模拟电子技术教程 第6章习题答案

1、第6章 习题答案1. 概念题：（1）由运放组成的负反馈电路一般都引入 深度负反馈，电路均可利用 虚短路 和 虚断路 的概念来求解其运算关系。（2）反相比例运算电路的 输入阻抗 小，同相比例运算电路的 输入阻抗 大，但会引入了 共模干扰 。（3）如果要用单个运放实现：Au10的放大电路，应选用 A 运算电路；将正弦波信号移相90O，应选用 D 运算电路；对正弦波信号进行二倍频，应选用 F 运算电路；将某信号叠加上一个直流量，应选用 E 运算电路；将方波信号转换成三角波信号，应选用 C 运算电路；将方波电压转换成尖顶波信号，应选用 D 运算电路。A. 反相比例 B. 同相比例 C. 积分 D. 微

2、分 E. 加法 F. 乘方（4）已知输入信号幅值为1mV，频率为10kHz12kHz，信号中有较大的干扰，应设置 前置放大 电路及 带通滤波 电路进行预处理。（5）在隔离放大器的输入端和输出端之间加100V的电压会击穿放大器吗？（ 不会 ）加1000V的交流电压呢？（ 不会 ）（6）有源滤波器适合于电源滤波吗？（ 不适用 ）这是因为 有源滤波器不能通过太大的电流或太高的电压 。（7）正弦波发生电路中，输出端的晶体管一定工作在放大区吗？（ 一定 ）矩形波发生电路中，输出端的晶体管一定工作在放大区吗？（ 不一定 ）（8）作为比较器应用的运放，运放一般都工作在 非线性区 ，施密特比较器中引入了 正

3、反馈，和基本比较器相比，施密特比较器有 速度快 和 抗干扰性强 的特点。（9）正弦波发生电路的平衡条件与放大器自激的平衡条件不同，是因为 反馈耦合端的极性 不同，RC正弦波振荡器频率不可能太 高 ，其原因是 在高频时晶体管元件的结电容会起作用 。（10）非正弦波发生器离不开 比较器 和 延时 两个环节。（11）当信号频率等于石英晶体的串联谐振或并联谐振频率时，石英晶体呈 阻性 ；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 感性 ；其余情况下石英晶体呈 容性 。（12）若需要1MHz以下的正弦波信号，一般可用 RC 振荡电路；若需要更高频率的正弦波，就要用 LC 振荡电路

4、；若要求频率稳定度很高，则可用 石英晶体 振荡电路。（13）设计一个输出功率为20W的扩音机电路，若用乙类互补对称功率放大，则应选至少为 4 瓦的功率管两个。（14）对于甲类变压器音频功率放大电路，在没有输入信号时，扬声器不发声，这时管子的损耗最小。对吗？（ 不对，此时管子功耗最大 ）（15）线性电源的调整管工作在 放大 区，所以称为线性电源，线性电源因 调整管消耗功率较大 ，工作效率 低 。（16）开关电源调整管工作在 非线性区 区，或在 饱和/可变阻 区、或在 截止 区，所以开关电源 功耗 小、 体积 小，工作效率高。（17）在线性电源中，所谓并联式稳压电路是指 负载与调整管并联 ，串联式

5、稳压电路是指 负载与调整管串联 ，有人说后者是在前者的基础上发展起来的，你说对吗？（ 对 ）（18）最常见的整流电路是 二极管整流电路 ，整流只能用二极管吗？（ 不一定 ）（19）滤波的实质就是 储存和释放能源 ，在中小功率电源中常用 电容 来滤波，在输出电流较大时需要用 电感和电容 来滤波。开关电源中因 工作频率 较高，用较小容量的滤波元件就可以达到很好的滤波效果。（20）目前常见的数码产品充电器是开关电源吗？（ 是 ）（21）你认为线性电源和开关电源那种更容易持续提供大电流电源？（ 开关电源 ）开关电源的缺点是 会产生射频干扰 。图6-113 习题2电路图2. 理想运放组成如图6-113所

6、示电路。（1）导出uo与ui的关系式；（2）若要求电路的闭环增益Auf=100，Ri100k，在R2=R3=500k条件下，请设计R1、R4的参数。 解：根据虚短路和虚断路有： 可求得： 即： 可得，（2）因要求RiR1100k，可取R1150K，将Auf=100代入上式得R417.86 K。3. 理想运放组成如图6-114所示各电路，试求出输出信号与输入信号的关系式。 (a) (b) (c) (d)图6-114 习题3 电路图 解:（a）（b）（c）（d）4. 在图6-114所示各电路中，集成运放的共模信号分别为多少？要求写出表达式。解: 共模信号即为运放同相端或反相端的电压。（a）（b）（

7、c）（d）5. 试设计一多项式电路，使输入输出满足关系为uo=5 ui1+10 ui22ui30.5 ui450 ui5，要求电路改变一个电阻值就能改变多项式的相应系数。习题5 答案图 解：取Rf=100K，则：R1=20K，R2=10K，R3=50K，R4=200K，R5=2KR6、R7为输入端平衡电阻，6. 如图6-115所示电路中，运放均为理想器件。（1）假设Rw的滑动端位于中间位置，写出uo1、uo与ui的关系式；（2）当RW的滑动端由下而上移动时，uo怎样变化？ 图6-115 习题6电路图 解:（1）A1构成反相比例运算电路，A2为电压跟随器，A3为反相加法运算电路。所以，其中，为戴

8、维南定理等效的5V电压源支路。（2）当RW的滑动端由下而上移动时，uo的反向偏移量将增大。7.积分器及输入波形如图6-116所示，电源电压为15V。（1）设通电之前，设uC=0V，作出输出电压uo的对应波形图；（2）当R或C分别变化时，请用图描述uo的对应波形图变化趋势。 (a) (b) 图6-116 习题7 电路图 t2120t/ms6ui/V0uo-6t1600-7.66t/ms解:（1）代入数据，可得t=t1时，uo=-7.66VR或C变小t2120t/mst/ms6ui/V0uo-6t1600-7.66-15R或C特别小（2）R或C变大时，t=t1时的uo幅值变小；反之，幅值变大，但不

9、能超过电源电压15V，趋势图如下：t2120t/ms6ui/V0uo-6t1600-7.66t/msR或C变大8.在图6-117所示电路中，设所有电阻均为10k，试求该电路的电压放大倍数。 图6-117 习题8电路图解:运放A2的输出设为u02,有再根据运放A1的虚短与虚断，有可得：uo0.5 ui (a) (b) (c) (d)图6-118 习题9 电路图9. 试分别求解图6-118所示各电路的电压传输特性。 解:图（a）所示电路为单限比较器；图（b）所示电路为窗口比较器；图（c）所示电路为参考电压不为0的迟滞比较器；图（d）所示电路为参考电压为0的迟滞比较器。电压传输特性如解图所示。说明：

10、设图（b）中运放电源电压为12V；Vcc=12V，R2R1 （a） （b）（c） （d） 习题9 答案图 10. 写出下列图6-119（a）、（b）的输入、输出电压关系。 （a） （b）图6-119 习题10 电路图解:(a)（b）图6-120 习题11 电路图11.如图6-120为一种不随输入频率变化的不失真限幅放大器。在一定的频率范围内，输出电压uo的幅值恒等于VE，请详细分析其基本原理。（修正：图6-120中去掉D2、D3（分别短路），乘法器M的系数Kxy改为-1/2）解：电路由以下几部分组成：输入信号ui通过电阻分压产生uo1=1/2 ui；D1、C3和A1组成峰值保持电路，uo2输出

11、为uo1的峰值，设峰值为VC；A2为减法电路，uo3=VE-uo2=VE-VC；A3与乘法器S构成除法运算，uo4=- uo3/KxyVC=（VC-VE）/KxyVC，当乘法器S的系数Kxy=1/2时，uo4=2(VC-VE)/VC；M为乘法器，其系数Kxy=-1/2，uo5=Kxy uo4 ui=-(VC-VE)ui/VC；于是：。此式表明，当ui幅值变大时，峰值VC也变大，故输出uO不变。12. 在下列各种情况下，应分别采用哪种类型（低通、高通、带通、带阻）的滤波电路。（1）传输3003400Hz的音频信号；（2）传输频率低于10HZ的缓慢变化信号； （3）抑制频率为50Hz交流电源的干扰

12、；（4）抑制频率为1kHz以下的信号。解:（1）带通（2）低通（3）带阻（4）高通13.图6-121所示为几种有源滤波电路。（1）从电路图直接判断各电路图为什么类型的滤波器，分别为几阶；（2）推导图（d）的传递函数、频率特性表达式及滤波参数表达式。 （a） （b） （c） （d）图6-121 习题13电路图解:（1）（a）图为一阶高通滤波器；（b）图为一阶低通滤波器；（c）图为二阶带通滤波器；（d）图为二阶高通滤波器；（2）（d）图为二阶无限增益多路反馈高通滤波器。其中，14.已知某有源滤波器的传递函数为：分析该传递函数具有哪种滤波器的特性，并计算该滤波器的特征频率、品质因数及通带增益。解:该

13、传递函数为二阶压控电压源低通滤波器（见教材公式6-26），式中的频率越高，Au越小，说明是低通。 其中：通带增益，特征频率 得：品质因素15.电路如图6-122所示，试用相位平衡条件判断哪个电路可能振荡，哪个不能，并简述理由。 （a） （b） （c） （d）图6-122 习题15 电路图 解:图（a）所示电路有可能产生振荡。图中三级移相电路为超前网络，在信号频率为0到无穷大时相移为2700，因此存在使相移为180的频率，加上运放的反相，可满足振荡的相位条件。图（b）所示电路有可能产生振荡。图中RC串并联网络在谐振点相移为零，所以电路构成正反馈，可满足振荡的相位条件。图（c）所示电路不能产生振荡

14、。图中RC串并联网络在谐振点相移为零，所以电路构成负反馈，不能满足振荡的相位条件。图（d）所示电路两级放大产生360的相移形成正反馈，有可能产生振荡。图6-123 习题16电路图16.如图6-123所示RC串并联正弦波振荡电路，运放为理想运放。（1）标出运放A两输入端的极性；（2）若要求振荡频率为840Hz，试确定R的阻值。（3）写出振荡平衡时Rf与R1的关系表达式，并说明Rf的大小对输出的影响。（4）对电路进行改进，使其具有稳幅功能。解:（1）运放A两输入端的极性为上负下正。（2）根据振荡频率，得R18.95K。（3）在振荡平衡时要求Rf2R1；当Rf小于2R1时会停振；当Rf大于2R1时，

15、波形会失真。（4）通常用两种方法。方法一是R1选用正温度系数的热敏电阻；方法二是类似教材中图641所示在Rf上串联两个正反并接的二极管。17.电路如图6-124所示，试用相位平衡条件判断哪个电路可能振荡。 （a） （b） （c） （d） （e） （f）图6-124 习题17 电路图 【修正：教材中该题图6-124（b）中变压器应标出同名端，初级在上，次级在下】解:（a）不能；（b）可能；（c）可能；（d）不能；（UCEQ=0）（e）可能；（f）不能；18. 已知图6-125所示电路。已知VCC12V，R10k，C0.1F，R140k， R210k。图6-125 习题18 电路图（1）说明电路功

16、能；（2）画出电路输出波形，标注周期、脉宽和幅值。解：（1）电路为占空比可控的矩形波发生电路。 （2）忽略二极管动态电阻振荡周期：习题18 答案图脉冲宽度：uo波形如下。19. 已知图6-126所示电路为压控振荡电路，场效应管T工作在开关状态，当其截止时相当于开关断开，当其导通时相当于开关闭合，管压降近似为零；ui0。图6-126 习题19 电路图（1）分别求解T导通和截止时uo1和 ui的运算关系式uo1f（ui）；（2）求出uo和 uo1的关系曲线uof（uo1）；（3）定性画出uo和 uo1的波形；（4）求解振荡频率f和ui的关系式。解：（1）当T导通时（uo=+12V），u1+ui /

17、3。当T截止时(uo=-12V)，A1的正反相输入端叠加。 t+12u/Vt00+6-12-6uouo1t1t2（2）A2为迟滞比较器。UTH=6V, Uo=12V。uo和 uo1的关系曲线如图所示。uo1/V+12uo/V0-6+6-12（3）uo和 uo1的波形如图所示。（4）先求周期： 因为 得：再求振荡频率：f=1.39ui20.如图6-127所示由运放组成的全波整流电路。（1）详细说明电路的工作原理及运放的作用；（2）画出ui、uo1、uo2、uo的对应波形。图6-127 习题20 电路图解：在许多场合我们只须测量交流电压的平均值，这时可采用如图6-127所示的电路，该电路实质上是全

