模擬電子技術(shù)習(xí)題解答

1、習(xí)題題7-1試從以下幾方面對有源濾波器和電壓比較器兩種信號(hào)處理電路進(jìn)行 比較： 電路中的集成運(yùn)放工作在哪個(gè)區(qū)域（非線性區(qū)，線性區(qū)）；集成運(yùn)放的作用（開關(guān)元件，放大元件）； 電路中是否引入反饋以及反饋以及反饋的極性 （開環(huán)，負(fù)反饋，正反饋）。解：有源濾波器：集成運(yùn)放工作于線性區(qū)，其作用是放大元件，電路中一般引入負(fù)反饋甚至是 深度負(fù)反饋；電壓比較器：集成運(yùn)放工作于非線性區(qū)，其作用是開關(guān)元件，電路一般工作于開環(huán)狀態(tài)，或引入正反饋。有些利用穩(wěn)壓管的比較器，當(dāng)穩(wěn)壓管反向擊穿時(shí)引入深度負(fù)反饋。題7-2假設(shè)實(shí)際工作中提出以下要求，試選擇濾波電路的類型（低通、高通、 帶通、帶阻）有效信號(hào)為20Hz至200kH

2、z的音頻信號(hào)，消除其他頻率的干擾及噪聲； 抑制頻率低于100Hz的信號(hào)；在有效信號(hào)中抑制50Hz的工頻干擾； 抑制頻率高于20MHz勺噪聲。解：帶通；高通；帶阻；低通題7-3試判斷圖P7-3中的各種電路是什么類型的濾波器（低通、高通、帶 通還是帶阻濾波器，有源還是無源濾波，幾階濾波 ）。(a)(b)R3圖 P7-3解：（a） 一階高通濾波器；（b）二階低通濾波器；（c）雙T帶阻濾波器（d）二階帶通濾波器題7-4在圖7-12（a）所示的二階高通有源濾波電路中，設(shè)R=R=R=10kQ, C=p F,試估算通帶截止頻率 %和通帶電壓放大倍數(shù) Ap,并示意畫出濾波電路的對數(shù)幅頻特性o解：（1）特征頻率

3、f0通帶電壓放大倍數(shù)2 tRC2 3.14 1 0 1 03 0.1 10 6159HzAup A0 1RRF1 w ?1由：Au 一 f、21f1 (1) j f0Qf0設(shè)-3dB截止頻率，fp kf0,則有1 k2 jk 4i由此解得 k=,故 fp= X 159=202Hz（2）在 f=f 0處，Au=Aup=2 增益為 20lg 入 6dB在f=10f。處，增益為 40 6 34dB在f=100f。處，增益為 80 6 74dB對數(shù)幅頻特性曲線如圖所示，曲線以 40dB/十倍頻的速度下降電路的等效品質(zhì)因數(shù)：Q , 1行：2,f 、2. f(f )7f01 03 A0題7-5在圖7-17

4、(a)所示的過零比較器中，當(dāng) ui=10sin cot時(shí)，試畫出Uo 的波形圖(在時(shí)間上要對應(yīng))。設(shè)以=±6V。答：圖略。題7-6在圖P7 6 (a)所示的單限比較器電路中，假設(shè)集成運(yùn)放為理想運(yùn)放，參考電壓URe= 3V,穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓 U=± 5V,電阻R=20kQ , R=30kQ : 試求比較器的門限電平，并畫出電路的傳輸特性； 若輸入電壓ui是圖P7-8(b)所示幅度為土 4V的三角波，試畫出比較器相 應(yīng)的輸出電壓uo的波形。圖 P7-6解：門BM電平為：UT"R1UREFR22V ,輸出特性如圖所示輸出電壓波形如圖所示o >ri題7-7在圖P

