模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第四版(童詩白)課后答案第七章

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第四版(童詩白)課后答案第七章.精品文檔.第7章 信號(hào)的運(yùn)算和處理自測(cè)題一、現(xiàn)有電路：A.反相比例運(yùn)算電路 B.同相比例運(yùn)算電路C.積分運(yùn)算電路 D.微分運(yùn)算電路E.加法運(yùn)算電路 F.乘方運(yùn)算電路選擇一個(gè)合適的答案填入空內(nèi)。(1)欲將正弦波電壓移相90o，應(yīng)選用( C )。(2)欲將正弦波電壓轉(zhuǎn)換成二倍頻電壓，應(yīng)選用( F )。(3)欲將正弦波電壓疊加上一個(gè)直流量，應(yīng)選用( E )。(4)欲實(shí)現(xiàn)A u=100 的放大電路，應(yīng)選用( A )。(5)欲將方波電壓轉(zhuǎn)換成三角波電壓，應(yīng)選用( C )。(6)欲將方波電壓轉(zhuǎn)換成尖頂波波電

2、壓，應(yīng)選用( D )。二、填空：(1)為了避免50Hz 電網(wǎng)電壓的干擾進(jìn)入放大器，應(yīng)選用( 帶阻 )濾波電路。(2)已知輸入信號(hào)的頻率為10kHz 12kHz ，為了防止干擾信號(hào)的混入，應(yīng)選用( 帶通 )濾波電路(3)為了獲得輸入電壓中的低頻信號(hào)，應(yīng)選用( 低通 )濾波電路。(4)為了使濾波電路的輸出電阻足夠小，保證負(fù)載電阻變化時(shí)濾波特性不變，應(yīng)選用( 有源 )濾波電路。三、已知圖T7.3所示各電路中的集成運(yùn)放均為理想運(yùn)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(yùn)算關(guān)系。 (a) (b)圖T7.3解：圖(a)所示電路為求和運(yùn)算電路，圖(b)所示電路為開方運(yùn)算電路。它們的運(yùn)算表達(dá)式分別

3、為： (a) (b) 習(xí)題本章習(xí)題中的集成運(yùn)放均為理想運(yùn)放。7.1填空：(1) ( 同相比例 )運(yùn)算電路可實(shí)現(xiàn)Au1 的放大器。(2) ( 反相比例 )運(yùn)算電路可實(shí)現(xiàn)Au0 的放大器。(3) ( 微分 )運(yùn)算電路可將三角波電壓轉(zhuǎn)換成方波電壓。(4)( 同相求和 )運(yùn)算電路可實(shí)現(xiàn)函數(shù)，a、b和c均大于零。(5) ( 反相求和 )運(yùn)算電路可實(shí)現(xiàn)函數(shù)，a、b和c均小于零。(6)( 乘方 )運(yùn)算電路可實(shí)現(xiàn)函數(shù)。7.2電路如圖P7.2所示，集成運(yùn)放輸出電壓的最大幅值為±14V，填表。(a) (b)圖P7.2uI/V0.10.51.01.5uO1/VuO2/V解： ； 。當(dāng)集成運(yùn)放工作到非線性區(qū)

4、時(shí)，輸出電壓不是+14V , 就是-14V。uI/V0.10.51.01.5uO1/V-1-5-10-14uO2/V1.15.511147.3 設(shè)計(jì)一個(gè)比例運(yùn)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(yùn)算電路，電路形式如圖P7.2(a)所示。7.4電路如圖P7.4所示，試求其輸入電阻和比例系數(shù)。解：由圖可知，而 解得： 圖P7.47.5電路如圖P7.4所示，集成運(yùn)放輸出電壓的最大幅值為±14V，為2V的直流信號(hào)。分別求出下列各種情況下的輸出電壓：(1)R2短路； (2) R 3短路； (3) R 4短路； (4) R 4斷路。解：(1) R2短路時(shí)，R 4相當(dāng)于開路

5、（R 4上無電流流過）。(2) R 3短路時(shí)，R 4對(duì)反饋網(wǎng)絡(luò)無影響。(3) R 4短路時(shí)，電路無反饋。 ；(4) R 4斷路時(shí)，。7.6試求圖P7.6所示各電路輸出電壓與輸入電壓的運(yùn)算關(guān)系式。(a) (b) (c) (d) 圖P7.6 解：在圖示各電路中，集成運(yùn)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(yùn)算關(guān)系式分析如下：(a) (b) (c) (d) 7.7在圖P7.6所示各電路中，集成運(yùn)放的共模信號(hào)分別為多少？寫出表達(dá)式。解：因?yàn)榧蛇\(yùn)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(yùn)放的共模輸入電壓。圖示各電路中集成運(yùn)放的共模信號(hào)分別為：(a) (b) (c

6、) (d) 7.8圖P7.8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(fù)載電阻中的電流。解：。圖P7.87.9電路如圖P7.9所示。(1)寫出與、的運(yùn)算關(guān)系式；(2)當(dāng)RW的滑動(dòng)端在最上端時(shí)，若，則=？(3)若的最大幅值為±14V，輸入電壓最大值，為了保證集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，R2的最大值為多少？圖P7.9解：(1) A2同相輸入端電位輸出電壓 或 (2) 將， 代入上式，得。(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(yùn)放工作在線性區(qū)，=20mV時(shí)集成運(yùn)放的輸出電壓應(yīng)為14V ，寫成表達(dá)式為故7.10分別求解圖P7.10所示各電路的運(yùn)算關(guān)系。

