模拟电子技术教程 第章习题答案.docx

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模拟电子技术教程第章习题答案

第6章习题答案

1.概念题：

（1）由运放组成的负反馈电路一般都引入深度负反馈，电路均可利用虚短路和虚断路的概念来求解其运算关系。

（2）反相比例运算电路的输入阻抗小，同相比例运算电路的输入阻抗大，但会引入了共模干扰。

（3）如果要用单个运放实现：

Au＝－10的放大电路，应选用A运算电路；将正弦波信号移相＋90O，应选用D运算电路；对正弦波信号进行二倍频，应选用F运算电路；将某信号叠加上一个直流量，应选用E运算电路；将方波信号转换成三角波信号，应选用C运算电路；将方波电压转换成尖顶波信号，应选用D运算电路。

A.反相比例B.同相比例C.积分D.微分E.加法F.乘方

（4）已知输入信号幅值为1mV，频率为10kHz～12kHz，信号中有较大的干扰，应设置前置放大电路及带通滤波电路进行预处理。

（5）在隔离放大器的输入端和输出端之间加100V的电压会击穿放大器吗？

（不会）加1000V的交流电压呢？

（不会）

（6）有源滤波器适合于电源滤波吗？

（不适用）这是因为有源滤波器不能通过太大的电流或太高的电压。

（7）正弦波发生电路中，输出端的晶体管一定工作在放大区吗？

（一定）矩形波发生电路中，输出端的晶体管一定工作在放大区吗？

（不一定）

（8）作为比较器应用的运放，运放一般都工作在非线性区，施密特比较器中引入了正反馈，和基本比较器相比，施密特比较器有速度快和抗干扰性强的特点。

（9）正弦波发生电路的平衡条件与放大器自激的平衡条件不同，是因为反馈耦合端的极性不同，RC正弦波振荡器频率不可能太高，其原因是在高频时晶体管元件的结电容会起作用。

（10）非正弦波发生器离不开比较器和延时两个环节。

（11）当信号频率等于石英晶体的串联谐振或并联谐振频率时，石英晶体呈阻性；当信号频率在石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时，石英晶体呈感性；其余情况下石英晶体呈容性。

（12）若需要1MHz以下的正弦波信号，一般可用RC振荡电路；若需要更高频率的正弦波，就要用LC振荡电路；若要求频率稳定度很高，则可用石英晶体振荡电路。

（13）设计一个输出功率为20W的扩音机电路，若用乙类互补对称功率放大，则应选至少为4瓦的功率管两个。

（14）对于甲类变压器音频功率放大电路，在没有输入信号时，扬声器不发声，这时管子的损耗最小。

对吗？

（不对，此时管子功耗最大）

（15）线性电源的调整管工作在放大区，所以称为线性电源，线性电源因调整管消耗功率较大，工作效率低。

（16）开关电源调整管工作在非线性区区，或在饱和/可变阻区、或在截止区，所以开关电源功耗小、体积小，工作效率高。

（17）在线性电源中，所谓并联式稳压电路是指负载与调整管并联，串联式稳压电路是指负载与调整管串联，有人说后者是在前者的基础上发展起来的，你说对吗？

（对）

（18）最常见的整流电路是二极管整流电路，整流只能用二极管吗？

（不一定）

（19）滤波的实质就是储存和释放能源，在中小功率电源中常用电容来滤波，在输出电流较大时需要用电感和电容来滤波。

开关电源中因工作频率较高，用较小容量的滤波元件就可以达到很好的滤波效果。

（20）目前常见的数码产品充电器是开关电源吗？

（是）

（21）你认为线性电源和开关电源那种更容易持续提供大电流电源？

（开关电源）开关电源的缺点是会产生射频干扰。

图6-113习题2电路图

2.理想运放组成如图6-113所示电路。

（1）导出uo与ui的关系式；

（2）若要求电路的闭环增益︱Auf︱=100，Ri>100kΩ，在R2=R3=500kΩ条件下，请设计R1、R4的参数。

解：

根据虚短路和虚断路有：

可求得：

即：

可得，

（2）因要求Ri＝R1>100kΩ，可取R1＝150KΩ，将︱Auf︱=100代入上式得R4＝17.86KΩ。

3.理想运放组成如图6-114所示各电路，试求出输出信号与输入信号的关系式。

（a）（b）

（c）（d）

图6-114习题3电路图

解:

（a）

（b）

（c）

（d）

4.在图6-114所示各电路中，集成运放的共模信号分别为多少？

要求写出表达式。

解:

共模信号即为运放同相端或反相端的电压。

（a）

（b）

（c）

（d）

5.试设计一多项式电路，使输入输出满足关系为uo=5ui1+10ui2－2ui3－0.5ui4－50ui5，要求电路改变一个电阻值就能改变多项式的相应系数。

习题5答案图

解：

取Rf=100KΩ，则：

R1=20KΩ，R2=10KΩ，R3=50KΩ，R4=200KΩ，R5=2KΩ

R6、R7为输入端平衡电阻，

6.如图6-115所示电路中，运放均为理想器件。

（1）假设Rw的滑动端位于中间位置，写出uo1、uo与ui的关系式；

（2）当RW的滑动端由下而上移动时，uo怎样变化？

图6-115习题6电路图

解:

（1）A1构成反相比例运算电路，A2为电压跟随器，A3为反相加法运算电路。

所以，

其中，为戴维南定理等效的＋5V电压源支路。

（2）当RW的滑动端由下而上移动时，uo的反向偏移量将增大。

7.积分器及输入波形如图6-116所示，电源电压为±15V。

（1）设通电之前，设uC=0V，作出输出电压uo的对应波形图；

（2）当R或C分别变化时，请用图描述uo的对应波形图变化趋势。

（a）（b）

图6-116习题7电路图

解:

