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第二章模拟电路(康华光)课后习题答案
2025-10-05 18:28:19 责编:小OO
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模拟电路(康光华)第二章课后习题答案

2.4.1电路如图题2.4.1所示。(1)利用硅二极管恒压降模型求电路的ID和 Vo的值;(2)在室温(300K)的情况下,利用二极管的小信号模型求vo的变化范围。

解(1)求二极管的电流和电压

(2)求vo的变化范围

图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解2.4.l所示,温度 T=300 K。

        

当rd1=rd2=rd时,则

        

的变化范围为,即1.406V~1.394V。

2.4.3二极管电路如图2.4.3所示,试判断图中的二极管是导通还是截止,并求出AO两端电压VAO。设二极管是理想的。

解 图a:将D断开,以O点为电位参考点,D的阳极电位为-6 V,阴极电位为-12 V,故 D处于正向偏置而导通,VAO=–6 V。

图b:D的阳极电位为-15V,阴极电位为-12V,D对被反向偏置而截止,VAO=-12V。

图c:对D1有阳极电位为 0V,阴极电位为-12 V,故D1导通,此后使D2的阴极电位为 0V,而其阳极为-15 V,故D2反偏截止,VAO=0 V。

图d:对D1有阳极电位为12 V,阴极电位为0 V,对D2有阳极电位为12 V,阴极电位为

-6V.故D2更易导通,此后使VA=-6V;D1反偏而截止,故VAO=-6V。

2.4.4 试判断图题 2.4.4中二极管是导通还是截止,为什么?

解 图a:将D断开,以“地”为电位参考点,这时有

        

D被反偏而截止。

  图b:将D断开,以“地”为参考点,有

        

        

D被反偏而截止。

图c:将D断开,以“地”为参考点,有

        

        

D被正偏而导通。

2.4.7电路如图题2.4.7所示,D1,D2为硅二极管,当 vi= 6 sinωtV时,试用恒压降模型和

折线模型(Vth=0.5 V,rD=200Ω)分析输出电压 vo的波形。

  解 (1)恒压降等效电路法

  当0<|Vi|<0.7V时,D1、D2均截止,vo=vi;当vi≥0.7V时;D1导通,D2截止,vo =

1.7V;当vi≤0.7V时,D2导通,D1截止,vo=-0.7V。vi与vo波形如图解2.4.7a所示。

(2)折线等效电路如图解2.4.7b所示,图中Vth=0.5V,rD=200Ω。当0<|Vi|<0.5  V时,D1,D 2均截止,vo=vi; vi≥0.5V时,D1导通,D2截止。vi≤-0.5 V时,D2导通,D1 截止。因此,当vi≥0.5V时有

        

同理,vi≤-0.5V时,可求出类似结果。

vi与vo波形如图解2.4.7c所示。

2.4.8 二极管电路如图题 2.4.8a所示,设输入电压vI(t)波形如图 b所示,在 0<t<5ms的时间间隔内,试绘出vo(t)的波形,设二极管是理想的。

解 vI(t)<6V时,D截止,vo(t)=6V;vI(t)≥6V时,D导通

 

2.4.13 电路如图题2.4.13所示,设二极管是理想的。(a)画出它的传输特性;(b)若输入电压vI =vi=20 sinωt V,试根据传输特性绘出一周期的输出电压 vo的波形。

解 (a)画传输特性

    0<vI<12 V时,D1,D2均截止,vo=vI;

    vI≥12 V时,D1导通,D2截止

    -10V<vI<0时,D1,D2均截止,vo=vI;

    vI≤-10 V时,D2导通,D1 截止

    传输特性如图解 2.4 13中 a所示。

(b)当vo=vI=20 sinωt V时,vo波形如图解2.4.13b所示。

2.5.2 两只全同的稳压管组成的电路如图题2.5.2所示,假设它们的参数V2和正向特性的Vth、rD为已知。试绘出它的传输特性。

解 当| vI |<(Vz+Vth)时,Dzl、DZ2均截止,vo=vI;

| vI |≥(Vz+Vth)时,Dzl、DZ2均导通

传输特性如图解2.5.2所示。

第三章

3.1.1 测得某放大电路中BJT的三个电极A、B、C的对地电位分别为 VA=-9 V,VB=一6 V,Vc=6.2 V,试分析A、B、C中哪个是基极b、发射极e、集电极c,并说明此BJT是NPN管还是PNP管。

