第13练 集成运放基础与运算 浙江省（单独招生考试）《电子基本电路装调与分析》（高教版） 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，精心编制了浙江省（单独招生考试）《电子基本电路装调与分析》（高教版）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。 本卷是浙江省（单独招生考试）《电子基本电路装调与分析》（高教版）一课一练的第13练，内容为：基础检测卷：理想运放特性、引脚功能、比例/加法/减法/比较器电路。 浙江省（单独招生考试）一课一练 《电子基本电路装调与分析》（高教版） 第13练 集成运放基础与运算 一、单项选择题 1. 理想反相比例运算电路中，输入电阻为10 kΩ，反馈电阻为50 kΩ，输入电压为0.2 V，则输出电压为（ ） A. －5 V B. 5 V C. 1 V D. －1 V 2. 在下图所示电路中，电流I为（ ） A. －0.5mA B. 0.5mA C. －1mA D. 1mA 3. 关于差分放大器，下面说法错误的是（ ） A. 差分放大是指两个输入端之间有差别时，输出才有变化 B. 实用差分电路中，发射极电阻对共模信号没有负反馈作用 C. 实用差分电路中，发射极电阻对差模信号相当于短路 D. 具有恒流源的差分电路抑制零漂的能力更强 4. 理想集成运放的两个输入端具有“虚断”特点，是因为理想集成运放的（ ） A. 开环电压放大倍数为无穷大 B. 输出电阻为零 C. 输入电阻为无穷大 D. 共模抑制比为无穷大 二、填空题 5. 放大器的输入电阻______，则放大器要求信号源提供的______越小，信号源负担就______。放大器的输出电阻______，放大器______越强。 6. 电路如图所示，已知，则V。 7. LA4100的内部电路主要由______、______和______三大部分构成。 8. 加法运算电路中，若两个输入信号的电阻都为 10kΩ，反馈电阻为 20kΩ，输入电压分别为 1V 和 2V，则输出电压为______V。​ 三、简答题 9. 为什么要求放大器的输出电阻越小越好？ 四、综合应用题 10. 某自动化生产线采用集成运放制作传感器信号调理与限值报警电路。第一级为反相加法运算电路，运算放大器的同相输入端接地，传感器信号 通过 接入反相输入端，参考信号 通过 接入反相输入端，反馈电阻为 。已知 ，，，，。运算放大器采用±12 V电源，按理想运放分析。第二级为电压比较器，第一级输出接比较器同相输入端，比较电压为−4.0 V并接入反相输入端；当同相输入电压大于反相输入电压时，比较器输出为高电平，近似取＋12 V，否则为低电平，近似取−12 V。该运放采用DIP-8封装，资料规定2脚为反相输入端，3脚为同相输入端，6脚为输出端，7脚接正电源，4脚接负电源。（1）计算第一级反相加法电路的输出电压。（2）根据计算结果，判断第二级比较器的输出状态，并写出2脚、3脚和6脚的功能。（3）若控制系统要求传感器电压 增大时，调理电路输出电压也增大，分析现有第一级电路是否满足要求，并提出一种改进方法。 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 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，精心编制了浙江省（单独招生考试）《电子基本电路装调与分析》（高教版）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。 本卷是浙江省（单独招生考试）《电子基本电路装调与分析》（高教版）一课一练的第13练，内容为：基础检测卷：理想运放特性、引脚功能、比例/加法/减法/比较器电路。 浙江省（单独招生考试）一课一练 《电子基本电路装调与分析》（高教版） 第13练 集成运放基础与运算 一、单项选择题 1. 理想反相比例运算电路中，输入电阻为10 kΩ，反馈电阻为50 kΩ，输入电压为0.2 V，则输出电压为（ ） A. －5 V B. 5 V C. 1 V D. －1 V 【答案】D 【解析】反相比例运算电路的电压增益大小为反馈电阻与输入电阻之比，即5，输出电压与输入电压反相，因此输出电压为－0.2 V×5，结果为－1 V。 2. 在下图所示电路中，电流I为（ ） A. －0.5mA B. 0.5mA C. －1mA D. 1mA 【答案】A 3. 关于差分放大器，下面说法错误的是（ ） A. 差分放大是指两个输入端之间有差别时，输出才有变化 B. 实用差分电路中，发射极电阻对共模信号没有负反馈作用 C. 