模擬電子技術教程習題答案

模擬電子技術教程習題答案Documentnumber【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】第 6 章 習 題 答 案概念題：由運放組成的負反響電路一般都引入 深度負反響 均可利用 虛短路 和 虛斷路 的概念來求解其運算關系。反相比例運算電路的 輸入阻抗 小，同相比例運算電路的 輸入阻抗大，但會引入了 共模干擾 。假設要用單個運放實現(xiàn)：A＝－10的放大電路，應選用 A 運算電路；將u正弦波信號移相＋90O，應選用 D 運算電路；對正弦波信號進展二倍頻，應選用F 運算電路；將某信號疊加上一個直流量，應選用 E 運算電路；將方波信號轉換成三角波信號，應選用 C 運算電路；將方波電壓轉換成尖頂波信號，應選用 D運算電路。A.反相比例 B.同相比例 C.積分 D.微分 E.加法 F.乘方輸入信號幅值為1mV，頻率為10kHz～12kHz，信號中有較大的干擾，應設置 前置放大 電路及 帶通濾波 電路進展預處理。在隔離放大器的輸入端和輸出端之間加100V的電壓會擊穿放大器嗎〔不會〕加1000V的溝通電壓呢〔不會 〕有源濾波器適合于電源濾波嗎〔 不適用〕這是由于 有源濾波器不能通過太大的電流或太高的電壓 。正弦波發(fā)生電路中，輸出端的晶體管肯定工作在放大區(qū)嗎〔肯定〕矩形波發(fā)生電路中，輸出端的晶體管肯定工作在放大區(qū)嗎〔不肯定 〕作為比較器應用的運放，運放一般都工作在非線性區(qū)，施密特比較器中引入了正反響，和根本比較器相比，施密特比較器有速度快 抗干擾性強的特點。正弦波發(fā)生電路的平衡條件與放大器自激的平衡條件不同，是由于反響耦合端的極性 不同，RC正弦波振蕩器頻率不行能太高，其緣由是在高頻時晶體管元件的結電容會起作用。非正弦波發(fā)生器離不開 比較器 和 延時 兩個環(huán)節(jié)。當信號頻率等于石英晶體的串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振頻率時，石英晶體呈 性 ；當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，石英晶體呈感性 ；其余狀況下石英晶體呈 容性 。RC振蕩電路；假設需要更高頻率的正弦波，就要用LC振蕩電路；假設要求頻率穩(wěn)定度很高，則可用石英晶體振蕩電路。至少為4瓦的功率管兩個。管子的損耗最小。對嗎〔不對，此時管子功耗最大〕線性電源的調(diào)整管工作在放大區(qū)，所以稱為線性電源，線性電源因調(diào)整管消耗功率較大，工作效率低。開關電源調(diào)整管工作在 非線性區(qū) 區(qū)，或在 飽和/可變阻區(qū)、或在 截止 區(qū)，所以開關電源 功耗 小、 體積 作效率高。在線性電源中，所謂并聯(lián)式穩(wěn)壓電路是指負載與調(diào)整管并聯(lián)，串聯(lián)式穩(wěn)壓電路是指負載與調(diào)整管串聯(lián)，有人說后者是在前者的根底上進展起來的，你說對嗎〔〕最常見的整流電路是 二極管整流電路 ，整流只能用二極管嗎〔不肯定〕濾波的實質就是儲存和釋放能源，在中小功率電源中常用電容來濾波，在輸出電流較大時需要用電感和電容來濾波。開關電源中因工作頻率較高，用較小容量的濾波元件就可以到達很好的濾波效果。目前常見的數(shù)碼產(chǎn)品充電器是開關電源嗎〔是 〕你認為線性電源和開關電源那種更簡潔持續(xù)供給大電流電源〔 源〕開關電源的缺點是 會產(chǎn)生射頻干擾 。6-113uo

ui

6-113習題2假設要求電路的閉環(huán)增益︱A︱=100，R>100kΩ，在R=R=500kΩ條件下，請設uf i 2 3RR1 4解：依據(jù)虛短路和虛斷路有：

Ru 2uR4 R i10u4即： RR4

u u uR o R4R 4R2 3 4uo

R R 2R 1

R 2R4

3)ui〔2〕Ri＝R>100kΩ，R＝150KΩ，將︱A︱=100R＝1 1 uf 4KΩ。6-114(a)(b)R(a)(b)RRfu2Rf)ui2R//Ri3(d)圖6-114習題3電路圖Ru fu RR i11

Rfu

R R f) 3 u f) 2 uR R o R 1

R R R i21 2 3

R R R i31 2 3u

t

dt

udto RC 1

RC i22uo

C C2

duuRC i 1dt解:共模信號即為運放同相端或反相端的電壓。u uic i3

R 3

R 2 uic R R i22 3

R R i32 3u 0icu 0ic試設計一多項式電路，使輸入輸出滿足關系為 o

+10ui1

－2ui2

—u－50i4u，要求電路轉變一個電阻值就能轉變多項式的相應系數(shù)。i5解：5答案圖取 R=100KΩ，則：fR=20KΩ ，1R=10KΩ， R=50KΩ，R=200KΩ，2 3 4R=2KΩ5R6 7如圖6-115所示電路中，運放均為抱負器件。Rw