（1）

代入数据，可得t=t1时，uo=-7.66V

（2）R或C变大时，t=t1时的uo幅值变小；反之，幅值变大，但不能超过电源电压15V，趋势图如下：

8.在图6-117所示电路中，设所有电阻均为10kΩ，试求该电路的电压放大倍数。

图6-117习题8电路图

解:

运放A2的输出设为u02,有

再根据运放A1的虚短与虚断，有

可得：

uo＝－0.5ui

（a）（b）

（c）（d）

图6-118习题9电路图

9.试分别求解图6-118所示各电路的电压传输特性。

解:

图（a）所示电路为单限比较器；图（b）所示电路为窗口比较器；图（c）所示电路为参考电压不为0的迟滞比较器；图（d）所示电路为参考电压为0的迟滞比较器。

电压传输特性如解图所示。

[说明：

设图（b）中运放电源电压为±12V；Vcc=12V，R2>>R1]

（a）（b）

（c）（d）

习题9答案图

10.写出下列图6-119（a）、（b）的输入、输出电压关系。

（a）（b）

图6-119习题10电路图

解:

（a）

（b）

图6-120习题11电路图

11.如图6-120为一种不随输入频率变化的不失真限幅放大器。

在一定的频率范围内，输出电压uo的幅值恒等于VE，请详细分析其基本原理。

（修正：

图6-120中去掉D2、D3（分别短路），乘法器M的系数Kxy改为-1/2）

解：

电路由以下几部分组成：

输入信号ui通过电阻分压产生uo1=1/2ui；

D1、C3和A1组成峰值保持电路，uo2输出为uo1的峰值，设峰值为VC；A2为减法电路，uo3=VE-uo2=VE-VC；

A3与乘法器S构成除法运算，uo4=-uo3/KxyVC=（VC-VE）/KxyVC，当乘法器S的系数Kxy=1/2时，uo4=2（VC-VE）/VC；

M为乘法器，其系数Kxy=-1/2，uo5=Kxyuo4ui=-（VC-VE）ui/VC；

于是：

。

此式表明，当ui幅值变大时，峰值VC也变大，故输出uO不变。

12.在下列各种情况下，应分别采用哪种类型（低通、高通、带通、带阻）的滤波电路。

（1）传输300~3400Hz的音频信号；

（2）传输频率低于10HZ的缓慢变化信号；

（3）抑制频率为50Hz交流电源的干扰；

（4）抑制频率为1kHz以下的信号。

解:

（1）带通

（2）低通

（3）带阻

（4）高通

13.图6-121所示为几种有源滤波电路。

（1）从电路图直接判断各电路图为什么类型的滤波器，分别为几阶；

（2）推导图（d）的传递函数、频率特性表达式及滤波参数表达式。

（a）（b）

（c）（d）

图6-121习题13电路图

解:

（1）（a）图为一阶高通滤波器；（b）图为一阶低通滤波器；（c）图为二阶带通滤波器；（d）图为二阶高通滤波器；

（2）（d）图为二阶无限增益多路反馈高通滤波器。

其中，

14.已知某有源滤波器的传递函数为：

分析该传递函数具有哪种滤波器的特性，并计算该滤波器的特征频率、品质因数及通带增益。

解:

该传递函数为二阶压控电压源低通滤波器（见教材公式6-26），式中的频率越高，Au越小，说明是低通。

其中：

通带增益，特征频率

得：

品质因素

15.电路如图6-122所示，试用相位平衡条件判断哪个电路可能振荡，哪个不能，并简述理由。

（a）（b）

（c）（d）

图6-122习题15电路图

解:

图（a）所示电路有可能产生振荡。

图中三级移相电路为超前网络，在信号频率为0到无穷大时相移为＋270˚～0˚，因此存在使相移为＋180˚的频率，加上运放的反相，可满足振荡的相位条件。

图（b）所示电路有可能产生振荡。

图中RC串并联网络在谐振点相移为零，所以电路构成正反馈，可满足振荡的相位条件。

图（c）所示电路不能产生振荡。

图中RC串并联网络在谐振点相移为零，所以电路构成负反馈，不能满足振荡的相位条件。

图（d）所示电路两级放大产生360˚的相移形成正反馈，有可能产生振荡。

图6-123习题16电路图

16.如图6-123所示RC串并联正弦波振荡电路，运放为理想运放。

（1）标出运放A两输入端的极性；

（2）若要求振荡频率为840Hz，试确定R的阻值。

（3）写出振荡平衡时Rf与R1的关系表达式，并说明Rf的大小对输出的影响。

（4）对电路进行改进，使其具有稳幅功能。

解:

（1）运放A两输入端的极性为上负下正。

（2）根据振荡频率，得R＝18.95KΩ。

（3）在振荡平衡时要求Rf≧2R1；当Rf小于2R1时会停振；当Rf大于2R1时，波形会失真。

（4）通常用两种方法。

方法一是R1选用正温度系数的热敏电阻；方法二是类似教材中图6－41所示在Rf上串联两个正反并接的二极管。

17.电路如图6-124所示，试用相位平衡条件判断哪个电路可能振荡。

（a）（b）（c）

（d）（e）（f）

图6-124习题17电路图

【修正：

教材中该题图6-124（b）中变压器应标出同名端，初级在上，次级在下】

解:

（a）不能；（b）可能；（c）可能；（d）不能；（UCEQ=0）

（e）可能；（f）不能；

18.已知图6-125所示电路。

已知VCC＝12V，R＝10kΩ，C＝0.1μF，R1＝40kΩ，R2＝10kΩ。

图6-125习题18电路图

（1）说明电路功能；

（2）画出电路输出波形，标注周期、脉宽和幅值。

解：