解 由于锗BJT的|VBE|≈0.2V,硅BJT的|VBE|≈0.7V,已知用BJT的电极B的VB=一6 V,电极C的Vc=–6.2 V,电极A的VA=-9 V,故电极A是集电极。又根据BJT工作在放大区时,必须保证发射结正偏、集电结反偏的条件可知,电极B是发射极,电极C是基极,且此BJT为PNP管。

3.2.1试分析图题3.2.1所示各电路对正弦交流信号有无放大作用。并简述理由。(设各电容的容抗可忽略)

 解 图题3.2.la无放大作用。因Rb=0,一方面使发射结所加电压太高,易烧坏管子;另一方面使输人信号vi被短路。

    图题3.2.1b有交流放大作用,电路偏置正常,且交流信号能够传输。

    图题3.2.lc无交流放大作用,因电容Cbl隔断了基极的直流通路。

图题3.2.id无交流放大作用,因电源 Vcc的极性接反。

3.3.2 测量某硅BJT各电极对地的电压值如下,试判别管子工作在什么区域。

    (a)VC=6 V     VB=0.7 V    VE=0 V

    (b)VC=6 V     VB=2 V     VE=1.3 V

    (c)VC=6  V    VB=6V     VE=5.4  V

    (d)VC=6  V    VB=4V     VE=3.6  V

    (。)VC=3.6 V    VB=4 V     VE=3. 4 V

    解(a)放大区,因发射结正偏,集电结反偏。

      (b)放大区,VBE=(2—l.3)V=0.7 V,VCB=(6-2)V=4 V,发射结正偏,集电结反偏。

      (C)饱和区。

      (d)截止区。

(e)饱和区。

3.3.5 设输出特性如图题 3.3.1所示的 BJT接成图题 3.3.3所示的电路,具基极端上接VBB=3.2 V与电阻Rb=20 kΩ相串联,而 Vcc=6 V,RC=200Ω,求电路中的 IB、IC和 VCE的值,设 VBE=0.7 V。

   解      

    由题3.3.1已求得β=200,故

        

        

3.3.6 图题3.3.6画出了某固定偏流放大电路中BJT的输出特性及交、直流负载线,试求:

(1)电源电压VCC,静态电流IB、IC和管压降VCE的值;(2)电阻Rb、RC的值;(3)输出电压的最大不失真幅度;(4)要使该电路能不失真地放大,基极正弦电流的最大幅值是多少?

解 (1)由图3.3.6可知,直流负载线与横坐标轴的交点即Vcc值的大小,故Vcc= 6  V。

由Q点的位置可知,IB =20µA,IC=1 mA,VCE=3 V。

  (2)由基极回路得:   

由集-射极回路得    

(3)求输出电压的最大不失真幅度

    由交流负载线与输出特性的交点可知,在输人信号的正半周,输出电压vCE从3V到0.8V,变化范围为2.2V;在输入信号的负半周,输出电压vCE从3V到4.6V,变化范围为1.6V。综合起来考虑,输出电压的最大不失真幅度为1.6V。

  (4)基极正弦电流的最大幅值是20 µA。

3.4.1 画出图题3.4.1所示电路的小信号等效电路,设电路中各电容容抗均可忽略,并注意标出电压、电流的正方向。

解 图题3.4.1所示各电路的小信号等效电路如图解3.4.1所示。

3.4.2单管放大电路如图题3.4.2所示已知BJT的电流放大系数β=50。(1)估算Q点;

(2)画出简化 H参数小信号等效电路;(3)估算 BJT的朝人电阻 rbe;(4)如输出端接入 4 kΩ的电阻负载,计算及。

解(1)估算Q点

     

(2)简化的H参数小信号等效电路如图解3.4.2所示。

(3)求rbe

(4)

3.4.5 在图题3.4.5所示电路中设电容C1、C2、C3对交流信号可视为短路。(1)写出静态电流Ic及电压VCE的表达式;(2)写出电压增益、输人电或Ri.和输出电阻Ro的表达式;(3)若将电容C3开路,对电路将会产生什么影响?

