自考模拟数字及电力电子技术知识点总结归纳.docx

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自考模拟数字及电力电子技术知识点总结归纳

自考模拟数字及电力电子技术知识点总结归纳

一、克服零点漂移现象最常用的方法是采用差动放大电路

二、长尾式差动放大电路

1、电路组成（双端输入双端输出电路）静态分析动态分析输入电阻：

Rid=2（RB+rbe）

输出电阻：

Rod=2RC共模抑制比

2、双端输入单端输出电路输入电阻：

Rid=2（RB+rbe）

输出电阻：

Rod=RC功率放大电路

一、乙类双电源互补对称功率放大电路

二、甲乙类双电源互补对称功率放大电路为减少交越失真，在两管的发射结提供一个微小的偏置电压，使管子在静态时处于临界导通或微导通状态，当加正弦电压时，可以即刻导通，则三极管的导通角度略大于半个周期，称为甲乙类放大，电路称为甲乙类互补对称功率放大电路（OCL电路）

三、分析计算

1、最大不失真输出功率Pomax忽略Vces时

2、电源供给的功率PV例：

已知VCC＝16V，RL＝4Ω，T1和T2管的饱和管压降│UCES│＝2V，输入电压足够大。

试问：

（1）最大输出功率Pom和效率η各为多少？

解：

（1）最大输出功率和效率分别为放大电路中的反馈

一、反馈的类型正反馈反馈使净输入电量增加，从而使输出量增大，即反馈信号增强了输入信号。

负反馈反馈使净输入电量减小，从而使输出量减小，即反馈信号削弱了输入信号。

判别方法：

瞬时极性法步骤：

（1）假设输入信号某一时刻对地电压的瞬时极性；

（2）沿着信号正向传输的路经，依次推出电路中相关点的瞬时极性；（3）根据输出信号极性判断反馈信号的极性；（4）判断出正负反馈的性质。

2、直流反馈和交流反馈直流反馈反馈回的信号为直流量的反馈。

交流反馈反馈回的信号为交流量的反馈。

交、直流反馈反馈回的信号既有直流量又有交流量的反馈。

例题

1、分析下图电路是否存在反馈，是正反馈还是负反馈？

直反馈还是交流反馈？

解：

Re介于输入输出回路，故存在反馈。

根据瞬时极性法，反馈使Uid减小，为负反馈。

因为经过反馈元件Re的反馈号既有直流量，也有交流量，故该反馈同时存在直流反馈和交流反馈。

二、负反馈放大电路的基本类型电压反馈和电流反馈电压反馈反馈信号取样于输出电压。

判别方法：

将输出负载RL短路（或uo=0），若反馈消失则为电压反馈。

电流反馈反馈信号取样于输出电流。

判别方法：

将输出负载RL短路（或uo=0），若反馈信号仍然存在则为电流反馈。

串联反馈和并联反馈串联反馈在输入端，反馈信号与输入信号以电压相加减的形式出现。

uid=uiif对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端，另一个加在反相输入端则为串联反馈。

例题

2、分析如图所示的反馈放大电路。

分析：

电阻Rf跨接在输入回路与输出回路之间，输出电压Uo经Rf与R1分压反馈到输入回路，故电路有反馈；根据瞬时极性法，反馈使净输入电压Uid减小，为负反馈；RL=0，无反馈，故为电压反馈；Uf=UoR1/（R1+Rf）

也说明是电压反馈；Uid=Ui-Uf，故为串联反馈；所以，此电路为电压串联负反馈。

例题

3、分析如下图所示的反馈放大电路。

分析：

Rf为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。

反馈使净输入电压uid减小，为负反馈；RL=0，反馈存在，故为电流反馈；uf=ioRf，也说明是电流反馈；uid=ui–uf故为串联反馈；所以此电路为电流串联负反馈。

例题

4、分析如下图所示的反馈放大电路。

分析：

Rf为输入回路和输出回路的公共电阻，故电路存在反馈；RL=0，无反馈，故为电压反馈；根据瞬时极性法判断，反馈使净输入电流iid减小，为负反馈；iid=iiif，故为并联反馈；所以此电路为电流并联负反馈。

