模电课后习题答案

模电典型例题分析

第二章

题2.1 如图所示电路,已知集成运放开环差模电压增益为∞，其电源电压±VCC ＝±14V ，Ui=１V ；R1＝10k,Rw=100ｋ。请问：当Ｒw 滑动端分别在最下端、最上端和中点时时,输出Uo ＝?V ； 解:

14V ,1Ｖ,６V

题2.2 在题图所示的放大电路中,已知Ω=====k R R R R R 1087521，Ω===k R R R 201096∶

① 列出1O u 、2O u 和O u 的表达式;

② 设V u I 3.01=,V u I 1.02=，则输出电压?=O u

注:此图A 1的同相端、反相端标反。

解

分析：本题中,运放A １构成反相比例运用电路,A 2构成同相比例运用。而Ａ3则构成了一个减法电路，由于可将运放当作理想器件，又在线线场合下使用,所以可使用“虚短”及“虚断”的两个基本概念来对电路进行分析。

（1)

21111152221

610

10

10311202O I I I O I I I R u u u u R R u u u u R =-

=-⨯=-⎛⎫⎛⎫

=+=+⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 对A 3,1032222

810202

10203O O O I R u u u u u R R +=⨯===++

因为0133079u u u u R R ---=－ 332011I I u u u u u -+===-

()()90313212712

20

10

23O I I I I I R u u u u u u u R u u -=-

-=---=+

（2）120.3,0.120.330.10.9I I O u V u V

u V ===⨯+⨯=

题2.3 加减运算电路如图所示,求输出电压O u 的值。

R u

分析：本题中运放A 构成了差分减法电路,由于运放可作理想器件，且工作在线性区,可用“虚短”和“虚断”的基本概念来分析电路。此电路的同相和反相端分别有两个输入信号,因此可用叠加原理来分析。

1s u 单独作用:2s u 、 3s u 、4s u 接地,此时输出为O1u

F O11

1s R

u u R =- 2s u 单独作用:1s u 、 3s u 、4s u 接地,此时输出为O2u F

O222

s R u u R =-

3s u 单独作用：1s u 、 2s u 、4s u 接地,此时输出为O3u

45

p 3

453////s R R u u R R R =+ N P

N O3N

12F //u u u u u

R R R =-∴=

F

O3N

12

(1)//R u u R R =+

45F

3

12453//(1)////s R R R u R R R R R =++

4s u 单独作用：1s u 、 2s u 、3s u 接地,此时输出为O4u

35F

O44

12354

//(1)////s R R R u u R R R R R =+

+

综合: O1O2O3O4 = u u u u u +++

题2.４ 电路如图所示，设1A 、2A 为理想运放，电容的初始电压(0)0c u =。 (1)写出0u 与1s u 、2s u 和3s u 之间的关系式;

(2)写出当电路中电阻123456R R R R R R R ======时，输出电压0u 的表达式。

分析:利用运放工作在线性区满足“虚短”和“虚断”的概念来分析电路功能。1A 是差分减法器,2A 是两输入的积分电路。

(1)由于1A 是典型的差动减法电路,直接写出01u 与1s u 、2s u 的关系:

344

0112

1123

(1)s s R R R u u u R R R R =-+++

对2A 的分析用叠加原理:

3s u 单独作用，输出为'0

u '

361

s u u dt

R C =-⎰

01u 单独作用，输出为''

u

''

0151

u u dt

R C =-⎰

综合:'

''00

3016511

s u u u u dt u dt

R C R C =+=-⎰-⎰

所以

'''

000

3443101615123511

(1)s s u u u R R R u dt u dt u dt R C R R C R R R R C =+=-

⎰+⎰-+⋅⎰+

(2)

0312

123

111

1

()

s s s

s s s

u u dt u dt u dt RC R RC

u u u dt

RC

=-⎰

+⎰-⎰

=⎰--

题2.5在题图所示电路中,已知u I1＝4Ｖ，u I2=1V。回答下列问题：

图P7.１9

(1)当开关Ｓ闭合时,分别求解A、Ｂ、C、Ｄ和ｕO的电位；

（２）设t＝０时S打开，问经过多长时间uＯ=0？

解：(１)U A=７V,U B=4V，U C=１V,UＤ＝－2V,u O=2 U D =-4V。

（2)因为u O＝2uＤ-ｕＯ3，2 u D＝－4V,所以u O3＝-4V时,uＯ才为零。即

mS

6.

28

4

7

10

10

50

1

1

6

3

A

1

O3

≈

-

=

⨯

⨯

⨯

⨯

-

=

⋅

⋅

-

=

-

t

t

t

u

C

R

u

题2.6图示电路中，A１~Ａ5都是理想运放。试求:1.当开关S闭合时，分别计算、、、及的值。2.当t＝0时，将S打开，问经多少时间，=０V ？