题4.5的图 图4.7 习题4.5解答用图
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4.6 如图4.8所示也是一种电压-电流变换电路,试求输出电流io与输入电压ui的关系,并说明改变负载电阻RL对io有无影响。
分析 本题电路由一个同相输入的集成运算放大器和一个场效应管组成,由于电阻R引入了电流串联负反馈,所以集成运算放大器工作在线性区,可以应用“虚断”和“虚短”两条分析依据分析。
解 设电阻R上的电压uR参考方向如图4.9所示,且与电流iR参考方向关联。由于集成运算放大器工作在线性区,故
,
。因
由于场效应管栅极电流为0,所以:
由上式可知输出电流io与负载电阻RL无关,所以改变RL对io没有影响。
,故电阻R1上无电压降,于是得:
图4.8 习题4.6的图 图4.9 习题4.6解答用图
4.7 如图4.10所示为一恒流电路,试求输出电流io与输入电压U的关系。
分析 本题电路也是一个同相输入电路,并引入了负反馈,所以集成运算放大器工作在线性区,可以应用“虚断”和“虚短”两条分析依据分析。
解 设电阻R上的电压uR参考方向如图4.11所示,且与电流iR参考方向关联。由于集成运算放大器工作在线性区,故
,
,可得:
图4.10 习题4.7的图 图4.11 习题4.7解答用图
4.8 求如图4.12所示电路中uo与ui的关系。
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分析
内容需要下载文档才能查看本题电路在负反馈回路中引入了由Rf1、Rf2和Rf3组成的T型电阻网络来代替反相输入比例运算电路中的反馈电阻Rf,其目的是使电路在增大输入电阻的同时,也能满足一定放大倍数的要求,同样可以应用“虚断”和“虚短”这两条分析依据分析计算。
解 设电阻R1、Rf1、Rf2、Rf3中电流i1、if1、if2、if3的参考方向如图4.13所示,连接Rf1、Rf2、Rf3的节点为A,根据运放工作在线性区的两条分析依据,即
,故电阻R1上无电压降,于是得:
,
可知,因
于是得:
所以:
整理,得:
图4.12 习题4.7的图 图4.13 习题4.7解答用图
4.9 电路及ui1、ui2的波形如图4.14所示,试对应画出uo的波形。
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