模擬電子技術(shù)復(fù)習(xí)題集(三)

..第六章放大電路中的反饋自測題一、在括號內(nèi)填入"√"或"×",表明下列說法是否正確。〔1若放大電路的放大倍數(shù)為負,則引入的反饋一定是負反饋?！病?負反饋放大電路的放大倍數(shù)與組成它的基本放大電路的放大倍數(shù)量綱相同。〔〔3若放大電路引入負反饋,則負載電阻變化時,輸出電壓基本不變?！病?阻容耦合放大電路的耦合電容、旁路電容越多,引入負反饋后,越容易產(chǎn)生低頻振蕩?！步猓骸?×〔2√〔3×〔4√二、已知交流負反饋有四種組態(tài)：A．電壓串聯(lián)負反饋B．電壓并聯(lián)負反饋C．電流串聯(lián)負反饋D．電流并聯(lián)負反饋選擇合適的答案填入下列空格內(nèi),只填入A、B、C或D?！?欲得到電流－電壓轉(zhuǎn)換電路,應(yīng)在放大電路中引入；〔2欲將電壓信號轉(zhuǎn)換成與之成比例的電流信號,應(yīng)在放大電路中引入；〔3欲減小電路從信號源索取的電流,增大帶負載能力,應(yīng)在放大電路中引入；〔4欲從信號源獲得更大的電流,并穩(wěn)定輸出電流,應(yīng)在放大電路中引入。解：〔1B〔2C〔3A〔4D三、判斷圖T6.3所示各電路中是否引入了反饋；若引入了反饋,則判斷是正反饋還是負反饋；若引入了交流負反饋,則判斷是哪種組態(tài)的負反饋,并求出反饋系數(shù)和深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)或。設(shè)圖中所有電容對交流信號均可視為短路。圖T6.3解：圖〔a所示電路中引入了電流串聯(lián)負反饋。反饋系數(shù)和深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)分別為式中RL為電流表的等效電阻。圖〔b所示電路中引入了電壓并聯(lián)負反饋。反饋系數(shù)和深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)分別為圖〔c所示電路中引入了電壓串聯(lián)負反饋。反饋系數(shù)和深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)分別為圖〔d所示電路中引入了正反饋。四、電路如圖T6.4所示?！?合理連線,接入信號源和反饋,使電路的輸入電阻增大,輸出電阻減?。弧?若,則RF應(yīng)取多少千歐？圖T6.4解：〔1應(yīng)引入電壓串聯(lián)負反饋,如解圖T6.4所示。解圖T6.4〔2五、已知一個負反饋放大電路的基本放大電路的對數(shù)幅頻特性如圖T6.5所示,反饋網(wǎng)絡(luò)由純電阻組成。試問：若要求電路穩(wěn)定工作,即不產(chǎn)生自激振蕩,則反饋系數(shù)的上限值為多少分貝？簡述理由。圖T6.5解：因為f＝105Hz時,為使此時,則需習(xí)題6.1選擇合適的答案填入空內(nèi)?！?對于放大電路,所謂開環(huán)是指。A．無信號源B．無反饋通路C．無電源D．無負載而所謂閉環(huán)是指。A．考慮信號源內(nèi)阻B．存在反饋通路C．接入電源D．接入負載〔2在輸入量不變的情況下,若引入反饋后,則說明引入的反饋是負反饋。A．輸入電阻增大B．輸出量增大C．凈輸入量增大D．凈輸入量減小〔3直流負反饋是指。A．直接耦合放大電路中所引入的負反饋B．只有放大直流信號時才有的負反饋C．在直流通路中的負反饋〔4交流負反饋是指。A．阻容耦合放大電路中所引入的負反饋B．只有放大交流信號時才有的負反饋C．在交流通路中的負反饋〔5為了實現(xiàn)下列目的,應(yīng)引入A．直流負反饋B．交流負反饋為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點,應(yīng)引入；為了穩(wěn)定放大倍數(shù),應(yīng)引入；為了改變輸入電阻和輸出電阻,應(yīng)引入；為了抑制溫漂,應(yīng)引入；為了展寬頻帶,應(yīng)引入。解：〔1BB〔2D〔3C〔4C〔5ABBAB6.2選擇合適答案填入空內(nèi)。A．電壓B．電流C．串聯(lián)D．并聯(lián)〔1為了穩(wěn)定放大電路的輸出電壓,應(yīng)引入負反饋；〔2為了穩(wěn)定放大電路的輸出電流,應(yīng)引入負反饋；〔3為了增大放大電路的輸入電阻,應(yīng)引入負反饋；〔4為了減小放大電路的輸入電阻,應(yīng)引入負反饋；〔5為了增大放大電路的輸出電阻,應(yīng)引入負反饋；〔6為了減小放大電路的輸出電阻,應(yīng)引入負反饋。解：〔1A〔2B〔3C〔4D〔5B〔6A6.3判斷下列說法的正誤,在括號內(nèi)填入"√"或"×"來表明判斷結(jié)果。〔1只要在放大電路中引入反饋,就一定能使其性能得到改善。〔〔2放大電路的級數(shù)越多,引入的負反饋越強,電路的放大倍數(shù)也就越穩(wěn)定?！