运算放大电路总结

1．差分放大器能对输入信号之差作出反应。

2．双极性电源产生一正、一负两个对地电压。

3．差分放大器能够用一个输入端来驱动。

4．差分放大器能抑制共模信号。

5．共模信号抑制比是差动增益和共模增益之比。

6．如果发射极电阻很大，对于单端输出差分放大器也能呈现出很高的共模抑制比。

7．恒流源有很高的输出阻抗。

8．多数的运算放大器用单端输出（用一个端点输出）。

9．运算放大器有两个输入端，一个是反相输入端，另一个是同相输入端。

10．利用运算放大器的调零端可减少输出端的直流误差。没有输入电压时，利用它把输出端对地电压调到0V。

11．转换速率限制了运算放大器输出信号的幅值和引起波形失真。

12．运算放大器在直流和低频交流信号时工作得最好。

13．在输入信号是0Hz时运算放大器的开环增益是很高的，随着频率的增加增益迅速下降。

14．运算放大器用（负反馈）闭环方式工作。

15．负反馈放大器减少了电压增益，而增加了放大器的带宽。

16．反相运算放大器的增益是由反馈电阻与输入电阻比率设定。

17．负反馈使反相放大器输入阻抗很低，反相端称为虚地点。

18．同相输入端的阻抗是很高的。

19．典型运算放大器的波特图显示，频率增加到截止频率的10倍增益就下降20dB。

20．频率在截止频率处的增益低于它的波特图所示的值3dB。

21．运算放大器的高频特性，受它的波特图和转换速率的限制。

22．频率每升高十倍截止频率，RC滞后网络会使幅值下降20dB。

23．RC滞后网络在截止频率处使输出信号的相位滞后输入信号45°，而在较高的频率处滞后90°。

24．因为器件的极间电容，RC滞后网络是任何放大器所固有的。

25．因为有多级内部的滞后网络。对于某个频率的相位误差的总和可以达到－180°。这会使具有负反馈的放大器不稳定，除非它的增益小1。

26．多数运算放大器有内部补偿，以防止放大器不稳定。

27．某些运算放大器利用外部补偿，让电路设计师可得到更高的高频增益和更好的转换速率。

28．内部补偿运算放大器更容易使用，更受欢迎。

29．能利用运算放大器作加法器。

30．通过调整输入电阻，加法器能校正部分或全部的输入信号

32．加法器也称作混合器，它能将几个输入的音频信号求和。

32．运算放大器能用来做成加减法器。从同相端的输入信号减去反相端的输入信号。

33．在滤波电路里也用到运算放大器，它的优点是去掉所需的电感。

34．用多个有源滤波器级联，能得到尖锐的截止边沿。

35．运算放大器的积分电路利用电容反馈，它的输出信号在响应直流输入信号时，产生一个线性的斜坡。

36．比较器是一个考虑两个输入端并且根据输入信号的大小转换它的状态的电路。

37．运算放大器的积分电路和运算放大器比较器电路能结合在一起形成一个电压频率变换器，它是将模拟转换到数字的一种方法。

38．施密特触发器是一个整形电路，它具有两个阈值电压。

39．在施密特触发器中两个阈值电压之差叫做迟滞电压。

40．迟滞电压能够阻止噪音引起的误触发。

41．单电源供电放大器，用分压器将输入端偏置在电源电压的一半。一般用于放大交流信号。

>

复习问题

回答下列问题:

13－1. 对两个输入信号之差作出响应的放大器叫做什么名字？

13－2. 如图13－2所示，假设正的输入信号加在Q1的基极，对Q2的发射极与集电极各有什么影响？

13－3. 如图13－3所示,假设连接信号源到差分放大器的两根导线感应一个交流声，为什么放大器能极大地减少哼声。

13－4. 如图13－3所示,如果单端输出信号是2.3V（峰峰值）那么双端输出是多少？

13－5. 如图13－3所示,如果信号取自两个集电极这种叫做什么输出？这种连接的输出能减少共模信号吗？

13－6. 放大器的差动输入信号是150mV，输出信号是9V，差动信号的增益是多少？

13－7. 利用题13－6的放大器，2V的共模信号在输出端减少到50mV，它的共模抑制比CMRR是多少？

13－8. 如图13－9所示，这个电路在它的任一个信号输出端都有很好的共模抑制比吗？

13－9. 如图13－11所示,运算放大器提供的是单端输出还是双端输出？

13－10. 运算放大器哪个端点用来纠正内部轻微不平衡？

13－11. 一个运算放大器有5V/μs转换速率，运算放大器峰－峰值是16V时，它的功率带宽是多少？

13－12. 没有负反馈时放大器的增益称什么？

13－13. 负反馈对运算放大器增益的有什么影响？

13－14. 负反馈对运算放大器带宽的有什么影响？

13－15. 如图13－19所示，为了产生33倍的电压增益，RF必需变到什么值？

13－16. 如图13－21所示，R 1变到470Ω电压增益是多少？输入阻抗是多少？

13－17. 如图13－21（b）所示，R2与R1和RF并联的等效阻值相差很大时，运算放大器可能发生什么？

13－18. 如图13－21（b）所示，R1 与R2 是2200Ω，RF 是220kΩ放大器的电压增益是多少？输入阻抗是多少？

13－19. 如图13－23所示，波特图中最大的误差在哪里？误差是多少？

13－20. 如图13－23所示，具有负反馈的运算放大器的增益是80dB，截止频率是多少？

13－21. 如图13－23所示，利用这个放大器在100Hz能得到30dB的增益吗？

13－22. 如图13－23所示，利用这个放大器在1kHz能得到70dB的增益吗？

13－23. 如图13－32所示，假设R1和R2是47kΩ从U1看阻抗是多少？从U2看阻抗是多少？

13－24. 如图13－32所示，电阻R1和R2是10kΩ，RF是68kΩ，如果U1＝0.3V、U2＝0.5V，Uout 是多少？

13－25. 如图13－34所示，所有电阻都是1kΩ、U1＝2V、U2＝2V，输出电压是多少？

13－26. 滤波器的截止频率被定义为输出信号降到它的最大值的70.7%时的频率，用分贝怎样描述？

13－27. 求具有22kΩ的电阻和0.1μF的电容的RC滞后网络的截止频率。在fc处输出信号的相位角是多少？

13－28. 在10倍的截止频率处滞后网络输出信号的相位角是多少？

13－29. 如果内部网络的滞后角的总和是－180°，负反馈放大器将发生什么变化？

13－30. 如图13－41所示，用什么电路给积分器放电？

13－31. 如图13－41所示，哪个运算放大器使Q1导通？

13－32. 如图13－44所示，当R1变大迟滞电压怎样变化？当R1变小回滞电压又怎样变化？

13－33. 如图13－47所示，施密特触发器的输出信号频率与输入信号频率关系如何？

13－34. 如图13－47所示，比较器的输出信号与输入信号相比有何关系？

13－35. 如图13－48所示，信号源的负载是多少？两级的总增益是多少？

13－36. 分析图13-53所示电路，在三种可能的答案（A．增大，B．减小，C．不变）中选择正确者填空。设元件参数改变仍使电路处于放大状态。

1．电阻Re增大，则差模电压放大倍数＿＿，差模输入电阻Rid＿＿，输出电阻Rod＿＿，共模电压放大倍数＿＿，共模输入电阻Ric＿＿；

2．电阻R增大时，则＿＿，Rid＿＿，Rod＿＿，＿＿，Ric＿＿；

3．两个Rc增大同样的阻值时，则＿＿，Rid＿＿，Rod＿＿，＿＿，Ric＿＿；

4．RL增大，则＿＿，Rid＿＿，Rod＿＿，＿＿，Ric＿＿。

 

