電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分

1、電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分第1章 緒論1、寫(xiě)出下列正弦電壓信號(hào)的表達(dá)式（設(shè)初始相角為零）：（1） 峰-峰值10V，頻率10 kHz;（2） 有效值220 V，頻率50 Hz;（3） 峰-峰值100 mV，周期1 ms；（4） 峰-峰值0.25 V，角頻率1000 rad/s;解:正弦波電壓表達(dá)式為，由于，于是得到：（1） ；（2） ；（3） ；（4） ；2、電壓放大電路模型如圖( 主教材圖 1.4. 2a ) 所示，設(shè)輸出開(kāi)路電壓增益。試分別計(jì)算下列條件下的源電壓增益:( 1 ) ，；( 2) ，；( 3) ，；( 4 ) ，。1 / 40 電壓放大電路模型解：由圖可知，所以可得以下結(jié)果:（1） ，

2、時(shí)，則源電壓增益為。同理可得：（2）（3）（4）3、在某放大電路輸入端測(cè)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(cè)量到正弦電壓信號(hào)峰-峰值為1V。試計(jì)算該放大電路的電壓增益、電流增益、功率增益，并分別換算成dB數(shù) 。解：電壓增益 電流增益 功率增益 4、 當(dāng)負(fù)載電阻時(shí)，電壓放大電路輸出電壓比負(fù)載開(kāi)路時(shí)輸出電壓減少20%，求該放大電路的輸出電阻。解:設(shè)負(fù)載開(kāi)路時(shí)輸出電壓為，負(fù)載電阻時(shí)輸出電壓為，根據(jù)題意 而 則 5、 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(kāi)時(shí)，輸出電壓上升到1.1V，求該放大電路的輸出電阻。 解:設(shè)為負(fù)載電阻斷開(kāi)時(shí)

3、輸出電壓，即; 負(fù)載電阻時(shí)，輸出電壓為。根據(jù)，則輸出電阻為 6、某放大電路輸入電阻，如果用1A電流源(內(nèi)阻為)驅(qū)動(dòng)，放大電路輸出短路電流為10mA，開(kāi)路輸出電壓為10V。求放大電路接4k負(fù)載電阻時(shí)的電壓增益、電流增益、功率增益，并分別換算成dB數(shù)表示。解:根據(jù)題意可得輸出電阻 由于放大電路開(kāi)路輸出電壓為，電流信號(hào)源電流，負(fù)載電阻,于是可得 7、有以下三種放大電路備用: （1）高輸入電阻型：，；（2）高增益型：，；(3 )低輸出電阻型：，。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。已知信號(hào)源開(kāi)路電壓為30mV(有效值)，內(nèi)阻為。解:由于高輸入電阻放大電路對(duì)

4、電壓信號(hào)源衰減小，所以輸入級(jí)(第一級(jí))宜采用高輸入電阻型放大電路;低輸出電阻放大電路帶負(fù)載能力強(qiáng)，所以輸出級(jí)(第三級(jí))宜采用低輸出電阻型放大電路;中間級(jí)(第二級(jí))用高增益型。于是三種放大電路模型互聯(lián)組成的放大電路如圖解所示 。在該放大器中，輸入信號(hào)源為、內(nèi)阻的電壓源;前級(jí)放大電路的受控源及輸出電阻是后級(jí)放大電路的信號(hào)源和內(nèi)阻，而后級(jí)放大電路的輸入電阻則是前級(jí)放大電路的負(fù)載電阻。設(shè)三個(gè)放大電路模型的輸入電壓分別為、 和，于是 放大器輸入功率 8、如圖所示電流放大電路的輸出端直接與輸入端相連，求輸入電阻。解:根據(jù)電路可得 則 9、在電壓放大電路的上限頻率點(diǎn)處，電壓增益比中頻區(qū)增益下降了3dB，在相

5、同輸入電壓條件下，該頻率點(diǎn)處的輸出電壓是中頻區(qū)輸出電壓的多少倍?解:設(shè)輸入電壓為;中頻區(qū)輸出電壓為，電壓增益為;上限頻率點(diǎn)輸出電壓為，增益。依題意 又因?yàn)?所以 在相同輸入電壓條件下，上限頻率點(diǎn)的輸出電壓約為中頻區(qū)的0.707倍。10、設(shè)一放大電路的通頻帶為，通帶電壓增益，最大不失真交流輸出電壓范圍是。（1）若輸入一個(gè)的正弦波信號(hào)，輸出波形是否會(huì)產(chǎn)生頻率失真和非線性失真?若不失真，則輸出電壓的峰值是多大? ( 2 ) 若，重復(fù)回答(1)中的問(wèn)題 ;( 3 )若，輸出波形是否會(huì)產(chǎn)生頻率失真和非線性失真? 為什么 ?解:(1 )由于，所以此時(shí)輸入正弦波信號(hào)的頻率，在的通頻帶內(nèi)，輸出電壓的峰值為，未

6、超出正負(fù)3伏范圍，所以輸出波形不會(huì)產(chǎn)生非線性失真，也不會(huì)產(chǎn)生頻率失真 。( 2 ) 此時(shí)輸入信號(hào)的頻率，輸出波形的峰值，輸出波形仍不會(huì)出現(xiàn)非線性失真。雖然信號(hào)頻率已達(dá)到放大電路的上限頻率，但是由于是單一頻率信號(hào)，所以也不會(huì)出現(xiàn)頻率失真(含多個(gè)頻率成分的信號(hào)才有可能出現(xiàn)頻率失真)。( 3 )此時(shí)輸入信號(hào)的頻率，超出通頻帶，的幅度會(huì)明顯減小，所以不會(huì)出現(xiàn)非線性失真，又因?yàn)槭菃我活l率的正弦波，所以也不會(huì)產(chǎn)生頻率失真 。第二章 運(yùn)算放大器1、如圖所示電路，當(dāng)運(yùn)放的信號(hào)電壓時(shí)，測(cè)得輸出電壓。求該運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)增益。解：根據(jù)圖題可知，則 因此用分貝表示的開(kāi)環(huán)增益為 2、電路如圖所示，運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓增益，

7、輸入電jT"阻，輸出電阻，電源電壓,。（1）當(dāng)運(yùn)放輸出電壓的飽和值為電源電壓時(shí)，求輸入電壓的最小幅值（2) 求輸入電流。解：（1）輸入電壓的最小幅值,當(dāng)時(shí)，有 輸入電流 3、電路如圖所示，設(shè)運(yùn)放是理想的。(1)求、 和的值;(2)求閉環(huán)電壓增益、電流增益和功率增益;(3)當(dāng)最大輸出電壓，反饋支路、的電流為100A，當(dāng)時(shí)，求、的值。解：（1）理想運(yùn)放的輸入電阻，,由圖知,輸出電壓為 （2） 理想運(yùn)放，故電壓增益 電流增益 功率增益 說(shuō)明理想運(yùn)放，故從輸入端不吸取電流，、皆為無(wú)窮。(3)當(dāng)最大輸出電壓，反饋支路電流，時(shí)， ,，4、設(shè)圖中的運(yùn)放為理想器件，試求出圖a、b、c、d中電路輸出電

8、壓的值。 （a） (b) (c) (d)解：利用理想運(yùn)放的特性：，。由a圖可知：， ，由b圖可知：由c圖可知：,由d圖可知：,5、電路如圖所示，設(shè)運(yùn)放是理想的，圖a電路中的，圖b電路中的，圖c中、，求各放大電路的輸出電壓和 圖a、b中各支路的電流。 解：圖（a）利用理想運(yùn)放的特性：， 圖（b）因， 圖（c）運(yùn)算電路的輸出電壓為 差分式放大電路的輸出電壓為 6、（1）設(shè)計(jì)一同相放大電路，如圖a所示，其閉環(huán)增益，當(dāng)時(shí)，流過(guò)每一電阻的電流小于100A，求和的最小值;（2）設(shè)計(jì)一反相放大電路，如圖b所示，使其電壓增益，當(dāng)輸入電壓時(shí)，流過(guò)和的電流小于20A，求和的最小值。 解：（1）同相放大電路如圖a所

9、示， ， (2)同相放大電路如圖b所示， 7、電流-電壓轉(zhuǎn)換器如圖所示。設(shè)光探測(cè)試儀的輸出電流作為運(yùn)放的輸入電流，信號(hào)內(nèi)阻，(1）試證明輸出電壓，求輸入電阻和輸出電阻；(2)當(dāng)，求輸出電壓和互阻增益。解：（1）因?yàn)?，所以，則 輸入電阻，因?yàn)?，；理想運(yùn)放，故輸出電阻（2）輸出電壓8、電路如圖所示，設(shè)運(yùn)放是理想的，設(shè)三極管T的( 1 )求出三極管的c、b、e各極的電位值;(2)若電壓表讀數(shù)為200mV,試求三極管電流放大系數(shù)的值。解：（1）利用虛短概念，c、b、e各極的電位為 (2)三極管的值 所以電流放大系數(shù) 9、如圖所示電路作為麥克風(fēng)電路的前置放大器，麥克風(fēng)的輸出電壓為電路的輸入電壓(有效值)