病?反饋量僅僅決定于輸出量?！病?既然電流負反饋穩(wěn)定輸出電流,那么必然穩(wěn)定輸出電壓?！步猓骸?×〔2×〔3√〔4×6.4判斷圖P6.4所示各電路中是否引入了反饋,是直流反饋還是交流反饋,是正反饋還是負反饋。設(shè)圖中所有電容對交流信號均可視為短路。圖P6.4解：圖〔a所示電路中引入了直流負反饋。圖〔b所示電路中引入了交、直流正反饋。圖〔c所示電路中引入了直流負反饋圖〔d、〔e、〔f、〔g、〔h所示各電路中均引入了交、直流負反饋。6.5電路如圖6.5所示,要求同題6.4。圖P6.5解：圖〔a所示電路中引入了交、直流負反饋圖〔b所示電路中引入了交、直流負反饋圖〔c所示電路中通過Rs引入直流負反饋,通過Rs、R1、R2并聯(lián)引入交流負反饋,通過C2、Rg引入交流正反饋。圖〔d、〔e、〔f所示各電路中均引入了交、直流負反饋。圖〔g所示電路中通過R3和R7引入直流負反饋,通過R4引入交、直流負反饋。6.6分別判斷圖6.4〔d～〔h所示各電路中引入了哪種組態(tài)的交流負反饋,并計算它們的反饋系數(shù)。解：各電路中引入交流負反饋的組態(tài)及反饋系數(shù)分別如下：〔d電流并聯(lián)負反饋〔e電壓串聯(lián)負反饋〔f電壓串聯(lián)負反饋〔g電壓串聯(lián)負反饋〔h電壓串聯(lián)負反饋6.7分別判斷圖P6.5〔a〔b〔e〔f〔g所示各電路中引入了哪種組態(tài)的交流負反饋,并計算它們的反饋系數(shù)。解：各電路中引入交流負反饋的組態(tài)及反饋系數(shù)分別如下：〔a電壓并聯(lián)負反饋〔b電壓并聯(lián)負反饋〔e電流并聯(lián)負反饋〔f電壓串聯(lián)負反饋〔g電流串聯(lián)負反饋6.8估算圖6.4〔d～〔h所示各電路在深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)。解：各電路在深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)如下：6.9估算圖6.5〔e〔f〔g所示各電路在深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)。解：各電路在深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)如下：6.10分別說明圖6.4〔d～〔h所示各電路因引入交流負反饋使得放大電路輸入電阻和輸出電阻所產(chǎn)生的變化。只需說明是增大還是減小即可。解：圖〔d所示電路因引入負反饋而使輸入電阻減小、輸出電阻增大。圖〔e～〔h所示各電路均因引入負反饋而使輸入電阻增大,輸出電阻減小。6.11分別說明圖6.5〔a〔b〔c〔e〔f〔g所示各電路因引入交流負反饋使得放大電路輸入電阻和輸出電阻所產(chǎn)生的變化。只需說明是增大還是減小即可。解：圖6.5〔a〔b〔c〔e〔f〔g所示各電路因引入交流負反饋使得放大電路輸入電阻和輸出電阻所產(chǎn)生的變化如下：〔a輸入電阻減小,輸出電阻減小。〔b輸入電阻減小,輸出電阻減小?！瞔輸入電阻增大,輸出電阻增大?！瞖輸入電阻減小,輸出電阻增大?！瞗輸入電阻增大,輸出電阻減小。〔g輸入電阻增大,輸出電阻增大。6.12電路如圖P6.12所示,已知集成運放的開環(huán)差模增益和差模輸入電阻均近于無窮大,最大輸出電壓幅值為±14V。填空：電路引入了〔填入反饋組態(tài)交流負反饋,電路的輸入電阻趨近于,電壓放大倍數(shù)Auf＝△uO/△uI≈。設(shè)uI＝1V,則uO≈V；若R1開路,則uO變?yōu)閂；若R1短路,則uO變?yōu)閂；若R2開路,則uO變?yōu)閂；若R2短路,則uO變?yōu)閂。P6.12解：電壓串聯(lián)負反饋,無窮大,11。11；1；14；14；1。6.13電路如圖P6.13所示,試說明電路引入的是共模負反饋,即反饋僅對共模信號起作用。圖P6.13解：若uB1=uB2增大,則產(chǎn)生下列過程：uB1=uB2↑→uC1=uC2↓<uB4=uB5↓>→iE4=iE5↓→uR5↓<uB3↓>→iC3↓→uR1↓uC1=uC2↑←說明電路對共模信號有負反饋作用。6.14已知一個負反饋放大電路的A＝105,F＝2×10－3?！?Af＝？〔2若A的相對變化率為20％,則Af的相對變化率為多少？解：〔1因為AF＝200＞＞1,所以Af≈1/F＝500〔2根據(jù)題目所給數(shù)據(jù),可知Af相對變化率為A的相對變化率的,故Af的相對變化率約為0.1％。6.15已知一個電壓串聯(lián)負反饋放大電路的電壓放大倍數(shù)Auf＝20,其基本放大電路的電壓放大倍數(shù)Au的相對變化率為10％,Auf的相對變化率小于0.1％,試問F和Au各為多少？解：先求解,再根據(jù)深度負反饋的特點求解。所以6.16電路如圖P6.16所示。