模擬電子技術(shù)第九章92典型習題

1、第9章信號的處理與信號產(chǎn)生電路一、在下列各種情況下，應(yīng)分別采用哪種類型（低通、高通、帶通、帶阻） 的濾波電路。（1）抑制50Hz交流電源的干擾；（2）處理具有1Hz固定頻率的有用信號；（3）從輸入信號中取出低于2kHz的信號；（4）抑制頻率為100kHz以上的高頻干擾。解：（1）帶阻濾波器（2 ）帶通濾波器（3）低通濾波器（4）低通濾波器二、分別推導出圖T1所示各電路的傳遞函數(shù)，并說明它們屬于哪種類型的 濾波電路。圖T1解：利用節(jié)點電流法可求出它們的傳遞函數(shù)。在圖（a）所示電路中故其為高通濾波器。在圖（b）所示電路中伽“嗨陽菟亠故其為低通濾波器。三、試說明圖T2所示各電路屬于哪種類型的濾波電路

2、，是幾階濾波電路。圖T2解： 圖（a）所示電路為一階高通濾波器。圖（b）所示電路二階高通濾波器。圖（c）所示電路二階帶通濾波器。圖（d）所示電路二階帶阻濾波器。四、設(shè)一階LPF和二階HPF的通帶放大倍數(shù)均為2，通帶截止頻率分別為2kHz 和100Hz。試用它們構(gòu)成一個帶通濾波電路，并畫出幅頻特性。解：低通濾波器的通帶截止頻率為2kHz，高通濾波器的通帶截止頻率為100Hz。 將兩個濾波器串聯(lián)，就構(gòu)成一個帶通濾波電路。其通帶放大倍數(shù)為通帶增益為201（-112幅頻特性如解圖T3所示。解圖T3五、試分析圖T4所示電路的輸出uoi、UO2和us分別具有哪種濾波特性（LPF、HPF、BPF、 BEF）

3、？圖T4解：以UO1為輸出是高通濾波器，以UO2為輸出是帶通濾波器，以UO3為輸出是低通濾波器。六、判斷下列說法是否正確，用或“X”表示判斷結(jié)果。(1) 在圖T5所示方框圖中，若o F= 180,則只有當o A= 180時，電路才能產(chǎn)生正弦 波振蕩。()(2 )只要電路引入了正反饋，就一定會產(chǎn)生正弦波振蕩。()(3 )凡是振蕩電路中的集成運放均工作在線性區(qū)。()(4 )非正弦波振蕩電路與正弦波振蕩電路的振蕩條件完全相同。()(5) 在圖T8.1所示方框圖中，產(chǎn)生正弦波振蕩的相位條件是0 f= 0 a()(6) 因為RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)作為反饋網(wǎng)絡(luò)時的0 f= 0。，單管共集放大電路的 0 a=

4、0,滿足正弦波振蕩的相位條件o a+0 f= 2nn (n為整數(shù))，故合理連接它們可以構(gòu)成正弦波振蕩電路。()(7) 在RC橋式正弦波振蕩電路中， 若RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)中的電阻均為R,電容均為C,則其振蕩頻率fc= 1/ RC ()(8) 電路只要滿足 i，就一定會產(chǎn)生正弦波振蕩。()(9) 負反饋放大電路不可能產(chǎn)生自激振蕩。()(10) 在LC正弦波振蕩電路中，不用通用型集成運放作放大電路的原因是其上限截止頻率太低。()解:(1) V(2) X( 3) X(4) X(5) X(6) V(7)(8)X( 9)V(10)X七、現(xiàn)有電路如下：A.RC橋式正弦波振蕩電路B.LC正弦波振蕩電路C.石英

5、晶體正弦波振蕩電路選擇合適答案填入空內(nèi)，只需填入AB或C(1) 制作頻率為20Hz20kHz的音頻信號發(fā)生電路，應(yīng)選用 (2) 制作頻率為2 MHz20MHz的接收機的本機振蕩器，應(yīng)選用 (3) 制作頻率非常穩(wěn)定的測試用信號源，應(yīng)選用 解：(1) A(2) B(3) C八、選擇下面一個答案填入空內(nèi)，只需填入A、B或C。A.容性B.阻性C.感性(1) LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在諧振時呈 ，在信號頻率大于諧振頻率時呈 在信號頻率小于諧振頻率時呈。(2) 當信號頻率等于石英晶體的串聯(lián)諧振頻率或并聯(lián)諧振頻率時，石英晶體呈；當信號頻率在石英晶體的串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率之間時，石英晶體呈 ;其余情況下石英晶體呈

