模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第四版童詩白課后答案

1、第8章波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換自測題一、改錯：改正圖T8.1所示各電路中的錯誤，使電路可能產(chǎn)生正弦波振蕩。要求不能改變放大電路的基本接法(共射、共基、共集)。(a)(b)圖T8.1解：(a)加集電極電阻R及放大電路輸入端的耦合電容。(b)變壓器副邊與放大電路之間加耦合電容，改同名端。二、試將圖T8.2所示電路合理連線，組成RC橋式正弦波振蕩電路。圖T8.2解：、與相連，與相連，與相連，與相連。如解圖T8.2所示。解圖T8.2三、已知圖T8.3(a)所示方框圖各點的波形如圖(b)所示，填寫各電路的名稱。電路1為正弦波振蕩電路，電路2為同相輸入過零比較器，電路3為反相輸入積分運算電路，電路4為同相輸

2、入滯回比較器。(a)(b)圖T8.3(b)四、試分別求出圖T8.4所示各電路的電壓傳輸特性。(a)圖 T8.4解：圖(a)所示電路為同相輸入白過零比較器；圖(b)所示電路為同相輸入的滯回比較器，兩個閾值電壓為土UT=±UZo兩個電路的電壓傳輸特性如解圖T8.5所示。解圖T8.4五、電路如圖T8.5所示。圖T8.5(1)分別說明A和A各構(gòu)成哪種基本電路；(2)求出Uoi與Uo的關(guān)系曲線Uoi=f(Uo)；(3)求出Uo與Uoi的運算關(guān)系式Uo=f(UOi)；(4)定性畫出Uoi與Uo的波形；(5)說明若要提高振蕩頻率，則可以改變哪些電路參數(shù)，如何改變？解：(1)Ai：滯回比較器；A積分

3、運算電路。RR21,、八(2)根據(jù)UP1-z-UoiUo二(UoiUo)UN10RR2RR22可得：UT8VUo1與U。的關(guān)系曲線如解圖T8.5(a)所示。(3) u。與Uo1的運算關(guān)系式(4) Uo1與uo的波形如解圖T8.5(b)所示。(5) 要提高振蕩頻率，可以減小R、C、R或增大R。(a)(b)解圖T8.5習(xí)題8.1 判斷下列說法是否正確，用和“X”表示判斷結(jié)果。(1)在圖T8.1所示方框圖中，產(chǎn)生正弦波振蕩的相位條件是fa。(X)(2)因為RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)作為反饋網(wǎng)絡(luò)時的f0o,單管共集放大電路的A0°,滿足正弦波振蕩電路的相位條件FA2n,故合理連接它們可以構(gòu)成正弦波振

4、蕩電路。(X)(3)在RC橋式正弦波振蕩電路中，若RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)中的電阻均為R,電容均為C,則其振蕩頻率f01/RC。(X)(4)電路只要滿足AF1,就一定會產(chǎn)生正弦波振蕩。(X)(5)負(fù)反饋放大電路不可能產(chǎn)生自激振蕩。(X)(6)在LC正弦波振蕩電路中，不用通用型集成運放作放大電路的原因是其上限截止頻率太低。(V)8.2 判斷下列說法是否正確，用和“X”表示判斷結(jié)果。(1)為使電壓比較器的輸出電壓不是高電平就是低電平，就應(yīng)在其電路中使集成運放不是工作在開環(huán)狀態(tài)，就是僅僅引入正反饋。(V)(2)如果一個滯回比較器的兩個閾值電壓和一個窗口比較器的相同，那么當(dāng)它們的輸入電壓相同時，它們的輸出電

5、壓波形也相同。(x)(3)輸入電壓在單調(diào)變化的過程中，單限比較器和滯回比較器的輸出電壓均只躍變一次。(V)(4)單限比較器比滯回比較器抗干擾能力強(qiáng)，而滯回比較器比單限比較器靈敏度高。(x)8.3選擇合適答案填入空內(nèi)A.容性 B. 阻性 C. 感性(1) LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在諧振時呈(B);在信號頻率大于諧振頻率時呈(A);在信號頻率小于諧振頻率時呈(C)。(2) 當(dāng)信號頻率等于石英晶體的串聯(lián)諧振頻率時，石英晶體呈(B)；當(dāng)信號頻率在石英晶體的串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率之間時，石英晶體呈(C)；其余情況下，石英晶體呈(A)。(3)信號頻率ffo時，RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)呈(B)08.4 判斷圖P8.4所示各電