实用差分电路中，发射极电阻对差模信号相当于短路 D. 具有恒流源的差分电路抑制零漂的能力更强 【答案】B 【解析】实用差分电路中，发射极电阻只对共模信号起负反馈作用。 4. 理想集成运放的两个输入端具有“虚断”特点，是因为理想集成运放的（ ） A. 开环电压放大倍数为无穷大 B. 输出电阻为零 C. 输入电阻为无穷大 D. 共模抑制比为无穷大 【答案】C 【解析】理想集成运放的输入电阻为无穷大，输入端几乎没有电流流入，因此两个输入端呈现“虚断”特点。开环电压放大倍数无穷大与“虚短”条件有关，输出电阻为零与输出带负载能力有关，共模抑制比无穷大表示理想运放能抑制共模信号。因此选B。 二、填空题 5. 放大器的输入电阻______，则放大器要求信号源提供的______越小，信号源负担就______。放大器的输出电阻______，放大器______越强。 【答案】① 大 ② 电流 ③ 小 ④ 小 ⑤ 带负载能力 【解析】放大器输入电阻越大，对信号源的分流作用越小，信号源需要提供的电流越小，因而信号源负担越小。放大器输出电阻越小，带负载时输出电压的下降越小，输出电压越稳定，带负载能力越强。因此各空依次为“大、电流、小、小、带负载能力”。 6. 电路如图所示，已知，则V。 【答案】6 7. LA4100的内部电路主要由______、______和______三大部分构成。 【答案】① 差分输入级 ② 中间放大级 ③ OTL输出级 【解析】LA4100的内部电路通常由差分输入级、中间放大级和OTL输出级三大部分构成。差分输入级用于输入信号的差分放大和抑制共模信号；中间放大级提供主要电压增益；OTL输出级用于提高输出功率和带负载能力。因此各空依次为“差分输入级、中间放大级、OTL输出级”。 8. 加法运算电路中，若两个输入信号的电阻都为 10kΩ，反馈电阻为 20kΩ，输入电压分别为 1V 和 2V，则输出电压为______V。​ 【答案】-6 【解析】理想反相加法电路的输出电压为 Uo=-Rf(U1/R1+U2/R2)。代入数据得：Uo=-20kΩ×(1V/10kΩ+2V/10kΩ)=-2×(1+2)V=-6V。因此输出电压为−6V。 三、简答题 9. 为什么要求放大器的输出电阻越小越好？ 【答案】放大器输出电阻越小，越接近理想电压源特性，可实现：带负载时输出电压稳定，不受 RL​ 波动影响；能量高效传递至负载，减少内部损耗；适应低阻负载场景（如扬声器、电机），拓展应用范围。因此，在电压放大场景中，输出电阻越小越好。 【解析】将放大器等效为具有输出电阻的电压源时，负载电压为 UL=UoR_L/(Ro+RL)。输出电阻Ro越小，负载变化引起的输出电压变化越小，输出电压越稳定，也越接近理想电压源特性。同时，输出电阻上的电压降和功率损耗减小，带低阻负载的能力增强。因此在电压放大器中通常要求输出电阻越小越好。 四、综合应用题 10. 某自动化生产线采用集成运放制作传感器信号调理与限值报警电路。第一级为反相加法运算电路，运算放大器的同相输入端接地，传感器信号 通过 接入反相输入端，参考信号 通过 接入反相输入端，反馈电阻为 。已知 ，，，，。运算放大器采用±12 V电源，按理想运放分析。第二级为电压比较器，第一级输出接比较器同相输入端，比较电压为−4.0 V并接入反相输入端；当同相输入电压大于反相输入电压时，比较器输出为高电平，近似取＋12 V，否则为低电平，近似取−12 V。该运放采用DIP-8封装，资料规定2脚为反相输入端，3脚为同相输入端，6脚为输出端，7脚接正电源，4脚接负电源。（1）计算第一级反相加法电路的输出电压。（2）根据计算结果，判断第二级比较器的输出状态，并写出2脚、3脚和6脚的功能。（3）若控制系统要求传感器电压 增大时，调理电路输出电压也增大，分析现有第一级电路是否满足要求，并提出一种改进方法。 【答案】（1）反相加法电路输出电压为−4.5 V。（2）第一级输出−4.5 V小于比较电压−4.0 V，比较器输出为低电平，近似为−12 V。2脚为反相输入端，3脚为同相输入端，6脚为输出端。（3）不满足要求。现有反相加法电路中，增大时输出电压会减小。可在第一级后增加单位增益反相器，使总输出极性反向；也可将比较器的输入端对调并重新设定比较电压。 【解析】（1）理想运放同相端接地，反相端为虚地，输入端电流近似为零。由 ，先得 ，再乘以−100，结果为−4.5 V。（2）−4.5 V小于−4.0 V，比较器输出低电平。（3）反相电路使输入增大、输出减小，需增加反相级或调整比较器输入极性。 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 学科网（北京）股份有限公司 $