第23练 集成运放的线性应用电路(一) 内蒙古自治区（对口招生）《电子技术基础与技能》（高教版·第四版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了内蒙古自治区（对口招生）《电子技术基础与技能》（高教版·第四版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是内蒙古自治区（对口招生）《电子技术基础与技能》（高教版·第四版）一课一练的第23练，内容涵盖掌握反相比例、同相比例、加法、减法等线性应用电路的分析方法。 内蒙古自治区（对口招生）一课一练 《电子技术基础与技能》（高教版·第四版） 第23练 第三单元 常用放大器 第二章 集成运算放大器 第二节 集成运放的线性应用电路(一) 一、单项选择题 1. 集成运放用于比例、求和等信号处理时，通常应使电路处于（ ） A. 线性工作区 B. 截止工作区 C. 饱和工作区 D. 击穿工作区 2. 在反相比例运算电路中，反馈电阻通常接在输出端与（ ）之间。 A. 同相输入端 B. 反相输入端 C. 正电源端 D. 负电源端 3. 理想同相比例运算电路中，输入信号加在同相端，输出电压与输入电压的相位关系为（ ） A. 相位相同 B. 相位相反 C. 相位超前 D. 相位滞后 4. 某反相比例运算电路接入小幅正弦信号后，输出波形长时间处于负向饱和，最可能的原因是（ ） A. 输入电阻短路 B. 反馈电阻断路 C. 负载电阻偏大 D. 信号频率偏低 二、判断题 5. 理想运放在线性应用中，两输入端电位近似相等，但并不表示两端真正短接。（ ） 6. 在理想反相比例运算电路中，虽然运放反相输入端本身几乎不吸收电流，但输入电阻中仍可能有信号电流流过。（ ） 7. 同相比例运算电路的电压放大倍数通常大于或等于一。（ ） 8. 减法运算电路只要接入两个输入信号，就一定能准确得到两者之差。（ ） 三、填空题 9. 理想运放在线性负反馈条件下，常用的两条分析依据是虚短和______。 10. 反相比例运算电路中，输入电阻为10 kΩ，反馈电阻为20 kΩ，电压放大倍数的大小为______。 11. 由集成运放构成的反相加法电路，多个输入信号通常经各自输入电阻汇入______端。 12. 调试减法运算电路时，若输入两端加相同电压而输出仍明显偏离零，常见原因是电阻______不匹配。 四、综合题 13. 某运放信号合成电路工作在线性负反馈状态，同相输入端接地。两路直流信号分别通过电阻 R1=30 text{k}Ω、R2=20 text{k}Ω 接到运放反相输入端，反馈电阻 Rf=40 text{k}Ω 接在输出端与反相输入端之间。已知两路输入电压分别为 u1=0.12 text{V}、u2=-0.04 text{V}。求：（1）理想线性工作时反相输入端电位约为多少；（2）规定电流方向由信号源流向反相输入端，分别求 R1、R2 中的电流；（3）输出电压 uo。 14. 某减法运算电路采用匹配电阻网络，使输出满足 uo=2(u2-u1)。已知 u1=0.6 text{V}、u2=1.4 text{V}。求：（1）两输入电压的差值 u2-u1；（2）输出电压；（3）若希望保持该倍数关系，电阻配对应满足什么条件。 15. 某减法运算电路用于测量两个直流信号的差值，设计目标是输出电压为第二路输入电压减第一路输入电压。已知第一路输入为1.2 V，第二路输入为2.0 V，电阻已按单位增益减法电路匹配。调试时测得输出电压为0.8 V，后来将第二路输入改为1.5 V，第一路输入保持不变。求：（1）原测量结果是否符合设计目标；（2）改变第二路输入后的输出电压；（3）若两路输入同为1.0 V而输出为0.2 V，应优先检查什么。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了内蒙古自治区（对口招生）《电子技术基础与技能》（高教版·第四版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是内蒙古自治区（对口招生）《电子技术基础与技能》（高教版·第四版）一课一练的第23练，内容涵盖掌握反相比例、同相比例、加法、减法等线性应用电路的分析方法。 