復(fù)試_82070模電試卷答案1

1、1.1 寫出下列正弦波電壓信號(hào)的表達(dá)式（設(shè)初始相角為零）：（1）峰峰值 20V，頻率 1kHz；（2）均方根值 220V，頻率 50Hz；（3）峰峰值 60mV，周期 1ms；（4）峰峰值 1V，角頻率 100rad/s。題型:簡答題分析：Vm =2V ,w = 2pf , f = 1 , v(t) = V sin(wt + j)Tm：V（1） v(t) = 20 sin(2 103pt + 0)V2（2） v(t) = 220 2 sin(2 50 pt + 0)V（1） v(t) = 60 sin(2 103pt + 0)mV21（1） v(t) =sin(100t + 0) 2V1.2

2、題圖 1.2 所示的周期方波電壓信號(hào)加在一個(gè)電阻 R 兩端。1T2v(1)試用公式 P =()dt 計(jì)算該方波信號(hào)在電阻上消耗的功率 PS；RT0(2)分別計(jì)算方波信號(hào)的傅里葉展開式中的直流分量、基波分量及三次諧波分量在電阻R 上所消耗的功率；(3)并計(jì)算這三者之和占電阻 R 上總耗散功率的百分比。vVStoT2T題圖 1.2題型:計(jì)算題分析: 周期方波電壓信號(hào)的傅里葉分解，即頻譜為v(t) = VS +sinw t +sin 32V2V2Vw t +sin 5w t +LSSS2p3p5p0001w0 = 2p= 2pf0T周期電壓信號(hào)的有效值：10nV = (V +V )222n=1作用到

3、電阻上消耗的功率為：P = 1 V 2 =(V 1+ n=1122V )20nRR：V 21T1RTTv 2T / 2（1） P =()dt =V 2dt =S2RRSS00（2）直流分量、基波分量及三次諧波分量在電阻 R 上所消耗的功率分別為：V 2= S 4RPS 02V 2=S PS1p 2 R2V 2=S PS 39p 2 R（3）直流分量、基波分量及三次諧波分量占總功率的百分比為PS 0 + PS1 + PS 3= 1 +44l = 0.95 = 95%p 29p 2P2S1.3 題圖是全波整流的電壓波形，即v(wt) = 2V2 sin wt0 wt pv(wt + p )（1）求

4、v(wt) 的有效值和平均值（直流分量）；（2）求v(wt) 的交流分量（除直流分量以外的全部交流分量）的有效值；（3）求v(wt) 的傅里葉級(jí)數(shù)。題圖 1.3題型：計(jì)算題分析： v(wt) 是正弦函數(shù) 2V2 sin(wt) 的絕對值，其周期是正弦函數(shù)的一半，即= p = 1 ( 2p )Tw2 w：（1）有效值和平均值（直流分量）：1T1p1pv 2 (wt)dwt =pTv 2 (t)dt =0p 0V =wwt = V222V sin (t)d2201112V sin(wt)dwt = 22V2pTpV = a =v(t)dt =v(wt)dwt =pp 000p2T00（2）交流分量

5、（除直流分量以外的全部交流分量）的有效值Vg8V =V 2 - V 2 = V1 -= 0.44Vg02p 22（3） v(wt) 的傅里葉級(jí)數(shù)= 2p= 2 2V2w= 2wV = a000pT22p)dt =v(wTa =v()dwtnpT=0024 2V2(4n2 - 1)ppp 0sin(w)dwt =2V222p)dt =v(wTb =v()dwtnpT=002pp 02V sin(w)dwt = 02+ n=1- n=1a cos(nw t) + b sin(nw t) = 22V2p4 2V2(4n2 - 1)pv(wt) = acos(2nwt)0n0n0=注釋=tp-01：在

6、此處tp-02：在此處jxyl-tp-xtda-030503-01。jxyl-tp-xtda-030503-02。習(xí)題二2.1 選擇正確填入空內(nèi)。（ 1 ） 電壓增益是輸出電壓變化量與輸入電壓變化量之比。 在某個(gè)放大電路中， 當(dāng)輸入電壓為 15 m V 時(shí)， 輸出電壓為 6.5V； 輸入電壓為 20 m V 時(shí)， 輸出電壓為 7V（ 以上為瞬時(shí)電壓 ）， 該放大電路的電壓增益為（）。A. 700B. 100C. - 100（ 2 ） 有兩個(gè)放大倍數(shù)相同、 輸入和輸出電阻不同的放大電路 A 和 B， 對同一具有內(nèi)阻的信號(hào)源電壓進(jìn)行放大。 在負(fù)載開路的情況下， 測得電路 A 的輸 出電壓小。 這說

7、明電路 A 的A. 輸入電阻大出電阻?。ǎ?。B. 輸入電阻小C. 輸出電阻大D. 輸（3）在電壓放大電路的上限截止頻率點(diǎn)或下限截止頻率點(diǎn)，電壓增益比中頻區(qū)增益下降3dB，這時(shí)在相同輸入電壓條件下，與中頻區(qū)比較，輸出電壓下降為（）倍。A1B10C1.414D0.707（4）當(dāng)負(fù)載電阻 RL = 1k時(shí)，電壓放大電路輸出電壓比負(fù)載開路時(shí)輸出電壓減少 20%，該放大電路的輸出電阻 Ro 為（A025 k）。B05kC1 kD15k設(shè)：Voo - -開路電壓- -負(fù)載電壓VOL= ( VooOLVooOLVoo= 5-1)R=R = 0.25kWRoLo(1 - 0.2)V4VVoo（5）電路如題圖

8、2.1 所示，放大電路的輸出端直接與輸入端相連，則輸出電阻 Ro（）。I&R2s&I2+I&V&V&R1&bI1_os_1Ro題圖 2.1AR1B（1+）R1CR1/ 1+DR1/ E0（ 6 ） 差模輸入信號(hào)是兩個(gè)輸入端信號(hào)的（）， 共模信號(hào)是兩個(gè)輸入端信號(hào)的（A. 差）。B. 和C. 平均值 （ 1 ） B（ 2 ） B（ 3 ） D（ 4 ） A（ 5 ） E（ 6 ） AC 2.2 將正確填入空內(nèi)。（1）在某放大電路輸入端測量到輸入正弦信號(hào)電流和電壓的峰峰值分別為 5A 和 5mV，輸出端接 2k電阻負(fù)載，測量到正弦電壓信號(hào)峰峰值為 1V，則該放大電路的電壓增益 Av 等于()，電流增

9、益 Ai 等于()，功率增益 Ap 等于()；（2）一電壓放大電路輸出端接 1k負(fù)載電阻時(shí)，輸出電壓為 1V；負(fù)載電阻斷開時(shí)，輸出電壓上升到 1.1V，則該放大電路的輸出電阻 Ro 為（）；（3）某放大電路輸入信號(hào)為 10pA 時(shí)，輸出為 500 mV，它的互阻增益是（）。（3） 51010： （1）1V /5mV =2001/2k/5A =10020000 （2） 0.1k2.3 某放大電路輸入電阻為 Ri=10k，如果用 1A 電流源驅(qū)動(dòng)，放大電路短路輸出電流為10 mA，開路輸出電壓為 10V。求該放大電路接 4 k負(fù)載電阻時(shí)的電壓增益 Av，電流增益 Ai 和功率增益 Ap，并分別轉(zhuǎn)換

10、成 dB 數(shù)表示。解：10V10V1mA 10kWRLR = 1kWA= 1000A =A= 909 = 59dBovovvoR + R10mALo2.4 題圖 2.4 所示電路用來測量放大電路的輸入、輸出電阻，當(dāng)開光 S1 合上時(shí)，電壓表 V150mV；當(dāng)S1 斷開時(shí)，電壓表 V1100mV，求 Ri 的值。K2K11k被測放大電路+4kV&V1V2s_題圖 2.4解：RiRsRsV&V&=R = R = 1kWV&isisR + R100 -501 s -1isV&i2.5 有以下三種放大電路備用：（1）高輸入電阻型：Ri1 =1M，AVO1 = 10，RO1 = 10k;（2）高增益型：

11、Ri2 =10k，AVO2 = 100，RO2 = 1k；（3）低輸出電阻型：Ri3 =10k，AVO3 = 1，RO3 = 20；用這三種放大電路組合，設(shè)計(jì)一個(gè)能在 100 負(fù)載電阻上提供至少 0.5W 功率的放大器(用等效模型表示)。已知信號(hào)源開路電壓有效值為 30 mV，內(nèi)阻為 RS=0.5 M。解：ii Ri1ioRo1Ro2RSRo3Ri2Ri3V +-+ V+V-RLAVO1ViVo1-AVO2Vo1Vo2AVO3Vo2Sio-高輸入電阻型高增益型低輸出電阻型= vovovo 2 vo1viRi1= A A AAvR + Rv1v 2v3vvvv vso 2o1isi1sRi1Ri

12、 2 Avo1Ri3 Avo2RL Avo2= 252Ri1 + RsRi 2 + Ro1 Ri3 + Ro 2RL + Ro3Vo = AV VS = 7.5V V 2P = o = 0.57WoRL2.6 某放大電路如題圖 2.6 所示，如果 Rif 趨近于無窮大，電壓增益 AVO 趨近于無窮大，RO0。試用互阻放大電路模型等效該電路，求出 Ri 和ARO 值。R2RfR1Ro+50GRif+Ro+_+I&V&Vo&sRi&V&VV&VsAVOViAi+_io_+_VO i題圖 2.6解： 由電路列節(jié)點(diǎn)電壓方程：題圖 2.7111(+)V& -V&= I&iosRRRifffV&+ ( 1

13、 + 1 )V& = - A- 1 V& vo i ioR fRoR fRo解方程， 得- ( Avo -)I&1sRR&V =ofo1Rif+)(+) + ( Avo -11111()RfRoRfRoRfRfV& o =V&I&limt= -Rof sAvo , Ro 0, Rif = V& o= -RAI&ROfs當(dāng) Ro = 0 時(shí)， 由電路可得V&o =V&V&limt= - Aovo iAvo , Ro 0, Rif 因此，V&= 0iV&R = i = 0I&is2 . 7 電路如題圖 2 .7 所示， 當(dāng)輸出端開路時(shí)的電壓增益 Avo 趨近于無窮大時(shí)，= vo - R2 ；（2）

14、v 0 ；（3）輸出電阻 R 0 。證明 ：（ 1 ）放 大電路的電壓增益 AviofvRs1證明： 將電壓信號(hào)源等效變換為電流源， 則題圖 2.7 與題圖 2.6 等效。I&= V& / RR= R / RR= Rssifsif2所以，V&= 0i= V& oV& o= - Rf = - R2=AV&I& RvRRss 111當(dāng) V& = 0 時(shí)， sR1 / RiV&V&= kV&=iooR + R / R21i輸出電阻為：V&RR = (R + R / R ) /o = (R+ R / R ) /oV&V&o21i21i1 + kA+ kA ovo o Rovo所以， 當(dāng) 時(shí)， Avo

15、Ro = 0= vo2. 8 互阻放大電路題圖 2.8（圖 2.1.4b）所示，試求電路的電壓增益 A和電流增益vvi= ioA。iisiiioRoRi+V+Vo-iSRA iRSi-ro iL題圖 2.8解： RLA iro ivR + RR= o = Lo=LAroAv(RL + Ro )RiviRiii= iovo / RL = Rs / RiRLRs / Ri=A =AAiviR(R + R )Rro(R + R )RroisLLoiLoiRs / Ri2 . 9 某電唱機(jī)拾音頭內(nèi)阻為 1M， 開路輸出電壓有效值為 1V， 如果直接將它與 10 揚(yáng)聲器相連， 揚(yáng)聲器上的電壓和功率各為多

16、少？ 如果在拾音頭和揚(yáng)聲器之間接入一個(gè)放大電路， 設(shè)放大電路的輸入電阻 Ri = 1 M， 輸出電阻Ro =10 ， 開路電壓增益為 10 。 試求這時(shí)揚(yáng)聲器上的電壓和功率。解： 拾音頭直接與揚(yáng)聲器相連， 揚(yáng)聲器上的電壓和功率分別為：10W10W + 1MWRLV =V =1V 0VoR + RsLsV 202= o = 0PoRL10拾音頭經(jīng)放大器再與揚(yáng)聲器相連， 揚(yáng)聲器上的電壓和功率分別為：1MW10W 10RiRL AvoV =V =1V 2.5VVosR + RR + R1MW + 1MW10W + 10WisLoV 22.52= o = 0.625WPoRL102 . 10 已知一個(gè)

17、集成運(yùn)放的開環(huán)差模增益 A od 為 100 d B，最大輸出電壓峰- 峰值 V opp 14V， 分別計(jì)算差模輸入電壓 v ID （即 v I P v I N ）為 10 V、 100 V、1m V、 1 V 和 10 V、 100 V、 1m V、 1 V 時(shí)的輸出電壓 v O 。解： A= 100dB = 105od eOioR1eo= 16.5 = 7.5%vo2203.20 負(fù)反饋電路，自激振蕩的條件是什么？僅滿足相位平衡條件，電路能否振蕩？解：負(fù)反饋放大電路自激振蕩的條件是 A& F&= AF = 1幅值平衡條件相位平衡條件（n是整數(shù)）& &AF = -1 ja + j f= (2

18、n + 1)p僅滿足相位平衡條件，電路不能振蕩。3.21 放大電路的開環(huán)幅頻特性如圖 3.21 所示，設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為電阻性，當(dāng) f=103Hz 時(shí)，試問： （1） 反饋系數(shù) F=1 時(shí)，電路是否會(huì)產(chǎn)生自激振蕩？（2） 若想引入負(fù)反饋后電路穩(wěn)定，F(xiàn)的值最大約為多少？20 lg A / dB10080604020-20dB/十倍頻-60dB/十倍頻10102 103 104 f/Hz題圖 3.210解：電阻反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為實(shí)數(shù)，其幅值和相移與頻率無關(guān)，并且j f = 0 。環(huán)路增益的幅頻特性可表示為- 20 lg F& -120 lg A& F&= 20 lg A&+ 20 lg F&= 20

19、lg A&當(dāng)反饋系數(shù) F=1 時(shí)，環(huán)路增益的波特圖與開環(huán)增益相同。在 f=104Hz，相移超過 1800。由負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性判據(jù)可知，電路不穩(wěn)定，產(chǎn)生自激振蕩。在 f=103Hz，基本放大電路的相移約等于 1800。因此，當(dāng)反饋系數(shù)小于下數(shù)值時(shí)，電路穩(wěn)定。-1= 60dB F = 10 -320 lg F&3.22 圖 3.22 為某運(yùn)放開環(huán)頻率特性，設(shè)它的反饋網(wǎng)絡(luò)為電阻性，接成電壓串聯(lián)負(fù)反饋時(shí)，要保證電路具有環(huán)路增益有 20dB 的裕度，問 Fv 的變化范圍為多少？環(huán)路的相位范圍為多少？題圖 3.22解：電阻反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為實(shí)數(shù)，其幅值和相移與頻率無關(guān)，并且j f = 0 。環(huán)路增

20、益的幅頻特性可表示為- 20 lg F& -120 lg A& F&= 20 lg A&+ 20 lg F&= 20 lg A&由波特圖可知：在 N 點(diǎn)，放大電路的相移為 1350，增益為 80dB。因此，當(dāng)20 lg F& -1 = 80dB F = 10-4時(shí)，電路的幅值裕度為 20dB、相位裕度為 450。習(xí)題四4.1 設(shè)計(jì)一個(gè)比例運(yùn)算電路。要求（1）Ri=20k，比例系數(shù)為-50。（2）若 vi=0.75V 時(shí)，集成運(yùn)放的飽和輸出電壓為15V，反饋電阻中的電流為 0.1mA。畫出電路，標(biāo)出各電阻值。解：設(shè)計(jì)電路如題圖 4.1 所示。電路的增益為RfRRvA = o = -fv150k_

21、vR1i1A當(dāng) vi=0.75V 時(shí)，Avvi=0.75(-50)=-37.5V-15V所以，運(yùn)放負(fù)飽和，vo=-15V比例電路的電阻選擇如下：vi3k+R2vo3k題圖 4.1vo15VR = 150kWf0.1mA0.1mARf= 150 = 3kW 50R =1R2 = Rf / R1 R1 = 3kW4.2 電路如圖 4.2 所示。已知集成運(yùn)放輸出電壓的最大值為 14V，輸入信號(hào) vi=2V。分別求出下列情況時(shí)的輸出電壓。（1）R4 開路；（2）R4 短路；（3）R2 短路；（4）R3 短路。解：假設(shè)電阻足夠大，在上述情況下電路仍能正常工作。R3R2m= vo = - R2 + R3i

22、2i3開路： A（1）Ri4_4R4vvRiR1i1n（2） R4 短路： 電路沒有反饋，vi=2V 使運(yùn)放輸出負(fù)飽和電壓-14V。（3） R2 短路：R3 引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸入端虛斷和虛短，R4 上沒有電流。所以nviAi+vo1pR5ip= vo= - R31題圖 4.2 T 形網(wǎng)絡(luò)反相比例電路AvvRi（4）R3 短路：R2 引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸入端虛斷和虛短，R4 上沒有電流并聯(lián)到輸出端。所以= vo= - R21AvvRi4.3 電路如題圖 4.3 所示。設(shè)集成運(yùn)放輸出電壓的最大值為 12V，輸入電壓 vi 如下表所示。試將 vo 的運(yùn)算結(jié)果填入表中。vi/V-0.2-0.61