試問：若以穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ作為輸入電壓,則當(dāng)R2的滑動端位置變化時,輸出電壓UO的調(diào)節(jié)范圍為多少？圖P6.16解：UO的調(diào)節(jié)范圍約為6.17已知負反饋放大電路的。試分析：為了使放大電路能夠穩(wěn)定工作〔即不產(chǎn)生自激振蕩,反饋系數(shù)的上限值為多少？解：根據(jù)放大倍數(shù)表達式可知,放大電路高頻段有三個截止頻率,分別為fL1＝104HzfL2＝fL3＝105Hz因為fL2＝fL3＝10fL1,所以,在f＝fL2＝fL3時,約為60dB,附加相移約為－180°。為了使f＝fL2＝fL3時的小于0dB,即不滿足自激振蕩的幅值條件,反饋系數(shù)的上限值應(yīng)為－60dB,即的上限值為10－3。6.18以集成運放作為放大電路,引入合適的負反饋,分別達到下列目的,要求畫出電路圖來?！?實現(xiàn)電流－電壓轉(zhuǎn)換電路；〔2實現(xiàn)電壓－電流轉(zhuǎn)換電路；〔3實現(xiàn)輸入電阻高、輸出電壓穩(wěn)定的電壓放大電路；〔4實現(xiàn)輸入電阻低、輸出電流穩(wěn)定的電流放大電路。解：可實現(xiàn)題目〔1〔2〔3〔4要求的參考電路分別如解圖P6.18〔a〔b〔c〔d所示。解圖P6.186.19電路如圖P6.19所示?！?試通過電阻引入合適的交流負反饋,使輸入電壓uI轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的輸出電流iL；〔2若uI＝0～5V時,iL＝0～10mA,則反饋電阻RF應(yīng)取多少？圖P6.19解：〔1引入電流串聯(lián)負反饋,通過電阻Rf將三極管的發(fā)射極與T2管的柵極連接起來,如解圖P6.19所示。解圖P6.19〔2首先求解,再根據(jù)求解Rf。代入數(shù)據(jù)所以Rf＝18.5kΩ6.20圖P6.20〔a所示放大電路的波特圖如圖〔b所示。〔1判斷該電路是否會產(chǎn)生自激振蕩？簡述理由?！?若電路產(chǎn)生了自激振蕩,則應(yīng)采取什么措施消振？要求在圖〔a中畫出來?！?若僅有一個50pF電容,分別接在三個三極管的基極和地之間均未能消振,則將其接在何處有可能消振？為什么？圖P6.20解：〔1電路一定會產(chǎn)生自激振蕩。因為在f＝103Hz時附加相移為－45?,在f＝104Hz時附加相移約為－135?,在f＝105Hz時附加相移約為－225?,因此附加相移為－180?的頻率在104Hz～105Hz之間,此時,故一定會產(chǎn)生自激振蕩?！?可在晶體管T2的基極與地之間加消振電容。注：方法不唯一。〔3可在晶體管T2基極和集電極之間加消振電容。因為根據(jù)密勒定理,等效在基極與地之間的電容比實際電容大得多,因此容易消振。6.21試分析如圖P6.21所示各電路中是否引入了正反饋〔即構(gòu)成自舉電路,如有,則在電路中標(biāo)出,并簡述正反饋起什么作用。設(shè)電路中所有電容對交流信號均可視為短路。圖P6.21解：圖〔a所示電路中通過C2、R3引入了正反饋,作用是提高輸入電阻,改善跟隨特性。圖〔b所示電路中通過C2、R3引入了正反饋,作用是提高第二級跟隨范圍,增大放大倍數(shù),使輸出的正方向電壓有可能高于電源電壓。6.22在圖P6.22所示電路中,已知A為電流反饋型集成運放,試問：〔1中頻電壓放大倍數(shù)；〔2上限截止頻率。圖P6.22解：〔1解圖P6.22〔2畫出圖P6.22所示電路中集成運放的等效電路如解圖P6.22所示。因為ro很小,反相輸入端電位為將集成運放的內(nèi)部電路替換為圖6.7.6所示電路〔參閱P297～P298,可得所以上限截止頻率為6.23已知集成運放的開環(huán)差模增益Aod＝2×105,差模輸入電阻rid＝2MΩ,輸出電阻ro＝200Ω。試用方塊圖法分別求解圖P6.23所示各電路的。圖P6.23解：圖P6.23〔a所示反饋放大電路的基本放大電路如解圖P6.23〔a所示,因此分析如下：解圖P6.23、分別為若,則整個電路的輸入電阻約為〔R＋Rf/Aod。圖P6.23〔b所示反饋放大電路的基本放大電路如解圖P6.23〔b所示,因此分析如下：若,則第七章信號的運算和處理自測題一、判斷下列說法是否正確,用"√"或"×"表示判斷結(jié)果?！?運算電路中一般均引入負反饋。〔〔2在運算電路中,集成運放的反相輸入端均為虛地?！病?凡是運算電路都可利用"虛短"和"虛斷"的概念求解運算關(guān)系?！病?各種濾波電路的通帶放大倍數(shù)的數(shù)值均大于1?！步猓骸?√〔2×〔3√〔4×二、現(xiàn)有電路：A.反相比例運算電路B.同相比例運算電路C.積分運算電路D.微分運算電路E.加法運算電路F.乘方運算電路選擇一個合適的答案填入空內(nèi)?！?欲將正弦波電壓移相＋90O,應(yīng)選用。〔2欲將正弦波電壓轉(zhuǎn)換成二倍頻電壓,應(yīng)選用?！?欲將正弦波電壓疊加上一個直流量,應(yīng)選用?！?欲實現(xiàn)Au＝－100的放大電路,應(yīng)選用?！?欲將方波電壓轉(zhuǎn)換成三角波電壓,應(yīng)選用?！?欲將方波電壓轉(zhuǎn)換成尖頂波波電壓,應(yīng)選用。解：〔1C〔2F〔3E〔4A〔5C〔6D三、填空：〔1為了避免50Hz電網(wǎng)電壓的干擾進入放大器,應(yīng)選用濾波電路?！?已知輸入信號的頻率為10kHz～12kHz,為了防止干擾信號的混入,應(yīng)選用濾波電路。〔3為了獲得輸入電壓中的低頻信號,應(yīng)選用濾波電路。〔4為了使濾波電路的輸出電阻足夠小,保證負載電阻變化時濾波特性不變,應(yīng)選用濾波電路。解：〔1帶阻〔2帶通〔3低通〔4有源四、已知圖T7.4所示各電路中的集成運放均為理想運放,模擬乘法器的乘積系數(shù)k大于零。試分別求解各電路的運算關(guān)系。圖T7.4解：圖〔a所示電路為求和運算電路,圖〔b所示電路為開方運算電路。它們的運算表達式分別為習(xí)題本章習(xí)題中的集成運放均為理想運放。7.1分別選擇"反相"或"同相"填入下列各空內(nèi)?！?比例運算電路中集成運放反相輸入端為虛地,而比例運算電路中集成運放兩個輸入端的電位等于輸入電壓?！?比例運算電路的輸入電阻大,而比例運算電路的輸入電阻小?！?比例運算電路的輸入電流等于零,而比例運算電路的輸入電流等于流過反饋電阻中的電流?！?比例運算電路的比例系數(shù)大于1,而比例運算電路的比例系數(shù)小于零。解：〔1反相,同相〔2同相,反相〔3同相,反相〔4同相,反相7.2填空：〔1運算電路可實現(xiàn)Au＞1的放大器?！?運算電路可實現(xiàn)Au＜0的放大器?！?運算電路可將三角波電壓轉(zhuǎn)換成方波電壓?！?運算電路可實現(xiàn)函數(shù)Y＝aX1＋bX2＋cX3,a、b和c均大于零。〔5運算電路可實現(xiàn)函數(shù)Y＝aX1＋bX2＋cX3,a、b和c均小于零?！?運算電路可實現(xiàn)函數(shù)Y＝aX2。解：〔1同相比例〔2反相比例〔3微分〔4同相求和〔5反相求和〔6乘方7.3電路如圖P7.3所示,集成運放輸出電壓的最大幅值為±14V,填表。圖P7.3uI/V0.10.51.01.5uO1/VuO2/V解：uO1＝<－Rf/R>uI＝－10uI,uO2＝<1+Rf/R>uI＝11uI。當(dāng)集成運放工作到非線性區(qū)時,輸出電壓不是＋14V,就是－14V。uI/V0.10.51.01.5uO1/V－1－5－10－14uO2/V1.15.511147.4設(shè)計一個比例運算電路,要求輸入電阻Ri＝20kΩ,比例系數(shù)為－100。解：可采用反相比例運算電路,電路形式如圖P7.3<a>所示。R＝20kΩ,Rf＝2MΩ。7.5電路如圖P7.5所示,試求：〔1輸入電阻；〔2比例系數(shù)。解：由圖可知Ri＝50kΩ,uM＝－2uI。即輸出電壓圖P7.57.6電路如圖P7.5所示,集成運放輸出電壓的最大幅值為±14V,uI為2V的直流信號。分別求出下列各種情況下的輸出電壓。〔1R2短路；〔2R3短路；〔3R4短路；〔4R4斷路。解：〔1〔2〔3電路無反饋,uO＝－14V〔47.7電路如圖P7.7所示,T1、T2和T3的特性完全相同,填空：〔1I1≈mA,I2≈mA；〔2若I3≈0.2mA,則R3≈kΩ。圖P7.7解：〔11,0.4；〔210。7.8試求圖P7.8所示各電路輸出電壓與輸入電壓的運算關(guān)系式。圖P7.8解：在圖示各電路中,集成運放的同相輸入端和反相輸入端所接總電阻均相等。各電路的運算關(guān)系式分析如下：〔a〔b〔c〔d7.9在圖P7.8所示各電路中,是否對集成運放的共模抑制比要求較高,為什么？解：因為均有共模輸入信號,所以均要求用具有高共模抑制比的集成運放。7.10在圖P7.8所示各電路中,集成運放的共模信號分別為多少？要求寫出表達式。解：因為集成運放同相輸入端和反相輸入端之間凈輸入電壓為零,所以它們的電位就是集成運放的共模輸入電壓。圖示各電路中集成運放的共模信號分別為〔a〔b〔c〔d7.11圖P7.11所示為恒流源電路,已知穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓狀態(tài),試求負載電阻中的電流。圖P7.11解：mA7.12電路如圖P7.12所示?！?寫出uO與uI1、uI2的運算關(guān)系式；〔2當(dāng)RW的滑動端在最上端時,若uI1＝10mV,uI2＝20mV,則uO＝？〔3若uO的最大幅值為±14V,輸入電壓最大值uI1max＝10mV,uI2max＝20mV,最小值均為0V,則為了保證集成運放工作在線性區(qū),R2的最大值為多少？圖P7.12解：〔1A2同相輸入端電位輸出電壓或〔2將uI1＝10mV,uI2＝20mV代入上式,得uO＝100mV〔3根據(jù)題目所給參數(shù),的最大值為20mV。若R1為最小值,則為保證集成運放工作在線性區(qū),＝20mV時集成運放的輸出電壓應(yīng)為＋14V,寫成表達式為故R1min≈143ΩR2max＝RW－R1min≈〔10－0.143kΩ≈9.86kΩ7.13分別求解圖P7.13所示各電路的運算關(guān)系。圖P7.13解：圖〔a所示為反相求和運算電路；圖〔b所示的A1組成同相比例運算電路,A2組成加減運算電路；圖〔c所示的A1、A2、A3均組成為電壓跟隨器電路,A4組成反相求和運算電路?！瞐設(shè)R3、R4、R5的節(jié)點為M,則〔b先求解uO1,再求解uO?！瞔A1、A2、A3的輸出電壓分別為uI1、uI2、uI3。由于在A4組成的反相求和運算電路中反相輸入端和同相輸入端外接電阻阻值相等,所以7.14在圖P7.14〔a所示電路中,已知輸入電壓uI的波形如圖〔b所示,當(dāng)t＝0時uO＝0。試畫出輸出電壓uO的波形。圖P7.14解：輸出電壓的表達式為當(dāng)uI為常量時若t＝0時uO＝0,則t＝5ms時uO＝－100×5×5×10－3V＝－2.5V。當(dāng)t＝15mS時uO＝[－100×<－5>×10×10－3＋〔－2.5]V＝2.5V。因此輸出波形如解圖P7.14所示。解圖P7.147.15已知圖P7.15所示電路輸入電壓uI的波形如圖P7.4〔b所示,且當(dāng)t＝0時uO＝0。試畫出輸出電壓uO的波形。圖P7.15解圖P7.15解：輸出電壓與輸入電壓的運算關(guān)系為uO＝100uI〔t2－t1＋uI－uC〔t1,波形如解圖P7.15所示。7.16試分別求解圖P7.16所示各電路的運算關(guān)系。圖P7.16解：利用節(jié)點電流法,可解出各電路的運算關(guān)系分別為：〔a〔b〔c〔d7.17在圖P7.17所示電路中,已知R1＝R＝R'＝100kΩ,R2＝Rf＝100kΩ,C＝1μF。圖P7.17〔1試求出uO與uI的運算關(guān)系?！?設(shè)t＝0時uO＝0,且uI由零躍變?yōu)椋?V,試求輸出電壓由零上升到＋6V所需要的時間。解：〔1因為A1的同相輸入端和反相輸入端所接電阻相等,電容上的電壓uC＝uO,所以其輸出電壓電容的電流因此,輸出電壓〔2uO＝－10uIt1＝[－10×〔－1×t1]V＝6V,故t1＝0.6S。即經(jīng)0.6秒輸出電壓達到6V。7.18試求出圖P7.18所示電路的運算關(guān)系。圖P7.18解：設(shè)A2的輸出為uO2。因為R1的電流等于C的電流,又因為A2組成以uO為輸入的同相比例運算電路,所以7.19在圖P7.19所示電路中,已知uI1＝4V,uI2＝1V?；卮鹣铝袉栴}：圖P7.19〔1當(dāng)開關(guān)S閉合時,分別求解A、B、C、D和uO的電位；〔2設(shè)t＝0時S打開,問經(jīng)過多長時間uO＝0？解：〔1UA＝7V,UB＝4V,UC＝1V,UD＝－2V,uO＝2UD＝－4V?！?因為uO＝2uD－uO3,2uD＝－4V,所以uO3＝－4V時,uO才為零。即7.20畫出利用對數(shù)運算電路、指數(shù)運算電路和加減運算電路實現(xiàn)除法運算的原理框圖。解：答案如解圖7.20所示。解圖7.207.21為了使圖P7.21所示電路實現(xiàn)除法運算,〔1標(biāo)出集成運放的同相輸入端和反相輸入端；〔2求出uO和uI1、uI2的運算關(guān)系式。圖P7.21解：〔1為了保證電路引入負反饋,A的上端為"－",下端為"＋"。〔2根據(jù)模擬乘法器輸出電壓和輸入電壓的關(guān)系和節(jié)點電流關(guān)系,可得所以7.22求出圖P7.22所示各電路的運算關(guān)系。圖P7.22解：電路〔a實現(xiàn)求和、除法運算,電路〔b實現(xiàn)一元三次方程。它們的運算關(guān)系式分別為7.23利用圖7.3.9所示方框圖的思路,分別設(shè)計5次方運算電路和5次冪運算電路。解：方框圖如圖7.3.9所示,N＝5時為5次方電路；N＝0.2時為5次冪電路。7.24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?！?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7.25試說明圖P7.25所示各電路屬于哪種類型的濾波電路,是幾階濾波電路。圖P7.25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。7.26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)為通帶增益為幅頻特性如解圖P7.26所示。解圖P7.267.27分別推導(dǎo)出圖P7.27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P7.27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所示電路中故其為低通濾波器。7.28試分析圖P7.28所示電路的輸出uO1、uO2和uO3分別具有哪種濾波特性〔LPF、HPF、BPF、BEF？圖P7.28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。7.29簡述開關(guān)電容濾波電路的特點。解：參閱P362～P363。7.30在圖7.4.9所示電路中,已知通帶放大倍數(shù)為2,截止頻率為1kHz,C取值為1μF。試選取電路中各電阻的阻值。解：因為通帶放大倍數(shù),所以。因為,代入數(shù)據(jù),得出為使得集成運放同相輸入端和反相輸入端所接電阻相等,則第八章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換自測題一、判斷下列說法是否正確,用"√"或"×"表示判斷結(jié)果?！?在圖T8.1所示方框圖中,若φF＝180°,則只有當(dāng)φA＝±180°時,電路才能產(chǎn)生正弦波振蕩?！矆DT8.1〔2只要電路引入了正反饋,就一定會產(chǎn)生正弦波振蕩?！病?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?！步猓骸?√〔2×〔3×〔4×二、改錯：改正圖T8.2所示各電路中的錯誤,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。圖T8.2解：〔a加集電極電阻Rc及放大電路輸入端的耦合電容?！瞓變壓器副邊與放大電路之間加耦合電容,改同銘端。三、試將圖T8.3所示電路合理連線,組成RC橋式正弦波振蕩電路。圖T8.3解：④、⑤與⑨相連,③與⑧相連,①與⑥相連,②與⑦相連。如解圖T8.3所示。解圖T8.3四、已知圖T8.4〔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。圖T8.4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。五、試分別求出圖T8.5所示各電路的電壓傳輸特性。圖T8.5解：圖〔a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,兩個閾值電壓為±UT＝±0.5UZ。兩個電路的電壓傳輸特性如解圖T8.5所示解圖T8.5六、電路如圖T8.6所示。圖T8.6〔1分別說明A1和A2各構(gòu)成哪種基本電路；〔2求出uO1與uO的關(guān)系曲線uO1＝f〔uO；〔3求出uO與uO1的運算關(guān)系式uO＝f〔uO1；〔4定性畫出uO1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參數(shù),如何改變。解：〔1A1：滯回比較器；A2：積分運算電路。根據(jù),可得uO1與uO的關(guān)系曲線如解圖T8.6〔a所示。uO與uO1的運算關(guān)系式解圖T8.6〔4uO1與uO的波形如解圖T8.6〔b所示?！?要提高振蕩頻率,可以減小R4、C、R1或增大R2。習(xí)題8.1判斷下列說法是否正確,用"√"或"×"表示判斷結(jié)果?！?在圖T8.1所示方框圖中,產(chǎn)生正弦波振蕩的相位條件是φF＝±φA?！病?因為RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)作為反饋網(wǎng)絡(luò)時的φF＝0°,單管共集放大電路的φA＝0°,滿足正弦波振蕩的相位條件φA＋φF＝2nπ〔n為整數(shù),故合理連接它們可以構(gòu)成正弦波振蕩電路?！病?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f0＝1/RC?！病?電路只要滿足,就一定會產(chǎn)生正弦波振蕩?！病?負反饋放大電路不可能產(chǎn)生自激振蕩。〔〔6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?！步猓骸?√〔2×〔3×〔4×〔5×〔6√8.2判斷下列說法是否正確,用"√"或"×"表示判斷結(jié)果?！?只要集成運放引入正反饋,就一定工作在非線性區(qū)?！病?當(dāng)集成運放工作在非線性區(qū)時,輸出電壓不是高電平,就是低電平。〔〔3一般情況下,在電壓比較器中,集成運放不是工作在開環(huán)狀態(tài),就是僅僅引入了正反饋?！病?如果一個滯回比較器的兩個閾值電壓和一個窗口比較器的相同,那么當(dāng)它們的輸入電壓相同時,它們的輸出電壓波形也相同?！病?在輸入電壓從足夠低逐漸增大到足夠高的過程中,單限比較器和滯回比較器的輸出電壓均只躍變一次?！病?