5、7-7(a)所示電路中，設(shè)集成運(yùn)放 A、A A、均為理想運(yùn)放,且其最大輸出電壓為UOp=±12V。Ai、A和A3各組成何種基本應(yīng)用電路Ai、A2和A各工作在線性區(qū)還是非線性區(qū) 若輸入信號(hào)U=10sin cot(V),請?jiān)趫DP7-9(b)上畫出相應(yīng)的u°i、U02和Uo3 的波形，并在圖上標(biāo)出有關(guān)電壓的幅值。NpYl+ 10叼(b)-0圖 P7-7解：A1組成反相器,A2組成比較器，A3組成跟隨器(緩沖器)A1、A3工作在線性區(qū),A2工作在非線性區(qū);十I。CUO2圖 P7-8解：A1過零比較器；A2積分電路題7-8在圖P7-8(a)電路中，設(shè)A、A均為理想運(yùn)放，穩(wěn)壓管的U=&

6、#177;4V,電阻R=R=10kQ,電容C=pF,當(dāng)t=0時(shí)電容上的電壓為零。輸入電壓 Ui是的幅值。個(gè)正弦波，如圖P7-8(b)所示，試畫出相應(yīng)的Uo1和Uo2的波形，在圖上注明電壓UIAiVDzA2:u+=U-=0;un2UcUoi=i iR2=i cR02 CUo2UcicdtCR2cUoidtU o2 (0)500 u01dtt= 01ms時(shí),uo2 = -500 x(-4)(t - 0) =2000tt=1ms時(shí)，Uo2=2000*=2Vt= 12 ms 時(shí),t=2ms在圖P7-9所示的滯回比較器電路中，已R= 2k Q ,穩(wěn)壓管的UZ= ± 6V,參考電壓Qe-8V,試

7、估算其兩個(gè)門限電平UT/口 UT ,以及門限寬度A UT的值，并畫出滯回 比較器的傳輸特性。解：Uef為參考電壓；輸出電壓為+以或-U; U為輸入電壓。當(dāng)U1=U時(shí)，輸出電壓的狀態(tài)發(fā)生改變。RfR2RfU REFR2200 c 10016 1Uo8 Uo -UoR2 Rf3003003 3比較器有兩個(gè)不同的門限電平，故傳輸特性呈滯回形狀。當(dāng)UoUz,當(dāng)U逐漸增大時(shí)，使U由+UZ跳變?yōu)?U所需的門限電平UT+Ut+R2RFRFUREFR2R2RfUz " 16M 333當(dāng)uoUz,當(dāng)U逐漸減小時(shí),使U由-U跳變?yōu)?U所需的門限電平UT-Ut-_UU REFR2Rf4UzR2Rf161c

8、 10-6 333回差（門限寬度）UT :AUt=7.3-3.3 = 4V題7-10圖P7-10中是正向輸入滯回比較器的電路圖，試估算其兩個(gè)門限電平UT/口 U以及門限寬度AUT,并畫出正向輸入滯回比較器的傳輸特性。解：u- Uref=8V ;Rfu+ =ui +R2 + Rf iR2200uo =uiR2 + Rf100 +200 i100+uo100 + 200 o21=_ ui +_ uo3 i 3 o當(dāng)u-=u+時(shí)跳變:218 = -ui + -（劃z）o ,此時(shí)的ui對，門限電平:3331Ut+ =2 ><(8+3X6) = 15V, ,317,Ut- = 2 8-3 X

9、6) = 9VAUt =15 9= 6V題7-11在圖P7-14所示電路中 分析電路由哪些基本單元組成； 設(shè)Ui1=ui2=0時(shí)，電容上的電壓 UC=0, Uo=±12V,求當(dāng)Un= 經(jīng)過多少時(shí)間uo由+12V變?yōu)?12V。10V, Ui2=0 時(shí),圖 P7-11解：A1構(gòu)成的電路為積分電路，A2為比較電路uo1u11dt u12dtRCR2c1, 一36( uMdt100 103 1 10 6u2dt)10( u11dtu12dt)10( undtUI2dt) 100t當(dāng) Ui1 =- 10V, Ui2=0 時(shí),uo1當(dāng) Uo=+12V時(shí)，u Ruo2VR4 R5當(dāng) u u 時(shí)，即

10、 100t>2V 時(shí)，Uo=+12V變?yōu)?Uo=-12V100t=2, t=7-12設(shè)圖P7-12中各集成運(yùn)放均為理想運(yùn)放：分析A、A2、A3、A和A是否“虛地”或“虛短”；各集成運(yùn)放分別組成何種基本應(yīng)用電路 根據(jù)電路參數(shù)值寫出Uol、Uo2、Uo3和Uo4的表達(dá)式; 假設(shè)Uii=1V,Ui2= 1V,Ui3 = - ,UI4=,試問當(dāng) T=1s 時(shí)Uo4和Uo5分別等 于多少已知運(yùn)放最大輸出為± 15V,當(dāng)t=0時(shí)電容C上電壓為零。解：A1有虛地和虛短；A 2無虛地有虛短；A3無虛地有虛短；A4有虛地有虛短；A5不存在虛地，但又虛斷。A1為反相求和運(yùn)算電路，；A 2為電壓跟隨

11、器，；A3為差分比例運(yùn)算電路，；A4為積分電路，；A5為反相輸入過零比較器。Uo2Uo3Uo4100Uo1U100Ui4100Uo150LRCi1(1u03dt100Ui2500100ui320100Ui10.2Ui25ui3100)50 )50 100Uo22Uoi 2uo22Uii 0.4此 10Ui3 2ui41100 103 1 10 6U03dt10U03dt Uii=1V,Ui2 = 1V,Uo1 Ui10.2Ui25Ui3 10.2 2.5 1.7V ; uo2Ui40.5V ;Uo32ui1 0.4ui2 10ui32ui42 0.4 5 12.4Uo410 u03dt 24t

12、當(dāng) t=1s 時(shí) Uo4 和 Uo5 分別等于 Uo4=24V Uo5= -15V題7-13將正弦信號(hào)u產(chǎn)Usin wt分別送到圖P7-13(a)、(b)和(c)三個(gè)電路的輸入端，試分別畫出它們的輸出電壓 Uo的波形，并在波形圖上標(biāo)出各處電壓值。已知U=15V,而且:圖(a)中穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值UZ= ± 7V; 圖(b)中穩(wěn)壓管參數(shù)同上,且參考電壓URef=6V, R=R=10kQ;圖(c)中穩(wěn)壓管參數(shù)同上,R=Q, R=50kQ, R=10kQ。VDzURef=6V,(b)圖 P7-13解：圖(a)穩(wěn)壓管參數(shù)同上,且參考電壓 URe=6V, R=R=10k Q ；RRUREFRiR2

13、c-Ui 0R2代入得到Ui凱REF 6V當(dāng) Ui < 6V 時(shí)，Uo=+U=+7Y 當(dāng) Ui > -6V 時(shí)，Uo=- LZ=-7Vo 波d iI_7 -1t圖(c)中穩(wěn)壓管參數(shù)同上，且URef=6V, R=Q , R=50kQ , R=10kQ。由圖可以看出uRfU REFR2Rf可求出上下門限電平分別為RfR2Ut+=Uref +- U1 R2 + RfREFR2 + RfR-Uo；U- UiR- Rf1050X6 +X7 = 6.8V50 + 1050 + 10RfUt- = U REF -T R2 + RfREFR-1050R2 + RfU z =X6 X7 = -4.8V50 + 1050 + 10當(dāng)ui時(shí)，Uo將從+7V跳變?yōu)橐?V;當(dāng)Ui時(shí),Uo將從一7V跳變?yōu)?7V.題7-14 若將上題中的輸入信號(hào)加到圖 P7-14所示的雙限比較電路中，并 設(shè)Ua= +10V, UB= 10V,集成運(yùn)放A、4的最大輸出電壓UOp=±12V,二極管 的正