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

差动放大电路

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=ui-uf

并联反馈——在输入端，反馈信号与输入信号以电流相加减的形式出现。

iid=ii-if

  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=ii-if，故为并联反馈；所以此电路为电压并联负反馈。

例题5.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；令RL=0，反馈仍然存在，故为电流反馈；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=ii-if，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，I'i≈0，故V+≈0，且Ii≈If根据虚短，V+≈V-≈0，Ii=（Vi－V-）/R1≈Vi/R1

Vo≈－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），Vo≈Vi[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ϕAF=ϕA+ϕF=2nπ（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。

C1、R1和C2、R2正反馈支路与R3、R4负反馈支路正好构成一个桥路，称为文氏桥。

当C1=C2、R1=R2时

，ϕF=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

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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。

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：

然后填入对应的真值中，如表9.2所示。

例9.3用代数法化