13－37. 由集成运放A1、A2等元、器件组成的两个反馈放大电路如图13－54所示。试回答下列问题：

1．为使两电路的级间反馈为负反馈，请用“＋”“－”号分别标出全部运放的同相输入端和反相输入端。

2．指出两电路级间交流负反馈组态各是什么？

13－38. 在图13－55所示的反馈放大电路中，设A为理想运放，T1、T2为特性对称的硅三极管。试计算电路的下列性能指标：

1．闭环电压放大倍数；2．输入电阻 和输出电阻  。

13－39. 图13－56所示放大电路中，已知A为理想运算放大器，其它参数如图所示。

1．   写出输出电压的表达式。2. 若输入电压波形如图（b）所示，试画出对应的输出波形图。

13－40. 图13－57（a）所示为集成电压比较器CJ0311的等效电路，虚线框外所标数字是引脚号；可将A看成理想运放，是其输出端；对于，2为反相输入端，3为相同输入端。

图13－57（b）所示为CJ0311的应用电路；设CJ0311的三极管T工作在开关状态，其饱和管压降UCES＝0V。

试画出图（b）所示电路的电压传输特性。并在图（b）的集成电压比较器中，标出对应于的同相输入端（＋）和反相输入端（－）。

13－41. 在图13－58（a）所示电路中，已知A1、A2均为理想运算放大器，其输出电压的两个极限值为12V；该电路的电压传输特性如图13－58（b）所示。试求解稳压管的稳定电压UZ及R1、R2的阻值。

13－42. 图13－59（a）所示为理想集成电压比较器的等效电路，虚线框外所标数字是引脚号；可将A看成理想运放，是其输出端；对于，2为反相输入端，3为相同输入端。

图13－59（b）所示为没有完全接好的集成电压比较器应用电路，已知集成电压比较器的三极管T工作在开关状态，其饱和管压降UCES＝0V。

试在图13－59（b）中合理连线并接合适的，使之具有图13－59（c）所示的电压传输特性。

判断思考题

13－1. 为什么CMRR是某些医疗电子设备重要的指标？

13－2. 级联差分放大器提供什么优点？

13－3. 用三个运算放大器级联组成一个放大器，每级的截止频率是10kHz，为什么这个放大器小信号带宽小于10kHz？

13－4. 工作在有放射源环境中的人员，也许被要求戴上一个测量辐射的徽章，这个徽章的目的是累计接触辐射的总的剂量。你能考虑出辐射徽章的电子替代物吗？

13－5. 描述在问题13－4中的电子装置的优点是什么？

13－6. 描述在问题13－4中的电子装置的缺点是什么？

13－7. 施密特触发器能输出包含噪声吗吗？为什么？

自测题答案

1．对偶或双极电源   2．0V   3．负的；正的

4．因为两个三极管电流改变   5．4VP-P  6．地7．100   8．800（58dB） 

9．因为RB1=RB2＝100k计算时考虑其影响使用下面方程：IRE=(12－UBE－URB)/RE

URB=RBIB

IB=IRE/2β

联立解得：IRE=1.21mA

   IE(Q1)=0.605mA      IE(Q2)=0.605mA   UCE=(Q1)=6.95V   UCE(Q2)=6.95V  

UB(Q1)= －0.302V    UB(Q2)= －0.302V    不考虑RB对增益的影响    A u(dif)=60.5

   Acm=0.55   CMRR=110(40.8dB)

10．第3级  11. 相差1800  12. 单端  13. 失调零   14. 幅度减小波形失真   15. 207 kHz ； 小信号带宽较大(3MHz)    16. 闭环    17. –100；470Ω  18.3300Ω；33kΩ 

19. 2； 22kΩ  20.100Ω   21.1MΩ  22.100Ω  23.100Hz 24.77dB  25.80dB  26.60dB  

27.减少它   28.漂移到更负   29.6.99Hz  

30.它发生在很低的频率，在内部滞后网络产生问题前增益已小于1 

31.在增益大于1时反馈变成正的  32.-3V  33.+5V      34.-8V 

35.虚地   36.+2V   37.+3V   38.10kHz  39.它将减少  40.600Hz   41.此斜坡为正   42.600Hz   43.4s  44.+1.18V；-1.18V ；2.36V   45.25nS   46.OV(低)

47.从脚1到地,射极跟随   48.上拉电阻   49.OV（低）   50.≈5V（高）   51.  D1