模擬電子技術(shù)習(xí)題解答

1、習(xí)題題 7-1 試從以下幾方面對(duì)有源濾波器和電壓比較器兩種信號(hào)處理電路進(jìn)行比較： 電路中的集成運(yùn)放工作在哪個(gè)區(qū)域(非線性區(qū)，線性區(qū))； 集成運(yùn)放的作用(開(kāi)關(guān)元件，放大元件)； 電路中是否引入反饋以及反饋以及反饋的極性(開(kāi)環(huán)，負(fù)反饋，正反饋)。解：有源濾波器：集成運(yùn)放工作于線性區(qū)，其作用是放大元件，電路中一般引入負(fù)反饋甚至是深度負(fù)反饋；電壓比較器：集成運(yùn)放工作于非線性區(qū)，其作用是開(kāi)關(guān)元件，電路一般工作于開(kāi)環(huán)狀態(tài)，或引入正反饋。有些利用穩(wěn)壓管的比較器，當(dāng)穩(wěn)壓管反向擊穿時(shí)引入深度負(fù)反饋。題 7-2 假設(shè)實(shí)際工作中提出以下要求，試選擇濾波電路的類型(低通、高通、帶通、帶阻) 有效信號(hào)為20Hz至200

2、kHz的音頻信號(hào)，消除其他頻率的干擾及噪聲； 抑制頻率低于100Hz的信號(hào)； 在有效信號(hào)中抑制50Hz的工頻干擾； 抑制頻率高于20MHz的噪聲。解：帶通；高通；帶阻；低通題 7-3 試判斷圖P7-3中的各種電路是什么類型的濾波器(低通、高通、帶通還是帶阻濾波器，有源還是無(wú)源濾波，幾階濾波)。 （a） （b） （c） （d）圖 P7-3解：（a）一階高通濾波器；（b）二階低通濾波器；（c）雙T帶阻濾波器（d）二階帶通濾波器題 7-4 在圖7-12(a)所示的二階高通有源濾波電路中，設(shè)R=R1=RF=10k,C=0.1F，試估算通帶截止頻率f0和通帶電壓放大倍數(shù)Aup，并示意畫(huà)出濾波電路的對(duì)數(shù)幅

3、頻特性。解：（1）特征頻率 通帶電壓放大倍數(shù)電路的等效品質(zhì)因數(shù)：由：得：設(shè)-3dB截止頻率，則有由此解得k=1.27，故fp=1.27×159=202Hz（2）在f=f0處，Au=Aup=2，增益為在f=10f0處，增益為在f=100f0處，增益為對(duì)數(shù)幅頻特性曲線如圖所示，曲線以40dB/十倍頻的速度下降題 7-5 在圖7-17(a)所示的過(guò)零比較器中，當(dāng)uI=10sint時(shí)，試畫(huà)出uo的波形圖(在時(shí)間上要對(duì)應(yīng))。設(shè)Uz=±6V。答：圖略。題 7-6 在圖P76 (a)所示的單限比較器電路中，假設(shè)集成運(yùn)放為理想運(yùn)放，參考電壓UREF=3V，穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓Uz=

4、7;5V，電阻R1=20k,R2=30k： 試求比較器的門限電平，并畫(huà)出電路的傳輸特性； 若輸入電壓uI是圖P7-8(b)所示幅度為±4V的三角波，試畫(huà)出比較器相應(yīng)的輸出電壓uo的波形。 （a） （b）圖 P7-6解：門限電平為：，輸出特性如圖所示輸出電壓波形如圖所示。題 7-7 在圖P7-7(a)所示電路中，設(shè)集成運(yùn)放A1、A2、A3、均為理想運(yùn)放，且其最大輸出電壓為UOPP=±12V。 A1、A2和A3各組成何種基本應(yīng)用電路？ A1、A2和A3各工作在線性區(qū)還是非線性區(qū)？ 若輸入信號(hào)Ui=10sint(V)，請(qǐng)?jiān)趫DP7-9(b)上畫(huà)出相應(yīng)的uo1、uo2和uo3的波形，

5、并在圖上標(biāo)出有關(guān)電壓的幅值。 （a）（b）圖 P7-7 解：A1組成反相器，A2組成比較器，A3組成跟隨器（緩沖器）A1、A3工作在線性區(qū)，A2工作在非線性區(qū)；題 7-8 在圖P7-8(a)電路中，設(shè)A1、A2均為理想運(yùn)放，穩(wěn)壓管的Uz±4V，電阻R2=R3=10k，電容C=0.2F，當(dāng)t=0時(shí)電容上的電壓為零。輸入電壓uI是一個(gè)正弦波，如圖P7-8(b)所示，試畫(huà)出相應(yīng)的uo1和uo2的波形，在圖上注明電壓的幅值。（a）（b）圖 P7-8解 ：A1過(guò)零比較器；A2積分電路A2:u+=u-=0; uo1=i1R2=iCR2t=01ms時(shí)，=2000tt=1ms時(shí), uo2=2000*

