《模拟与数字电子技术基础蔡惟铮》第7章习题解答adoc.docx
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《模拟与数字电子技术基础蔡惟铮》第7章习题解答adoc
第7章直流色源
习题解答
[7-1]全波整流电路如题图7・1所示,变压器次级绕组的中心抽头接地,且吩=-血2二屁2sincor为已知,变压器绕组电阻和二极管正向压降可忽略不计。
试求:
1.画出九、如及二极管反向电压"DR的波形;
2.求Uo(AV)、<L(AV)和二极管平均电流?
D(AV)、反向峰值电压Urm;
3.如果VD2的极性接反,会出现什么问题?
4.
题图7-2题7・2电路图
若输岀端短路,会出现什么问题?
题图7-1题7・1电路图
解:
1.见解图7・1。
2・^0(AV)=0・9“2;
_/l(AV)_〃O(AV)_0・45[/2D(AV)-2~2Rl~Rl
3.如果VD2的极性接反,那么变压器的二次绕组在输入信号的正半周被短路,造成回路电流过大,引起整流二极管和变压器的绕组损坏。
4.若输出端短路,结果同上。
[7-2]题图7-2为桥式整流电容滤波电路。
已知/?
l=50Q,OIOOOjxF,用交流电压表量得变压器次端电压的有效值S=20V。
如果用直流电压表测得的t/o(Av)有下列几种情况:
①28V,②18V,③24V,④9V,试分析它们是电路分别处在什么情况下引起的(指屯路正常或出现某种故障)。
解:
1.t/0(AV)=28V«V2t/2,当负载电阻&too,即输出空载。
2.t/0(Av)=18V=0.9t/2,当滤波电容C断开,无滤波作用,相当纯阻负载整流电路,且负载电流不太大时。
3.t7o(Av)=24V=1.2t/2,有滤波电容,电路止常工作。
4.U()(av)=9V=0.45〃2,整流桥小有一个整流管断开,电路在半波整流状态下工作,并且滤波电容C断开,没有起到滤波作用。
[7-3]电路如题图7・3所示,电容的取值复合一般要求,按下列要求冋答问题:
1•请标出Uoi、t/02的极性,估算出Uoi(AV)、1^02(AV)的数值;
2.
求出每个二极管承受的最大反向电压。
题图7・3题7・3电路图
解:
1•Uo](AV)和f/02(AV)的极性见图7・3ot/Ol(AV)=-%2Z=®2=14V,
(〃2=10V),图示相当负载开路。
2・t/DR=142U2=28V
[7-4]求题图7-4中各电路的输岀电压平均值t/0(Av)o其中(b)电路,满足心Cn(3〜5耳的条件(T为交流电网电压的周期),对其t/o(Av)可作粗略估算。
题
图中变压器次级电压为有效值。
题图7-4.题7・4电路图
解:
变压器二次电压有效值为“2=10V
(a)
IJ-
UO(AV)-
二0.9/二
:
9V,
输出,无滤波电路;
(b)
^0(AV):
二\.2U2=
:
12V,
单相桥式整流输出,电容滤波且输出带适度的负载;
(c)
^0(AV)=
-V2(/2=
:
14V,
单相全波整流输出,电容滤波且输出空载;
(d)
TJ-
UO(AV)-
二0.45(72
=4.5V,单相半波整流输出,电阻负载,无滤波电路。
[7-5]分析题图7・5所示的电路,选择止确的答案填空。
题图7・.5题7-5电路图
1•设“2(有效值)=10V,则(7i(av)=o(A.4.5V,B.9V,C.12V,
D.14V);
2•若电容C脱焊,则Ui(av)=-(A.4.5V,B.9V,C.12V,D.14V);
3.若二极管VD2接反,则o(A.变压器有半周被短路,会引起元、
器件损坏,B.变为半波整流,C.电容C将过压击穿,D.稳压管将过流损坏);
4•若二极管VD2脱焊,则。
(A.变压器有半周被短路,会引起元、
器件损坏,B.变为半波整流,C.电容C将过压击穿,D.稳压管将过流损坏);
5.若电阻短路,则o(A.%将升高,B.变为半波整流,C.电容C
将击穿,D.稳压管将损坏);
6.设电路正常工作,当电网电压波动而使5增大时(负载不变),则/r
将,/z将o(A.增大,B.减小,C.基本不变);
7.设电路正常工作,当负载电流九增大时(电网电压不变),则人将,
/z将o(A.增大,B.减小,C.基本不变)。
解:
1.c2.b3.a4.b5.d6-a,a7・c,b
[7-6]在题图7・6所示电路屮,稳压管VDzi、VDz2具有理想的特性,其稳定工
作电压分别为6V和7V,则负载电阻他上的电压o(A.6V;B.7V;
C.5V;D」V)
题图7-6例7-6电路图
解:
答案是Co如果6V稳压管VDZ1工作,则A=6mA,于是(/R=12V,为此输出只能□尸3V,于是两个稳压管未能起到稳压作用,只能由/?
