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夏季和减法运算放大器电路

模拟集成电路

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  • 问题1

    别光坐在那儿!构建的东西! !


    学习数学分析电路需要大量的学习和实践。通常情况下，学生通过做大量的例题并对照课本或老师提供的答案进行练习。虽然这很好，但还有更好的方法。

    你会学到更多建立和分析实际电路让你的测试设备来提供“答案”，而不是书本或其他人。对于成功的电路构建练习，遵循以下步骤:

    1. 在电路建造前仔细测量和记录所有元件的值。
    2. 画出待分析电路的原理图。
    3. 在面包板或其他方便的介质上仔细地构造这个电路。
    4. 检查电路构造的准确性，沿着每根电线到每一个连接点，并在图上逐个验证这些元件。
    5. 数学分析电路，解决所有的电压和电流值。
    6. 仔细测量所有电压和电流，以验证您分析的准确性。
    7. 如果有任何实质性的错误(大于几个百分点)，仔细检查你的电路结构与图表，然后仔细地重新计算值和重新测量。

    避免使用741型运算放大器，除非你想挑战你的电路设计技能。还有更多功能的运放模型一般可供初学者使用。我推荐LM324用于直流和低频交流电路，TL082用于涉及音频或更高频率的交流项目。

    通常，避免过高或过低的电阻值，以避免仪表“负载”造成的测量误差。我建议电阻器的值在1 kΩ和100 kΩ之间。

    节省时间和减少出错可能性的一种方法是，从一个非常简单的电路开始，然后在每次分析后逐步添加组件以增加其复杂性，而不是为每个实践问题构建一个全新的电路。另一种节省时间的技术是在各种不同的电路配置中重复使用相同的组件。这样，您就不必重复度量任何组件的值。
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  • 问题2

    这里所示的简单电阻网络称为a被动平均器．描述“无源”这个词在这里的意思，并写出一个描述输出电压(Vd)的输入电压(V一个, VbVc)：



    提示:有一个网络定理直接适用于这种形式的电路，它被称为米尔曼定理．研究这个定理并使用它来生成你的方程!
    揭示答案

  • 问题3

    在这个无源平均器网络的输出加上一个运放电路以产生一个夏天电路:产生输出的操作电路电压等于总和四个输入电压中的一个。然后，写出描述整个电路功能的方程。


    揭示答案

  • 问题4

    为这个运放电路写一个数学方程，假设所有电阻器值相等:



    这个电路通常叫什么?
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  • 问题5

    这个运算放大器电路被称为a差分放大器，有时称为减法器．假设电路中所有电阻器的值相等，写出输出(y)作为两个输入电压(a和b)的函数的方程:


    揭示答案

  • 问题6

    确定电路中所有电流的大小和方向，以及电压降:


    揭示答案

  • 问题7

    确定电路中所有电流的大小和方向，以及电压降:


    揭示答案

  • 问题8

    确定从点开始的电流量一个对点B在这个电路:


    揭示答案

  • 问题9

    确定从点开始的电流量一个对点B在此电路中，运算放大器的输出电压:


    揭示答案

  • 问题10

    确定逆变和非逆变夏季电路的一些区别特性。如何识别哪个是哪个，如何确定合适的电阻器值，使每个电阻器都能正常工作?
    揭示答案

  • 问题11

    完成这个运算放大器电路的值表，计算所示的每个输入电压组合的输出电压:



    V1 V2 V出
    0 V 0 V
    1 V 0 V
    0 V 1 V
    2 V 1.5 V
    3.4 V 1.2 V
    2 V 4 V
    5伏 5伏
    3 V 3 V



    你在数据中注意到什么模式?两个输入电压和输出电压之间有什么数学关系?
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  • 问题12

    这个差放电路的操作与给定的电阻值(2R = R的两倍电阻)相比如何?与所有电阻值相等时的操作相比如何?



    描述你用什么方法或技术得出你的答案，也解释你的结论如何可以推广到所有的差分放大器电路。
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  • 问题13

    如果一个弱电压信号从一个信号源传送到一个放大器，放大器可能会检测到比所需要的信号更多的信号。与所需信号一起，外部电子“噪声”可能被耦合到传输线上，这些传输线来自交流源，如电力线导体、无线电波和其他电磁干扰源。请注意两种波形，表示沿传输线测量到的参考地的电压:



    在电噪声环境中，屏蔽传输线总是一个好主意，但有一个更优雅的解决方案，而不是简单地试图屏蔽干扰进入电线。我们不用单端放大器来接收信号，而是沿信号线发射两个电线和使用区别接收端放大器。请注意图中所示的四种波形，它们表示与地相对测得的这些点的电压:



    如果两个电线运行整个距离相互平行,以暴露在相同的噪声源以及距离,噪声电压的底部线将相同的噪声电压叠加在信号的线。

    解释差分放大器如何能够从相对于地的输入端看到的两个受噪声干扰的电压恢复原始(干净的)信号电压，以及短语如何共模电压适用于此场景。
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  • 问题14

