模擬電子技術(shù)教程習(xí)題答案

1、第6章習(xí)題答案1. 概念題：(1) 由運(yùn)放組成的負(fù)反饋電路一般都引入深度負(fù)反饋，電路均可利用虛短路和虛斷路的概念來求解其運(yùn)算關(guān)系。(2) 反相比例運(yùn)算電路的輸入阻抗小，同相比例運(yùn)算電路的輸入阻抗大，但會引入了共模干擾。(3) 如果要用單個(gè)運(yùn)放實(shí)現(xiàn)：Au= 10的放大電路，應(yīng)選用_A運(yùn)算電路；將正弦波信號移相+ 90°,應(yīng)選用_D運(yùn)算電路；對正弦波信號進(jìn)行二倍頻，應(yīng)選用 F運(yùn)算電路；將某信號疊加上一個(gè)直流量，應(yīng)選用 _E運(yùn)算電路；將方波信號轉(zhuǎn)換成三角波信號，應(yīng)選用_C運(yùn)算電路；將方波電壓轉(zhuǎn)換成尖頂波信號，應(yīng)選用 _D運(yùn)算電路。A.反相比例 B. 同相比例 C. 積分D. 微分 E. 加

2、法F. 乘方(4) 已知輸入信號幅值為1mV頻率為10kHz12kHz,信號中有較大的干擾，應(yīng)設(shè)置前置放大電路及帶通濾波電路進(jìn)行預(yù)處理。(5) 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的交流電壓呢？(不會)(6) 有源濾波器適合于電源濾波嗎？( 不適用)這是因?yàn)橛性礊V波器不能通過太大的電流或太高的電壓。(7) 正弦波發(fā)生電路中，輸出端的晶體管一定工作在放大區(qū)嗎？( 一定)矩形波 發(fā)生電路中，輸出端的晶體管一定工作在放大區(qū)嗎？( 不一定)（8） 作為比較器應(yīng)用的運(yùn)放，運(yùn)放一般都工作在非線性區(qū)，施密特比較器中引入了 正反饋，和基本比較器相比，施密特比

3、較器有速度快和抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)。（9） 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， 是因?yàn)?反饋耦合 端的極性不同，RC正弦波振蕩器頻率不可能太 高 ，其原因是在高頻時(shí)晶體管元件的結(jié)電容會起作用。（10） 非正弦波發(fā)生器離不開比較器和延時(shí)兩個(gè)環(huán)節(jié)。（11） 當(dāng)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(shí)，石英晶體呈 阻性;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(shí)，石英晶體呈感性；其余情況下石英晶體呈容性 。（12） 若需要1MHz以下的正弦波信號，一般可用 RC 振蕩電路；若需要更高頻 率的正弦波，就要用 LC 振蕩電路；若要求頻率穩(wěn)定度很高，則可用石英晶體 振蕩電路

4、。（13）設(shè)計(jì)一個(gè)輸出功率為20W的擴(kuò)音機(jī)電路，若用乙類互補(bǔ)對稱功率放大，則應(yīng)選至少為丄4瓦的功率管兩個(gè)。（14）對于甲類變壓器音頻功率放大電路，在沒有輸入信號時(shí)，揚(yáng)聲器不發(fā)聲，這時(shí)管子的損耗最小。對嗎？（ 不對，此時(shí)管子功耗最大 ）（15） 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 。（16） 開關(guān)電源調(diào)整管工作在非線性區(qū)區(qū),或在一 飽和/可變阻區(qū)、或在 截止 區(qū)，所以開關(guān)電源功耗小、 體積小，工作效率高。（17） 在線性電源中，所謂并聯(lián)式穩(wěn)壓電路是指負(fù)載與調(diào)整管并聯(lián)，串聯(lián)式穩(wěn)壓電路是指負(fù)載與調(diào)整管串聯(lián)，有人說后者是在前者的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，你

5、說對嗎？（對）（18） 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？（不一定）（19） 濾波的實(shí)質(zhì)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(shí)需要用電感和電容來濾波。開關(guān)電源中因工作頻率 較高，用較小容量的濾波元件就可以達(dá)到很好的濾波效果。（20）目前常見的數(shù)碼產(chǎn)品充電器是開關(guān)電源嗎？（ 是）（21）你認(rèn)為線性電源和開關(guān)電源那種更容易持續(xù)提供大電流電源？（開關(guān)電源）開關(guān)電源的缺點(diǎn)是會產(chǎn)生射頻干擾。2. 理想運(yùn)放組成如圖6-113所示電路。圖6-113習(xí)題2電路圖（1）導(dǎo)出Uo與Ui的關(guān)系式；（2） 若要求電路的閉環(huán)增益| Auf | =100, R>10

