四篇 1章浙大版集成电路课后答案.docx
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四篇1章浙大版集成电路课后答案
第一章信号发生电路
题4.1.1一个负反馈放大器产生自激振荡的相位条件为
,而正弦振荡器中的相位平衡条件是
,这里有无矛盾?
题4.1.2振荡器的幅度平衡条件为
,而起振时,则要求
,这是为什么?
题4.1.3RC桥式正弦振荡器如图题4.1.3所示,其中二极管在负反馈支路内起稳幅作用。
(1)试在放大器框图A内填上同相输入端(+)和反相输入端(—)的符号,若A为μA741型运放,试注明这两个输入端子的管脚号码。
(2)如果不用二极管,而改用下列热敏元件来实现稳幅:
(a)具有负温度系数的热敏电阻器;(b)具有正温度系数的钨丝灯泡。
试挑选元件(a)或(b)来替代图中的负反馈支路电阻(R1或R3),并画出相应的电路图。
解:
(1)RC桥式正弦振荡器中,由于RC串并联网络在f=fo时,其相移φAF=0,为满足相位条件:
φAF=φA+φF=0,放大器必须接成同相放大器,因此与RC串并联网络连接的输入端为(+),与负反馈支路连接的输入端为(-),若A为A741,其管脚号为:
反相输入端为2,同相输入端为3。
(2)(a)负温度系数的热敏电阻取代R3;
(b)正温度系数的钨丝灯泡取代R1。
图题4.1.3
题4.1.4试用相位平衡条件判别图题4.1.4所示各振荡电路。
(1)哪些可能产生正弦振荡,哪些不能?
(注意耦合电容Cb、Ce在交流通路中可视作短路。
)
(2)对哪些不能满足相位平衡条件的电路,如何改变接线使之满足相位平衡条件?
(用电路图表示。
)
解:
(1)不满足相位平衡条件。
(2)电路(b)中,通过切环与瞬时极性法,可判断该电路不满足相位平衡条件。
而将反馈信号引入T1基极时,即可满足相位平衡条件。
(3)由电路(c)中的瞬时极性可知,该电路满足相位平衡条件。
图题4.1.4
题4.1.5电路如图题4.1.5所示,稳压管Dz起稳幅作用,其稳定电压±VZ=±6V。
试估算:
(1)输出电压不失真情况下的有效值;
(2)振荡频率。
图题4.1.5图题4.1.6
解:
(1)
V(有效值);
(2)
9.95Hz。
题4.1.6电路如图题4.1.6所示。
(1)为使电路产生正弦振荡,标明集成运放中的同相和反相输入端符号“+”、“-”;并说明电路属于哪种正弦波振荡电路。
(2)若R1短路,则电路将产生什么现象?
(3)若R1断路,则电路将产生什么现象?
(4)若Rf短路,则电路将产生什么现象?
(5)若Rf断路,则电路将产生什么现象?
题4.1.7正弦波振荡电路如图题4.1.7所示,已知R1=2kΩ,R2=4.5kΩ,RW在0~5kΩ范围内可调,设运放A是理想的,振幅稳定后二极管的动态电阻近似为
=500Ω。
(1)求RW的阻值;
(2)计算电路的振荡频率
。
图题4.1.7
解:
(1)Rp=3.55kΩ;
(2)fo=159Hz。
题4.1.8试用相位平衡条件判断图题4.1.8所示的各个电路。
图题4.1.8
(1)哪些可能产生正弦振荡,哪些不能?
(对各有关电压标上瞬时极性)
(2)对不能产生自激振荡的电路进行改接,使之满足相位平衡条件(用电路表示)。
题4.1.9收音机中的本机振荡电路如图题4.1.9所示。
(1)当半可调电容器C5在(12~270)pF范围内调节时,计算振荡器的振荡频率可调范围;
(2)三极管在电路中工作在什么组态?
选择这种组态有什么好处。
图题4.1.9
解:
fmax=2.094MHz,fmin=927.2kHz
题4.1.10图题4.1.10所示是一个由石英晶体(ZXB-2型)组成的振荡电路。
其中C1为几千皮法,C2为几个皮法,试判断该电路产生振荡的可能性。
若能振荡,其振荡频率是接近
还是
?
C1可以微调,它对振荡频率的影响程度如何?
图题4.1.10图题4.1.11
题4.1.11试分析图题4.1.11所示的晶体振荡电路(设电感L可调)。
(1)应将石英晶体接在晶体管的哪二个电极之间,它们才有可能产生正弦振荡?
(2)指出由电感L和电容C决定的谐振频率(它等于
)与石英晶体的谐振频率相比,哪个应较大,电路才有可能产生正弦振荡?
题4.1.12试分别画出图题4.1.12所示各电路的电压传输特性曲线。
图题4.1.12
题4.1.13已知三个电压比较器的电压传输特性如图题4.1.13(a)、(b)、(c)所示,它们的输入电压波形如图(d),试画出vO1、vO2和vO3的波形。
图题4.1.13
题4.1.14波形变换电路如图题4.1.14(a)所示,其输入电压vS的波形如图(b),试在图(b)上画出输出电压vO的波形。
图题4.1.14
题4.1.15在图题4.1.15(a)~(c)所示电路中,设输入信号vS=2sinωtV,稳压管Dz1、Dz2的稳压值均为4V,二极管正向压降为0.7V,试画出各电路输出电压波形,并指出各电路的特点。
图题4.1.15
题4.1.16图题4.1.16所示电路为方波—三角波产生电路。
(1)试求其振荡频率,并画出vO1、vO2的波形。
(2)若要产生不对称的方波和锯齿波时,电路应如何改进?
可用虚线画在原电路图上。
图题4.1.16
解:
(1)fo=3067Hz
题4.1.17图题4.1.17所示为光控电路的一部分,它将连续变化的光电信号转换成离散信号(即高、低电平信号),电流I随光照的强弱而变化。
(1)在A1和A2中哪个工作在线性区?
哪个工作在非线性区?
为什么?
(2)试求出表示VO与I关系的传输特性。
图题4.1.17
解:
I≥0.055mA时υo=-5V;I≤0.005mA时,υo=+5V。
题4.1.18波形发生器的原理电路如图题4.1.18所示。
(1)当调节Rw,使vS=0时,分别画出vO1和vO2的波形,并求两个电压波形的幅度比;
(2)写出vO2波形的频率f的表达式;
(3)当vS在小范围内变动时(例如调节Rw使vS>0),对vO2波形有何影响?
试定性说明之。
图题4.1.18
解:
(1)两个电压的幅度比为:
;
(2)
;
(3)Vs>0时,υ02输出锯齿波。
题4.1.19集成定时器可以连接成脉冲宽度调制电路,如图题4.1.19所示,试画出调制后的输出电压vO波形。
图题4.1.19
题4.1.20用集成定时器组成的过电压监视电路如图题4.1.20所示,vX是被监视电压,试说明电路实现监视的原理。
图题4.1.20
题4.1.21
(1)选用CC7555型集成定时器设计一个要求产生20µS延时时间的脉冲电路,其电路参数为VDD=5V,VOL=0V,R=91kΩ;
(3)如果VOL=0.2V,试用上述参数求此时的输出脉宽。
解:
(1)Tw=≈1.1RC∴
(2)
图题4.1.22
题4.1.22图题4.1.22所示为一简易触摸开关电路。
当手摸金属片时,发光二极管亮,经过一定时间后,发光二极管自动熄灭。
试说明其工作原理,并问发光二极管能亮多长时间?
解:
能亮t=Tw≈1.1RC=1.1×200×103×50×10-6=11秒
题4.1.23由CC7555构成的单稳电路如图题4.1.23所示,vI为1kHz的方波信号,其幅度为5V。
(1)画出vI、v2及vO的波形;
(2)计算输出脉冲的宽度。
解:
tw=RCln3≈1.1RC=0.11ms
图题4.1.23图题4.1.24
题4.1.24图题4.1.25所示是由CC7555连接成的多谐振荡器,试画出vC和vO的波形。
当不计CC7555的输出电阻时,写出振荡周期表达式。
解:
T=2RCln2≈1.39RC
题4.1.25图题4.1.25所示是由CC7555连接成的多谐振荡器,图中R=1kΩ。
(1)试分析振荡原理,并画出vC1、vC2及vO的波形。
(3)计算振荡周期T。
图题4.1.25
解:
T=T1+T2=(R2+Rw2)C2ln2+(R1+Rw1)C1ln2≈0.392ms+0.042ms≈0.43ms
图题4.1.26
题4.1.26图题4.1.26所示电路中设A为理想运放,最大的输出电压为±12V,VREF为2.5V。
(1)试画出vO1、vO2、vO3的波形;
(2)推导输出电压vO3和参考电压VREF之间的函数关系。
题4.1.27已知图题4.1.27所示电路为压控振荡电路,三极管T工作在开关状态,当其截止时相当于开关断开,当其导通时相当于开关闭合,管压降近似为零。
(1)分别求解T导通和截止时vO1和vI的运算关系式vO1=f(vI);
(2)求出vO和vO1的关系曲线vO=f(vO1);
(3)定性画出vO和vO1的波形;
(4)求解振荡频率f与vI的关系式。
图题4.1.27
解:
(1)
(T截止时)
(T导通时)
(4)