    想要跟着流行音乐练习唱歌的歌手们会发现以下几点声消除器电路是有用的:



    该电路的工作原理是，声道通常是通过录音棚中的单个麦克风录制的，因此在立体声音响系统的每个声道上都有相同的表示。这种电路有效地消除了歌曲中的声道，只留下通过耳机或扬声器听到的音乐。

    解释运算放大器如何完成声道消除的任务。每个opamp在这个电路中扮演什么角色?
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  • 问题15

    下面的电路称为电路仪表放大器：



    假设在非反相输入端施加直流电压，1v在()，且反相输入端接地。完成下表显示了不同m值时该电路的输出电压:
    米 V出
    1
    2
    3.
    4
    5
    6



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  • 问题16

    找到一个真正的仪表放大器的数据表(封装为单个集成电路)，并把它带到课堂上与你的同学讨论。分析和讨论了电路的内部工作原理和部分性能参数。如果你不知道从哪里开始寻找，尝试研究模拟设备型号AD623，要么在参考书或在互联网上。
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  • 问题17

    下面的电路是一种差分放大器，与仪表放大器类似，但只使用两个运算放大器而不是三个:



    完成这个运算放大器电路的值表，计算所示的每个输入电压组合的输出电压。从输出电压的计算值，确定这个电路的哪个输入是反相的，哪个是非反相的，以及这个电路有多少差分电压增益。用方程式的形式把这些结论表达出来。
    V1 V2 V出
    0 V 0 V
    1 V 0 V
    0 V 1 V
    2 V 1.5 V
    3.4 V 1.2 V
    2 V 4 V
    5伏 5伏
    3 V 3 V



    揭示答案

  • 问题18

    任何差动放大器的一个重要参数- - -裸放大器和由放大器制成的差动放大器一样- - -是模抑制或CMR。解释这个参数的含义，下面的电路如何测试这个参数，以及为什么它对我们很重要:


    揭示答案

  • 问题19

    解释什么共模抑制比给出了微分放大器的计算公式。
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  • 问题20

    预测该无源平均器网络的运行将如何受到以下故障的影响。独立考虑每一个故障(即一次一个，不能有多个故障):



    电阻R1未开放:
    电阻器R的焊桥(短)1：
    电阻R2未开放:
    电阻器R的焊桥(短)2：
    电阻R3.未开放:
    电阻器R的焊桥(短)3.：

    对于每一种情况，请解释为什么由此产生的影响将会发生。
    揭示答案

  • 问题21

    预测以下故障将如何影响这条夏季线路的运行。独立考虑每一个故障(即一次一个，不能有多个故障):



    电阻R1未开放:
    电阻器R的焊桥(短)3.：
    电阻R4未开放:
    电阻R5未开放:
    电阻器R的焊桥(短)5：
    电阻R6未开放:

    对于每一种情况，请解释为什么由此产生的影响将会发生。
    揭示答案

  • 问题22

    预测以下故障将如何影响这条夏季线路的运行。独立考虑每一个故障(即一次一个，不能有多个故障):



    电阻R1未开放:
    电阻R2未开放:
    电阻器R的焊桥(短)3.：
    电阻R4未开放:
    电阻器R的焊桥(短)4：

    对于每一种情况，请解释为什么由此产生的影响将会发生。
    揭示答案

  • 问题23

    预测由于下列故障，差分放大器电路的运行将受到怎样的影响。独立考虑每一个故障(即一次一个，不能有多个故障):



    电阻R1未开放:
    电阻R2未开放:
    电阻器R的焊桥(短)3.：
    电阻R4未开放:
    电阻器R的焊桥(短)4：

    对于每一种情况，请解释为什么由此产生的影响将会发生。
    揭示答案

  • 问题24

    的仪表放大器是一个流行的电路配置模拟信号调理在广泛的电子测量应用。它如此流行的一个原因是它的微分增益可以通过改变单个电阻的值来设置，这个值在这个原理图中由一个名为m的乘法器常数表示:



    有一个方程描述仪表放大器的微分增益，但它很容易研究，所以我将把细节留给你们。我想让你们做的是，根据你们对反相和非反相运算放大器电路的了解，用代数推导出这个方程。

    假设我们对非反相输入施加1伏特，并对反相输入接地，给出1伏特的差分输入电压。无论仪表放大器电路输出出现何种电压，则直接表示电压增益:



    构造电路输出电压代数解释的一个提示是，将两个“缓冲”放大器分别看作反相放大器和非反相放大器:



    注意每一个电路的配置(反相或非反相)是相似的，为每一个电路开发传递函数(输出=…输入)，然后以表示减法电路将做什么的方式组合这两个方程。你的最终结果应该是仪表放大器的增益方程，用m表示。
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  • 问题25

    计算下列运算放大器电路的电压增益，将电位器完全调高，精确的中间位置，并完全向下:



    一个V(满锅)=
    一个V(锅中点)=
    一个V(完全放下)=
    揭示答案

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