6、0kQ，在Rb=F3=500kQ條件下，請?jiān)O(shè) 計(jì)F、F4的參數(shù)。解：根據(jù)虛短路和虛斷路有：可求得：uR4字5即:0Ur,R2Ur,Uour4R3R4可得,UoR2宀1警)UiR1R4(11(2)因要求KQRi = R>100kQ，可取 Ri= 150KQ，將 | Af | =100代入上式得17.863.理想運(yùn)放組成如圖6-114所示各電路，試求出輸出信號與輸入信號的關(guān)系式。(a)(a)(b)(c)(d)圖6-114習(xí)題3電路圖Uo|fUi1R1RfR2Ui2(1d)Ui3r1/r2(b)UoRfR1Ui1(1Rf、Rs_RR1) R2-Ui23Rf)R2R1) R2 R-Ui33(c)

7、UoR1Cui1dti1R2CUi2dt(d) UoCiC2UiRCiduidt4. 在圖6-114所示各電路中，集成運(yùn)放的共模信號分別為多少？要求寫出表達(dá)式 解：共模信號即為運(yùn)放同相端或反相端的電壓。Ui3R3R 2Ui2Ui3R2 R3 R2 R 300（a）Uic（b）u（C ） u ic（d） Uic5. 試設(shè)計(jì)一多項(xiàng)式電路，使輸入輸出滿足關(guān)系為 山=5 uii +10 Ui2 2ui3 0.5 Ui4 50 * , 要求電路改變一個(gè)電阻值就能改變多項(xiàng)式的相應(yīng)系數(shù)。解：習(xí)題5答案圖取R=100KQ，貝Ri=20KQ,艮=10KQ ,Rb=50KQ , R=200KQ ,R5=2KQ民、

8、R為輸入端平衡電阻,6. 如圖6-115所示電路中，運(yùn)放均為理想器件。(1) 假設(shè)Rv的滑動(dòng)端位于中間位置，寫出uoi、uo與ui的關(guān)系式;(2)當(dāng)RW的滑動(dòng)端由下而上移動(dòng)時(shí)，u°怎樣變化?圖6-115習(xí)題6電路圖(1)A構(gòu)成反相比例運(yùn)算電路，A為電壓跟隨器，A3為反相加法運(yùn)算電路。所以,其中u'2.5V，Rw -Rw為戴維南定理等效的+ 5V電壓源支路。4(2)當(dāng)Rw的滑動(dòng)端由下而上移動(dòng)時(shí)，uo的反向偏移量將增大。7. 積分器及輸入波形如圖6-116所示，電源電壓為土 15V。(1) 設(shè)通電之前，設(shè)uc=0V,作出輸出電壓uo的對應(yīng)波形圖;(2) 當(dāng)R或C分別變化時(shí)，請用圖

9、描述uo的對應(yīng)波形圖變化趨勢。u解：(1)(2) R或C變大時(shí)，t=t 1時(shí)的uo幅值變??；反之，幅值變大，但不能超過電源電壓15V,趨勢圖如下:Uo2R510k Q,試求該電路的電壓放大倍數(shù)圖6-117習(xí)題8電路圖有再根據(jù)運(yùn)放A1的虛短與虛斷，有UiUo2R7可得：Uo= 0.5 u9. 試(a)(c)（b）分別求解圖6-118所示 （d）各電路的電圖6-118習(xí)題9電路圖壓傳輸特性。解：圖（a）所示電路為單限比較器；圖（b）所示電路為窗口比較器；圖（c）所示電路為參考電壓不為 0的遲滯比較器；圖（d）所示電路為參考電壓為0的遲滯比較器。電壓傳輸特性如解圖所示。說明：設(shè)圖（b）中運(yùn)放電源電壓

10、為土 12V； Vcc=12V R»R(a)(b)10. 寫出下列圖6-119 (a)、(b)的輸入、輸出電壓關(guān)系。(c)(d)(a) 習(xí)題9答案圖(b)圖6-119習(xí)題10電路圖解：(a) uoRE UiKR1R3K1R22 -(b) UoUidtk2r1rc11. 如圖6-120為一種不隨輸入頻率變化的不失真限幅放大器。在圖6-120習(xí)題11電路圖定的頻率范圍內(nèi)，輸出電壓 Uo 的幅值恒等 于VE,請?jiān)?細(xì)分析其基 本原理。( 修正：圖6-120中去掉D2、D3 (分別短路)，乘法器M的系數(shù)KXy改為-1/2 )解：電路由以下幾部分組成：輸入信號Ui通過電阻分壓產(chǎn)生Uo1=1/2

