模拟电路与数字电路课后答案.doc

.5 简述功率放大电路和小信号放大电路的异同点。答：功率放大电路的根本目的是为了尽可能高效率地输出足够大的功率。和前面我们介绍的小信号放大电路相比，两者的基本工作原理都是相同的，都是利用晶体管的放大作用，在输入信号的控制下，将直流电源提供的部分能量通过合适的输出负载匹配电路转换为有用的输出信号能量。但小信号放大电路的目的是输出足够大的电压，因为两种电路的目的不同，在性能要求、工作状态和组成结构及设计等方面存在很多不同。.6 简述功率放大电路工作状态的划分原则。答：在功率放大电路中，根据选择的静态工作点的不同，使功率管工作在不同的工作状态。按照集电极电流导通角的大小不同，功率放大电路有甲类、乙类、甲乙类和丙类等四种基本的工作状态。.7 分别简述乙类OCL和OTL功率放大电路的工作原理。答：OCL电路的原理电路如图2-72所示。图中T1为NPN型晶体管，T2为PNP型晶体管，是两个特性配对的异型功率管。正电源VCC为T1提供静态偏置，负电源-VCC为T2提供静态偏置。正负电源同时供电使输入端无信号时，相当于直流接地，为零电位，T1和T2分别为两个射随器，PNP和NPN互补对称，因此发射极的静态电位也为零，发射结为零偏置，静态工作点Q在截至区，功率管工作在乙类状态。当输入交流信号Vi时，在Vi的正半周，T1导通，T2截止，电流iC1的通路如图2-72所示，通过T1管流经负载电阻RL再流入地，输出电压为V的正半周；在Vi的负半周，T2导通，T1截止，电流iC2的通路如图所示，自地流过负载电阻RL再经T2管流入负电源-VCC，输出电压为V的负半周。可见，在输入信号的一个周期内，两个晶体管轮流导通，电流iC1和iC2以相反方向流过负载电阻RL，在RL上合成了一个完整的输出交流正弦信号V。OCL电路采用两个正负电源VCC提供能量，加到一对异型管保证发射结零偏置，因此也可称为双电源互补推挽功率放大电路。OTL电路的原理电路如图2-73所示。图中T1为NPN型晶体管，T2为PNP型晶体管，是两个特性配对的异型功率管。两管输出O端的静态电位为VCC/2，C为一个大容量电容和负载电阻RL串联，因此直流时电容C两端的电压被充到VCC/2，而交流时C相当于短路。当输入交流信号Vi时，OTL电路的工作原理与OCL电路类似，在Vi的正半周，T1导通，T2截止，电流iC1的通路如图2-73所示，电源VCC通过T1管给负载电阻RL提供电流iC1，同时电容被充电；在Vi的负半周，T2导通，T1截止，电流iC2的通路如图所示，电容C通过T2管放电为负载电阻RL提供电流iC2。可见，在输入信号的一个周期内，电流iC1和iC2以正反方向流过负载电阻RL，和OCL电路类似，同样在RL上合成一个完整的输出交流正弦信号V。OTL电路采用单个电源VCC提供能量，因此也可称为单电源互补推挽功率放大电路，由于电容C的存在，相当于采用两个电源VCC/2和-VCC/2的双电源供电电路。4. 什么是正弦波振荡器？答：振荡器是不需要外加输入激励信号，就能够自动地将直流能量转换为按特定频率和幅度变化的交流信号的一种电路。正弦波振荡器即是输出波形为正弦波的振荡器。4. 一般来说反馈型的正弦波振荡器由哪几部分组成？每个部分分别起什么作用？答：从电路结构来说，反馈型的正弦波振荡器主要由三部分组成：放大电路、反馈网络和选频网络。放大电路用于对振荡信号进行放大，使电路起振并能维持振荡条件；反馈网络从输出端引入正反馈，相当于为振荡电路提供输入信号，同时应满足相位平衡条件；选频网络从自激振荡信号的多种频率分量中选出满足设计要求的特定频率分量，使振荡电路输出单一频率的正弦波信号。4. 什么是正弦波振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件？答：起振条件是指振荡电路在接通电源后，从无到有建立起振荡的条件。 当振荡电路的输出电压振幅不再变化而维持等幅输出时，振荡电路便进入平衡状态，这时输出的是等幅持续振荡信号，满足这种工作状态的条件即为平衡条件。 保证振荡电路能稳定地产生持续等幅振荡信号的必备条件就是稳定条件。 4. 图4-13所示为由电感和电容元件组成的三回路振荡电路的交流通路，图中，f01、f02和f03分别为三个回路的固有振荡频率，试分析其在什么情况下能满足相位平衡条件。图4-13 题4.4图答：根据LC串并联谐振回路电抗特性知道，串联回路中，w w0，X 0，呈感性；w w0，X w0，X 0，呈容性；w 0，呈感性。若构成电容三点式振荡电路，则L2C2、L3C3回路呈容性失谐，L1C1回路呈感性失谐。容性失谐：fosc f02 , fosc f01 。若构成电感三点式振荡电路，则L2C2、L3C3回路呈感性失谐，L1C1回路呈容性失谐。感性失谐：fosc f02 ；容性失谐：fosc f03 。4. RC振荡电路的特点是什么？答：RC振荡电路的振荡频率较低，一般不超过1MHz。另外，RC网络的选频特性较差，因而它的输出波形失真大，其频率稳定度也不高，只能用在要求不高的设备中，在组成实际电路时常常外加非线性部件实现振幅的稳定。4. 试分别简要说明图4-14中的4个振荡电路是否可能起振。图中CB、CE均为旁路电容或隔直流电容。图4-14 题4.6图答：(a) 能起振，因为属于变压器耦合反馈振荡器，形成正反馈。(b) 能起振，因为RC移相网络产生1800相移，因此，要满足相位平衡条件，必须采用反相放大器，而该图反馈线接到基极上，是反相放大器。(c) 不能起振，因为不符合三点式振荡电路的组成规则。(d) 能起振，因为满足相位平衡条件。4. 通过晶体的特性说明晶体振荡器为什么具有较高的频率稳定性？答：石英晶体是一种各向异性的结晶体，其化学成分是二氧化硅，按照一定的方位角可以把晶体切割成薄片，称为石英晶片。在晶片的两个表面分别涂上银层作为电极，将电极焊接引线并进行封装后就构成了石英晶体谐振器。石英晶体的显著特性是具有压电效应。谐振频率就是晶片的固有振动频率(基频)，该频率与晶片的切割方位、形状和大小等有关，且十分稳定，将其接到振荡电路中，利用其固有频率，就能有效地控制和稳定振荡电路的振荡频率。119 CPLD与FPGA的区别？答：CPLD是在PAL、GAL的基础上发展起来的，一般采用E2CMOS或FLASH工艺，其基本结构包括可编程I/O单元、基本逻辑单元、布线池及其他辅助功能模块，基本结构如图11-23。CPLD可完成较复杂、较高速度的逻辑设计。FPGA是在CPLD基础上发展起来的，一般采用SRAM工艺，也有一些专用器件采用FLASH或反熔丝（Anti-Fuse）工艺等。FPGA的集成度很高，器件密度可从数万逻辑门到数千万逻辑门不等，能完成极其复杂的时序、组合逻辑电路功