模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第四版童詩白)課后答案第八章

1、第8章波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換自測題一、改錯(cuò)：改正 圖T8.1所示各電路中的錯(cuò)誤，使電路可能產(chǎn)生正弦波振蕩。要求不能改變放大電路的基本接法(共射、共基、共集)。(a) (b)圖 T8.1解：(a)加集電極電阻RC及放大電路輸入端的耦合電容。(b) 變壓器副邊與放大電路之間加耦合電容，改同名端。二、試將圖T8.2所示電路合理連線，組成 RC橋式正弦波振蕩電路。圖 T8.2解：、與相連，與 相連，與 相連，與相連。如解圖T8.2 所示。解圖T8.2三、已知圖T8.3 (a)所示方框圖各點(diǎn)的波形如圖(b)所示，填寫各電路的名稱。電路1為 正弦波振蕩電路，電路2為 同相輸入過零比較器，電路3為 反相輸入

2、積分運(yùn)算電路，電路4為同相輸入滯回比較器。(a)(b)圖 T8.3四、試分別求出 圖T8.4所示各電路的電壓傳輸特性(b)(a)圖 T8.4解：圖 所示電路為同相輸入的過零比較器；圖 (b)所示電路為同相輸入的滯回比較器，兩個(gè)閾值電壓為土UT = ± UZ。兩個(gè)電路的電壓傳輸特性如解圖T8.5所示。解圖T8.4五、電路如圖T8.5所示。圖 T8.5(1) 分別說明A和A各構(gòu)成哪種基本電路；(2) 求出UO1與Uo的關(guān)系曲線Uoi=f(uo)；(3) 求出Uo與Uoi的運(yùn)算關(guān)系式UO=f ( Uoi)；(4) 定性畫出Uoi與Uo的波形；(5) 說明若要提高振蕩頻率，則可以改變哪些電路

3、參數(shù)，如何改變？解:(1)Ai：滯回比較器；A2：積分運(yùn)算電路。RR1(2) 木艮據(jù) UpiUO1uo (uO1 UO) u N1 0R R2 R R22可得：UT 8Vuoi與uo的關(guān)系曲線如 解圖T8.5 (a)所示。(3) U o與Uoi的運(yùn)算關(guān)系式(4) Uoi與Uo的波形如 解圖T8.5 (b)所示。(5) 要提高振蕩頻率，可以減小R、C、R或增大R。(a) (b)解圖T8.5習(xí)題8.1判斷下列說法是否正確，用“V”和“X”表示判斷結(jié)果。(1) 在圖T8.1所示方框圖中，產(chǎn)生正弦波振蕩的相位條件是f A。( X )(2) 因?yàn)镽C串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)作為反饋網(wǎng)絡(luò)時(shí)的f 0°，單管

4、共集放大電路的a 0°，滿足正弦波振蕩電路的相位條件f a 2n ，故合理連接它們可以構(gòu)成正弦波振蕩電路。(X )(3) 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f° 1/ RC。 ( X )(4) 電路只要滿足AF 1，就一定會(huì)產(chǎn)生正弦波振蕩。(X )(5) 負(fù)反饋放大電路不可能產(chǎn)生自激振蕩。(X )(6) 在LC正弦波振蕩電路中，不用通用型集成運(yùn)放作放大電路的原因是其上限 截止頻率太低。(V )8.2判斷下列說法是否正確，用“V”和“X”表示判斷結(jié)果。(1) 為使電壓比較器的輸出電壓不是高電平就是低電平，就應(yīng)在其電路中使

5、集成運(yùn)放不是工作在幵環(huán)狀態(tài)，就是僅僅引入正反饋。(V)(2) 如果一個(gè)滯回比較器的兩個(gè)閾值電壓和一個(gè)窗口比較器的相同，那么當(dāng)它們的輸入電壓相同時(shí)，它們的輸出電壓波形也相同。(X )(3) 輸入電壓在單調(diào)變化的過程中，單限比較器和滯回比較器的輸出電壓均只躍變一次。(V )(4) 單限比較器比滯回比較器抗干擾能力強(qiáng)，而滯回比較器比單限比較器靈敏度咼。(X )8.3選擇合適答案填入空內(nèi)A. 容性 B. 阻性 C. 感性(1) LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在諧振時(shí)呈(B);在信號(hào)頻率大于諧振頻率時(shí)呈(A );在信號(hào) 頻率小于諧振頻率時(shí)呈 ( C ) 。(2) 當(dāng)信號(hào)頻率等于石英晶體的串聯(lián)諧振頻率時(shí)，石英晶體呈 ( B

