第1页共23页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共23页第三章集成运算放大器集成运算放大器在科学领域获得了极为广泛应用。按其功能可分为信号运算电路、信号处理电路、信号发生电路等。本章重点讨论信号运算、信号处理和信号产生电路。学习本章内容，要求理解运算放大器在深度负反馈下的特点，在此基础上掌握运放外接反馈网络所构成的电路的分析和应用。本章基本要求1.正确理解集成运算放大器在深度负反馈条件下“虚短”和“虚断”的特点以及集成运放的主要参数；2．熟练掌握运放所构成的加减、比例、积分、微分等信号运算电路的分析方法；3．掌握电压比较器、有源滤波器的工作原理及应用；4．掌握振荡电路的振荡条件，RC正弦波振荡电路的原理；5．了解非正弦波振荡器的电路形式及原理。本章习题解析3－1图3-1所示电路中，R1=200 u0=−1R1CF∫uidt=−1100×103×0.5×10−6∫uidt=−20∫uidt,RF=50kΩ,R2=50kΩ，R3=1kΩ,求Auf及平衡电阻R，指出电路的运算功能及特点。解由“虚短”、“虚断”可得：u+=u¿=0i+=i¿=0 i1=iF∴uiR1=—uo'RF又uo'=R3//RFR2+R3//RFuo由以上公式可得：Auf=uoui=−RF(R2+R3//RF)R1(R3//RF)¿-13平衡电阻R=R1//(RF+R2//R3)≈41kΩ3－2如图3-2所示电路，R1值已知，求uoui及R。图3-1题3-1图第2页共23页第1页共23页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共23页解由“虚短”、“虚断”的性质可得： 0—uiR1=ui—uo1R1第一级运放的输出uo1=3ui又 uo1—0R1=0—uoR1uo=—uo1∴uo=−3ui即uoui=-3平衡电阻R=R1//R1=R123－3如图3-3所示电路，求uoui及R，指出第一级运算放大器的功能。解第一级运放构成了电压跟随器∴uo1=ui第二级为反相比例运算电路∴uo=—2uo1=—2ui即uoui=—2R=R1//2R13－4如图3-4所示电路，求uo与ui1、ui2的函数关系。解第一级为电压跟随器，第二级为反相求和运算。∴ui1Ri+ui2R1=0—uoR1∴u0=−2(ui1+ui2)3－5如图3-5所示电路，写出uo与ui1、ui2的函数关系，并指出电路的运算功能。图3-2题3-2图图3-3题3-3图图3-4题3-4图第3页共23页第2页共23页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共23页解第一级是由运放构成的同相求和运算电路∴uo1=（1+5R1R1）(R1R1+R1)ui1+（1+5R1R1）(R1R1+R1)ui2=3(ui1+ui2) u0=uo1第二级为电压跟随器∴u0=3(ui1+ui2)3－6如图3-6所示电路，ui1=8V,ui2=4V,求uo。解 uo1=—ui1∴u0=2ui2—uo1=2ui2+ui1=16V3－7如图3-7所示电路，求uoui。解设第一级运放的输出电压用uo1表示，根据“虚短”、“虚断”的性质可得{uiR1=−u06R1−u012R1¿¿¿¿整理得：u0ui=−12图3-5题3-5图图3-6题3-6图图3-7题3-7图第4页共23页第3页共23页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共23页3－8如图3-8所示电路，求uoui。解设第一级运放的输出电压用uo1表示，根据“虚短”、“虚断”的性质可得{uiR1=−u0R3−u01R2¿¿¿¿整理得:u0ui=−(R4R2(R4+R5)+1R3)R13－9如图3-9所示电路，ui=2V,R1=10kΩ,CF=1uF,±UOM=±15V。求输出电压uo的线性积分时间及积分区间uo的表达式。UC(0)=0。解 第一级运放构成了电压跟随器∴uo1=ui由u0=−1R1CF∫uidt=−UiR1CFt=-200t因此，线性积分时间T=0.075S3－10如图3-10所示电路，写出uo与ui1、ui2的函数关系。解第一级构成同相比例运算单元uo1=2R1+R1R1ui1=3ui1第二级构成了差分式减法运算电路图3-8题3-8图图3-9题3-9图图3-10题3-10图第5页共23页第4页共23页V02100.10.2t/s编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共23页∴uo=5ui2−4uo1=5ui2−12ui13－11如图3-11所示电路，ui=2V，R1=100kΩ，CF=100uF，求uo=—10V时所需的积分时间。解由u0=−1R1CF∫uidt=−UiR1CFt=—2100×103×100×10—6t=—0.2t当uo=—10V时，t=50s3－12在题3-11所示电路中，若输入电压的波形如图3-12所示，试画出积分输出电压的波形。±UOM=±10V。解 u0=−1CF∫vidt=−1RCFUit∴t=1s时，ut1=−1RCF×2×1=−0.2Vt=2s时，ut2=ut1−1RCF×(−1)×1=0.1V∴输出电压的波形如下图所示...
