测控电路第五版李醒飞第五章习题答案.docx

图 图 X5-1 第五章信号运算电路 5-1推导题图5-43中各运放输出电压，假设各运放均为理想运放。 该电路为同相比例电路，故输出为： TOC \o "1-5" \h \z Uo 1 0.2 0.3V 0.36V 该电路为反相比例放大电路，于是输出为： 5 1 Uo Ui 0.3 0.15V 10 2 设第一级运放的输出为U°1，由第一级运放电路为反相比例电路可知: Uo1 1/2 * 0.3 0.15 后一级电路中，由虚断虚短可知，U U 0.5V，则有： Uo U /10k U Uo1 /50k 于是解得： U o 0.63V 设第一级运放的输出为U°1，由第一级运放电路为同相比例电路可知: 后一级电路中,Uo1由虚断虚短可知， 后一级电路中, Uo1 由虚断虚短可知， Uo U 1 5/10 U U /10k 0.3 0.45V 0.5V，则有: U Uo1 /50k 于是解得: Uo 0.51V 5-2试设计一个实现 Uo Ui1 Ui2 1 Ui5 3 Ui6 Ui7 Ui8运算的电路。 Ui6 Q__匚 Ui7 o— Ui8 ■:— 3R Ui 1 Ui2 Ui3 Ui4 Ui5 5R oo R + —l-q + N R R u+ r- oo + + N u- u+ r- 1 R ~1 1 1 oo + + N 5-3 5-3由理想放大器构成的反向求和电路如图 5-44所示 推导其输入与输出间的函数关系U。 f Ui,U2,U3,U4 ； 如果有民 2Ri、R3 4Ri、R4 8R1、R 10k 、Rf 20k ，输入 Ui,U2,U3,U4 的 范围是0到4V,确定输出的变化范围，并画出uo与输入的变化曲线。 (1)由运放的虚断虚短特性可知 U U2 R2 U 比 R3 0，则有: U4 R4 U0 Rf R 于是有： Rf Rf Rf Rf Uo —U1 U2 U3 —U R2 R3 R4 (2)将已知数据带入得到 Uo表达式： U o 2U i1 U i2 0.5U i3 0.25U 函数曲线可自行绘制 5-4理想运放构成图 5-45a所示电路，其中 R R2 100k 、C1 10uF、C2 5uF。图 5-54b为输入信号波形，分别画出Uo1和Uo2的输出波形。 前一级电路是一个微分电路，故 U°1 i*R R1C1 dUi/dt dUj/dt 输入已知，故曲线易绘制如图 X5-2所示。 4/V0.5 4/V 0.5 O -0.5 图 X5-2 后一级电路是一个积分电路，故 Vout 1/ R2C2 Uo1dt 2 Uo1dt 则曲线绘制如图X5-3所示。 图 X5-3 5-5理想运算放大器构成图5-46所示电路，推导输入/输出关系，并说明电路作用 该电路为差分放大电路，故输出为：(具体推导过程可参考教材) Rf Uo (Uii Ui2 ) Rg 该电路为差分放大电路，可有效抑制电路中的共模信号，有较大的共模抑制比 5-6理想单电源运算放大器作为线路放大器使用时，经常需要用减法器电路，实现电平 迁移，如图5-47所示为一理想运算放大器构成的电平迁移电路，试推导其输入 /输出关 系。 该电路为差分放大电路，故电路的输出为： Rf Uo ( Ui Uref ) 尽 5-7图5-48为图5-47所示的一种实用电路，根据电路所示参数，推导输入 /输出关系, 完成Uo mUi b运算，求其系数 由： m b? 1 1 Ui u u 5 10k 180k 可得： u' 18/19ui 15/19 由 1 1 u uo u 10k 27k 可得： u。37 /10u 由以上可得： 333 37 u。 ui 95 38 5-8图5-49为PtIOO铂电阻的三线测温线路，TL431为2.5V的精密电压基准源，试分 析线路工作原理，推导出Uo与PtIOO的关系，当PtIOO电阻值从100Q到178.5 Q变化 时，对应温度变化0到200T，要求线路输出0到2V的电压输出，说明RP1和RP2的作 用。如何调整线路输出零点和满度？ TL431提供电压源，RP1所在电路提供运放的正相输入电压。根据运放特性得到 (2.5-U +)/2.4k = ( U+ -Uo1)/Rt式中的U+可以通过调节 “进行调整。之后 4接一个反 相放大器，得到最终的输出。 通过上述分析，通过调节 R1可以调节输出的零点，而调节 R)2则可以调节输出的饱 和度。 5-9如何利用乘法器构成立方运算电路? 图 X5-4 图 X5-4 如图X5-4所示，首先经过一个对数电路，然后经过一个比例放大电路，最后接 个指数运算电路，即可完成立方运算电路。 5-10将正弦信号Ui 5-10将正弦信号Ui 并画出其波形 5-11在图5-35所示的调节器电路中为什么