6、 ) ;當(dāng)信號(hào)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(shí)，石英晶體呈 ( C ) ;其余 情況下，石英晶體呈 ( A ) 。(3) 信號(hào)頻率f fo時(shí)，RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)呈(B )。8.4 判斷 圖 P8.4 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 C4 容量遠(yuǎn)大于其它三個(gè)電容的容量。(a) (b)圖 P 8.4解：圖(a)所示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩。因?yàn)楣采浞糯箅娐份敵鲭妷汉洼斎腚妷悍聪?a180。)，且圖中三級(jí) RC移相電路為超前網(wǎng)絡(luò)，在信號(hào)頻率為0到無窮大時(shí)相移為+ 270°0°,因此存在使相移為+ 180°的頻率，即存在滿足正弦

7、 波振蕩相位條件的頻率f °,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?yàn)楣采浞糯箅娐份敵鲭妷汉洼斎腚妷悍聪?a1800)，且圖中三級(jí) RC移相電路為滯后網(wǎng)絡(luò)，在信號(hào)頻率為0到無窮大時(shí)相移為 -270°0°，因此存在使相移為 ?180° 的頻率，即存在滿足正弦波振 蕩相位條件的頻率f°,故可能產(chǎn)生正弦波振蕩。8.5 電路如圖 P8.4 所示，試問：(1)若去掉兩個(gè)電路中的 R和C，則兩個(gè)電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩？為什么？(2) 若在兩個(gè)電路中再加一級(jí) RC 電路，則兩個(gè)電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩？為什么?解： 不能。因?yàn)閳D

8、 所示電路在信號(hào)頻率為0到無窮大時(shí)相移為+ 180°0°, 圖(b)所示電路在信號(hào)頻率為 0到無窮大時(shí)相移為0°？180°,在相移為土 180°時(shí)反 饋量為，因而不可能產(chǎn)生正弦波振蕩。(2)可能。因?yàn)榇嬖谙嘁茷橥?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。8.6電路如圖P8.6所示，試求解：(1) FW的下限值；(2)振蕩頻率的調(diào)節(jié)范圍圖 P8.6解：(1)根據(jù)起振條件Rf R 2R,Rv 2k 故Rv的下限值為2k(2)振蕩頻率的最大值和最小值分別為0max12 RC1.6kHz，0

9、min12 (R1 R2)C145Hz 。8.7電路如圖P8.7所示，穩(wěn)壓管起穩(wěn)幅作用,其穩(wěn)壓值為±6 V。試估算:(1) 輸出電壓不失真情況下的有效值；(2) 振蕩頻率。解：(1)設(shè)輸出電壓不失真情況下的峰值1為 Um，此時(shí) Un Up -Uom312由圖可知：U°m-U°m-U°m UZ3 U°m Z 9V。圖 P 8.7(2)電路的振蕩頻率2 RC9.95Hz8.8電路如圖P8.8所示(1)為使電路產(chǎn)生正弦波振蕩，標(biāo)出集成運(yùn)放的“+”和“-”；并說明電路是哪種正弦波振蕩電路圖 P 8.8 若R短路，則電路將產(chǎn)生什么現(xiàn)象? 若R斷路，則電路

10、將產(chǎn)生什么現(xiàn)象? 若R短路，則電路將產(chǎn)生什么現(xiàn)象? 若R斷路，則電路將產(chǎn)生什么現(xiàn)象?解: (1)上“-”下“ + "。(2) 輸出嚴(yán)重失真，幾乎為方波。(3) 輸出為零。(4) 輸出為零。(5) 輸出嚴(yán)重失真，幾乎為方波。8.9圖P8.9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(hào)和余弦信號(hào)。已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓土UZ = ± 6V, R二R2= R3 = R4 = R5 = R， C =C2 = Co圖 P8.9(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； 畫出UO1和UO2的波形圖，要求表示出它們的相位關(guān)系，并分別求出它

11、們的峰值。解：(1)在特定頻率下，由 A組成的積分運(yùn)算電路的輸出電壓UO2超前輸入電壓uO190°，而由A組成的電路的輸出電壓uO1滯后輸入電壓Uo2 90°，因而uO1和U02互為依存條件，即存在f0滿足相位條件。在參數(shù)選擇合適時(shí)也滿足幅值條件，故電路在兩個(gè)集成運(yùn)放的輸出同時(shí)產(chǎn)生正弦和余弦信號(hào)(2)根據(jù)題意列出方程組:解圖8.9或改寫為：2uP1 uO1j RC uO2UO1解方程組，可得：(RC)22，或2。RC即fo 輸出電壓U2最大值U)2max = LZ=6V對方程組中的第三式取模，并將o 2fo代入可得 U°i|T2|U°2|，故 Uoima