6、。(3) 當信號頻率f = fo時，RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)呈。解：(1) B A C(2) B C A(3) B九、將圖T6所示電路合理連線，組成 RC橋式正弦波振蕩電路。圖T6解圖T6解：、與相連，與相連，與相連，與相連。如解圖T2所示。十、已知圖T7 ( a)所示方框圖各點的波形如圖(b)所示，填寫各電路的名稱。電路1為，電路2為，電路3為，電路4為。 Jf111j/| Ar t1 1 1 1 111一1J s1圖T7解：正弦波振蕩電路，同相輸入過零比較器，反相輸入積分運算電路，同相輸入滯回比較器。十一、試分別求出圖 T8所示各電路的電壓傳輸特性。(a)(h)圖T8解:圖（a）所示電路為同相輸入的

7、過零比較器；圖（b）所示電路為同相輸入的滯回比較器,兩個閾值電壓為土 UT= 0.5 UZ。兩個電路的電壓傳輸特性如解圖T4 所示% |1吋0解圖T8十二、判斷圖T9所示各電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩，簡述理由。設(shè)圖（b）中G容量遠大于其它三個電容的容量。Bi圖T9解：圖（a）所示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩。因為共射放大電路輸出電壓和輸入電壓反相（0 a= 180?）,且圖中三級移相電路為超前網(wǎng)絡(luò)，在信號頻率為0到無窮大時相移為+270?0?因此存在使相移為+ 180? （ 0 f=+ 180?）的頻率，即存在滿足正弦波振蕩相位條件的頻率f。（此時0 A+ 0 F= 0?）；且在f = f。時有可

8、能滿足起振條件I 1,故可能產(chǎn) 生正弦波振蕩。圖（b）所示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩。因為共射放大電路輸出電壓和輸入電壓0到無窮大時相移反相（0 a= 180?）,且圖中三級移相電路為滯后網(wǎng)絡(luò)，在信號頻率為為0?270?,因此存在使相移為180? (0 F=- 180?)的頻率，即存在滿足正弦波振蕩 相位條件的頻率f。(此時0 a+ 0 f= 360?);且在f = f0時有可能滿足起振條件 丨 1, 故可能產(chǎn)生正弦波振蕩。十三、 電路如圖T5所示，試問：(1) 若去掉兩個電路中的 R2和G,則兩個電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩？為什么？(2) 若在兩個電路中再加一級 RC電路，則兩個電路是否可能產(chǎn)

9、生正弦波振蕩？為 什么？解：(1)不能。因為圖(a)所示電路在信號頻率為 0到無窮大時相移為+ 180 0,圖(b)所示電路在信號頻率為 0到無窮大時相移為 0180，在相移為土 180 時反饋量為0，因而不可能產(chǎn)生正弦波振蕩。(2) 可能。因為存在相移為土 180的頻率，滿足正弦波振蕩的相位條件，且電路有可能滿 足幅值條件，因此可能產(chǎn)生正弦波振蕩。十四、電路如圖T10所示，試求解：(1) FW的下限值；(2)振蕩頻率的調(diào)節(jié)范圍。圖T10解：(1)根據(jù)起振條件片斗略2肥k 故FW的下限值為2kQo(2)振蕩頻率的最大值和最小值分別為145Hz2k (& + JC3)C十五、 電路如圖T11所示

10、。(1) 為使電路產(chǎn)生正弦波振蕩，標出集成運放的“ + ”和“一”；并說明電路是哪種正弦 波振蕩電路。(2) 若R短路，則電路將產(chǎn)生什么現(xiàn)象？(3 )若R斷路，則電路將產(chǎn)生什么現(xiàn)象？(4 )若RF短路，則電路將產(chǎn)生什么現(xiàn)象？(5 )若RF斷路，則電路將產(chǎn)生什么現(xiàn)象？圖T11解：(1 )上“”下 “ + ”(2) 輸出嚴重失真，幾乎為方波。(3) 輸出為零。(4) 輸出為零。(5) 輸出嚴重失真，幾乎為方波。十六、 圖T12所示電路為正交正弦波振蕩電路，它可產(chǎn)生頻率相同的正弦信號和余 弦信號。已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓土UZ= 6V, R = R= R= Rt=民=R, G= C2= GLs 圖T12

11、(1)試分析電路為什么能夠滿足產(chǎn)生正弦波振蕩的條件；(2 )求出電路的振蕩頻率；(3) 畫出 幾 和”心的波形圖，要求表示出它們的相位關(guān)系，并分別求出它們的峰值。解：(1)在特定頻率下，由A組成的積分運算電路的輸出電壓 % 超前輸入電壓“入1 90，而由Ai組成的電路的輸出電壓片幾I滯后輸入電壓廠人2 90，因而山和&應(yīng)互為依存條件， 即存在fo滿足相位條件。在參數(shù)選擇合適時也滿足幅值條件，故電路在兩個集成運放的輸 出同時產(chǎn)生正弦和余弦信號。(2)解方程組：可得正實根，求出(3 )輸出電壓 U2最大值U)2max= U= 6V對方程組中的第三式取模，并將 眾代入可得平、，若UO1為正弦波，則U

