2022年模拟电子技术基础第四版课后答案第七章 2.pdf
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1、第 7 章 信号的运算和处理自测题一、现有电路:A.反相比例运算电路B.同相比例运算电路C.积分运算电路D.微分运算电路E.加法运算电路F.乘方运算电路选择一个合适的答案填入空内。(1)欲将正弦波电压移相90o,应选用 ( C )。(2)欲将正弦波电压转换成二倍频电压,应选用( F )。(3)欲将正弦波电压叠加上一个直流量,应选用( E )。(4)欲实现 Au=- 100 的放大电路,应选用( A )。(5)欲将方波电压转换成三角波电压,应选用( C )。(6)欲将方波电压转换成尖顶波波电压,应选用( D )。二、填空:(1)为了防止50Hz电网电压的干扰进入放大器,应选用( 带阻)滤波电路。
2、(2)已知输入信号的频率为10kHz12kHz,为了防止干扰信号的混入,应选用( 带通)滤波电路(3)为了获得输入电压中的低频信号,应选用( 低通)滤波电路。(4)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。三、已知 图 T7.3 所示各电路中的集成运放均为理想运放,模拟乘法器的乘积系数k 大于零。试分别求解各电路的运算关系。(a) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页(b) 图 T7.3 解: 图(a)所示电路为求和运算电路,图(b)所示电路为开方运算电路。它们的运算
3、表达式分别为:(a) 12413121234()(1)/fIIOfIRuuRuRuRRRRRR11OOuu dtRC(b) 23322144OIOORRRuuukuRRR2413OIR RuukRR精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页习题本章习题中的集成运放均为理想运放。7.1 填空:(1) ( 同相比例)运算电路可实现Au1 的放大器。(2) ( 反相比例)运算电路可实现Au0 的放大器。(3) ( 微分)运算电路可将三角波电压转换成方波电压。(4)( 同相求和)运算电路可实现函数123YaXbXcX,a、b 和
4、c 均大于零。(5) ( 反相求和)运算电路可实现函数123YaXbXcX,a、b 和 c 均小于零。(6)( 乘方)运算电路可实现函数2YaX。7.2 电路如 图 P7.2 所示,集成运放输出电压的最大幅值为 14V,填表。(a) (b) 图 P7.2 uI/VuO1/VuO2/V解:1(/)10OfIIuRR uu;2(1/)11OfIIuRR uu。当集成运放工作到非线性区时,输出电压不是+14V , 就是 - 14V。uI/VuO1/V-1 -5 -10 -14 uO2/V11 14 7.3 设计一个比例运算电路,要求输入电阻20iRk,比例系数为 - 100。解: 可采用反相比例运算
5、电路,电路形式如图P7.2(a)所示。20Rk;2fRM。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页7.4 电路如 图 P7.4 所示,试求其输入电阻和比例系数。解: 由图可知150iRRk,121221,2IMRRMIIuuiiRRRuuuR即而243MOMMuuuuRRR解得:52104OMIuuu图 P7.4 7.5 电路如 图 P7.4 所示,集成运放输出电压的最大幅值为 14V,Iu为 2V 的直流信号。分别求出以下各种情况下的输出电压:(1)R2短路;(2) R 3短路;(3) R 4短路;(4) R 4断路。
6、解: (1) R2短路时,210MIRuuR,R 4相当于开路R 4上无电流流过 。3124OIIRuuuVR;(2) R 3短路时,OMuu,R 4对反馈网络无影响。2124OIIRuuuVR;(3) R 4短路时,电路无反馈。14OuV;(4) R 4断路时,23148OIIRRuuuVR。7.6 试求 图 P7.6 所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页(a) (b) (c) (d) 图 P7.6 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
7、电路的运算关系式分析如下:(a)123123123225fffOIIIIIIRRRuuuuuuuRRR(b)1231231231010fffOIIIIIIRRRuuuuuuuRRR(c) 21211()8()fOIIIIRuuuuuR(d) 123412341234202040ffffOIIIIIIIIRRRRuuuuuuuuuRRRR在图 P7.6 所示各电路中,集成运放的共模信号分别为多少?写出表达式。解:因为集成运放同相输入端和反相输入端之间净输入电压为零,所以它们的电位就是集成运放的共模输入电压。图示各电路中集成运放的共模信号分别为:(a) 3ICIuu(b)3223232323101
8、1111ICIIIIRRuuuuuRRRR精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页(c) 22189fICIIfRuuuRR(d) 34343434344014141ICIIIIRRuuuuuRRRR图 P7.8 所示为恒流源电路,已知稳压管工作在稳压状态,试求负载电阻中的电流。解:220.6PZLuUImARR。图 P7.8电路如 图 P7.9 所示。(1)写出Ou与1Iu、2Iu的运算关系式;(2)当 RW的滑动端在最上端时,假设mVuI101,mVuI202,则Ou=?(3)假设Ou的最大幅值为 14V,输入电压最
9、大值mVuI10max1,mVuI20max2,为了保证集成运放工作在线性区,R2的最大值为多少?图 P7.9 解: (1) A2同相输入端电位222121()10()fPNIIIIRuuuuuuR输出电压2222111(1)10(1)()OPIIRRuuuuRR精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页或21110()WOIIRuuuR(2) 将mVuI101,mVuI202代入上式,得100OumV。(3) 根据题目所给参数,21()IIuu的最大值为20mV 。假设 R1为最小值,则为保证集成运放工作在线性区,21(
10、)IIuu=20mV 时集成运放的输出电压应为14V ,写成表达式为211min1min1010()102014WOIIRuuuRR故1min143R2max1min(100.143)9.86WRRRkk分别求解 0 所示各电路的运算关系。(a) (b) (c) 0 解: 图(a)所示为反相求和运算电路;图(b)所示的 A1组成同相比例运算电路,A2组成加减运算电路;图 (c)所示的 A1、A2、A3均组成为电压跟随器电路,A4组成反相求和运算电路。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页(a)设 R3、 R4、R5的节
11、点为M ,则12312()IIMuuuRRR43512125IIMRRRuuuiiiRRR43412434512()()IIOMRR RuuuuiRRRRRR(b)先求解1Ou,再求解Ou。3111(1)OIRuuR555355121221444144(1)(1)(1)(1)()OOIIIIIRRRRRRuuuuuuuRRRRRR(c)A1、A2、A3的输出电压分别为uI1、uI2、uI3,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41231231()10()OIIIIIIRuuuuuuuR在 1(a)所示电路中,已知输入电压uI的波形如图 (b)所示,当
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