模拟电子技术基础第四版童诗白课后答案第八章.docx
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模拟电子技术基础第四版童诗白课后答案第八章
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模拟电子技术基础第四版童诗白课后答案第八章
第8章波形的发生和信号的转换
自测题
一、改错:
改正图所示各电路中的错误,使电路可能产生正弦波振荡。
要求不能改变放大电路的基本接法(共射、共基、共集)。
(a)(b)
图
解:
(a)加集电极电阻Rc及放大电路输入端的耦合电容。
(b)变压器副边与放大电路之间加耦合电容,改同名端。
二、试将图所示电路合理连线,组成RC桥式正弦波振荡电路。
图
解:
④、⑤与⑨相连,③与⑧相连,①与⑥相连,②与⑦相连。
如解图所示。
解图
三、已知图(a)所示方框图各点的波形如图(b)所示,填写各电路的名称。
电路1为正弦波振荡电路,电路2为同相输入过零比较器,
电路3为反相输入积分运算电路,电路4为同相输入滞回比较器。
(a)
(b)
图
四、试分别求出图所示各电路的电压传输特性。
(a)(b)
图
解:
图(a)所示电路为同相输入的过零比较器;图(b)所示电路为同相输入的滞回比较器,两个阈值电压为±UT=±UZ。
两个电路的电压传输特性如解图所示。
解图
五、电路如图所示。
图
(1)分别说明A1和A2各构成哪种基本电路;
(2)求出uO1与uO的关系曲线uO1=f(uO);
(3)求出uO与uO1的运算关系式uO=f(uO1);
(4)定性画出uO1与uO的波形;
(5)说明若要提高振荡频率,则可以改变哪些电路参数,如何改变
解:
(1)A1:
滞回比较器;A2:
积分运算电路。
(2)根据
可得:
uO1与uO的关系曲线如解图(a)所示。
(3)uO与uO1的运算关系式
(4)uO1与uO的波形如解图(b)所示。
(5)要提高振荡频率,可以减小R4、C、Rl或增大R2。
(a)(b)
解图
习题
判断下列说法是否正确,用“√”和“×”表示判断结果。
(1)在图所示方框图中,产生正弦波振荡的相位条件是。
(×)
(2)因为RC串并联选频网络作为反馈网络时的,单管共集放大电路的,满足正弦波振荡电路的相位条件,故合理连接它们可以构成正弦波振荡电路。
(×)
(3)在RC桥式正弦波振荡电路中,若RC串并联选频网络中的电阻均为R,电容均为C,则其振荡频率。
(×)
(4)电路只要满足,就一定会产生正弦波振荡。
(×)
(5)负反馈放大电路不可能产生自激振荡。
(×)
(6)在LC正弦波振荡电路中,不用通用型集成运放作放大电路的原因是其上限截止频率太低。
(√)
判断下列说法是否正确,用“√”和“×”表示判断结果。
(1)为使电压比较器的输出电压不是高电平就是低电平,就应在其电路中使集成运放不是工作在开环状态,就是仅仅引入正反馈。
(√)
(2)如果一个滞回比较器的两个阈值电压和一个窗口比较器的相同,那么当它们的输入电压相同时,它们的输出电压波形也相同。
(×)
(3)输入电压在单调变化的过程中,单限比较器和滞回比较器的输出电压均只跃变一次。
(√)
(4)单限比较器比滞回比较器抗干扰能力强,而滞回比较器比单限比较器灵敏度高。
(×)
选择合适答案填入空内。
A.容性B.阻性C.感性
(1)LC并联网络在谐振时呈(B);在信号频率大于谐振频率时呈(A);在信号频率小于谐振频率时呈(C)。
(2)当信号频率等于石英晶体的串联谐振频率时,石英晶体呈(B);当信号频率在石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时,石英晶体呈(C);其余情况下,石英晶体呈(A)。
(3)信号频率时,RC串并联网络呈(B)。
