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模拟电子技术基础习题库模拟电子技术基础习题库 - 1 - 第第 1 章章 绪论绪论 1.1.1 仿照图 1.1.2石英预制棒加热炉温度控制系统方框图，画出图，1.1.1 中光纤拉丝盘 转速控制的电子系统方框图，并加以说明。 解解 光纤拉丝盘转速受光纤直径信号控制。当光纤直径稍有增大，则拉丝盘转速度应提高， 否则转速应降低，这样就使光纤直径控制在允许误差范围内。光纤直径信号是转速控制电子系统 的输入信号。该信号由图 1.1.1 激光测径及光纤 XY 平面位置测量仪转换为电信号，经放大、滤 第第 1 章章 绪论绪论 - 2 - 波、模数转换，成为相应的数字信号输入到微处理系统计算处理，产生数字控制信号。该信号经 数模转换，成为模拟电压控制信号，再经功率放大输出功率较大的信号驱动拉丝盘电机，从而使 拉丝盘转速得到控制。其电子系统方框图如图解 1.1.1 所示。 1.1.2 司机驾驶汽车时，眼睛不时地注视路况和速度表，脚踏油门或刹车踏板以控制车速。 试画一电子系统方框图仿真对车速的控制过程，并加以说明。 解解 驾驶汽车控制车速，一方面要观察路面情况和环境，另一方面要不时注视车速表以了解 车行的实际速度，通过脚踏油门或刹车踏板来实现控制过程。如用电子系统来仿真这个过程，输 入信号至少应有两个，一是路况信号，另一是车速信号；输出信号也应有两个，一是有油门控制， 另一是刹车控制。输入信号经转换送入电子计算机系统，根据实际路况实际车速，用事先编好的 处理程序进行处理，以确定油门信号或刹车信号的强度，控制车速度的目的。于是，可以画出如 图解 1.1.2 所示的方框图。 模拟电子技术基础习题库模拟电子技术基础习题库 - 3 - m （注：该题不拘泥于本题解答，可充分发挥同学的想象力。 ） 1.1.3 写出下列正弦波电压信号的表达式： （1）峰峰值 10V，频率 10kHz； （2）均方根值 220V，频率 50Hz； （3）峰峰值 100mV，周期 1ms； （4）峰峰值 0.25V，角频率 1000rad/s。 解解 正弦波电压表达式为 v（t）=sint，于是得到： v （1）v（t）=5sin（210 t）V； 4 （2）v（t）=2220sin（100t）V； （3）v（t）=0.05sin（2000t）V； （4）v（t）=0.125sin（1000t）V。 1.1.4 图 1.1.6 中的方波电压信号加在 R 两端，试用公式dtRv T P T )( 1 2 0 =计算信号在电 阻上耗散的功率；然后根据式（1.1.3）分别计算方波信号的傅里叶展开式中直流分量、基波分量、 基波分两、三次谐波分量在电阻上耗散的功率，并根据次计算这三者之和占电阻上总耗散功率的 百分比。 第第 1 章章 绪论绪论 - 4 - 解解 （1）计算方波功率： ( )(); 2 1 2 2 0 2 0 2 R V dtTRVdtRtv T P S T S T S = （2）计算直流分量、基波分量、三次谐波分量的功率： 直流分量： R V R V P SS 4 ) 2 ( 2 2 0 =； 基波分量： R V R V P SS 2 2 2 1 2 ) 2 2 ( =； 三次谐波分量： R V R V P SS 2 2 2 3 9 2 ) 23 2 ( =； （3）计算直流分量、基波分量和三次谐波分量占方波总功率的百分比： 前三者之和为： R V R V R V R V PPPP SSSS 2 2 2 2 22 31030 475 . 0 9 22 4 +=+= 前三者之和占方波总功率的百分比： %95%100 2 475 . 0 %100 2 2 30 = RV RV PP S S S 1.2.1 在某放大电路输入端测量到输入正弦信号的电流和电压的峰峰值分别为 5A 和 5mV，输出端接 2k 电阻负载，测量到正弦电压信号为峰峰值 1V。试计算该放大电路的电压 增益，电流增益，功率增益，并分别换算成数。 V A & I A & P AdB 解解 电压增益：200 005 . 0 1 0 = V V V V A i V & ()dBAV46200lg20lg20= 电流增益：100 105 2000/1 6 0 = = A V I I A i I & ()dBA I 40100lg20lg20= 功率增益： () 20000 105105 2000/1 63 2 0 = = Av V P P A i P 模拟电子技术基础习题库模拟电子技术基础习题库 - 5 - ()dBAP4320000lg10lg10= 1.2.2 当负载电阻时=1 L R， 电压放大电路输出电压比负载开路()= L R输出电压减少 20%，求该放大电路的输出电阻。 o R 解解 设负载开路时输出电压为。负载电阻为 o V & =1 L R时输出电压为，根据题意 O V& 25. 1)2 . 01 (1= oo VV & 则： =250101) 125. 1 () 1( 3 Looo RVVR & 1.2.3 一电压放大电路输出端接1负载电阻时，输出电压为 1V（有效值） ，负载电阻段 开时，输出电压上升到 1.1V（有效值） ，求该放大电路的输出电阻。 o R 解解 设负载电阻断开时输出电压为，负载电阻VVo1 . 1= & =1 L R时输出电压为， 输出电阻： VVo1= & =100101) 111 . 1 () 1( 3 VVRVVR Looo & 1.2.4 某放大电路输入电阻=KRi10，如果用 1A电流源驱动，放大电路短路输出电流 为 10mA，开路输出电压为 10V。求放大电路接 4k负载电阻时的电压增益，电流增益， 功率增益，并分别换算成数。 