單限比較器比滯回比較器抗干擾能力強,而滯回比較器比單限比較器靈敏度高?！步猓骸?×〔2√〔3√〔4×〔5√〔6×8.3現(xiàn)有電路如下：RC橋式正弦波振蕩電路LC正弦波振蕩電路石英晶體正弦波振蕩電路選擇合適答案填入空內(nèi),只需填入A、B或C。〔1制作頻率為20Hz～20kHz的音頻信號發(fā)生電路,應(yīng)選用?！?制作頻率為2MHz～20MHz的接收機的本機振蕩器,應(yīng)選用?！?制作頻率非常穩(wěn)定的測試用信號源,應(yīng)選用。解：〔1A〔2B〔3C8.4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〔1LC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?！?當(dāng)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(dāng)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?！?當(dāng)信號頻率f＝f0時,RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)呈。解：〔1BAC〔2BCA〔3B8.5判斷圖P8.5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容量遠大于其它三個電容的容量。圖P8.5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〔φA＝－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?〔φF＝＋180?的頻率,即存在滿足正弦波振蕩相位條件的頻率f0〔此時φA＋φF＝0?；且在f＝f0時有可能滿足起振條件＞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反相〔φA＝－180?,且圖中三級移相電路為滯后網(wǎng)絡(luò),在信號頻率為0到無窮大時相移為0?～－270?,因此存在使相移為－180?〔φF＝－180?的頻率,即存在滿足正弦波振蕩相位條件的頻率f0〔此時φA＋φF＝－360?；且在f＝f0時有可能滿足起振條件＞1,故可能產(chǎn)生正弦波振蕩。8.6電路如圖P8.5所示,試問：〔1若去掉兩個電路中的R2和C3,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)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0°～－180°,在相移為±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±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。8.7電路如圖P8.7所示,試求解：〔1RW的下限值；〔2振蕩頻率的調(diào)節(jié)范圍。圖P8.7解：〔1根據(jù)起振條件kΩ。故RW的下限值為2kΩ?！?振蕩頻率的最大值和最小值分別為8.8電路如圖P8.8所示,穩(wěn)壓管DZ起穩(wěn)幅作用,其穩(wěn)定電壓±UZ＝±6V。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輸出電壓不失真情況下的峰值是穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓,故其有效值〔2電路的振蕩頻率圖P8.88.9電路如圖P8.9所示。〔1為使電路產(chǎn)生正弦波振蕩,標(biāo)出集成運放的"＋"和"－"；并說明電路是哪種正弦波振蕩電路。〔2若R1短路,則電路將產(chǎn)生什么現(xiàn)象？〔3若R1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)生圖P8.9什么現(xiàn)象？解：〔1上"－"下"＋"〔2輸出嚴重失真,幾乎為方波?！?輸出為零?！?輸出為零?！?輸出嚴重失真,幾乎為方波。8.10圖P8.10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±UZ＝±6V,R1＝R2＝R3＝R4＝R5＝R,C1＝C2＝C。圖P8.10〔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畫出和的波形圖,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A2組成的積分運算電路的輸出電壓超前輸入電壓90o,而由A1組成的電路的輸出電壓滯后輸入電壓90o,因而和互為依存條件,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?！?