的滑動端位于中間位置，寫出u、uo1 o

uiRW

的滑動端由下而上移動時，uo

怎樣變化6-1156解 : 〔1〕A1

構成反相比例運算電路，A2

為電壓跟隨器，A3

為反相加法運算電路。所以，其中u”2.5VR”W

1R4

為戴維南定理等效的＋5V電壓源支路?！?〕RW

的滑動端由下而上移動時，uo

的反向偏移量將增大。6-116±15V。設通電之前，設u=0V，作出輸出電壓uC

的對應波形圖；RCuo

的對應波形圖變化趨勢。(b)6-1167電路圖u 1u(t2

t)

〔1〕o RCt1

i o 1

RC i 2 1代入數(shù)據(jù)，可得t=t1

時，uo〔2〕RC，t=t115V，趨勢圖如下：

uo

幅值變?。环粗?，幅值變大，但不能超過電源電在圖6-117所示電路中，設全部電阻均為10kΩ，試求該電路的電壓放大倍數(shù)。6-1178解:運放A

的輸出設為u

,有

(1 4)u R2 02R

o2 R 5u u再依據(jù)運放A1的虛短與虛斷，有 io2R R1 3u＝－uo i(a)(b)(a)(b)(c)(d)6-1189電路圖6-118所示性。解:圖〔a〕所示〔c〕00示?！瞓〕中運放電源電壓為±12V；Vcc=12V，R>>R2 1〔a〕〔a〕〔b〕的輸入、輸出電壓關系。〔c〕〔d〕〔a〕〔b〕解:(a)uRR2 4uoKRR1i3〔b〕u KRKRRC1 2ou2dti2 1如圖6-120為一種不隨輸入頻率變化的不失真限幅放大器。在肯定的頻率范圍6-1206-12011電路圖uo恒等于VE理?！?-120DD〔分別短路〕，MK改為-1/2〕2 3 xy解：電路由以下幾局部組成：

u=1/2ui o1 iDC和A組成峰值保持電路，u輸出為u的峰值，設峰值為VA2為減法電路，1 3 1 o2 o1 Cu=V-u=V-V；o3 E o2 E CA3與乘法器S構成除法運算，u

=-u

/KV=〔V-V

〕/K

V，當乘法器S的系數(shù)o4 o3

xyC

C E xyCKxy=1/2，u=2(V-V)/Vo4 C E C

=-1/2，u=K

u u=-(V-V)u/V；xy o5

xy o4

C E i C于是：CuEu (u u)V V CuE

V Eu。o o5 i

V i i V C Cui

幅值變大時，峰值VC

也變大，故輸出uO

不變?！驳屯?、高通、帶通、帶阻〕的濾波電路。〔1〕300~3400Hz〔2〕〔2〕10HZ抑制頻率為50Hz溝通電源的干擾；解:〔1〕帶通低通帶阻高通6-121從電路圖直接推斷各電路圖為什么類型的濾波器，分別為幾階；〔d〕的傳遞函數(shù)、頻率特性表達式及濾波參數(shù)表達式?！瞐〕〔b〕〔c〕〔d〕解:〔1〕〔〔a〕〔b〕〔c〕〔d〕階高通濾波器；〔b〕圖為一階圖6-121習題13低通濾波器；〔c〕圖為二階階電路圖帶通濾波器；〔高通濾波器；d〕圖為二圖為二階無限增益多路反響高通濾波器。其中，14.某有源濾波器的傳遞函數(shù)為：益。解:該傳遞函數(shù)為二階壓控電壓源低通濾波器〔見教材公式6-26〕，式中的頻率越高，Au其中：通帶增益Aup

R2，特征頻率f R 01

12RCf 得：A (jf) Aupf u 1( )2j (3A )f f up0 0 品質因素Q 1 R 3Aup

2RR1 2電路如圖6-122簡述理由?！瞐〕〔b〕〔c〕〔d〕〔a〕〔b〕〔c〕〔d〕6-12215電路圖路 有可能產(chǎn)生振蕩。圖中三級移 相電路為超前網(wǎng) 絡，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＋180RC路構成正反響，可滿足振蕩的相位條件。RC構成負反響，不能滿足振蕩的相位條件?！瞕〕3606-12316圖6-12316圖標出運放A兩輸入端的極性；假設要求振蕩頻率為840Hz，試確定R的阻值。寫出振蕩平衡時Rf

R的關系表達式，并說明R1

的大小對輸出的影響。對電路進展改進，使其具有穩(wěn)幅功能。解:〔1〕A依據(jù)振蕩頻率f0

1

R＝Ω。R2RR2R

時，波形會失f 1 f 1 f 1真。通常用兩種方法。方法一是R1

選用正溫度系數(shù)的熱敏電阻；方法二是類似教材6－41Rf

上串聯(lián)兩個正反并接的二極管。電路如圖6-124所示，試用相位平衡條件推斷哪個電路可能振蕩。〔c〕〔f〕

〔a〕 〔b〕〔d〕 〔e〕6-12417電路圖

正：教材中該題圖6-124〔b〕中變壓器應標出同名端，初級在上，次級在下】解:〔a〕不能；〔b〕可能；〔c〕可能；〔d〕不能；〔U=0〕CEQ〔e〕可能；〔f〕不能；6-125所示電路。V＝12V，R＝10kΩ，C＝μF，R＝40kΩ，R＝CC 1 210kΩ。說明電路功能；