    解(1)Ic及VCE的表达式

    (2)、Ri.和Ro的表达式

    

    (3)C3开路后,将使电压增益的大小增加

同时Ro也将增加,。

3.5.2 如图题3.5.2所示的偏置电路中,热敏电阻Rt具有负温度系数、问能否起到稳定工作点的作用?

    解 图题3.5.2a所示电路能稳定Q点,过程如下:

图题3.5.2b所示电路不能稳定Q点,因为

3.5.4 电路如图3.5.4所示,设β=100,试求:(1)Q点;(2)电压增益和;(3)输入电阻Ri;(4)输出电阻RO1和RO2、

解  (1)求Q点

        

        

        

(2)求rbe及Ri

           

        

(3)    

        

(4)求RO1和RO2、

3.6.3 共基极电路如图题3.6.3所示。射极电路里接入一恒流源,设。试确定电路的电压增益、输入电阻和输出电阻。

解 

其中 IE=1.01mA。

        

        

        。

3.7.1某放大电路中AV的数幅频特性如图题3.7.1所示。(1)试求该电路的中频电压增益,上限频率fH,下限频率fL;(2)当输人信号的频率 f=fL或 f=fH时,该电路实际的电压增益是多少分贝?

    解 (1)由图题3.7.1可知,中频电压增益=1000,上限频率人fH=108HZ,下限频率fL=102HZ。

    (2)当f=fL或 f=fH时,实际的电压增益是57 dB。

3.7.3 一放大电路的增益函数为

试绘出它的幅频响应的波特图,并求出中频增益、下限频率fL和上限频率fH以及增益下降到1时的频率。

    解 对于实际频率而言,可用代人原增益传递函数表达式,得

由此式可知,中频增益|AM|=10,f=10 HZ,fH=106HZ。其幅频响应的波特图如图解3.7.3所示。增益下降到 1时的频率为 IHZ及 10 MHZ。

3.7.6一高频BJT,在Ic=1.5mA时,测出其低频H参数为:rbe=1.1KΩ,βo=50,特征频率=100MHz,试求混合型参数。

         

               

               

3.7.8 电路如图3.5.1所示(射极偏置电路),设在它的输人端接一内阻  Rs= 5KΩ的信号源.电路参数为:Rb1= 33KΩ,Rb2=22KΩ。Re=3.9KΩ,Rc=4.7KΩ,RL= 5.1KΩ,

Ce= 50μF(与Re并联的电容器).

Vcc=5V.IE≈0.33mA,β0=120,

rce=300 KΩ,fT=700 MHZ及。

求:(1)输入电阻Ri;

(2)中频区电压增益|AVM|

(3)上限频率fH。

解 (1)求Ri

    

(2)求中频电压增益

(3)求上限频率fH

其中。

第四章

4.1.3 一个JFET的转移特性曲线如图题4.1.3所示,试问:

(1)它是N沟道还是P沟道FET?

(2)它的夹断电压VP和饱和漏极电流IDSS各是多少?

解 由图题4.1.3可见,它是N沟道JFET,

其VP=–4 V,IDSS=3 mA。

4.3.3一个MOSFET的转移特性如图题4.3.3所示(其中漏极电流iD的方向是它的实际方向)。试问:

    (1)该管是耗尽型还是增强型?

    (2)是N沟道还是P沟道FET?

(3)从这个转移特性上可求出该FET的夹断电压VP,还是开启电压VT?其值等于多少?

解 由图题 4.3.3可见,它是 P沟道增强型 MOSFET,其  VT=-4 V。

4.4.l增强型FET能否用自偏压的方法来设置静态工作点?试说明理由。

解 由于增强型MOS管在vGS=0时,vD=0(无导电沟道),必须在|vGS|>|VT| (VT为开启电压)时才有iD,因此,增强型的MOS管不能用自偏压的方法来设置静态工作点。

4.4.4已知电路参数如图题4.4.4所示,FET工作点上的互导gm=1ms,设 rd>>Rd。(1)

画出小信号等效电路;(2)求电压增益Av;(3)求放大电路的输人电阻Ri。

解 (1)画小信号等效电路忽略rd,可画出图题4.4.4的小信号等效电路,如图解4.4.4所示。

(2)求 Av

(3)求Ri

4.5.1电路参数如图题4.5.1所示。设FET的参数为gm=0.8ms,rd=200kΩ;3AG29(T2)的β=40,rbe=1kΩ。试求放大电路的电压增益Av和输入电阻Ri。

解(1)求

由于 rd>>Rd,故rd可忽略,图题 4.5.1的小信号等效电路如图解 4 .5.1所示。由图有

(2)求Ri

4.5.4 电路如图题 4 .5.4所示,设FET的互导为gm,rd很大;BJT的电流放大系数为β,

输人电阻力rbe。试说明T1 、T2各属什么组态,求电路的电压增益Av、输人电阻Ri;及输出电阻Ro的表达式。

    解(1)T1 、T2的组态

   T1为源极输出器,T2为共射极电路。

      (2)求Av

        

        

(3)求Ri和Ro

第五章

5.1.1在甲类、乙类和甲乙类放大电路中,放大管的导通角分别等于多少?它们中哪一类放大电路效率最高?

    解 在输入正弦信号情况下,通过三极管的电流ic不出现截止状态(即导通角θ=2π)的称为甲类;在正弦信号一个周期中,三极管只有半个周期导通(θ=π)的称为乙类;导通时间大于半周而小于全周(π<θ<2π)的称为甲乙类。其中工作于乙类的放大电路效率最高,在双电源的互补对称电路中,理想情况下最高效率可达 78.5%。

  5.2.2一双电源互补对称电路如图题5.2.2所示,设已知Vcc=12 V,RL=16Ω,vI为正弦波。求:(1)在BJT的饱和压降VCES可以忽略不计的条件下,负载上可能得到的最大输出功率Pom;(2)每个管子允许的管耗 PCM至少应为多少?(3)每个管子的耐压 |V(BR)CEO|应大于多少?

解 (1)输出功率

(2)每管允许的管耗

(3)每管子的耐压

5.2.4设电路如图题5.2.2所示,管子在输人信号vI作用下,在一周期内T1和T2轮流导电约 180o,电源电压 Vcc=20 V,负载RL=8Ω,试计算:

  (1)在输人信号Vi=10 V(有效值)时,电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率;

  (2)当输人信号vi的幅值为 Vim=Vcc=20 V时,电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率。

解(l)Vi=10 V时

输出功率   

每管的管耗    

两管的管耗    

电源供给的功率  

效率  

(2)

        

        

        

        

5.3.1一单电源互补对称功放电路如图题5.3.1所示,设vi为正弦波,RL=8Ω,管子的饱和压降VCES可忽略不计。试求最大不失真输出功率Pom(不考虑交越失真)为9W时,电源电压Vcc至少应为多大?

解 由

则有

5.3.3一单电源互补对称电路如图题5.3.3所示,设T1 、T2的特性完全对称,vi为正弦波,Vcc=12 V,RL=8Ω。试回答下列问题:(1)静态时,电容C2两端电压应是多少?调整哪个电阻能满足这一要求?(2)动态时,若输出电压vo出现交越失真,应调整哪个电阻?如何调整?(3)若R1=R2=1.1KΩ,T1和T2的β=40,|VBE|=0.7 V,PCM=400 mw,假设 D1、D2、R2中任意一个开路,将会产生什么后果?

    解(1)静态时,C2两端电压应为Vc2=Vcc/2 =6V,调整R1或R2可满足这一要求。

    (2)若vo出现交越失真,可增大R2。

    (3)若D1、D2或R2中有一个开路,则由于T1、T2的静态功耗为

即,所以会烧坏功放管。

第六章

6.1.2电路如图题6.1.2所示,所有BJT的β均很大,VBE=0.7V,且T2、T3特性相同,电路参数如图。问:(1)T2、T3和R组成什么电路?在电路中起什么作用?(2)电路中T1、Re1起电平移动作用,保证vi=0时,vo=0。求IREF、Ic3和Re1的值。