三、负反馈对放大电路性能的影响

1、提高增益的稳定性

2、减小失真和扩展通频带

3、改变放大电路的输入和输出电阻串联负反馈使输入电阻增大，并联负反馈使输入电阻减小。

电压负反馈F与A并联，使输出电阻减小，电流负反馈F与A串联，使输出电阻增大。

四、负反馈放大电路应用中的几个问题

（一）欲稳定电路中某个量，则采用该量的负反馈稳定直流，引直流反馈；稳定交流，引交流反馈；稳定输出电压，引电压反馈；稳定输出电流，引电流反馈。

（二）根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻，采用串联反馈；欲降低输入电阻，采用并联反馈；要求高内阻输出，采用电流反馈；要求低内阻输出，采用电压反馈。

（三）为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型信号源为恒压源，采用串联反馈；信号源为恒流源，采用并联反馈；要求带负载能力强，采用电压反馈；要求恒流源输出，采用电流反馈。

深度负反馈电路性能的估算例题

1、

（2）电压并联负反馈（3）电流串联负反馈（4）电流并联负反馈基本运算电路

一、反相比例运算电路根据虚断，Ii0，故V+0，且IiIf根据虚短，V+V-0，Ii=（Vi－V-）/R1Vi/R1Vo－IfRf=－ViRf/R1∴电压增益Avf=Vo/Vi=－Rf/R1