12、xV2U°2max 8.5V。若UO1為正弦波，則UO2為余弦波，如 解圖8.9所示8.10分別標(biāo)出圖P8.10所示各電路中變壓器的同名端，使之滿足正弦波振蕩的相位條件。(b)(d)圖 P8.10(a)(c)解：圖P8.10所示各電路中變壓器的同名端如 解圖P8.10所示(a)(b)(c) (d)解圖P8.108.11分別判斷圖P8.11所示各電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩(b)(a)(c)(d)圖 P8.11解：(a)可能(電容三點(diǎn)式)(b) 不能(電感與Re之間的連線應(yīng)串入隔直電容)(c) 不能(同(b)，同名端錯(cuò)誤。)(d) 可能 (電容三點(diǎn)式)8.12 改正圖 P8.11 (b)

13、 、(c) 所示兩電路中的錯(cuò)誤，使之有可能產(chǎn)生正弦波振 蕩。解：應(yīng)在(b)所示電路電感反饋回路中加耦合電容。應(yīng)在(c)所示電路放大電路的輸入端(基極)加耦合電容，且將變壓器的 同名端改為原邊的上端和副邊的上端為同名端，或它們的下端為同名端。改正后 的電路如 解圖 P8.11 (b) 、(c) 所示。(b) (c)解圖 P8.118.13 試分別指出 圖 P8.13 所示電路中的選頻網(wǎng)絡(luò)、 正反饋網(wǎng)絡(luò)和負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)， 并說明電路是否滿足正弦波振蕩的條件。(a)(b)圖 P8.13解：在圖所示電路中，選頻網(wǎng)絡(luò)： C和L;正反饋網(wǎng)絡(luò)：R、G和R ;負(fù) 反饋網(wǎng)絡(luò)：C和L。電路滿足正弦波振蕩的相位條件。在

14、圖(b)所示電路中，選頻網(wǎng)絡(luò)：C和L;正反饋網(wǎng)絡(luò)：G和L ;負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)：R。電路滿足正弦波振蕩的相位條件8.14 試分別求解 圖 P8.14 所示各電路的電壓傳輸特性。(b)(a)(c)(d)(e)P8.14解：圖(a)所示電路為單限比較器,uOUZ18V , UT3V , 其電壓傳輸特性如 解圖 P8.14 (a) 所示。圖 (b) 所示電路為過零比較器,UOLUD0.2V ,UOHU Z6V ,UT 0V 。其電壓傳輸特性如 解圖 P8.14(b) 所示。圖(c)所示電路為反相輸入的滯回比較器,uOU Z6V求出閾值電壓： UT1 0V,UT2 4V其電壓傳輸特性如 解圖 P8.14 (c

15、) 所示。圖(d)所示電路為同相輸入的滯回比較器,uOU Z6V求出閾值電壓： UT1 1.5V,UT2 7.5V其電壓傳輸特性如 解圖 P8.14 (d) 所示。圖(e)所示電路為窗口比較器,uOU Z5V ,UT3V ,其電壓傳輸特性如 解圖 P8.14(e) 所示。(a)(b)(c)(d)(e)解圖 P8.148.15 已知三個(gè)電壓比較器的電壓傳輸特性分別如圖 P8.15(a) 、(b) 、(c) 所示,它們的輸入電壓波形均如圖(d)所示，試畫出Uoi、U02和Uo3的波形(b)(a)(c) (d)圖 P8.15解： 根據(jù)三個(gè)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

16、波形，如 解圖 P8.15 所示。解圖 P8.158.16 圖 P8.16 所示為光控電路的一部分， 它將連續(xù)變化的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換成離 散信號(hào)(即不是高電平，就是低電平) ，電流 I 隨光照的強(qiáng)弱而變化。(1) 在 Al 和 A2 中，哪個(gè)工作在線性區(qū)？哪個(gè)工作在非線性區(qū)？為什么？(2) 試求出表示 uO 與 i I 關(guān)系的傳輸特性。圖 P8.16解：(1)A工作在線性區(qū)(電路引入了負(fù)反饋)；A2工作在非線性區(qū)(電路僅引入了正反饋) 。(2) Uoi與i i關(guān)系式為： uO1 iI R1 100iIUO與Uoi的電壓傳輸特性如 解圖P8.16(a)所示(UT1 0.5V，UT2 5.5V )，因

17、此uo與 i i關(guān)系的傳輸特性如 解圖P8.16 (b)所示。與Uti、Ut2所對應(yīng)的iM、応分別為： 5 A 和 55 A 。(a)(b)解圖 P8.168.17 設(shè)計(jì)三個(gè)電壓比較器，它們的電壓傳輸特性分別如 圖 P8.15 (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50kQo解：具有圖 P8.15 (a) 所示電壓傳輸特性的電壓比較器為同相輸入的單限比較器。輸出電壓uOUz6V，閾值電壓：Ut 2V，電路如解圖P8.17(a)所示。具有圖P8.15 (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uoUz 6V ;閾值電壓：Uti 0