23、.01.40.1sintmVvo1AvRfRf100k_100k_R1R1A+10k10kviA+R1/Rfvivo1vo2R1/Rf(a)(b)題圖 4.3解： 圖（a）增益為A = - 100 = -10v110圖（b）的增益為A= 1 + 100 = 11v110所以= Av1vi = -10vi= Av2 vi = 11vivo1 vo24.4 電路如題圖 4.4 所示，若要實(shí)現(xiàn) vo=-120 vi，其它電阻值如圖中標(biāo)注，試求 R5。R6R2180kR5_120k_R1A2R4vi+voA110k+10kvo110kR3題圖 4.4解： 增益為：= vovovo1= (1 + R6

24、)(- R2 )=AvvvvRRi01i51R6180R = 20kW5R10- A 1 -1120 -1120vR2vi/V-0.2-0.61.01.40.1sintvo1/V26-10-12-1.0sintvo2/V-2.2-6.611+12+1.1sintvo24.5 如題圖 4.5 所示，試求輸出電壓 vo 的表達(dá)式。若 R1=R2 時(shí)，vo=？R2R1R2_R1_A2vo+A1vo1v+Ri13題圖 4.5解：增益為：vovovo1= (1 + R1 )(1 + R2 )A =vvvvRRi101i121當(dāng) R1=R2 時(shí)，vo=4 vi14.6 設(shè)計(jì)一個(gè)反相加法電路，模擬輸出電壓

25、vo= Rf=240 k，試?yán)L出電路并求各支路的電阻。 解：設(shè)計(jì)電路如題圖 4.6 所示。輸出電壓為-(10vi1+5vi2+8vi3)的關(guān)系，若反饋電阻R3v = -( Rf v+ Rf+ R fvi3 vi1vi2vv )R1Rfoi1i 2i3RRR123i2與 vo= - (10vi1+5 vi2+8 vi3)比較得，i1Rv_oii2 n+RfR1RfR2RfR3pR4= 10= 5= 8R1 = 30kWipR1 = 24kWR2 = 48W圖 4.6 反相加法電路R4 = R1 / R2 / R3 / Rf = 10kW4.7 同相加法電路如題圖 4.7 所示，試求輸出電壓 vo

26、 的表達(dá)式。若 R1=R2=R3=Rf 時(shí)，vo=？解：輸出電壓為RfR4nv_oR(f+ R fRPR1v =vi1vi2vv )+oi1i 2RRRpN12R2設(shè) R4 = Rf / 2 ，R1=R2=R3=Rf，則R3Rf3圖 4.7R = R / R / R =同相加法電路P123R f3R= R / R =N4fRR(f+fRPv =v ) = v + vvoi1i 2i1i 2RRRN124.8 電路參數(shù)如圖 4.8 所示，試求輸出電壓 vo 與輸入電壓 vi1、vi2、vi3 的運(yùn)算關(guān)系式及平衡電阻 R3、R7 阻值。R4R25kvi3Rf1100k_R5 4kvi2R110kv

27、i1R6 10k_A10k1vo1A2+vo+R3R7題圖 4.8解：v = -( Rf 1 v+ Rf 1 v+oo1i 2RR65+ Rf= -(- Rf 1R2vi1RR1R65R3 = R1 / R2= 9.1kWR7 = R6 / R5 / R4 / Rf 1 = 1.5kW4.9 設(shè)計(jì)一個(gè)單運(yùn)放運(yùn)算電路，要求輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系式為 vo=10 vi1-8vi2-4 vi3。解： 設(shè)計(jì)電路如題圖 4.9 所示。R3Rfvi3R2_vi2vi1vo+R4R1題圖 4.9加減運(yùn)算電路輸入輸出關(guān)系為R2 / R3 + R fR4vo = =R f- R f3RP=fvvvii 2iRRRRN12R2 / R3 / RfRfR1RfR2RfR3RNRP= 1= 10= 8= 4令R1 / R4選擇 Rf = 100kW ，則R1 = 10kWR2 = 12.5kWR3 = 25kWR1 (R2 / R3 / Rf )R = 33kW4R - R / R / R123f4.10 電路如題圖 4.10 所示。（1）試求圖示參數(shù)時(shí)，R2=20 k 時(shí)，試求 vo 與 vi1、vi2 的關(guān)系式。vo 與 vi1、vi2 的關(guān)系式。（2）當(dāng)圖中的Rf200k20kR1_vI1R2 10kvovI2+R3100k題圖 4.10解：輸入輸出關(guān)系為Rf-