解(1)T2、T3和R组成镜像电流源电路,在电路中作为 BJT  T1的恒流源负载,提高带负载能力。

(2)当vi=0时,vo=0

6.2.2 双端输人、双端输出理想的差分式放大电路如图题6.2.2所示。求解下列问题(1)

若vi1=1500μV。vi2=500μV,求差模输人电压vid,共模输入电压vic的值;(2)若AVD=100,求差模输出电压vod;(3)当输入电压为vid时,若从 C2点输出,求 vc2与vid的相位关系;(4)若输出电压vo=1000 vi1-999 vi2时,求电路的从AVD、Avc和 KCMR的值。

    解(1)差模输人电压为

共模输人电压为

(2)AVD=100,差模输出电压为

(3)同相。

(4),求AVD、AVD和KCMR

所以

        

则     

6.2.5电路如图题 6.2 .5所示,JFET的 gm=2mS,rDS=20 kΩ,求:(1)双端输出时的差模电压增益AVD=(vo1-vo2)/vid的值;(2)电路改为单端输出时,AVD1、Avc1和KCMR的值。

    解(1)差模电压增益

       

 

    (2)单端输出时,差模电压增益

共模电压增益

共模抑制比

6.2.7电路如图题6.2.7所示,已知BJT的β1=β2=β3=50,rce=200 kΩ,VBE=0.7 V,试求单端输出时的差模电压增益AVD2、共模抑制比KCMR、差模输人电阻Rid和输出电阻Ro。

    提示:AB两端的交流电阻

解 R2两端的电压为

        

        

        

        

        

单端输出差模电压增益

AB两端交流电阻为

单端输出的共模电压增益

共模抑制比

差模输人电阻

输出电阻

6.2.9 电路如图题6.2.9所示,设所有BJT的β=20,rbe=2.5KΩ,rce=200KΩ,FET的gm=4mS,其它参数如图所示。求:(1)两级放大电路的电压增益Av=Av1·Av2;(2)Rid和Ro;(3)第一级单端输出时的差模电压增益  、共模电压增益Avc1和共模抑制比KCMR

注:源极恒流源交流等效电阻为

解  (1)两级放大电路的电压增益

(2)输入电阻

输出电阻

(3)第一级单端输出时的差模电压增益

T1、T2源极恒流源交流等效电阻

第一级单端输出的共模电压增益

共模抑制比

第七章

7.1.1在图题7.1.1所示的各电路中,哪些元件组成了级间反馈通路?它们所引人的反馈

是正反馈还是负反馈?是直流反馈还是交流反馈?(设各电路中电容的容抗对交流信号均可忽略)

解 图题7.1.la中,由电阻R1、R2组成反馈通路,引人负反馈,交、直流反馈均有;b图中,由Re1且人负反馈,交、直流反馈均有,由Rf1、Rf2引人直流负反馈;c图中,由Rf、Re2引人负反馈,交、直流反馈均有;d图中,由R1、R2引人负反馈,交、直流反馈均有;e图中,由A2、R3引人负反馈,交、直流反馈均有;f图中,由R6引人负反馈,交、直流反馈均有。

7.1.2 试判断图题7.1.1所示各电路的级间交流反馈的组态。

解 图题7.1.1a中,R2、R1引入电压并联负反馈;

b图中,Re1引入电流串联负反馈;

c图中,Rf、Re2引入电流并联负反馈;

d图中,R2、R1引入电压串联负反馈;

e图中,A2、R3引入电压并联负反馈;

f图中,R6引入电流串联负反馈;

7.1.4 电路如图7.1.4所示,(1)分别说明Rf1,Rf2引入的两路反馈的类型及各自的主要作用;(2)指出这两路反馈在影响该放大电路性能方面可能出现的矛盾是什么?(3)为了消除上述可能出现的矛盾,有人提出将Rf2断开,此方法是否可行?为什么?你认为怎样才能消除这个矛盾?

解(1)Rf1在第一、三级间引入交、直流负反馈,此直流负反馈能稳定前三级的静态工作点,其交流反馈为电流串联负反馈,可稳定第三级的输出电流,同时提高整个放大电路的输人电阻;Rf2在第一、四级间引入交、直流负反馈,其中直流负反馈为T1;提供直流偏置,且稳定各级的静态工作点,而其交流反馈为电压并联负反馈,可稳定该电路的输出电压,即降低电路的输出电阻,另外也降低了整个电路的输人电阻。

    (2)Rf1的引入使 Rif上升,而Rf2的引入使Rif下降,产生矛盾。

(3)不能断开Rf2,因Rf2是T1的偏置电阻,否则电路不能正常工作。消除上述矛盾的方法是在的两端并一容量足够大的电容器,去掉Rf2上的交流负反馈,这对输出电压的稳定不会有很大影响,因为T4是射极输出器。

7.1.6设图题 7.1.6所示电路中的开环增益很大。(1)指出所引反馈的类型;(2)写出

输出电流的表达式;(3)说明该电路的功能。

解(1)由R2、R3引入了电流并联负反馈。

(2)在深度负反馈条件下(因开环增益很大),由“虚短”、“虚断”可知

        

        

已知,则

(3)此电路可视为压控电流源。

7.2.2某反馈放大电路的方框图如图题7.2.2所示。试推导其闭环增益的表达式。

解 设该放大电路的开环增益为 

        

7.3.2 负反馈放大电路的反馈系数,试绘出闭环电压增益与开环电压增益AVO之间的关系曲线。设AVO在1与1000之间变化。

    解 依据式

及,可画出与AVO的关系曲线如图解7.3.2所示。

7.3.7 一运放的开环增益为 106,其最低的转折频率为 5 Hz。若将该运放组成一同相放大电路,并使它的增益为100,问此时的带宽和增益-带宽积各为多少?

解 因开环与闭环时的增益一带宽积相等,故增益一带宽积为A·BW≈A·fH=5 ×106Hz,闭环时的带宽

7.3.9 图题7.1.1所示各电路中,哪些电路能稳定输出电压?哪些电路能稳定输出电流?哪些电路能提高输入电阻?哪些电路能降低输出电阻?

解 图题7.1.1所示各电路中:

稳定输出电压的有:a,d,e

稳定输出电流的有:b,c,f

提高输入电阻的有:b,d,f

降低输出电阻的有:a,d,e

7.4.4在图题7.1.1a、b、c、e所示各电路中,在深度负反馈的条件下,试近似计算它的闭环增益。

解 图题7.1.1a中引人电压并联负反馈,在深度负反馈下,有故

             

b图中引人电流串联负反馈在深度负反馈条件下,有故

      

c图中引人电流井联负反馈,在深度负反馈条件下有故

  

e图中引人电压井联负反馈,在深度负反馈条件下,有(流过R3的电流),故

7.5.1 设某集成运放的开环频率响应的表达式为

        

其中fH1=1MHz,fH2=10MHz,fH3=50MHz。

(1)画出它的波特图;

(2)若利用该运放组成一电阻性负反馈放大电路,并要求有45o的相位相度,问此放大电路的最大环路增益为多少?

(3)若用该运放组成一电压跟随器能否稳定地工作?

    解(1)画波特图

  由

        

画出波特图,如图解7.5.1所示。

    (2)求最大环路增益

    由图解7.5.1可知,当相位裕度时

故最大环路增益为

(3)若用该运放组成电压跟随器,因Fv=1,则要求,而现在.故电路不能正常工作。

第八章

8.1.1在同相输人加法电路如图题8.1.1所示,求输出电压;当R1=R2=R3=Rf时,=?

解  输出电压为

        式中 

        即

若,则

        

8.1.4 电路如图题8.1.4所示,设运放是理想的,试求vO1、vO2及vO的值。

解  A1、A2组成电压跟随电路

A3组成加减电路。利用叠加原理。

当V3=0,反相加法时,A3的输出电压为

当vO1=0,vO2=0,V3=+3V时,A3的输出电压为

        

        

        

叠加得输出电压为

8.1.7 图题8.1.7为一增益线性调节运放电路,试推导该电路的电压增益的表达式。

解 A1、A2是电压跟随器,有

利用虚短和虚断概念,有

将上述方程组联立求解,得

,故

8.1.11 电路如图题8.1.11所示,A1、A2为理想运放,电容器C的初始电压V。(1)写出与、和之间的关系式;(2)当电路中电阻R1=R2=R3=R4=R5=R时,求输出电压的表达式。 