7、(a) (b) (c) 圖P7.10解：圖(a)所示為反相求和運(yùn)算電路；圖(b)所示的A1組成同相比例運(yùn)算電路，A2組成加減運(yùn)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(yùn)算電路。(a)設(shè)R3、R4、R5的節(jié)點(diǎn)為M ，則(b)先求解，再求解。 (c)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(yùn)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7.11在圖P7.11(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(shí)uC =0。試畫出輸出電壓uO的波形。 (a) (b)圖P7.11 解：輸出電壓的表達(dá)式為當(dāng)u

8、I為常量時(shí)：若t=0時(shí)uO =0；則當(dāng)t=5mS時(shí)，。 當(dāng)t=15mS時(shí)，。因此輸出波形如解圖P7.11所示。解圖P7.11 7.12已知圖P7.12所示電路輸入電壓uI的波形如圖P7.11 (b)所示，且當(dāng)t=0時(shí)uC =0。試畫出輸出電壓uO 的波形。圖P7.12 解圖P7.12 解：圖中可見，即：；輸出電壓與輸入電壓的運(yùn)算關(guān)系為：或：設(shè)當(dāng)t=0時(shí)，uC =0。分段畫出波形如解圖P7.12所示。7.13試分別求解圖P7.13所示各電路的運(yùn)算關(guān)系。 (a) (b) (c) (d) 圖P7.13 解：利用節(jié)點(diǎn)電流法，可解出各電路的運(yùn)算關(guān)系分別為：( a ) ( b ) 設(shè)兩電容的充電電流為:(

9、方向向右),則( c )反相端：同相端： 代入上式，得( d ) 7.14在圖P7.14所示電路中，已知，。圖P7.14(1)試求出uO與uI的運(yùn)算關(guān)系。(2)設(shè)t=0時(shí)uO=0，且uI由零躍變?yōu)?1V，試求輸出電壓由零上升到6V 所需要的時(shí)間。解：(1)因?yàn)锳2構(gòu)成電壓跟隨器，電容上的電壓。A1為求差運(yùn)算電路，利用疊加原理，求出其輸出電壓：電容的電流：（利用了上式）因此，輸出電壓：(2)，故tl = 0.6S。即經(jīng)0.6 秒輸出電壓達(dá)到6V 。7.15試求出圖P7.15 所示電路的運(yùn)算關(guān)系。 圖P7.15 解：設(shè)A2的輸出為uO2。因?yàn)镽1的電流等于C 的電流，所以：又因?yàn)锳2組成以u(píng)O為輸

10、入的同相比例運(yùn)算電路，所以：比較以上兩式，得：7.16在圖P7.16所示電路中，已知uI1= 4V ，uI2=1V ?；卮鹣铝袉栴}：圖P7.16(1)當(dāng)開關(guān)S 閉合時(shí)，分別求解A 、B 、C 、D 和uO的電位；(2)設(shè)t =0時(shí)S 打開，問經(jīng)過多長時(shí)間uO= 0 ? 解：(1) 對(duì)A1、A2而言，都工作在同相比例運(yùn)算狀態(tài)，由于三個(gè)R從上而下流過同一電流，當(dāng)開關(guān)S 閉合時(shí)，A3輸出， (2) t =0時(shí)S 打開，A3為積分電路，；因?yàn)锳4為求差電路，。 令上式為零，求出 。7.17為了使圖P7.17所示電路實(shí)現(xiàn)除法運(yùn)算，(1)標(biāo)出集成運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端；(2)求出uO和uI1、uI2

11、的運(yùn)算關(guān)系式。圖P7.17解：(1)為了保證電路引入負(fù)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(diǎn)電流關(guān)系，可得 所以7.18求出圖P7.18所示各電路的運(yùn)算關(guān)系。 (a) (b)圖P7.18解：電路(a)實(shí)現(xiàn)求和、除法運(yùn)算，電路(b)實(shí)現(xiàn)一元三次方程。它們的運(yùn)算關(guān)系式分別為:(a) ， (b) 。7.19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(hào)； (3)從輸入信號(hào)中取出低于2kHz 的信號(hào)； (4)抑制頻率為100kHz 以上的高頻干

12、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7.20試說明圖P7.20所示各電路屬于哪種類型的濾波電路，是幾階濾波電路。(a) (b) (c) (d) 圖P7.20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。7.21設(shè)一階HPF 和二階LPF的通帶放大倍數(shù)均為2 ，通帶截止頻率分別為100 Hz 和2k Hz 。試用它們構(gòu)成一個(gè)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(gè)濾波器串聯(lián)，就構(gòu)成一個(gè)帶通濾波電路。其通帶放大倍數(shù)為： 。 通帶增益 幅頻特性如解圖P7.21 所示。 解圖P7.217.22在圖7.3.9 （P364）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1F。試選取電路中各電阻的阻值。解：因?yàn)橥◣Х糯蟊稊?shù),所以。因?yàn)椋霐?shù)據(jù)，得出：。為使得集成運(yùn)放同相輸入端和反相輸入端所接電阻相等，則。7.23試分析圖P7.23所示電路的輸出uO1、 uO2和uO3分別具有哪種濾