12、O2為余弦波，如解圖8.10所示。解圖T12十七、 試分別指出圖T13所示兩電路中的選頻網(wǎng)絡(luò)、正反饋網(wǎng)絡(luò)和負反饋網(wǎng)絡(luò)，并 說明電路是否滿足正弦波振蕩的相位條件。圖T13解：在圖（a）所示電路中，選頻網(wǎng)絡(luò)：C和L;正反饋網(wǎng)絡(luò)：R、C2和R;負反饋網(wǎng)絡(luò)：C和L。電路滿足正弦波振蕩的相位條件。在圖（b）所示電路中，選頻網(wǎng)絡(luò)：C2和L；正反饋網(wǎng)絡(luò)：C2和L；負反饋網(wǎng)絡(luò)：R 。電路滿足正弦波振蕩的相位條件。/?RIKWi * ) v QkH十八、 試分別求解圖T14所示各電路的電壓傳輸特性。得出閾值電壓圖T14解：圖（a）所示電路為單限比較器，uo= UZ= 8V, UT=- 3V,其電壓傳輸特性如解圖

13、他T10 （a）所示。圖（b）所示電路為過零比較器，Udl= U）= 0.2V, Uk=+ UZ=+ 6V, Ut= 0V。其電壓傳輸特性如解圖 T10 （b）所示。圖（c）所示電路為反相輸入的滯回比較器，uo= UZ= 6V。令其電壓傳輸特性如解圖 T14 （c）所示。圖（d）所示電路為同相輸入的滯回比較器，uo= UZ= 6V。令求出閾值電壓Uti= 0 VUt2= 4 VVo fi.fti lOkflR.-CZFV20 kQ% 二:L5VUp 二 T5V其電壓傳輸特性如解圖 T10 （d）所示。PT10圖（e）所示電路為窗口比較器，uo= UZ= 5V, Ur= 3V,其電壓傳輸特性如解

14、圖（e）所示。/VnJ V1U./V61 30T7v004 的-氏2山八-S時(c町八1-501.570J J/V-h汕(0)解圖T14所示,十九、已知三個電壓比較器的電壓傳輸特性分別如圖T15（a）、（b）、（ c）它們的輸入電壓波形均如圖（d）所示，試畫出UO1、UO2和UO3的波形。如解圖T15解：根據(jù)三個電壓比較器的電壓傳輸特性畫出在輸入電壓作用下它們的輸出電壓波形, 圖T15所示。解圖T15二十、設(shè)計三個電壓比較器，它們的電壓傳輸特性分別如圖T16( a)、( b)、( c)所示。要求合理選擇電路中各電阻的阻值，限定最大值為50k Qo解：具有圖T12 (a)所示電壓傳輸特性的電壓比

15、較器為同相輸入的單限比較器。輸出電壓uo= LZ= 6V,閾值電壓 UT= 2V,電路如解圖 P8.18 (a)所示。具有圖T12 ( b)所示電壓傳輸特性的電壓比較器為反相輸入的滯回比較器。輸出電壓ux LZ= 6V;閾值電壓LTi= 0V, Lt2= 2V,說明電路輸入有 LRef作用，根據(jù)Up 二Hq I = M戸耐十醞+it21列方程，令 R= 50 k Q,可解出 R= 10 k Q , LRef= 1.2V。電路如解圖 P8.18 (b)所示。具有圖T12 (c)所示電壓傳輸特性的電壓比較器為窗口單限比較器。輸出電壓LOl= 0V, LOh=6V,閾值電壓 LTi= 0V, Llr

16、i= 2V。電路如解圖 T12 (c)所示。uH)ku50KQ的峰峰值之間A11I Oku圖T17求出閾值電壓解圖T16zs n(1 )求解UO3的占空比與U的關(guān)系式(1 )在A組成的滯回比較器中解：在圖T13所示電路中，A和A組成矩形波-三角波發(fā)生電路30 kQlonkti o& o-15 tn(2)設(shè) U = 2.5V，畫出uoi、us和 uo3的波形。電路如圖T17所示，已知集成運放的最大輸出電壓幅值為土12V, U的數(shù)值在uoi50 kn lOkQ(7T = 在A組成的積分運算電路中，運算關(guān)系式為UO2=叱=-Jtc啦伍一切*咤址)在二分之一振蕩周期內(nèi)，積分起始值uoi(ti) = UT= 6V,終了值uoi(ti) = UT= 6V,Udm= 12V,代入上式1T石=xf-12)x-6xlO-72求出振蕩周期T= 20mS求解脈沖寬度Ti：咕-總wa卜s600求解占空比:(2) uoi、U02和 uo3的波形如解圖T13所示。解圖T17二十二、試將正弦波電壓轉(zhuǎn)換為二倍頻鋸齒波電壓，要求畫出原理框圖來，并定性畫出各部分輸出電壓的波形。解：