11、 u i ；D、C3和Al組成峰值保持電路，Uo2輸出為Uoi的峰值，設(shè)峰值為 VC; A2為減法電路，Uo3=VE-u o2=VE-Vc；A3與乘法器S構(gòu)成除法運(yùn)算，Uo4二Uo3/KxyVC= ( VC-Ve) /KxyVc，當(dāng)乘法器S的系數(shù)Kxy=1/2時(shí)，Uo4=2(VbVE)/V C；M 為乘法器，其系數(shù) Ky=-1/2，Uo5=Ky u o4 U i =-(V C"Ve)U i/V C；于是：/、VCVEVEUo(Uo5Ui ):- UiUi- Ui oVcVc此式表明，當(dāng)Ui幅值變大時(shí)，峰值VC也變大，故輸出UO不變。12. 在下列各種情況下，應(yīng)分別采用哪種類型(低通、

12、高通、帶通、帶阻)的濾波電 路。(1) 傳輸3003400Hz的音頻信號；(2) 傳輸頻率低于10HZ的緩慢變化信號；(3) 抑制頻率為50Hz交流電源的干擾；(4) 抑制頻率為1kHz以下的信號。解：(1)帶通(2)低通(3) 帶阻(4) 高通13. 圖6-121所示為幾種有源濾波電路。(1) 從電路圖直接判斷各電路圖為什么類型的濾波器，分別為幾階;(2) 推導(dǎo)圖(d)的傳遞函數(shù)、頻率特性表達(dá)式及濾波參數(shù)表達(dá)式。(a)(b)解：(1) (a)圖為一階(c)(d)高通濾波器；(b)圖為一階低通圖6-121習(xí)題13濾波器；(C)圖為二階帶通濾電路圖波器；(d)圖為二階高通濾波器；(2)(d)圖為

13、二階無限增益多路反饋高通濾波器。其中,14. 已知某有源濾波器的傳遞函數(shù)為:分析該傳遞函數(shù)具有哪種濾波器的特性，并計(jì)算該濾波器的特征頻率、品質(zhì)因數(shù)及通帶增益0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越小，說明是低通其中：通帶增益Aup 1署，特征頻率f0卷刁曰得：Au（jf）A upf 2f1()2 j (3 Aup)f 0 f 0品質(zhì)因素Q1R13 A up2R1R215. 電路如圖6-122所示，試用相位平衡條件判斷哪個(gè)電路可能振蕩，哪個(gè)不能，并簡 述理由。(a)解：(b)圖（a）所示電路有可能產(chǎn)生振蕩。(c）圖中三級移相電(d)路為超前網(wǎng)絡(luò)，在

14、圖6-122習(xí)題15電路圖信號頻率為°到無窮大時(shí)相移為+270?0?,因此存在使相移為+ 180 ?的頻率，加上運(yùn)放的反相，可滿足振蕩的相位條件圖（b）所示電路有可能產(chǎn)生振蕩。圖中 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在諧振點(diǎn)相移為零，所以電 路構(gòu)成正反饋，可滿足振蕩的相位條件。圖（c）所示電路不能產(chǎn)生振蕩。圖中 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在諧振點(diǎn)相移為零，所以電路構(gòu)成負(fù)反饋，不能滿足振蕩的相位條件圖(d)所示電路兩級放大產(chǎn)生360?的相移形成正反饋，有可能產(chǎn)生振蕩圖6-123習(xí)題16電路圖16. 如圖6-123所示RC串并聯(lián)正弦波振蕩電路，運(yùn)放 為理想運(yùn)放。(1) 標(biāo)出運(yùn)放A兩輸入端的極性；(2) 若要求振蕩頻率為

15、840Hz試確定R的阻值。(3)寫出振蕩平衡時(shí)R與R的關(guān)系表達(dá)式，并說明R的大小對輸出的影響(4)對電路進(jìn)行改進(jìn)，使其具有穩(wěn)幅功能解：(1)運(yùn)放A兩輸入端的極性為上負(fù)下正(2) 根據(jù)振蕩頻率fo，得R= 18.95K Qo2 RC(3) 在振蕩平衡時(shí)要求 R三2R;當(dāng)R小于2R時(shí)會停振；當(dāng)R大于2R時(shí)，波形會失 真。(4) 通常用兩種方法。方法一是R選用正溫度系數(shù)的熱敏電阻；方法二是類似教材中 圖6-41所示在R上串聯(lián)兩個(gè)正反并接的二極管。17. 電路如圖6-124所示，試用相位平衡條件判斷哪個(gè)電路可能振蕩(C)正：教材中(d )（e ）該題圖(f)6-124( b)中變壓器圖6-124習(xí)題1