内蒙古自治区（对口招生）一课一练 《电子技术基础与技能》（高教版·第四版） 第23练 第三单元 常用放大器 第二章 集成运算放大器 第二节 集成运放的线性应用电路(一) 一、单项选择题 1. 集成运放用于比例、求和等信号处理时，通常应使电路处于（ ） A. 线性工作区 B. 截止工作区 C. 饱和工作区 D. 击穿工作区 【答案】A 【解析】比例、求和等电路要求输出随输入按一定关系连续变化，因此集成运放应在负反馈条件下工作于线性工作区。饱和工作区常用于比较器等非线性应用。 2. 在反相比例运算电路中，反馈电阻通常接在输出端与（ ）之间。 A. 同相输入端 B. 反相输入端 C. 正电源端 D. 负电源端 【答案】B 【解析】反相比例运算电路利用反馈电阻把输出信号送回反相输入端，从而形成负反馈。这样才能使反相端电位接近同相端电位，保证比例运算关系成立。 3. 理想同相比例运算电路中，输入信号加在同相端，输出电压与输入电压的相位关系为（ ） A. 相位相同 B. 相位相反 C. 相位超前 D. 相位滞后 【答案】A 【解析】同相比例运算电路的输入信号从同相端加入，负反馈使输出按同方向变化。因此输出电压与输入电压相位相同，只是幅值按闭环倍数变化。 4. 某反相比例运算电路接入小幅正弦信号后，输出波形长时间处于负向饱和，最可能的原因是（ ） A. 输入电阻短路 B. 反馈电阻断路 C. 负载电阻偏大 D. 信号频率偏低 【答案】B 【解析】反相比例运算电路依靠反馈电阻形成负反馈，反馈电阻断路后电路接近开环状态，微小输入也可能使输出进入饱和。输入电阻、负载电阻和信号频率的变化通常不会直接造成这种持续饱和现象。 二、判断题 5. 理想运放在线性应用中，两输入端电位近似相等，但并不表示两端真正短接。（ ） 【答案】√ 【解析】理想运放在线性负反馈条件下具有虚短特性，两输入端电位近似相等。由于输入电阻很大，两输入端之间没有实际短接关系。 6. 在理想反相比例运算电路中，虽然运放反相输入端本身几乎不吸收电流，但输入电阻中仍可能有信号电流流过。（ ） 【答案】√ 【解析】理想运放输入电流近似为零，表示电流几乎不流入运放输入端，并不表示外接输入电阻中没有电流。输入信号通过输入电阻形成电流，该电流主要经反馈电阻流向输出端，因此题干说法正确。 7. 同相比例运算电路的电压放大倍数通常大于或等于一。（ ） 【答案】√ 【解析】同相比例运算电路的闭环倍数由反馈网络决定，其数值为一加上电阻比值。电阻比值不为负时，闭环倍数通常不小于一。 8. 减法运算电路只要接入两个输入信号，就一定能准确得到两者之差。（ ） 【答案】× 【解析】减法运算电路要准确实现相减关系，相关电阻比例必须满足匹配条件。若电阻比例不匹配，输出中会混入不应有的比例误差。 三、填空题 9. 理想运放在线性负反馈条件下，常用的两条分析依据是虚短和______。 【答案】虚断 【解析】虚短说明两输入端电位近似相等，虚断说明两输入端输入电流近似为零。二者是分析集成运放线性应用电路的基本依据。 10. 反相比例运算电路中，输入电阻为10 kΩ，反馈电阻为20 kΩ，电压放大倍数的大小为______。 【答案】2 【解析】反相比例运算电路放大倍数的大小等于反馈电阻与输入电阻之比。代入数据可得20 kΩ除以10 kΩ，放大倍数的大小为2。 11. 由集成运放构成的反相加法电路，多个输入信号通常经各自输入电阻汇入______端。 【答案】反相输入 【解析】反相加法电路把多个输入信号通过输入电阻送到反相输入端，再由反馈电阻形成输出。由于反相端近似为虚地，各输入支路电流可按叠加方法分析。 12. 调试减法运算电路时，若输入两端加相同电压而输出仍明显偏离零，常见原因是电阻______不匹配。 【答案】比例 【解析】减法运算电路要求两侧电阻比例满足对应关系，才能抵消相同输入成分。比例不匹配会使共模输入转化为输出误差。 