6、路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩，簡述理由。設(shè)圖(b)中C4容量遠(yuǎn)大于其它三個電容的容量。(a)(b)圖P8.4解：圖(a)所示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩。因為共射放大電路輸出電壓和輸入電壓反相(a180°),且圖中三級RC移相電路為超前網(wǎng)絡(luò)，在信號頻率為0到無窮大時相移為十270°0°,因此存在使相移為十180°的頻率，即存在滿足正弦波振蕩相位條件的頻率f°,故可能產(chǎn)生正弦波振蕩。圖(b)所示電路有可能產(chǎn)生正弦波振蕩。因為共射放大電路輸出電壓和輸入電壓反相(a180°),且圖中三級RC移相電路為滯后網(wǎng)絡(luò)，在信號頻率為0到無窮大時相移為-270

7、°0°，因此存在使相移為?180°的頻率，即存在滿足正弦波振蕩相位條件的頻率f°，故可能產(chǎn)生正弦波振蕩。8.5 電路如圖P8.4所示，試問：(1) 若去掉兩個電路中的R2和C3，則兩個電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩？為什么？(2) 若在兩個電路中再加一級RC電路，則兩個電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩？為什么?解：（1）不能。因為圖（a）所示電路在信號頻率為0到無窮大時相移為+180°0°,圖（b）所示電路在信號頻率為0到無窮大時相移為0°?180°,在相移為土180o時反饋量為，因而不可能產(chǎn)生正弦波振蕩。（2）可能。因為存

8、在相移為土180o的頻率，滿足正弦波振蕩的相位條件,且電路有可能滿足幅值條件，因此可能產(chǎn)生正弦波振蕩。8.6電路如圖P8.6所示，試求解：（1）Q的下限值；（2）振蕩頻率的調(diào)節(jié)范圍圖P8.6解：（1）根據(jù)起振條件RfR2R,R/2k故R的下限值為2k（2） 振蕩頻率的最大值和最小值分別為f 0max12 RC1.6kHz ,f 0min12 (R1 R2)C145Hz 。8.7電路如圖P8.7所示，穩(wěn)壓管起穩(wěn)幅作用,其穩(wěn)壓值為±6 V。試估算:（1）輸出電壓不失真情況下的有效值；（2）振蕩頻率。解：（1）設(shè)輸出電壓不失真情況下的峰值1為Um,止匕時Un Up -Uom312由圖可知：

9、Uom3Uom-Uom Uz3 Uom -Uz 9V o2圖 P 8.7有效值為:UoU om. 26.36V1(2)電路的振湯頻率：f09.95Hzo2RC8.8電路如圖P8.8所示。(1)為使電路產(chǎn)生正弦波振蕩，標(biāo)出集成運放的“+”和“-”；并說明電路是哪種正弦波振蕩電路。(2)若R短路，則電路將產(chǎn)生什么現(xiàn)象?若R斷路，則電路將產(chǎn)生什么現(xiàn)象?若R短路，則電路將產(chǎn)生什么現(xiàn)象?若R斷路，則電路將產(chǎn)生什么現(xiàn)象?解：(1)上“-"下"+"o(2)輸出嚴(yán)重失真，幾乎為方波。(3)輸出為零。圖P8.8(4)輸出為零。(5)輸出嚴(yán)重失真，幾乎為方波。8.9圖P8.9所示電路

10、為正交正弦波振蕩電路，它可產(chǎn)生頻率相同的正弦信號和余弦信號。已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓土UZ=±6V,R=R2=R3=R4=R5=R,C=C2=Co圖P8.9(1)試分析電路為什么能夠滿足產(chǎn)生正弦波振蕩的條件；(2)求出電路的振蕩頻率；(3)畫出U01和U02的波形圖，要求表示出它們的相位關(guān)系，并分別求出它們的峰值。解：(1)在特定頻率下，由A組成的積分運算電路的輸出電壓UO2超前輸入電壓UO190°,而由A1組成的電路的輸出電壓UO1滯后輸入電壓UO290°,因而UO1和UO2互為依存條件，即存在fo滿足相位條件。在參數(shù)選擇合適時也滿足幅值條件，故電路在兩個集成運放的

11、輸出同時產(chǎn)生正弦和余弦信號。(2)根據(jù)題意列出方程組：或改寫為：2uP1uO1jRCuO2uO1解圖8.9即f0& RC °解方程組，可得：(RC)22,或顯,RC(3)輸出電壓U2最大值UJ2max=UZ=6V對方程組中的第三式取模，并將02f08.5V。代入可得Uoi|夜M02I，故Uoimax/jo2max若UO1為正弦波，則UO2為余弦波，如解圖8.9所示。8.10分別標(biāo)出圖P8.10所示各電路中變壓器的同名端，使之滿足正弦波振蕩的相位條件。(a)(b)(d)圖P8.10解：圖P8.10所示各電路中變壓器的同名端如解圖P8.10所示。(a) (b)(d)解圖P8.10

12、(b)1.11 分別判斷圖P8.11所示各電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩。(a)(c)(d)圖P8.11解：(a)可能(電容三點式)(b)不能(電感與Re之間的連線應(yīng)串入隔直電容)不能(同(b),同名端錯誤。)(d)可能(電容三點式)1.12 改正圖P8.11(b)、(c)所示兩電路中的錯誤，使之有可能產(chǎn)生正弦波振蕩。解：應(yīng)在(b)所示電路電感反饋回路中加耦合電容。應(yīng)在(c)所示電路放大電路的輸入端(基極)加耦合電容，且將變壓器的同名端改為原邊的上端和副邊的上端為同名端，或它們的下端為同名端。改正后的電路如解圖P8.11(b)、(c)所示。(b) (c)解圖P8.118.13 試分別指出圖P8.1

13、3所示電路中的選頻網(wǎng)絡(luò)、正反饋網(wǎng)絡(luò)和負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，并說明電路是否滿足正弦波振蕩的條件。(a)(b)圖P8.13解：在圖(a)所示電路中，選頻網(wǎng)絡(luò)：C和L;正反饋網(wǎng)絡(luò)：R、C2和R;負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)：C和Lo電路滿足正弦波振蕩的相位條件。在圖(b)所示電路中，選頻網(wǎng)絡(luò)：C和L;正反饋網(wǎng)絡(luò)：C2和L;負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)：R8。電路滿足正弦波振蕩的相位條件。8.14 試分別求解圖P8.14所示各電路的電壓傳輸特性。(a)(b)(c)(d)(e)圖P8.14解：圖(a)所示電路為單限比較器，UoUz18V,Ut3V,其電壓傳輸特性如解圖P8.14(a)所示。圖(b)所示電路為過零比較器，UolUd0.2V,UohUz

14、6V,UT0V。其電壓傳輸特性如解圖P8.14(b)所示。圖(c)所示電路為反相輸入的滯回比較器，uoUz6V。令求出閾值電壓：UT10V,UT24V其電壓傳輸特性如解圖P8.14(c)所示。圖(d)所示電路為同相輸入的滯回比較器，UoUz6V。令求出閾值電壓：UT11.5V,UT27.5V其電壓傳輸特性如解圖P8.14(d)所示。圖(e)所示電路為窗口比較器，UoUz5V,Ut3V,其電壓傳輸特性如解圖P8.14(e)所示。(a)(b)(c)(d)(e)解圖P8.148.15 已知三個電壓比較器的電壓傳輸特性分別如圖P8.15(a)、(b)、(c)所示，它們的輸入電壓波形均如圖(d)所示，試

15、回出UO1、UO2和UO3的波形(b)(a)(c)(d)圖P8.15解：根據(jù)三個電壓比較器的電壓傳輸特性，畫出在輸入電壓作用下它們的輸出電壓波形，如解圖P8.15所示。解圖P8.158.16 圖P8.16所示為光控電路的一部分，它將連續(xù)變化的光電信號轉(zhuǎn)換成離散信號(即不是高電平，就是低電平)，電流I隨光照的強(qiáng)弱而變化。(1) 在Al和A2中，哪個工作在線性區(qū)？哪個工作在非線性區(qū)？為什么？(2) 試求出表示uO與iI關(guān)系的傳輸特性。圖P8.16解：(1)Al工作在線性區(qū)(電路引入了負(fù)反饋);A2工作在非線性區(qū)(電路僅引入了正反饋)。(2) Uoi與ii關(guān)系式為：uoiiiRi100iiUo與Uo

16、i的電壓傳輸特性如解圖P8.16(a)所示(Uti0.5V,Ut25.5V),因此uo與iI關(guān)系的傳輸特性如解圖P8.16(b)所示。與Uti、Ut2所對應(yīng)的iii、ii2分別為：5A和55Ao(a)(b)解圖P8.168.17 設(shè)計三個電壓比較器，它們的電壓傳輸特性分別如圖P8.15(a)、(b)、所示。要求合理選擇電路中各電阻的阻值，限定最大值為50kQo解：具有圖P8.15(a)所示電壓傳輸特性的電壓比較器為同相輸入的單限比較器。輸出電壓uoUz6V,閾值電壓：Ut2V,電路如解圖P8.17(a)所示。具有圖P8.15(b)所示電壓傳輸特性的電壓比較器為反相輸入的滯回比較器。輸出電壓Uo

17、Uz6V；閾值電壓：Uti0V,Ut22V，說明電路輸入有Uef作用，根據(jù)：Up-R1UoR2UrefUnUiR1R2RR2列方程，令R=50kQ,可解出R=10kQ,Uef=l.2V。電路如解圖P8.17(b)所示。具有圖P8.15(c)所示電壓傳輸特性的電壓比較器為窗口單限比較器。輸出電壓Uol0V,Uoh6V，閾值電壓：Uti0V,Ut22V。電路如解圖P8.17(c)所示。(a)(b)(c)解圖P8.178.18 在圖P8.18所示電路中，已知R=10kQ,R=20kQ,C=0.01仙F,集成運放的最大輸出電壓幅值為±12V,二極管的動態(tài)電阻可忽略不計。(1)求出電路的振蕩周

18、期；(2)畫出Uo和Uc的波形。圖P8.18解圖P8.18解：(1)振蕩周期：T(RR2)Cln33.3mS(2)脈沖寬度：T1R1Cln31.1mS.Uo和Uc的波形如解圖8.18所示。8.19 圖P8.19所示電路為某同學(xué)所接的方波發(fā)生電路，試找出圖中的三個錯誤，并改正。圖P8.19解圖P8.19解：圖P8.19所示電路中有三處錯誤：(1)集成運放"+”、“？”接反；(2)RC位置接反；(3)輸出限幅電路無限流電阻。改正后的電路如解圖8.19所示。8.20 波形發(fā)生電路如圖P8.20所示，設(shè)振蕩周期為T,在一個周期內(nèi)uoiUz的時間為T,則占空比為T/T;在電路某一參數(shù)變化時，其

19、余參數(shù)不變。選擇增大、不變或減小填入空內(nèi)：圖P8.20當(dāng)R增大時，Ua的占空比將,振蕩頻率將,Ud的幅值將；若甩的滑動端向上移動，則U。的占空比將,振蕩頻率將,ua的幅值將；若R2的滑動端向上移動，則Uoi的占空比將,振蕩頻率將，Ua的幅值將。解：設(shè)Rv、R2在未調(diào)整前滑動端均處于中點，則應(yīng)填入，；，；，。8.21 在圖P8.20所示電路中，已知Rv的滑動端在最上端，試分別定性畫出R2的滑動端在最上端和在最下端時Uo和Uo2的波形。解：Uoi和UO2的波形如解圖P8.21所示。(a)R2滑動端在最上端(b)R2滑動端在最下端解圖P8.218.22 電路如圖P8.22所示，已知集成運放的最大輸出

20、電壓幅值為±12V,Ui的數(shù)值在UO!的峰-峰值之間。(1)求解UO3的占空比與U的關(guān)系式；(2)設(shè)Ui=2.5V,畫出Uoi、Ua和U的波形。圖P8.22解：在圖P8.22所示電路中，A和A組成矩形波一三角波發(fā)生電路(1)在A組成的滯回比較器中，令Up小u02U010R2R3R2R3求出閾值電壓：UTR2UOM6VR3在A組成的積分運算電路中，運算關(guān)系式為在二分之一振蕩周期內(nèi)，積分起始值：uO1(t1)UT6V,終了值:UO1(t1)U T 6V , UO2Uom 12V,代入上式得：6/(12)16求出振蕩周期：T20mS求解脈沖寬度Ti： :UI - ( Uom) T1 UT,

21、 RC2求解占空比：T1 6-1T 12工6 UI600(2)U01、Ud和Uo的波形如解圖8.22所示解圖P8.228.23 試將正弦波電壓轉(zhuǎn)換為二倍頻鋸齒波電壓，要求畫出原理框圖來，并定性畫出各部分輸出電壓的波形。解：原理框圖和各部分輸出電壓的波形如解圖P8.23所示。解圖P8.238.24 試分析圖P8.24所示各電路輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系(a)(b)圖P8.24解：圖示兩個電路均為絕對值運算電路。運算關(guān)系式分別為UoUI;(b)UoRL|uIoR18.25 電路如圖P8.25所示。(1)定性畫出ua和Uo的波形；(2)估算振蕩頻率與Ui的關(guān)系式圖P8.25解：(1)Ua和Uo的波形如解圖P8.26所示。(2)求解振蕩頻率：首先求出電壓比較器的閾值電壓，然后根據(jù)振蕩周期近似等于積分電路正向積分時間求出振蕩周期，振蕩頻率是其倒數(shù)。UtUtT8.26P8.25Uz