16、7電路圖應(yīng)標(biāo)出同名端，初級在上，次級在下】(a )(b )【修解：（a）不能；（b）可能；（c）可能；（d）不能；（UCe=0）(e)可能；(f)不能；18. 已知圖 6-125 所示電路。已知12V, R= 10kQ, C= 0.1 卩 F, R = 40kQ, R2=10kQo（1）說明電路功能;圖6-125習(xí)題18電路圖幅值。路。（2）畫出電路輸出波形，標(biāo)注周期、脈寬和 解：（1）電路為占空比可控的矩形波發(fā)生電（2）忽略二極管動(dòng)態(tài)電阻R振蕩周期：T (Ri R2)CI n( 1 2 ) 5.5msRR脈沖寬度：Ti RiCI n(1 2_)4.4msR習(xí)題18答案圖Uo波形如下。19.

17、已知圖6-126所示電路為壓控振蕩電路，場效應(yīng)管T工作在開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)其截止 時(shí)相當(dāng)于開關(guān)斷開，當(dāng)其導(dǎo)通時(shí)相當(dāng)于開關(guān)閉合，管壓降近似為零；Ui >0。(1) 分別求解T導(dǎo)通和截止時(shí)Uo1和Ui的運(yùn)算關(guān)系式Uo1 = f (Ui);圖6-126習(xí)題19電路圖(2) 求出Uo和Uo1的關(guān)系曲線Uo = f(Uo1);(3) 定性畫出Uo和Uo1的波形；(4) 求解振蕩頻率f和Ui的關(guān)系式。解：(1)當(dāng) T 導(dǎo)通時(shí)(Uo=+12V) s+= Ui /3。當(dāng)T截止時(shí)(Uo=-12V) , A1的正反相輸入端疊加。(2) A為遲滯比較器。UTh=± 6V, Uo=± 12乂 Uo

18、和u。1的關(guān)系曲線如圖所示(3)Uo和Uo1的波形如圖所示(4)先求周期: + 12因?yàn)閁th罟Ui T Uth32得: t 072Ui再求振蕩頻率：f=1.39ui20. 如圖6-127所示由運(yùn)放組成的全波整流電路。(1) 詳細(xì)說明電路的工作原理及運(yùn)放的作用；(2) 畫出Ui、Uo1、Uo2、Uo的對應(yīng)波形。圖6-127習(xí)題20電路圖解：在許多場合我們只須測量交流電壓的平均值，這時(shí)可采用如圖6-127所示的電路，該電路實(shí)質(zhì)上是全波整流電路。運(yùn)放A1為正向放大器提供一定增益使輸入阻抗提高，運(yùn)放習(xí)題20答案圖A2和A3組成含源精密整流。在 Va的正半周期A2輸出為負(fù)，D2導(dǎo)通，D1截止，R5為反

19、饋 電阻。Vb Va旦5 ;在Va的負(fù)半周期A2輸出為正。D1導(dǎo)通，D2截止，b點(diǎn)的電位等于a'R3的電位，Vb二0?？梢?Vb為半波整流輸出。A組成加法器。按照圖中的電阻取值，即RfR=2OK,R3=R=F6=1OK 在 Va 的正半周 uo=-(2Vb + Va);在 Va 的負(fù)半周 uo 為-(Va + 0)， uo為Va的全波整流；各點(diǎn)輸出波形如圖所示。21. 在圖6-128所示電路中，已知Vx= 12V,R_= 8Q,靜態(tài)時(shí)的輸出電壓為零，在忽略UCes的情況下，試問:圖6-128習(xí)題21電路圖(1) 求當(dāng)u的有效值為6V時(shí)的輸出功率和效率(2) 求當(dāng)輸入信號足夠大時(shí)的最大輸