    解(1)A1组成差分式运算电路,A2组成积分电路。A1的输出电压为

A2的输出电压为

(2)当R1=R2=R3=R4=R5=R时,

8.3.2 电路如图题8.3.2所示,若电路中的BJT T1、T2、T3相互匹配,试求vo的表达式,说明此电路完成何种运算功能。

解 A1和A2组成对数运算电路,有

        

                                                                                                                      A3为反相加法运算电路,有

A4为反对数运算电路,因此可得

当IES1=IES2=IES3=IES,R1=R2=Rf=R时,有

此电路完成乘法运算功能。

8.5.3 图题8.5.3所示为一个一阶低通滤波器电路,试推导电路的传递函数,并求出其-3 dB截止角频率。(A为理想运放)

解 这是一个一阶有源低通滤波电路。考虑到其通带电压增益AVF=1,且电压跟随器的输入阻抗很高、输出阻抗很低,因此可得下列关系式

电路的传递函数为

式中,称为特征角频率,也是-3dB截止角频率。

8.5.4试画出下列传递函数的幅频响应曲线,并分别指出各传递函数表示哪一种(低通、高通、带通、带阻或全通)滤波电路:(提示:下面各式中)

(1) 

(2) 

(3) 

(4) 

(5) 

解 (1)

        

当,得幅频特性如图8.5.4a所示。这是一个二阶低通滤波电路。

(2)

        

当,得幅频特性如图8.5.4b所示。这是一个三阶低通滤波电路。

(3)

        

当,得幅频特性如图8.5.4c所示。这是一个三阶高通滤波电路。

(4) 

当,得幅频特性如图8.5.4d所示。这是全通滤波电路。

(5) 

当,得幅频特性如图8.5.4e所示。这是一个三阶高通滤波电路。

8.5.11 设A为理想运放,试写出图题8.5.11所示电路的传递函数,指出这是一个什么类型的滤波电路。

解 由图题8.5.11有

上式说明,这是一个一阶高通滤波电路。

第九章

9.2.1电路如图题9.2.1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。

    解 图题9.2.la所示电路不能振荡。用瞬时(变化)极性法分析可知,从T1栅极断开,加一“(+)”信号,则从 T2射极输出为“(-)”,即。考虑到 RC串并联网络在时,因此反馈回T1栅极的信号为“(-)”,即,不满足相位平衡条件。

    图题9.2.1b所示电路能振荡。当从运放同相端断开并加一“(+)”信号,则vo为“(十)”,

即。因在时,经 RC串并联网络反馈到同相端的信号也为“(+)”,即有或 360o,满足相位平衡条件。

9.2.6 设运放A是理想的,试分析图题9.2.6所示正弦波振荡电路:(1)为满足振荡条件,

试在图中用+、-标出运放A的同相端和反相端;(2)为能起振,Rp和R2两个电阻之和应大于何值;(3)此电路的振荡频率f0=?(4)试证明稳定振荡时输出电压的峰值为

解(1)利用瞬时极性法分析可知,为满足相位平衡条件,运放A的输人端应为上“+”下“-”。

(2)为能起振.要求,即

(3)振荡频率

(4)求Vom表达式

当vB=Vom时,有

        

考虑到通过R1与Rp得电流相等,有

得 

整理得:

9.3.1电路如图题9.3.l所示,试用相位平衡条件判断哪个能振荡,哪个不能,说明理由。

    解 用瞬时极性法判断。

    图题9.3.la所示为共射电路,设从基极断开,并加入“(+)”信号,则经变压器反馈回来的为“(-)”信号,即,不满足相位平衡条件.不能振荡。

    图题9.3.1b为共基极电路,设从射极断开,并加入“(+)”信号,则经变压器反馈回来的为“(十)信号,即,满足相位平衡条件,可能振荡。

    图题9.3.1c为共基极电路,设从射极断开,并加入“(+)”信号,则经L1反馈回来的信号为“(-)”,即,不满足相位平衡条件,不能振荡。

图题9.3.1d为共射电路,设基极断开,并加入“(+)”信号,经变压器反馈到L1的信号为“(+)”,即,满足相位平衡条件,可能振荡。

9.3.2对图题9.3.2所示的各三点式振荡器的交流通路(或电路),试用相位平衡条件判断

哪个可能振荡,哪个不能,指出可能振荡的电路属于什么类型。

解 用瞬时极性法判断。

图题 9.3.2a所示电路不能振荡。例如,设从反相端加入“(+)”信号,则由L1得到的反馈信号为“(-)”,即,不满足相位平衡条件。

    图题9.3.2b所示电路可能振荡。当石英晶体呈感性时,构成电容三点式振荡电路。例如,当从栅极加入“(十)”信号,vo为“(-)”,经与栅极相连的电容获得的反馈信号为“(十)”,即,满足相位平衡条件。

    图题9.3.2c所示电路不能振荡。例如,设从反相输人端加入“(+)”信号,则由C3获得的反馈信号为“(-)”,即,不满足相位平衡条件。

9.3.4两种石英晶体振荡器原理电路如图题9.3.4a上所示。试说明它们属于哪种类型的

晶体振荡电路,为什么说这种电路结构有利于提高频率稳定度?

解 图题9.3.4a是电感三点式晶振电路。

   图题9.3.4b是电容三点式晶振电路。

由于石英晶体的品质因数Q值很高,因而这种电路的频率稳定度很高,当它工作于串联谐振方式时,振荡频率的稳定度可以更高。为了不降低品质因数Q,外电路的串联电阻和石英晶体的阻尼电阻R相比,要尽可能小,图题9.3.4a上两电路符合上述要求。

第十章

10.1.1变压器副边有中心抽头的全波整流电路如图题10.1.1所示,副边电源电压为假定忽略管子的正向压降和变压器内阻。 (1)试圆出、、、、、及一极管承受的反向电压。的波形;(2)已知V2(有效值),求VL、IL(均为平均值);(3)计算整流二极管的平均电流ID、最大反向电压 VRM;(4)若已知 VL=30 V,IL=80 mA,试计算 V2a、V2b的值,并选择整流二极管。

解(1)、、、、、及一极管承受的反向电压。的波形如图解10.1.1所示。

(2)负载电压VL和负载电流IL(平均值)

(3)整流二极管的平均电流ID和最大反向电VRM

(4)VL=30V,IL=80mA时

此时二极管电流

选用2CP6A

10.1.4如图题10.1.4所示倍压整流电路,试标出每个电容器上的电压和二极管承受的最

大反向电压;求输出电压VL1、VL2的大小,并标出极性。

解 每个电容器上承受的最大电压

   v2正半周(a端正b端负)D1导通,C1两端电压最大值为

        

    v2负半周,D2导通,V2和C1两端电压一起通过D2对C2充电,C2两端电压的最大值为

      

    v2正半周D3导通,同理,C3两端电压最大值为

    v2负半周,D4导通,C4两端电压最大值为

    二极管承受的最大反向电压

    ac两端电压

                                

    bd两端电压

                               

电压极性如图题10.1.4所示。

10.2.1电路如图题 10.2.1所示,稳压管Dz的稳定电压 Vz=6 V,VI=18 V,C=1000 pF,R=RL=1KΩ。(1)电路中稳压管接反或限流电阻R短路,会出现什么现象?(2)求变压器副边电压有效值 V2、输出电压 Vo的值?(3)若稳压管Dz的动态电阻 rz=20Ω,求稳压电路的内阻Ro及面的值;(4)若电容器C断开,试画vI、vO及电阻R两端电压vR的波形。

解(1)稳压管接反使VO降低到约为0.7V;而限流电阻R短路,IR电流过大,使IZ电流

超过允许值会使稳压管烧坏。

(2)Vo=Vz=6V,而

    (3)稳压电路内阻

一般RL>>RZ所以

   

(4)vI、vO及电阻R两端电压vR的波形如图解10.2.1所示,其中

 10.2.4 电路如图题10.2.4所示,集成稳压器7824的2、3端电压V32=VREF=24 V,求输出电压VO和输出电流IO的表达式,说明该电路具有什么作用?

解 运放A接成电压跟随器,所以R1上的电压VR1=V32=VREF,则电路的输出电压为

电路中VREF、R1一定时,该电路具有恒流作用。下载本文

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