6、0.001=2Vt=12ms時(shí), uo2=-2000(t-0.001)+2t=2ms時(shí), uo2=-2000(0.002-0.001)+2=0V圖 P7-9題 7-9 在圖P7-9所示的滯回比較器電路中，已知R1=68k，R2100k，RF=200k，R2k，穩(wěn)壓管的Uz±6V，參考電壓UREF8V，試估算其兩個(gè)門限電平UT+和UT，以及門限寬度UT的值，并畫(huà)出滯回比較器的傳輸特性。 解：UREF為參考電壓；輸出電壓為+Uz或-Uz；UI為輸入電壓。當(dāng)U+=U-時(shí)，輸出電壓的狀態(tài)發(fā)生改變。比較器有兩個(gè)不同的門限電平，故傳輸特性呈滯回形狀。當(dāng)當(dāng)UI逐漸增大時(shí)，使Uo由+Uz跳變?yōu)?Uz

7、所需的門限電平UT+=7.3V當(dāng)當(dāng)UI逐漸減小時(shí)，使Uo由-Uz跳變?yōu)?Uz所需的門限電平UT-=3.3V回差（門限寬度）：題 7-10 圖P7-10中是正向輸入滯回比較器的電路圖，試估算其兩個(gè)門限電平UT+和UT以及門限寬度UT，并畫(huà)出正向輸入滯回比較器的傳輸特性。圖 P7-10解：=8V; =當(dāng)u-=u+ 時(shí)跳變： ，此時(shí)的uI對(duì)應(yīng)門限電平: 題 7-11 在圖P7-14所示電路中 分析電路由哪些基本單元組成； 設(shè)uI1=uI2=0時(shí)，電容上的電壓Uc=0，uo=±12V，求當(dāng)uI1=10V，uI2=0時(shí)，經(jīng)過(guò)多少時(shí)間uo由+12V變?yōu)?12V。圖 P7-11解：A1構(gòu)成的電路為

8、積分電路，A2為比較電路當(dāng)uI1=10V，uI2=0時(shí)，當(dāng)uo=+12V時(shí)，當(dāng)時(shí)，即100t>2V時(shí)，uo=+12V變?yōu)閡o=-12V100t=2，t=0.02s7-12 設(shè)圖P7-12中各集成運(yùn)放均為理想運(yùn)放： 分析A1、A2、A3、A4和A5是否“虛地”或“虛短”； 各集成運(yùn)放分別組成何種基本應(yīng)用電路？ 根據(jù)電路參數(shù)值寫出uo1、uo2、uo3和uo4的表達(dá)式； 假設(shè)uI11V，uI21V，uI3=0.5V，uI4=0.5V，試問(wèn)當(dāng)T=1s時(shí)uo4 和uo5 分別等于多少？已知運(yùn)放最大輸出為±15V，當(dāng)t=0時(shí)電容C上電壓為零。解：A1有虛地和虛短；A 2無(wú)虛地有虛短；A3

9、無(wú)虛地有虛短；A4有虛地有虛短；A5不存在虛地，但又虛斷。A1為反相求和運(yùn)算電路，；A 2為電壓跟隨器，；A3為差分比例運(yùn)算電路，；A4為積分電路，；A5為反相輸入過(guò)零比較器。 uI11V，uI21V，uI3=0.5V，uI4=0.5V時(shí)，；當(dāng)t=1s時(shí)uo4 和uo5 分別等于uo4=24V，uo5= -15V圖 P7-12題 7-13將正弦信號(hào)uI=Umsint分別送到圖P7-13(a)、(b)和(c)三個(gè)電路的輸入端，試分別畫(huà)出它們的輸出電壓uo的波形，并在波形圖上標(biāo)出各處電壓值。已知Um=15V，而且： 圖(a)中穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值Uz=±7V； 圖(b)中穩(wěn)壓管參數(shù)同上，且參考

10、電壓UREF=6V，R1=R2=10k； 圖(c)中穩(wěn)壓管參數(shù)同上，且UREF=6V，R1=8.2k，R2=50k，RF=10k。 （a） （a） （b） （c） 圖 P7-13解：圖（a）穩(wěn)壓管參數(shù)同上，且參考電壓UREF=6V，R1=R2=10k；代入得到 當(dāng)ui時(shí)，uo=+UZ=+7V；當(dāng)ui時(shí)，uo=-UZ=-7V。波圖(c)中穩(wěn)壓管參數(shù)同上，且UREF=6V，R1=8.2k，R2=50k，RF=10k。由圖可以看出可求出上下門限電平分別為當(dāng)uI>6.8V時(shí)，uo將從+7V跳變?yōu)?V；當(dāng)uI<-4.8V時(shí)，uo將從7V跳變?yōu)?7V. 題 7-14 若將上題中的輸入信號(hào)加到圖P7-14所示的雙限比較電路中，并設(shè)UA10V，UB10V，集成運(yùn)放A1、A2的最大輸出電壓UOPP=±12V，二極管的正向?qū)妷篣D0.7V，試畫(huà)出對(duì)應(yīng)的輸出電壓波形。圖 P7-14解：ui>UA時(shí)，A1輸出為正，uo1=+12V，VD1導(dǎo)通；必然大于UB