20、出功率 Pom效率及晶體管的最大功耗;(3) 給出管子功耗最大和最小時(shí)的輸出電壓值。(4) 說明D、D2的作用，若其中一個(gè)管子虛焊，有可能會產(chǎn)生什么后果 ？解：(1)(2)(3) Uo=0.6Vc(=7.2V,功耗最大;uo=0時(shí)功耗最小。(4) 消除交越失真。若其中一個(gè)二極管虛焊，功放管有可能燒毀22. 如圖6-129所示功率放大電路。設(shè)VCc=9V, R=8Q, R=1©。T2、T4管的參數(shù)為I c42A,U( br ce(=40V, PdM=4W, UCes=1Vo 圖6-129習(xí)題22電(1) 以穩(wěn)定輸出電壓為目的，給電路引入合適的路圖反饋。(2) 如若希望得到10倍的電壓增

21、益，估算反饋電阻 R的值。(3) 說明電路中各晶體管的用途；(4) 換成4Q的負(fù)載，功放管是否安全工作?解:（1）反饋電阻Rf接在負(fù)載和運(yùn)放反向端之間，構(gòu)成電壓串聯(lián)負(fù)反饋；（3）Ti管和電阻R、R4構(gòu)成UBe倍增電路，給功放管提供1.4的偏壓；Ta T3組成NPN型復(fù) 合管，T4、T5組成PNP型復(fù)合管，構(gòu)成復(fù)合管乙類互補(bǔ)輸出。（4）不安全23. 圖6-130所示功放電路。圖6-130習(xí)題23（1）調(diào)節(jié)哪個(gè)電阻可使 T1的發(fā)射極電位在靜態(tài)時(shí)電路圖為 1/2Vg（2） 忽略晶體管的基極電流，求靜態(tài)時(shí)R電阻上電流的表達(dá)式。（3）說明電容C2的作用；（4）估算輸入信號足夠大時(shí)的最大輸出功率Pom。解

22、：調(diào)R（2）（3）電容起自舉作用，用來提高輸入阻抗1 2（；Vcc Uces）2Rl（4）Pom 亠224. 如圖6-131所示電路為能輸出兩種電壓的整流電路。已知變壓器副邊電壓有效值U2 = 20V、U3 = U4 = 10V。負(fù)載電阻 Ri=1kQ, 圖6-131習(xí)題24R_2=100Q。試求：電路圖(1) R-1和R-2兩端電壓的平均值，并標(biāo)注電壓的極性；(2) 各個(gè)二極管的平均電流及所承受的最高反向電壓。解：(1) UO=-0.45U 2=9V,負(fù)電壓輸出；Ud=0.9U3=9V,正電壓輸出；(2) 1 D1(av = 0.45U 2/RL1=9mA UD=1.4 U 2=28VI D

23、2(AV)= I D3(AV)=1/2 U O,RL2=90mA U)2=2.8 U 4=28V；25. 單相橋式整流電容濾波電路如圖 6-132所示，已知負(fù)載電阻R=200Q，要求輸出電壓15V。圖6-132習(xí)題(1) 試確定副邊電壓U及濾波電容C的 25電路圖數(shù)值；(2) 當(dāng)出現(xiàn)其中一個(gè)二極管接反時(shí)輸出電壓UO有何變化，會產(chǎn)生什么后果？(3) 當(dāng)R.斷開時(shí)輸出電壓UO有何變化?解:U2=LO/1.2 12.1VC=0.04/Rl=200u F(2) Uo=O,變壓器次級短路，電流過大，時(shí)間長了有可能燒毀線圈；(3) U o=1.4U2=16.8V26. 如圖6-133所示直流穩(wěn)壓電源，輸入電壓有效值 U為18V,穩(wěn)壓管的參數(shù)為LZ=9V,rz=100Q,最小穩(wěn)定電流I zmin為4mA最大穩(wěn)定電流I zmax為40mA(1) 如果電網(wǎng)電壓波動(dòng)為土 10%，負(fù)載變動(dòng)范圖6-133習(xí)題圍為450Q到無窮大，求限流電阻R的值；26電路圖(2) 求負(fù)載為450Q時(shí)的穩(wěn)壓系數(shù)；(3) 在什么情況下，電路不可空載。解：橋式整流電容濾波的輸出電壓即穩(wěn)壓電路的輸入電壓U=1.2Ui=21.6V,當(dāng)U波動(dòng)10%寸：(2)在輸入電壓較高時(shí)，如果空載，穩(wěn)壓管會流過較大電流，當(dāng)這個(gè)電流超過額定值時(shí)會損壞穩(wěn)壓管。27. 如圖6-134所示為差分放大構(gòu)成的串聯(lián)穩(wěn)壓電圖6-134習(xí)題27電