18、V,Ut2 2V，說明電路輸入有 LRef作用，根據(jù)：UpRl UOR2Uref Un U|R R2R R2列方程，令R = 50 kQ,可解出R = 10 kQ, Uef = 1.2 V。電路如解圖P8.17( b ) 所示。具有圖P8.15(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Uol 0v,Uoh 6V，閾值電壓：Ut1 0V,Ut2 2V。電路如 解圖P8.17(c)所示。(a)(b)(c)解圖P8.178.18在圖P8.18所示電路中，已知 R=10kQ，R=20kQ, C = 0.01 口 F,集成 運(yùn)放的最大輸出電壓幅值為土 12V，二極管的動(dòng)態(tài)電阻可忽略不計(jì)

19、。(1)求出電路 的振蕩周期；(2)畫出UO和Uc的波形。圖 P8.18解圖 P8.18解：(1)振蕩周期：T (R R2)CIn3 3.3mS(2)脈沖寬度：T1 RCln3 1.1mS uo和uc的波形如解圖8.18所示。8.19圖P8.19所示電路為某同學(xué)所接的方波發(fā)生電路，試找出圖中的三個(gè)錯(cuò)誤，并改正。圖 P 8.19解圖 P8.19解：圖P8.19所示電路中有三處錯(cuò)誤：(1)集成運(yùn)放“ +”、“？”接反；(2 ) RC位置接反；(3)輸出限幅電路無限流電阻。改正后的電路如解圖8.19所示8.20波形發(fā)生電路如 圖P8.20所示，設(shè)振蕩周期為T,在一個(gè)周期內(nèi)uoi Uz 的時(shí)間為T,則

20、占空比為T/ T ;在電路某一參數(shù)變化時(shí)，其余參數(shù)不變。選擇 增大、不變或減小填入空內(nèi)：圖 P8.20當(dāng)R增大時(shí)，Uo的占空比將 ，振蕩頻率將 ， Uq的幅值將 ；若FWv的滑動(dòng)端向上移動(dòng)，則 u。的占空比將 ，振蕩頻率將 ，UQ的幅值 將 ;若FU的滑動(dòng)端向上移動(dòng)，則 Uoi的占空比將 ，振蕩頻率將Ud 的幅值將o解：設(shè)FWv、FW2在未調(diào)整前滑動(dòng)端均處于中點(diǎn)，則應(yīng)填入，； ，； ，。8.21在圖P8.20所示電路中，已知 R的滑動(dòng)端在最上端，試分別定性畫出R/2的滑動(dòng)端在最上端和在最下端時(shí)Uo和Uc2的波形。解：Uoi和UO2的波形如 解圖P8.21所示。(a) FW2滑動(dòng)端在最上端(b)

21、FU滑動(dòng)端在最下端解圖P8.218.22電路如圖P8.22所示，已知集成運(yùn)放的最大輸出電壓幅值為土12V , Ui的數(shù)值在Uo的峰-峰值之間。(1) 求解UO3的占空比與u的關(guān)系式；(2) 設(shè)u 2.5V，畫出UO1、Uq和u。的波形。圖 P8.22解：在圖P8.22所示電路中，A和A組成矩形波一三角波發(fā)生電路(1)在A組成的滯回比較器中，令UpR U02 L Uoi 0R2 R3R2 R3求出閾值電壓：UtR2 Uom 6VR3在A組成的積分運(yùn)算電路中，運(yùn)算關(guān)系式為在二分之一振蕩周期內(nèi)，積分起始值：uO1(t|)Ut 6V，代入上式得：61105107(12)T 62求出振蕩周期：T20mS

22、求解脈沖寬度T1：'Ui1(Uom)L UtRC2求解占空比：T16 UiT12(2)UO1、Uq和UO3的波形如解圖8.22所示。終了值：U°i(ti)Ut 6V，U02 Uom 12V解圖P8.22二 T16 Ui6008.23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：原理框圖和各部分輸出電壓的波形如解圖P8.23所示解圖P8.238.24試分析圖P8.24所示各電路輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系(a)(b)圖 P8.24解：圖示兩個(gè)電路均為絕對值運(yùn)算電路。運(yùn)算關(guān)系式分別為(a)Uo Ui ;(b)Uo Rl|ui。R18.25電路如圖P8.25所示。 定性畫出uo和u。的波形；(2)估算振蕩頻率與Ui的關(guān)系式圖 P8.25解：uoi和u。的波形如解圖P8.26所示。(2)求解振蕩頻率：首先求出電壓比較器的閾值電壓，然后根據(jù)振蕩周期近似等于積分電路正向積分時(shí)間求出振蕩周期，振蕩頻率是其倒數(shù)。Ut