第4、5章習題及答案

第4章習題及答案第四章4.1（1）錯誤；（2）正確；（3）錯誤；（4）正確；（5）錯誤；（6）錯誤。4.2（1）（B）（2）（B）（3）（C）（4）（C）4.3（a）存在反饋，電壓串聯(lián)負反饋。特點：提高了輸入電阻，降低了輸出電阻，穩(wěn)定了輸出電壓。（b）無反饋。（c）存在反饋，電壓并聯(lián)負反饋。特點：降低了輸入電阻，也降低了輸出電阻，穩(wěn)定了輸出電壓。（d）存在反饋，正反饋。4.4（a）存在負反饋，交直流共存，電壓并聯(lián)負反饋。分析反饋系數(shù)和放大倍數(shù)均在交流通路中進行，所以直流電源交流接地；輸入虛斷，流入T1管的基極電流為0，基極虛地。特點：降低了輸入電阻，也降低了輸出電阻，穩(wěn)定了輸出電壓。（b）存在負反饋，交直流共存，電流并聯(lián)負反饋。分析反饋系數(shù)和放大倍數(shù)均在交流通路中進行，所以直流電源交流接地；輸出電流指三極管的射極電流、集電極電流與射極電流近似相等；輸入虛斷，流入T1管的基極電流為0，基極虛地。特點：降低了輸入電阻，升高了輸出電阻，穩(wěn)定了輸出電流。4.5存在負反饋，交流反饋，電流并聯(lián)負反饋。分析反饋系數(shù)和放大倍數(shù)均在交流通路中進行，所以直流電源交流接地；輸出電流指三極管T2的集電極電流、射極電流與集電極電流近似相等；輸入虛斷，流入T1管的基極電流為0，基極虛地。特點：降低了輸入電阻，升高了輸出電阻，穩(wěn)定了輸出電流。4.6（a）存在負反饋，電流串聯(lián)負反饋；特點：提高了輸入電阻，提高了輸出電阻，穩(wěn)定了輸出電流。（b）存在負反饋，電壓并聯(lián)負反饋；特點：降低了輸入電阻，也降低了輸出電阻，穩(wěn)定了輸出電壓。（c）存在負反饋，電壓串聯(lián)負反饋；特點：提高了輸入電阻，降低了輸出電阻，穩(wěn)定了輸出電壓。（d）存在反饋，正反饋；4.8變化0.05%4.10（a）存在負反饋，電流串聯(lián)負反饋；分析反饋系數(shù)和放大倍數(shù)均在交流通路中進行，所以直流電源交流接地；輸出電流指三極管T2的集電極電流、射極電流與集電極電流近似相等；輸入虛斷，流入運放的電流為0。特點：提高了輸入電阻，提高了輸出電阻，穩(wěn)定了輸出電流。（b）存在負反饋，電壓并聯(lián)負反饋。分析反饋系數(shù)和放大倍數(shù)均在交流通路中進行，所以直流電源交流接地；輸入虛短，運放的同相輸入端虛地。特點：降低了輸出電阻，也降低了輸入電阻，穩(wěn)定了輸出電壓。4.11（書中運放的同相輸入端和反相輸入端對調，否則為正反饋）電流并聯(lián)負反饋，閉環(huán)放大倍數(shù)為5。4.12（1）（C）（2）（A）（3）（B）（4）（D）（5）（A）（6）（B）第5章習題及答案5.1電路如圖P5.1（a）、（b）所示。設集成運算放大器輸出電壓的最大幅值為±14V。（1）判斷反饋類型，并分別求出輸出電壓uO與輸入電壓uI的關系式;(2)當輸入電壓uI為0.1V、0.5V、1.0V、1.5V時，求出輸出電壓uO的值。圖P5.1；。當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/V1.15.511145.2運算電路如圖P5.2所示。試求輸出電壓uO與輸入電壓uI1、uI2的關系式。圖P5.2解：圖P5.2所示為A1組成加減運算電路，A2組成同相比例運算電路；先求解，再求解。5.3設計一個比例運算電路。要求：輸入電阻，比例系數(shù)為–100。解：可采用反相比例運算電路，電路形式如圖所示。；。解圖5.35.4電路如圖P5.4所示，試求其輸入電阻和比例系數(shù)。圖P5.4解：利用“虛斷”、“虛地”的概念和節(jié)點電流法可求得該電路輸出電壓和輸入電壓的關系。根據(jù)“虛斷”和“虛地”的概念可得：uN=uP=0iP=iN=0所以，，，由N點的節(jié)點電流可得：由圖知：將i2、i3代入上式整理可得：T形網(wǎng)絡反向比例運算電路中的輸入電阻為：QUOTER2=R15.5試求圖P5.5所示各電路輸出電壓與輸入電壓的運算關系式。（a）（b）（c）（d）圖P5.5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。各電路的運算關系式分析如下：（利用虛斷和虛斷及KCL分析計算，要求先寫出方程再寫出計算結果，不可直接寫結果）5.6圖P5.6所示是一個具有高輸入電阻和低輸出電阻的精密儀表放大電路。