判断图所示各电路是否可能产生正弦波振荡,简述理由。
设图(b)中C4容量远大于其它三个电容的容量。
(a)(b)
图P
解:
图(a)所示电路有可能产生正弦波振荡。
因为共射放大电路输出电压和输入电压反相(),且图中三级RC移相电路为超前网络,在信号频率为0到无穷大时相移为+270o~0o,因此存在使相移为+180o的频率,即存在满足正弦波振荡相位条件的频率fo,故可能产生正弦波振荡。
图(b)所示电路有可能产生正弦波振荡。
因为共射放大电路输出电压和输入电压反相(),且图中三级RC移相电路为滞后网络,在信号频率为0到无穷大时相移为-270o~0o,因此存在使相移为180o的频率,即存在满足正弦波振荡相位条件的频率fo,故可能产生正弦波振荡。
电路如图所示,试问:
(1)若去掉两个电路中的R2和C3,则两个电路是否可能产生正弦波振荡为什么
(2)若在两个电路中再加一级RC电路,则两个电路是否可能产生正弦波振荡为什么
解:
(1)不能。
因为图(a)所示电路在信号频率为0到无穷大时相移为+180o~0o,图(b)所示电路在信号频率为0到无穷大时相移为0o~180o,在相移为±180o时反馈量为,因而不可能产生正弦波振荡。
(2)可能。
因为存在相移为±180o的频率,满足正弦波振荡的相位条件,且电路有可能满足幅值条件,因此可能产生正弦波振荡。
电路如图所示,试求解:
(1)RW的下限值;
(2)振荡频率的调节范围。
图
解:
(1)根据起振条件
故Rw的下限值为2。
(2)振荡频率的最大值和最小值分别为
,。
电路如图所示,稳压管起稳幅作用,
其稳压值为±6V。
试估算:
(1)输出电压不失真情况下的有效值;
(2)振荡频率。
解:
(1)设输出电压不失真情况下的峰值
为Uom,此时
由图可知:
∴。
图P
有效值为:
(2)电路的振荡频率:
电路如图所示。
(1)为使电路产生正弦波振荡,标出集成运放的“+”和“-”;并说明电路是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
解:
(1)上“-”下“+"。
(2)输出严重失真,几乎为方波。
(3)输出为零。
图P
(4)输出为零。
(5)输出严重失真,几乎为方波。
图所示电路为正交正弦波振荡电路,它可产生频率相同的正弦信号和余弦信号。
已知稳压管的稳定电压±UZ=±6V,Rl=R2=R3=R4=R5=R,Cl=C2=C。
图
(1)试分析电路为什么能够满足产生正弦波振荡的条件;
(2)求出电路的振荡频率;
(3)画出和的波形图,要求表示出它们的相位关系,并分别求出它们的峰值。
解:
(1)在特定频率下,由A2组成的积分运算电路的输出电压超前输入电压90o,而由A1组成的电路的输出电压滞后输入电压90o,因而和互为依存条件,即存在f0满足相位条件。
在参数选择合适时也满足幅值条件,故电路在两个集成运放的输出同时产生正弦和余弦信号。
(2)根据题意列出方程组:
或改写为:
解图
解方程组,可得:
,或。
即。
(3)输出电压u2最大值U02max=UZ=6V
对方程组中的第三式取模,并将
代入可得,故。
若uO1为正弦波,则uO2为余弦波,如解图所示。
分别标出图所示各电路中变压器的同名端,使之满足正弦波振荡的相位条件。
(a)(b)
(c)(d)
图
解:
图所示各电路中变压器的同名端如解图所示。
(a)(b)
(c)(d)
解图
分别判断图所示各电路是否可能产生正弦波振荡。
(a)(b)
(c)(d)
图
解:
(a)可能(电容三点式)
(b)不能(电感与Re之间的连线应串入隔直电容)
(c)不能(①同(b),②同名端错误。
)
(d)可能(电容三点式)
改正图(b)、(c)所示两电路中的错误,使之有可能产生正弦波振荡。
解:
应在(b)所示电路电感反馈回路中加耦合电容。