四、综合题 13. 某运放信号合成电路工作在线性负反馈状态，同相输入端接地。两路直流信号分别通过电阻 R1=30 text{k}Ω、R2=20 text{k}Ω 接到运放反相输入端，反馈电阻 Rf=40 text{k}Ω 接在输出端与反相输入端之间。已知两路输入电压分别为 u1=0.12 text{V}、u2=-0.04 text{V}。求：（1）理想线性工作时反相输入端电位约为多少；（2）规定电流方向由信号源流向反相输入端，分别求 R1、R2 中的电流；（3）输出电压 uo。 【答案】（1）反相输入端电位约为 0 text{V}。 （2）R1 中电流为 4.0 μtext{A}，R2 中电流为 -2.0 μtext{A}。 （3）输出电压为 -0.08 text{V}。 【解析】（1）同相输入端接地，理想运放在线性负反馈条件下满足虚短，因此反相输入端电位近似等于同相输入端电位，即 u-≈ u+=0 text{V}。 （2）按题设规定的电流正方向，由欧姆定律得 i1=(u1-u-)/(R1)=(0.12-0)/(30×103)=4.0×10-6 text{A}=4.0 μtext{A}， i2=(u2-u-)/(R2)=(-0.04-0)/(20×103)=-2.0×10-6 text{A}=-2.0 μtext{A}。 其中 i2 为负，表示实际电流方向与规定方向相反。 （3）理想运放输入端电流近似为零，反相端节点满足电流关系： (u1)/(R1)+(u2)/(R2)+(0-uo)/(Rf)=0。 所以 uo=-Rf((u1)/(R1)+(u2)/(R2)) =-40×103((0.12)/(30×103)+(-0.04)/(20×103)) =-40×103(4.0×10-6-2.0×10-6)=-0.08 text{V}。 14. 某减法运算电路采用匹配电阻网络，使输出满足 uo=2(u2-u1)。已知 u1=0.6 text{V}、u2=1.4 text{V}。求：（1）两输入电压的差值 u2-u1；（2）输出电压；（3）若希望保持该倍数关系，电阻配对应满足什么条件。 【答案】（1）两输入电压的差值为0.8 V。 （2）输出电压为1.6 V。 （3）两组电阻比应相等，并使比例系数为2。 【解析】（1）按题意，差值为 u2-u1=1.4 text{V}-0.6 text{V}=0.8 text{V}。 （2）输出满足 uo=2(u2-u1)，因此 uo=2×0.8 text{V}=1.6 text{V}。 （3）减法运算电路要准确按比例输出差值，相关电阻必须成比例匹配。若要实现 uo=2(u2-u1)，两组电阻比应保持相等，并且反馈支路与输入支路的电阻比应取2。 15. 某减法运算电路用于测量两个直流信号的差值，设计目标是输出电压为第二路输入电压减第一路输入电压。已知第一路输入为1.2 V，第二路输入为2.0 V，电阻已按单位增益减法电路匹配。调试时测得输出电压为0.8 V，后来将第二路输入改为1.5 V，第一路输入保持不变。求：（1）原测量结果是否符合设计目标；（2）改变第二路输入后的输出电压；（3）若两路输入同为1.0 V而输出为0.2 V，应优先检查什么。 【答案】（1）原测量结果符合设计目标。 （2）改变第二路输入后的输出电压为0.3 V。 （3）应优先检查减法电路两侧电阻比例是否匹配，以及相关电阻是否接错或阻值偏差过大。 【解析】（1）单位增益减法电路的输出电压为第二路输入电压减第一路输入电压。代入数据，2.0 V减1.2 V得到0.8 V，与测得输出电压一致，因此原测量结果符合设计目标。 （2）第二路输入改为1.5 V后，第一路输入仍为1.2 V。代入差值关系，1.5 V减1.2 V得到0.3 V，因此输出电压为0.3 V。 （3）当两路输入同为1.0 V时，理想差值应为0 V。实际输出为0.2 V，说明相同输入没有被有效抵消，常见原因是减法电路两侧电阻比例不匹配或接线错误。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $