医学电子学-作业习题:第四章

习题四

4-1 什么叫“虚地”？在图4-3中，同相输入端接“地”，反向输入端的电位接近“地”电位。既然这样，是否可以把两个输入端直接连起来？

答：对于理想放大器工作在线性区时，输入电流近似为零，即，又由于医学全在线理想运放两个输入端电位近似相等，即称为“虚地”。但并不代表实际接地。但是如果将两输入端直接相连，则可认为运放为共模信号，集成运放对其无放大倍数。

4-2 在图4-3中，设，，已知输入电压，试求输出电压的幅值，并画出和的波形图。

解：输出电压

所以输出电压的幅值

4-3 题图4-1是一个电平移动和同相放大电路。设输入电压的变化范围是 -1～+3V，问输出电压的变化范围是多少？

解：…………………………………（1)

对于输入端：………………（2)

且（虚短) …………………………（3)

由（1)、（2)、（3)三式有…（4)

将输入电压的变化范围-1～+3V代入（4)中得到输出电压的变化范围是0～+6V。

4-4 题图4-2所示电路是一个反相加法运算放大器，试推导该电路的传输特性www.lindalemus.com/zhuyuan/。

解：（虚短，虚地)………………（1)

…………………………………（2)

  …（3)

由（1)、（2)、（3)三式有

……………（4)

（4)式即为电压传输特性

4-5

(1) ()

 (2) ()

(3)

(4) ()

（5)

4-6什么是理想运算放大器？理想运算放大器工作在线形区和饱和区各有什么特点？分析方法有什么不同？理想运放工作在线形区时，为什么通常要引入深度电压负反馈？

答：理想运放，是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。

开环电压增益　A_ud=∞

输入阻抗　　　r_i=∞

输出阻抗　　　r_o=0

带宽f_BW=∞

失调与漂移均为零等。

理想运放在线性应用时的两个重要特性：

(1) 输出电压U_O与输入电压之间满足关系式

U_O＝A_ud（U₊－U_－)

由于A_ud=∞，而U_O为有限值，因此，U₊－U_－≈0。即U₊≈U_－，称为“虚短”。

　　(2) 由于r_i=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I_IB＝0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。

上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。

集成运算放大器的电压放大倍数越高，放大器的线形区就越窄，为了扩大运放的线形区，理想运算放大器常常引入电压负反馈。