10、，信號(hào)源內(nèi)阻，(為電路外接電阻)。要求輸出。電壓(有效值)，求電路中各電阻值，設(shè)計(jì)時(shí)該電路所有電阻小于500k。解：電路所需的電壓增益 若選擇 ，選，于是 選標(biāo)準(zhǔn)電阻，則電壓增益為 ,為提高選，則 則，時(shí)該電路滿足設(shè)計(jì)要求，但此設(shè)計(jì)不是唯一的。 10、將電壓源轉(zhuǎn)換為電流源驅(qū)動(dòng)線圈的電壓-電流轉(zhuǎn)換器，如圖所示。求的表達(dá)式。（注 :電路中為使獨(dú)立于，設(shè)）。解：理想運(yùn)放的特性：虛短，則有 ，可得 ， （a） , （b）由題中式a求出，代入式b可得 因設(shè)，則。 11、差分放大電路如圖所示，運(yùn)放是理想的，電路中。(1) 設(shè) ，輸入電阻，在作用下，求、和的電阻值；i 1(2)時(shí)，求從輸入信號(hào)端看進(jìn)去的輸入

11、電阻的值;(3)時(shí)，求從輸入信號(hào)端看進(jìn)去的輸入電阻的值。解：由教材式（2.4.6）得知，在作用下輸入電阻為 ，選由教材式（2.4.5）得 ，所以（2）時(shí)，作用下的輸入電阻由理想運(yùn)放的特性有，。列出如下方程 由上式可以解得 所以端的輸入電阻為 由此看出，端看進(jìn)去的電阻與的大小有關(guān)系。當(dāng)時(shí)，。（3）時(shí)，作用下的輸入電阻由，所以，作用下的輸入電阻為 12、一高輸入電阻的橋式放大電路如圖所示，(1)試寫(xiě)出的表達(dá)式（）（2）當(dāng)，=0.01時(shí)，求、和。 解：（1）由、為電壓跟隨器，有 ，、為差分式運(yùn)算電路的輸入電壓信號(hào)，即有 （2），=0.01時(shí)， ， 13、儀用放大器電路如圖所示，設(shè)電路中，為固定電阻和

12、電位器串聯(lián)，若要求電壓增益在5-400之間可調(diào)， 求所需電阻、的阻值范圍。并選取、和，但電路中每個(gè)電阻值必須小于250k。解：由教材式（2.4.9）可知，當(dāng)最大增益時(shí)，設(shè)，當(dāng)，得 ，取，。當(dāng)最小電壓增益時(shí)，為 ，取取，（電位器）可滿足在5-400之間可調(diào)。 14、INA2182型儀用放大器電路如圖所示，其中是外接電阻。（1）它的輸入干擾電壓(直流)，輸入信號(hào),輸入端電壓,當(dāng)時(shí)，求出、和的電壓值；（2）當(dāng)輸入電壓時(shí)，要求,求此時(shí)外接電阻的阻值。解：（1）利用虛短， 。因，所以輸出電壓為 說(shuō)明儀用放大器可以抑制兩輸入端的共同干擾信號(hào)電壓。（2）當(dāng)，時(shí)，儀用放大器的增益為 由教材式（2.4.9）可求

13、，外接電阻代替圖中 可選用一個(gè)的固定電阻和的電位器串聯(lián)。 15、如圖所示為一增益線性調(diào)節(jié)運(yùn)放電路，試推導(dǎo)該電路的電壓增益的表達(dá)式。解：、為電壓跟隨器，有 ，利用理想運(yùn)放的特性，有 將上述方程聯(lián)立求解，得 ，故 16、設(shè)計(jì)一反相加法器，使其輸出電壓，允許使用的最大電阻值為280k,求各支路的電阻。解：設(shè)反響加法器各支路的電阻為、，反饋支路電阻為。因輸出電壓等于各輸入電壓按不同比例相加之和，由可寫(xiě)為 由上式可知最大電阻應(yīng)選為，故選，所以各支路電阻分別為： 由已計(jì)算出的電阻值，可畫(huà)出設(shè)計(jì)的反相加法器電路如圖。 17、同相輸入加法電路圖如圖a、b所示。（1）求圖a中輸出電壓的表達(dá)式。當(dāng)時(shí)，應(yīng)為多少？（2）求圖b中輸出電壓的表達(dá)式，當(dāng)時(shí)，應(yīng)為多少？解：（1）圖a的輸出電壓為 式中 即 若，則 （2）由于圖b的A是電壓跟隨器，故輸出電壓為 （A同相端電壓）而 當(dāng)時(shí)，則 18、加減運(yùn)算電路如圖所示，求輸出電壓的表達(dá)式。解：方法一：應(yīng)用虛短概念和疊加原理。令，則 再令，則 將和疊加便得到總的輸出電壓 方法二：用列節(jié)點(diǎn)方程 因，聯(lián)立求解上述方程，結(jié)果與方法一一致。 19、電路如圖所示，設(shè)運(yùn)放是理想的，試求、 及的值53O句 dv句3。 解：、為電壓跟