的&分压来计算输出电压。
所以
R1
Uo=—U\=——X15V=5V
R+Rl2+1
[7-刀电路如题图7・7所示,己知稳压管VDz的稳压值VZ=6V,Zzmin=5rnA,/zmax=40mA,变压器次级电压有效值t/2=20V,电阻/?
=240Q,电容C=200pFo求:
1.整流滤波后的直流电压U(AV)约为多少伏?
2.当电网电压在±10%的范围内波动时,负载电阻心允许的变化范围有多大?
3.
解:
题图7-7题7-7电路图
1.因为是桥式整流电容滤波电路,符合acn(3〜5)彳的条件,所以
S(av)=1・2〃2=24V
2•当电网电压有±10%的波动,则t/1(AV)在21.6〜26.4V之间变化。
分两种情况进行计算,输入直流电压最小,负载电流又最大(对应Rsn),此时稳压二极管的电流最小,若此电流不小于/Zniin=5mA,即可确定^Lmin。
因此有
>[二"imin-“Z_U乙j
Lmax2Zmin~DD"Zmin
K^Lmin
=100Q
若输入直流电压最大,负载电流又最小(对应/?
Lmax),此时稳压二极管的电流最大,若此电流不大于/zmax=40mA,即可确定7?
Lmaxo因此有
则
Rl『—伊=133Q
5max乞jrzZmax
所以
100Q?
l<133Q
[7-8]指出题图7・8中的5V稳压电路是否有错误。
如有错误,请在原电路基础上加以改正,最多只允许加两个电阻。
题图7-8题7・8电路图
解:
图中有错误,一处为稳压管未能起到稳压作用,另一处为输出端空载,无法令VT的发
射结处于正偏,从而使Uo=5V无法实现。
电路改动如解图15・8所示。
[7-刃题图7-9中的各个元器件应如何连接才能得到对地为±15V的直流稳定
屯压。
解:
参考解图7-9o
解图7・9题7・9的解答
[7-10]已知可调式三端集成稳压器CW117的基准电压VreF=1.25V,调整端电流/w=50|lA,用它组成的稳压电路如题图7・10所示。
问:
1.为得到5V的输出电压,并使/w对&)的影响可以忽略不计(设/]=100/w),则电阻/?
1和尺2应选择多大?
2.若忌改用2kQ的电位器,则&的可调范围有多大?
3.
题图7-10题7-10电路图
解:
1.因为题设/,=100/w,所以推出人=100£冷
K\
R}=0.25kQ
/?
.=0.75kQ
2.因为u0=(i}+/w)/?
?
+vREF-,所以当/?
2=o时,
&
4=G+/w)R2+^ef"ref=1・25V
当心=2kQ时,t70=(/,+/w)/?
2+VREF=11.25V
[7-11]题图7・11中画出了两个用三端集成稳压器组成的电路,已知电流
/w=5mA。
1•写出题图(a)中/o的表达式,并算出其具体数值;
2.写出题图(b)中l/o的表达式,并算出当/?
2=5Q时&的具体数值;
3.
请指岀这两个电路分别具有什么功能。
(a)(b)
题图7J1题7・11电路图
解:
1./0=-^+/w=-+/w=1.005A-lA
2.Uo=阻+Zw)/?
2+Up=1.005Ax5Q+5V=10.025V-10V
3.图a为恒流源电路;图b为输出电压可调的恒压源电路。
[7-12]试推导题图7・12电路中输出电流/。
的表达式。
A为理想集成运算放
大器,且可以正常工作;三端集成稳压器CW7824的3、2端间的电压用Vref表
题图7-12®7-12图
解:
因为运放A为理想集成运放,月•引入负反馈,所以运用虚短、虚断的概念,可以推导
REF
R\
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