18、波整流电路。运放A1为正向放大器提供一定增益使输入阻抗提高，运放A2和A3组成含源精密整流。在Va的正半周期A2输出为负，D2导通，D1截止，R5习题20 答案图为反馈电阻。；在Va的负半周期A2输出为正。D1导通，D2截止，b点的电位等于a的电位，Vb0。可见Vb为半波整流输出。A3组成加法器。按照图中的电阻取值，即R9=R7=20K,R3=R5=R6=10K，在Va的正半周uo-(2VbVa)；在Va的负半周uo为-(Va0)，uo为Va的全波整流；各点输出波形如图所示。图6-128 习题21电路图21. 在图6-128所示电路中，已知VCC12V，RL8，静态时的输出电压为零，在忽略UC

19、ES的情况下，试问： （1）求当ui的有效值为6V时的输出功率和效率。（2）求当输入信号足够大时的最大输出功率Pom、效率及晶体管的最大功耗；（3）给出管子功耗最大和最小时的输出电压值。（4）说明D1、D2的作用，若其中一个管子虚焊，有可能会产生什么后果?解：（1）（2）（3）uo=0.6VCC=7.2V，功耗最大;uo=0时功耗最小。（4）消除交越失真。若其中一个二极管虚焊，功放管有可能烧毁图6-129 习题22电路图22.如图6-129所示功率放大电路。设VCC=9V，RL=8，R=1K。T2、T4管的参数为ICM=2A，U（BR）CEO=40V，PCM=4W，UCES=1V。（1）以稳定

20、输出电压为目的，给电路引入合适的反馈。（2）如若希望得到10倍的电压增益，估算反馈电阻Rf的值。 （3）说明电路中各晶体管的用途；（4）换成4的负载，功放管是否安全工作？解：（1） 反馈电阻Rf接在负载和运放反向端之间，构成电压串联负反馈；（2）（3）T1管和电阻R3、R4构成UBE倍增电路，给功放管提供1.4的偏压；T2、T3组成NPN型复合管，T4、T5组成PNP型复合管，构成复合管乙类互补输出。（4）不安全图6-130 习题23 电路图23.图6-130所示功放电路。（1）调节哪个电阻可使T1的发射极电位在静态时为1/2VCC；（2）忽略晶体管的基极电流，求静态时R3电阻上电流的表达式。

21、（3）说明电容C2的作用；（4）估算输入信号足够大时的最大输出功率Pom。解：(1)调R3（2）(3)电容起自举作用，用来提高输入阻抗（4）图6-131 习题24电路图24. 如图6-131所示电路为能输出两种电压的整流电路。已知变压器副边电压有效值U220V、U3U410V。负载电阻RL1=1k，RL2=100。试求：（1）RL1和RL2两端电压的平均值，并标注电压的极性；（2）各个二极管的平均电流及所承受的最高反向电压。 解：（1）UO1=-0.45U2=9V,负电压输出；UO2=0.9U3=9V，正电压输出；(2)ID1（AV）= 0.45U2/RL1=9mA，UD1=1.4 U2=28

22、V；ID2(AV)= ID3(AV)=1/2 UO2/RL2=90mA，UD2=2.8 U4=28V；图6-132 习题25 电路图25单相桥式整流电容滤波电路如图6-132所示，已知负载电阻RL=200，要求输出电压15V。（1）试确定副边电压U2及滤波电容C的数值；（2）当出现其中一个二极管接反时输出电压UO有何变化，会产生什么后果？（3）当RL断开时输出电压UO有何变化？ 解：(1)U2=UO/1.212.1VC=0.04/RL=200F(2)UO=0，变压器次级短路，电流过大，时间长了有可能烧毁线圈；(3) UO=1.4U2=16.8V26.如图6-133所示直流稳压电源，输入电压有效

23、值Ui为18V，稳压管的参数为UZ=9V，rZ=100，最小稳定电流IZmin为4mA，最大稳定电流IZmax为40mA。图6-133 习题26 电路图（1）如果电网电压波动为10，负载变动范围为450到无穷大，求限流电阻R的值；（2）求负载为450时的稳压系数；（3）在什么情况下，电路不可空载。 解： 桥式整流电容滤波的输出电压即稳压电路的输入电压UI=1.2Ui=21.6V，当Ui波动10%时： （3） 在输入电压较高时，如果空载，稳压管会流过较大电流，当这个电流超过额定值时会损坏稳压管。图6-134 习题27电路图27.如图6-134所示为差分放大构成的串联稳压电路，其中稳压管的稳定电压UZ=4.7V。（1）电路由哪几部分组成？