解方程組：可得正實根,求出?！?輸出電壓u2最大值UO2max＝UZ＝6V對方程組中的第三式取模,并將代入可得,故。若uO1為正弦波,則uO2為余弦波,如解圖8.10所示。解圖P8.108.11分別標(biāo)出圖P8.11所示各電路中變壓器的同銘端,使之滿足正弦波振蕩的相位條件。圖P8.11解：圖P8.11所示各電路中變壓器的同銘端如解圖P8.11所示。解圖P8.118.12分別判斷圖P8.12所示各電路是否滿足正弦波振蕩的相位條件。圖P8.12解：〔a可能〔b不能〔c不能〔d可能8.13改正圖P8.12〔b〔c所示兩電路中的錯誤,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,且將變壓器的同銘端改為原邊的上端和副邊的上端為同銘端,或它們的下端為同銘端。改正后的電路如解圖P8.13所示。解圖P8.138.14試分別指出圖P8.14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P8.14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)：R3、C2和RW；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)：R8。電路滿足正弦波振蕩的相位條件。8.15試分別求解圖P8.15所示各電路的電壓傳輸特性。圖P8.15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P8.15〔a所示。圖〔b所示電路為過零比較器,UOL＝－UD＝－0.2V,UOL＝＋UZ＝＋6V,UT＝0V。其電壓傳輸特性如解圖P8.15〔b所示。圖〔c所示電路為反相輸入的滯回比較器,uO＝±UZ＝±6V。令求出閾值電壓UT1＝0VUT2＝4V其電壓傳輸特性如解圖P8.15〔c所示。圖〔d所示電路為同相輸入的滯回比較器,uO＝±UZ＝±6V。令得出閾值電壓其電壓傳輸特性如解圖P8.15〔d所示。圖〔e所示電路為窗口比較器,uO＝±UZ＝±5V,±UT＝±3V,其電壓傳輸特性如解圖P8.15〔e所示。解圖P8.158.16已知三個電壓比較器的電壓傳輸特性分別如圖P8.16〔a、〔b、〔c所示,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。圖P8.16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,如解圖P8.16所示。解圖P8.168.17圖P8.17所示為光控電路的一部分,它將連續(xù)變化的光電信號轉(zhuǎn)換成離散信號〔即不是高電平,就是低電平,電流I隨光照的強弱而變化。〔1在A1和A2中,哪個工作在線性區(qū)？哪個工作在非線性區(qū)？為什么？〔2試求出表示uO與i關(guān)系的傳輸特性。圖P8.17解：〔1A1工作在線性區(qū)〔電路引入了負反饋；A2工作在非線性區(qū)〔電路僅引入了正反饋。〔2uO與i關(guān)系式為uO1＝－iIR1＝－100iIuO與uO1的電壓傳輸特性如解圖P8.17〔a所示,因此uO與i關(guān)系的傳輸特性如解圖P8.17〔b所示。解圖P8.178.18設(shè)計三個電壓比較器,它們的電壓傳輸特性分別如圖P8.16〔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50kΩ。解：具有圖P8.16〔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uO＝±UZ＝±6V,閾值電壓UT＝2V,電路如解圖P8.18〔a所示。具有圖P8.16〔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uO＝±UZ＝±6V；閾值電壓UT1＝0V,UT2＝2V,說明電路輸入有UREF作用,根據(jù)列方程,令R2＝50kΩ,可解出R1＝10kΩ,UREF＝1.2V。電路如解圖P8.18〔b所示。具有圖P8.16〔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,UT1＝2V。電路如解圖P8.18〔c所示。解圖P8.188.19在圖P8.19所示電路中,已知R1＝10kΩ,R2＝20kΩ,C＝0.01μF,集成運放的最大輸出電壓幅值為±12V,二極管的動態(tài)電阻可忽略不計?！?求出電路的振蕩周期；〔2畫出uO和uC的波形。圖P8.19解圖P8.19解：〔1振蕩周期T≈〔R1＋R2Cln3≈3.3mS〔2脈沖寬度T1≈R1Cln3≈1.1mSuO和uC的波形如解圖8.19所示。8.20圖P8.20所示電路為某同學(xué)所接的方波發(fā)生電路,試找出圖中的三個錯誤,并改正。圖P8.20解圖P8.20解：圖P8.20所示電路中