假設集成運算放大器是理想的。試證明uO=-Rf/R(1＋2R1/R2）(uI1-uI2）圖P5.6解：對A1、A2而言，都工作在同相比例運算狀態(tài)，由于三個電阻R1、R2、R3從上而下流過同一電流i=uA-∴∴減法器A3輸出5.7在圖P5.7（a）所示電路中，uI1、uI2的波形如圖P5.7（b）所示。試畫出輸出電壓uO的波形。（b）圖P5.7解：因此輸出波形如解圖P5.7所示。解圖P5.75.8電路如圖P5.8（a）所示。已知：輸入電壓uI的波形如圖P5.8（b）所示；當t=0時，uC=0。試畫出輸出電壓uO的波形。（a）（b）圖P5.8解：輸出電壓的表達式為當uI為常量時：若t=0時uO=0；則當t=5mS時，。當t=15mS時，。因此輸出波形如解圖P5.8所示。解圖P5.85.9電路如圖P5.9（a）所示。已知：輸入電壓uI的波形如圖P5.9（b）所示；當t=0時uC=0。試畫出輸出電壓uO的波形。（a）（b）圖P5.9解：圖中可見，，即：；∴輸出電壓與輸入電壓的運算關系為：或：設當t=0時，uC=0。分段畫出波形如解圖P5.9所示。解圖P5.95.10試分別求解圖P5.10所示各電路的運算關系。（a）（b）（c）(d)圖P5.10解：利用節(jié)點電流法，可解出各電路的運算關系分別為：(a)(b)設兩電容的充電電流為:(方向向右),則(c)反相端：同相端：代入上式，得(d)5.11要求電路實現(xiàn)的運算關系如下：（1）分別畫出各個運算電路；（2）計算各電阻的阻值。①②③④⑤⑥解：①②③④⑤⑥5.12在下列各種情況下，應分別采用哪種類型（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5.14電路如圖P5.14所示。試求解：（1）RW的下限值；（2）振蕩頻率的調節(jié)范圍。圖P5.14圖P5.15解：(1)根據(jù)起振條件故Rw的下限值為2。(2)振蕩頻率的最大值和最小值分別為，。5.15電路如圖P5.15所示，穩(wěn)壓管起穩(wěn)幅作用，其穩(wěn)壓值為±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)設輸出電壓不失真情況下的峰值為Uom，此時由圖可知：∴。有效值為：(2)電路的振蕩頻率:5.16電路如圖P5.16所示。要求：（1）用自激振蕩的相位平衡條件判斷電路能否產(chǎn)生正弦波振蕩；（2）若不能產(chǎn)生振蕩，應對電路作哪些改動？（a）(b)圖P5.16解：(1)圖（a）電路對應的瞬時極性如解圖P5.16（a），所以不能滿足相位平衡條件解圖P5.16（a）圖（b）電路對應的瞬時極性如解圖P5.16（b），所以可以滿足相位平衡條件解圖P5.16（b）(2)圖（a）電路中的放大電路可以改成運放構成的同相比例放大器。5.17橋式RC正弦波振蕩電路如圖P5.17所示。已知：Rf=10kΩ；雙聯(lián)可變電容器可調范圍是3～30pF；電路輸出正弦波電壓uo的頻率為10~100kHz。試回答：（1）R應如何選擇？（2）具有正溫度特性的熱敏電阻R1應如何選擇？圖P5.17解：(1)求R：時，時，可算得R=53Ω（2）振蕩的幅值條件是，，∴要求A=3電路為同相比例運算，=3∴R1=5KΩ5.18試畫出如圖P5.18所示電壓比較器的電壓傳輸特性。圖P5.18解：圖P5.18所示電路為同相輸入的滯回比較器，當輸出電壓uo=6V時，VTH=-2V當輸出電壓uo=-6V時，VTH=2V電路的電壓傳輸特性如解圖P5.18所示。解圖P5.185.19電路如圖P5.19所示。已知：uI=12sinωt（V），基準電壓UREF分別為3V和-3V。試分別畫出電壓傳輸特性和輸出電壓的波形。圖P5.19解：UR為3V時的電壓傳輸特性曲線如解圖P5.19（a）所示UR為3V時輸出電壓的波形如解圖P5.19（b）所示（a）（b）解圖P5.19UR為-3V時的電壓傳輸特性曲線如解圖P5.19(c)所示UR為-3V時輸出電壓的波形如解圖P5.19(d)所示（c）（d）解圖P5.195.20電路如圖P5.20（a）、（b）所示。要求：（1）分別判斷比較器的類型；（2）畫出它們的電壓傳輸特性。（a）（b）圖P5.20解：圖P5.20（a）所示此電路為滯回比較器可得電壓傳輸特性曲線解圖P5.20（a），解圖P5.20（a）P5.20（b）所示的電壓比較器為反相輸入的滯回比較器?？傻秒妷簜鬏斕匦郧€解圖P5.20（b）。解圖P5.20（b）5.21電路如圖P5.21所示。試回答（1）分別說明A1和A2各