二、同相比例运算电路根据虚断，Vi=V+根据虚短，Vi=V+V-V+=Vi=VoR1/（R1+Rf），VoVi

[1+（Rf/R1）]∴电压增益Avf=Vo/Vi=1+（Rf/R1）

三、求和运算电路

1、反相加法运算

2、同相加法运算

（二）减法运算因两输入信号分别加于反相输入端和同相输入端，故此形式的电路也称为差分运算电路。

四、积分运算

五、微分运算电路例

4、若给定反馈电阻RF=10kΩ，试设计实现uo=uI1-2uI2的运算电路。

解：

例：

求如图

4、18所示电路中uo与ui的关系。

图

4、18习题

4、11的图分析在分析计算多级运算放大电路时，重要的是找出各级之间的相互关系。

首先分析第一级输出电压与输入电压的关系，再分析第二级输出电压与输入电压的关系，逐级类推，最后确定整个电路的输出电压与输入电压之间的关系。

本题电路是两级反相输入比例运算电路，第二级的输入电压ui2就是第一级的输出电压uo1，整个电路的输出电压。

解

第一级的输出电压为：

第二级的输出电压为：

所以：

例：

求如图

4、19所示电路中uo与ui的关系。

电压比较器

一、过零比较器过零电压比较器是典型的幅度比较电路，它的电路图和传输特性曲线如图

8、2、1所示。

（a）

电路图（b）

电压传输特性

二、一般单限比较器将过零比较器的一个输入端从接地改接到一个固定电压值上，就得到电压比较器，电路如图

8、2、2所示。

调节可方便地改变阈值。

（a）

电路图（b）电压传输特性比较器的基本特点工作在开环或正反馈状态。

开关特性，因开环增益很大，比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态。

非线性，因是大幅度工作，输出和输入不成线性关系。

三、滞回比较器从输出引一个电阻分压支路到同相输入端，电路如图所示电路。

（a）

电路图（b）

传输特性当输入电压vI从零逐渐增大，且时，，称为上限阀值（触发）电平。

当输入电压时，。

此时触发电平变为，称为下限阀值（触发）电平。

当逐渐减小，且以前，始终等于，因此出现了如图所示的滞回特性曲线。

回差电压：

例：

在如图

4、32所示的各电路中，运算放大器的V，稳压管的稳定电压UZ为6V，正向导通电压UD为0、7V，试画出各电路的电压传输特性曲线。

分析电压传输特性曲线就是输出电压uo与输入电压ui的关系特性曲线。

本题两个电路都是电压比较器，集成运算放大器都处于开环状态，因此都工作在非线性区。

在没有限幅电路的情况下，工作在非线性区的集成运算放大器的分析依据是：

，且时，时，其中为转折点。

当有限幅电路时，电压比较器的输出电压值由限幅电路确定。

图

4、32习题

4、22的图解对图

4、32（a）所示电路，V，，故当输入电压V时，输出电压V；当输入电压V时，输出电压V。

电压传输特性如图

4、33（a）所示。

对图

4、32（b）所示电路，由于，V，故当V时，集成运算放大器的输出电压为+12V，稳压管处于反向击穿状态，V；当V时，集成运算放大器的输出电压为-12V，稳压管正向导通，V。

电压传输特性如图

4、33（b）所示。

图

4、33习题

4、22解答用图例：

在如图

4、34（a）所示的电路中，运算放大器的V，双向稳压管的稳定电压UZ为6V，参考电压UR为2V，已知输入电压ui的波形如图

4、34（b）所示，试对应画出输出电压uo的波形及电路的电压传输特性曲线。

图

4、34习题

4、23的图分析电压比较器可将其他波形的交流电压变换为矩形波输出，而输出电压的幅值则取决于限幅电路。

解由于V，，故当V时，集成运算放大器的输出电压为+12V，经限幅电路限幅之后，输出电压V；当V时，集成运算放大器的输出电压为-12V，经限幅电路限幅之后，输出电压V。

输入电压ui和输出电压uo的波形如图

4、35（a）所示，电路的电压传输特性曲线如图

4、35（b）所示。

（a）输入电压ui和输出电压uo的波形（b）电压传输特性曲线图

4、35习题

4、23解答用图正弦波振荡电路

一、产生正弦波的条件幅度平衡条件||=1相位平衡条件jAF=jA+jF=2np（n为整数）

二、RC网络的频率响应谐振角频率和谐振频率分别为：

，

三、RC桥式正弦波振荡电路

1、RC文氏桥振荡电路的构成RC文氏桥振荡器的电路如图　图

8、1、3所示，RC串并联网络是正反馈网络，另外还增加了R3和R4负反馈网络。

C

1、R1和C

2、R2正反馈支路与R

3、R4负反馈支路正好构成一个桥路，称为文氏桥。

当C1=C

2、R1=R2时，jF=0，f0=为满足振荡的幅度条件||=1，所以Af≥3。

加入R3R4支路，构成串联电压负反馈

（二）输出电压的调节范围串联型稳压电路机电一体化专业“专接本”模拟、数字及电力电子技术复习资料大全逻辑代数基础例题解析例

9、1已知逻辑函数F的真值表如表

9、1所示，试写出F的逻辑函数式。

表

9、1解逻辑函数F的表达式可以写成最小项之和的形式。

将真值表中所有F＝1的最小项（变量取值为1的用原变量表示，取值为0的用反变量表示）选出来，最后将这些最小项加起来，得到函数F的表达式为：

例

9、2列出逻辑函数的真值表。

解从表达式列真值表的规则是先将表达式写成最小项之和的形式，即：

表

9、2然后填入对应的真值中，如表

9、2所示。

例

9、3用代数法化将下列逻辑表达式化成最简的“与或”表达式。

（1）

（2）解用代数法化简任意逻辑函数，应综合利用基本公式和以下几个常用公式：

项多余；非因子多余；第3项多余；或式或最小项表达式。

真值表ABCL00000101001110010111011101111110（3）由表达式列出真值表，见上图。

经过化简与变换的表达式为两个最小项之和的非，所以很容易列出真值表。

（4）分析逻辑功能由真值表可知，当

A、

B、C三个变量不一致时，电路输出为“1”，所以这个电路称为“不一致电路”。

归纳总结：

1各步骤间不一定每步都要，如：

省略化简（本已经成为最简）；由表达式直接概述功能，不一定列真值表。

2不是每个电路均可用简炼的文字来描述其功能。

如Y=AB+CD二、组合逻辑电路的设计方法步骤:

1、分析设计要求→列真值表根据题意设输入变量和输出函数并逻辑赋值，确定它们相互间的关系，然后将输入变量以自然二进制数顺序的各种取值组合排列，列出真值表。

2、根据真值表→写出输出逻辑函数表达式

3、对输出逻辑函数进行化简：

代数法或卡诺图法

4、根据最简输出逻辑函数式→画逻辑图。

最简与一或表达式、与非表达式、或非表达式、与或非表达式、其它表达式例1：

设计一个三人表决电路，结果按“少数服从多数”的原则决定。

解：

（1）根据设计要求建立该逻辑函数的真值表。

设三人的意见为变量

A、

B、C，表决结果为函数L。

对变量及函数进行如下状态赋值：

对于变量

A、

B、C，设同意为逻辑“1”；不同意为逻辑“0”。

对于函数L，设事情通过为逻辑“1”；没通过为逻辑“0”。

列出真值表如下表所示。

（2）由真值表写出逻辑表达式：

该逻辑式不是最简。

（3）化简。

由于卡诺图化简法较方便，故一般用卡诺图进行化简。

将该逻辑函数填入卡诺图，如下图所示。

合并最小项，得最简与与非表达式：

画出逻辑图。

A）逻辑图B）用与非门实现的逻辑图

三、加法器

（一）半加器

1、只考虑两个一位二进制数的相加，而不考虑来自低位进位数的运算电路，称为半加器。

如在第i位的两个加数Ai和Bi相加，它除产生本位和数Si之外，还有一个向高位的进位数。

因此：

输入信号：

加数Ai，被加数Bi输出信号：

本位和Si，向高位的进位Ci

2、真值表根据二进制加法原则（逢二进一），得以下真值表。

4、逻辑电路：

由一个异或门和一个与门组成。

如上图所示。

ASCOB（b）

符号表12-2半加器真值表ABSCO0001101100101001ASBCO（a）

逻辑图图12-4半加器&=1∑CO

5、逻辑符号

（二）全加器

1、不仅考虑两个一位二进制数相加，而且还考虑来自低位进位数相加的运算电路，称为全加器。

如在第i位二进制数相加时，被加数、加数和来自低位的进位数分别为Ai、Bi、Ci-1，输出本位和及向相邻高位的进位数为Si、Ci。

因此，输入信号：

加数Ai、被加数Bi、来自低位的进位Ci-1

四、比较器比较方法

1、首先比较最高位，如比较的结果a3>b3,则可判定A>B如比较的结果a3

2、然后比较次高位，方法同上，这样依次进行下去，直到比较结束。

逻辑功能

五、编码器二进制编码原则：

用n位二进制代码可以表示个信号则，对N个信号编码时，应由来确定编码位数n。

六、译码器及应用译码器能实现译码功能的电路称为译码器。

74LS247是驱动发光二极管显示器，输出低电平有效，可驱动共阳极数码管。

CT74LS248输出高电平有效，可驱动共阴极数码管。

例题：

试画出用３线-８线译码器74LS138和门电路产生多输出逻辑函数的逻辑图（74LS138逻辑图如图P

3、10所示，功能表如表P

3、10所示）。

[解]令A=A2，B=A1,C=AO。

将Y1Y2Y3写成最小项之和形式，并变换成与非-与非形式。

用外加与非门实现之，如图A

3、10所示。

七、数据选择器[

3、16]试用4选1数据选择器74LS153产生逻辑函数[解]4选1数据选择器表达式为：

而所需的函数为与4选1数据选择器逻辑表达式比较，则令，接线图如图A

3、16所示。

例、试用8选1数据选择器74LS151和适当的门电路实现下列逻辑函数。

[

3、4]有一水箱由大、小两台泵ML和MS供水，如图P

3、4所示。

水箱中设置了3个水位检测元件

A、

B、C。

水面低于检测元件时，检测元件给出高电平；水面高于检测元件时，检测元件给出低电平。

现要求当水位超过C点时水泵停止工作；水位低于C点而高于B点时MS单独工作；水位低于B点而高于A点时ML单独工作；水位低于A点时ML和MS同时工作。

试用门电路设计一个控制两台水泵的逻辑电路，要求电路