V A & I A & P AdB 解解 根据题意可得输出电阻 = = 1)1010( 10 3 A V Ro 设放大电路开路输出电压为，输入电流为，负载电阻为，于是可得 o V& S I L R 800 1010101 )104101 (10410)( 6 333 = + = + = iS LoLo V RI RRRV A & & & 20lg V A & =20lg80058(dB) 2000 101 )104101 ( 10 )( 6 33 = + = + = S LOO I I RRV A & & )(662000lg20lg20dBAI= & 第第 1 章章 绪论绪论 - 6 - 6 106 . 1= IVP AAA ()()dBAP62106 . 1lg10lg10 6 = 1.2.5 有以下三种放大电路备用：（1） 高输入电阻形：=1 1 i R，10 1 = VO A & =kRO10 1 ； （2）高增益型：； （3）低输出电阻型：， ，。 用这三种放大电路组合， 设计一个能在 100 =kRAkR OVOi 1,100,10 222 & =kRi10 3 1 3 = VO A & = 20 3o R负载电阻上提供至少 0.5W 功率的放大器。已知信号源开路电压为（有效值） ，内阻为mV30=M5 . 0RS。 解解 可将三种放大电路中的（1）作为输入级（第一级） ， （2）作为中间级（第二级） ， （3） 作为输出级（第三级） 。于是可用三种放大电路模型互联组成放大器电路，如图解 1.2.5 所示。 在该放大器中，输入信号源为mVVS30=；内阻=5 . 0 S R的电压源；前级放大电路的 受控源及输出电阻是后级放大电路的信号源和内阻，而后级放大电路的输入电阻则是前级放大电 路的负载电阻。设三个放大电路模型的输入电压分别为、和，于是 1 i V& 2i V& 3i V& () VVV RR R VV i iS i Si 02. 0 105 . 01 101 03 . 0 6 6 1 1 1 1 = + = + = & VV RR R VAV iiO i iVOi 1 . 0 10)1010( 1010 02 . 0 10 3 3 21 2 112 = + = + = & () VV RR R VAV iO i iVOi 11 100 10101 1010 1 . 0100 3 3 32 3 223 = + = + = & VV RR R VAV LO L iVOO 132 1000 10020 100 11 100 1 3 33 = + = + = & 放大器输出功率 ()WWW R V P L O O 5 . 0547 . 0 100132 1000 2 2 = & 则设计达到要求。 模拟电子技术基础习题库模拟电子技术基础习题库 - 7 - 1.2.6 图解 1.2.6 所示电流放大电路的输出端直接与输入端相连，求输入电阻。 i R 解解 根据电路可得 ()() 111121 11RVIIIIII Si & +=+=+=+= 则 ) 1( 1 +=R I V R i S i & & 1.2.7 如图题 1.2.7 所示放大电路，当输出开路电压增益趋近于无穷大时，证明： （1）放 大电路增益 VO A & 1 2 R R V V A S O V = & & & ； （2）； （3）输出电阻0 i V&0 Of R。 解解 根据电路可列出联立方程： + = + = )27 . 2 . 1 ( ) 17 . 2 . 1 ( 2 0 1 2 0 1 R V R VV R VV R V R VV R VV i iiis i iiis & & 于是 第第 1 章章 绪论绪论 - 8 - )37 . 2 . 1 ( 0 20 20 + = V ARR RR V VO i & & & 将式（1.2.7-3）代入式（1.2.7-1）得 ()() () )47 . 2 . 1 ( 1 120 21111220 1 2 0 + = RRARR RRRRRRRR V R R V i VO S & & & 当时，式（1.2.7-4）的分母趋于 1，故 VO A V R R V S & 1 2 0 即 R R V V A S O V 1 2 = & & & 由式（1.2.7-3）和时（1.2.7-4）可得 0 i V& 根据图解 1.2.7 所示电路，并令0 S V，可得输出电阻 () )57 . 2 . 1 ( 1 1 1 0 21 1 21 0 + + + = = R RRR RR A RRR I V R i i VO i O O of VS & & & 当时，式（1.2.7-5）中分母趋近于无穷大，则 VO A & 0 Of R 1.2.8 某放大电路如图题 1.2.8 所示，如果趋近于无穷大，电压增益趋近于无穷 ，试用图解 1.2.c 的互阻放大电路模型等效该电路，求出和的值。 if R VO A & 0 Of R i R RO A & 模拟电子技术基础习题库模拟电子技术基础习题库 - 9 - 解解 由于 if R，可根据电路列出简化方程： 0 Of R （1.2.8-1） fSiVOiOi RIVAVVV & i fS i V VA RI V & & & 1 iVO 当，则 VO A & 0 i V& 由式（1.2.8-1）和可得 0 i V& RIVVVf Si & 00 所以在互联放大电路模型中，和均开路条件下 RSRL 0= S i i I V R & & ， =GR I V I V A i S O i O RO 50 & & & & & 于是得到于图解 1.2.8 虚线方框中等效的互阻放大电路模型。 第第 1 章章 绪论绪论 - 10 - 1.