18電路圖

幅值。解：〔1〕電路為占空比可控的矩形波發(fā)生 電路?！?〕無視二極管動態(tài)電阻T(R1

R)Cln(12R)5.5ms2 R18答案圖TRCln(12R)4.4ms18答案圖1 1 Ruo6-126T止時相當于開關斷開，當其導通時相當于開關閉合，管壓降近似為零；u＞0。i分別求解T導通和截止 時uo1

＝f〔u〕；

6-126習題19電路iuo

o1 iu的關系曲線o1

圖u＝fo〔u〕；o1uo

和u的波形；o1fui

的關系式。解：〔1〕T〔u=+12V〕，u＝u/3。o 1+ iT(u=-12V)，A1o〔2〕A

。uu

的關系曲線如下圖。2 TH o o o1〔3〕uo

uu和u的波形如下圖。 +12u+12-6 +6+60-6由于UTH

100u3

TUTHT0.72ui再求振蕩頻率：f=如圖6-127所示由運放組成的全波整流電路。具體說明電路的工作原理及運放的作用；uu、u、ui o1 o2 o6-12720電路圖解：在很多場合我們只須測量溝通電壓的平均值，這時可承受如圖6-127所示的電路，該電路實質上是全波整流電路。運放A1為正向放大器供給肯定增益使輸入阻抗提高，運放20答案圖A2A3VaA2，D2，D1，R5

為反響電阻。V

R5VaA2D1，D2，bb aR3A

組成加法器。依據(jù)圖中的電阻取值，即b b 3R=R=20K,R=R=R=10K，Vauo＝-(2Vb＋Va)；Vauo-(Va＋9 7 3 5 60)，uoVa6-128V

＝12V，R＝

8Ω，靜6-1286-12821電路圖態(tài)時的輸出電壓為零，在無視U的狀況下，試 問：CESui

6V求當輸入信號足夠大時的最大輸出功率P、效率及晶體管的最大功耗；om給出管子功耗最大和最小時的輸出電壓值。說明D、D的作用，假設其中一個管子虛焊，有可能會產(chǎn)生什么后果1 2解：〔1〕〔2〕;u=0o o〔4〕消退交越失真。假設其中一個二極管虛焊，功放管有可能燒毀如圖6-129所示功率放大電路。設V

=9V，R=8Ω，R=1KΩ。TT

管的參數(shù)為CC L 2 4I=2A，U

=40V，P

=4W，U

=1V。CM 〔BR〕CEO

CM CES

6-129習題22反響。

電路圖如假設期望得到10倍的電壓增益，估算反響電阻Rf

的值。說明電路中各晶體管的用途；換成4Ω的負載，功放管是否安全工作解：〔1〕Rf

接在負載和運放反向端之間，構成電壓串聯(lián)負反響；〔3〕倍增電路，給功放管供給的偏壓；TT

組成NPN型復合1 3 4 BE 2 3，TTPNP4 5〔4〕擔憂全6-130T1

6-130習題23時電路圖1/2VCC無視晶體管的基極電流，求靜態(tài)時R3

電阻上電流的表達式。C2

的作用；估算輸入信號足夠大時的最大輸出功率P。om解：(1)R3〔2〕(3)電容起自舉作用，用來提高輸入阻抗(1V U )2〔4〕P 2om

CC CES2RL如圖6-131所示電路為能輸出兩種電壓的整流電路。變壓器副邊電壓有效值U＝20V、U＝U＝10V。負載電阻R

=1kΩ，圖6-131圖6-131習題24電路圖R=100Ω。試求：L2〔1〕RL1

和R兩端電壓的平均值，并標注電L2

性；各個二極管的平均電流及所承受的最高反向電壓。解：〔1〕U==9V,負電壓輸出；O1U==9V，正電壓輸出；O2(2)I =R=9mA，U=U=28V；D1〔AV〕 L1 D1 2I =I

=1/2U/R

=90mA，U

=U=28V；D2(AV)

D3(AV)

O2 L2

D2 4單相橋式整流電容濾波電路如圖6-132所示，負載電阻R=200Ω，要求輸出L圖6-132習題圖6-132習題25電路圖試確定副邊電壓U及濾波電容C2

的數(shù)值；有何變化，會產(chǎn)生什么后果

出電壓UORL

斷開時輸出電壓UO

有何變化(1)U=U/≈2 OC=R=200μFL(2)U=0，變壓器次級短路，電流過大，時間長了有可能燒毀線圈；O(3)U==O如圖6-133所示直流穩(wěn)壓電源，輸入電壓有效值Ui

為18V，穩(wěn)壓管的參數(shù)為=9V，r=100Ω，I4mA，I

40mA。Z Z Zmin Zmax±10％，負450ΩR