应在(c)所示电路放大电路的输入端(基极)加耦合电容,且将变压器的同名端改为原边的上端和副边的上端为同名端,或它们的下端为同名端。
改正后的电路如解图(b)、(c)所示。
(b)(c)
解图
试分别指出图所示电路中的选频网络、正反馈网络和负反馈网络,并说明电路是否满足正弦波振荡的条件。
(a)(b)
图
解:
在图(a)所示电路中,选频网络:
C和L;正反馈网络:
R3、C2和Rw;负反馈网络:
C和L。
电路满足正弦波振荡的相位条件。
在图(b)所示电路中,选频网络:
C2和L;正反馈网络:
C2和L;负反馈网络:
R8。
电路满足正弦波振荡的相位条件。
试分别求解图所示各电路的电压传输特性。
(a)(b)
(c)(d)
(e)
图
解:
图(a)所示电路为单限比较器,,,其电压传输特性如解图(a)所示。
图(b)所示电路为过零比较器,,,。
其电压传输特性如解图(b)所示。
图(c)所示电路为反相输入的滞回比较器,。
令
求出阈值电压:
其电压传输特性如解图(c)所示。
图(d)所示电路为同相输入的滞回比较器,。
令
求出阈值电压:
其电压传输特性如解图(d)所示。
图(e)所示电路为窗口比较器,,,
其电压传输特性如解图(e)所示。
(a)(b)(c)
(d)(e)
解图
已知三个电压比较器的电压传输特性分别如图(a)、(b)、(c)所示,它们的输入电压波形均如图(d)所示,试画出uO1、uO2和uO3的波形。
(a)(b)
(c)(d)
图
解:
根据三个电压比较器的电压传输特性,画出在输入电压作用下它们的输出电压波形,如解图所示。
解图
图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(即不是高电平,就是低电平),电流I随光照的强弱而变化。
(1)在Al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uO与iI关系的传输特性。
图
解:
(1)Al工作在线性区(电路引入了负反馈);A2工作在非线性区(电路仅引入了正反馈)。
(2)uO1与iI关系式为:
uO与uOl的电压传输特性如解图(a)所示(,),因此uO与iI关系的传输特性如解图(b)所示。
与、所对应的、分别为:
5和55。
(a)(b)
解图
设计三个电压比较器,它们的电压传输特性分别如图(a)、(b)、(c)所示。
要求合理选择电路中各电阻的阻值,限定最大值为50kΩ。
解:
具有图(a)所示电压传输特性的电压比较器为同相输入的单限比较器。
输出电压,阈值电压:
,电路如解图(a)所示。
具有图(b)所示电压传输特性的电压比较器为反相输入的滞回比较器。
输出电压;阈值电压:
,说明电路输入有UREF作用,根据:
列方程,令R2=50kΩ,可解出Rl=10kΩ,UREF=。
电路如解图(b)所示。
具有图(c)所示电压传输特性的电压比较器为窗口单限比较器。
输出电压,阈值电压:
。
电路如解图(c)所示。
(a)(b)
(c)
解图
在图所示电路中,已知R1=10kΩ,R2=20kΩ,C=μF,集成运放的最大输出电压幅值为±12V,二极管的动态电阻可忽略不计。
(1)求出电路的振荡周期;
(2)画出uO和uC的波形。
图解图
解:
(1)振荡周期:
(2)脉冲宽度:
∴uO和uC的波形如解图所示。
图所示电路为某同学所接的方波发生电路,试找出图中的三个错误,并改正。
图P解图
解:
图所示电路中有三处错误:
(1)集成运放“+”、“”接反;
(2)R、C位置接反;(3)输出限幅电路无限流电阻。
改正后的电路如解图所示。
波形发生电路如图所示,设振荡周
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- 模拟 电子技术 基础 第四 版童诗白 课后 答案 第八