模拟电子与数字电子技术复习思考题2023.11

《模拟电子与数字电子技术》复习思考题试题答案在图示电路中，已知ui=10sinωtV，US=5V，二极管的正向压降可忽略不计，试画出输出电压uo的波形。答：根据二极管的单向导电性：当ui<US时，二极管D导通，uo=US;当ui>US时，二极管D截止，uo=ui放大电路如图所示，已知三极管的UBE=0.7V，β＝50，RB=377kΩ，RC=6kΩ，RL=3kΩ，VCC=12V。试计算：用估算法计算电路的静态工作点（IB，IC，UCE）；画出小信号模型电路；计算电压放大倍数Au;；计算输入电阻ri和输出电阻ro解：（1）根据电路的直流通路，可估算电路的静态工作点：IB=(VCC－UBE)/RB＝(12－0.7)/(377×103)A=30uAIC=βIB＝50×30uA=1.5mAUCE=VCC－RCIC＝（12－6×1.5）V＝3V（2）小信号模型电路为：(3)电压放大倍数：因为：rbe＝300＋（1＋β）26/IEIE≈IC所以：rbe＝300＋（1＋50）26/1.5≈1.2kΩAu=－β（RC∥RL）/rbe＝－50×(6∥3)/1.2＝－83.3(4)输入电阻：ri=RB∥rbe≈rbe＝1.2kΩ输出电阻：ro＝RC＝6kΩ指出图示放大器中的反馈环节，并判别其反馈类型和反馈方式。解：答：反馈环节为RF负反馈电流并联图示运算放大器电路中，R1=25kΩ，R2=50kΩ，RF=100kΩ，已知uI1=1V，uI2=0.5V，求输出电压uO.解：uo=－(RF/R1)×uI1－(RF/R2)×uI2=－(100/25)×1－100/50×0.5＝－5V已知图示逻辑电路和输入波形，写出输出F的逻辑表达式，并画出输出的波形。答：输出F的逻辑表达式：F=AB输出的波形：分析图示组合逻辑电路的逻辑功能：（1）由图写出逻辑式，并进行化简；（2）列出真值表；（3）分析电路的逻辑功能解：（1）由图可写出逻辑式：（2）真值表为：（3）逻辑功能：由真值表可看出：当输入变量A、B相异时，输出F为0；当输入变量A、B相同时，输出F为1。所以输出和输入的逻辑关系为同或。图示为四个D触发器和四个与门组成的四位数码寄存器，d3d2d1d0为四位待存的数码。试说明其工作过程。解：4个待存的数码d3d2d1d0与4个D触发器的D端相接。当发出存数脉冲时，4个触发器的状态Q3、Q2、Q1、Q0分别与4位数码d3~d0相同，实现数码存入功能。当发出取数脉冲时，4个与门打开，4位数码分别从4个与门输出。来一个清0负脉冲，可实现寄存器清0。放大电路如图所示，已知VCC=12V，RB1=24kΩ，RB2=12kΩ，RE=RC=2kΩ，β=50，求：用估算法计算静态工作点（IB、IC、UCE）；画出小信号模型电路；计算电压放大倍数Au(4)计算输入电阻ri、输出电阻ro.解：(1)用估算法求静态工作点：UB=RB2UCC/(RB1+RB2)=12×12V/(24+12)=4VIE=(UB－UBE)/RE=(4－0.7)/(2×103)A=1.65×10－3A=1.65mA≈ICIB=IE/(1+β)=1.65/(1+50)=0.0324mAUCE=UCC－RCIC－REIE=(12－2×103×1.65×10－3－2×103×1.65×10－3)V=5.4V(2)小信号模型电路：(3)电压放大倍数：rbe=300+(1+β)×26/IE=300+(1+50)×26/1.65＝1.1kΩAu=－βRC/rbe＝－50×2/1.1＝－91(4)输入电阻：ri=RB1∥RB2∥rbe＝0.97kΩ输出电阻：ro＝RC＝2kΩ指出图示放大器中的反馈环节，并判别其反馈类型和反馈方式。解：反馈环节为RF负反馈电压串联求图示电路中uO与uI1、uI2的关系。若已知uI1=1.5V，uI2=2V，则uO=？解：uo=uI1+uI2=1.5+2=3.5V已知图示逻辑电路和输入波形，试写出输出F的逻辑表达式，并画出输出的波形，且说明输入B的控制作用。解：输出F的逻辑表达式为：F=AB输出的波形为：输入B的控制作用：只有当B为高电平期间，与门打开，A端的脉冲信号才能通过。分析图示组合逻辑电路的逻辑功能：（1）由图写出逻辑式；（2）列出真值表；（3）分析电路的逻辑功能解：（1）由图可写出逻辑式：（2）真值表为：（3）逻辑功能：输出S和输入A、B为异或逻辑关系；输出C和输入A、B为与逻辑关系。这是一个半加器。用三个JK触发器组成的电路如图所示。设Q0、Q1、Q2的初始值均为0。已知CP的波形，试画出Q0、Q1、Q2的波形，并说明电路的作用。解：波形图如下：电路的作用：三位二进制减法计数器。也可当作分频器使用。PN结的单向导电性指的是？答：PN结加正向电压时，正向电阻很小，PN结导通，可以形成较大的正向电流；而PN结加反向电压时，反向电阻很大，PN结截止，反向电流基本为零。常用什么方法来求放大电路的主要性能指标？用小信号模型电路法。负反馈对放大电路的性能有哪些影响？稳定放大倍数、减小非线性失真、展宽频带、影响输入电阻和输出电阻。常用的组合逻辑部件有哪些？编码器、译码器、加法器、多路选择器、多路分配器、数字比较器。能把数字量转换为模拟量的电路称作什么？数模转换器。放大电路如图所示，已知三极管的UBE=0.7V，β＝40，Rb=300kΩ，RC=4kΩ，RL=4kΩ，VCC=12V。试：(1)用估算法计算电路的静态工作点（IB，IC，UCE）；(2)画出小信号模型电路；(3)计算晶体管的动态输入电阻rbe；(4)计算电压放大倍数Au;；(5)计算输入电阻ri和输出电阻ro解：(1)根据电路的直流通路，可估算电路的静态工作点：IB=(VCC－UBE)/Rb＝(12－0.7)/(300×103)A=37.7uAIC=βIB＝40×37.7uA=1.5mAUCE=VCC－RCIC＝（12－4×1.5）V＝6.0V(2)小信号模型电路为：(3)晶体管的动态输入电阻：因为：rbe＝300＋（1＋β）26/IEIE＝（1＋β）IB所以：rbe＝300＋26mA/IB=300+26/(37.7×10-3)=990Ω=0.99kΩ（4）电压放大倍数：Au=－β（RC∥RL）/rbe＝－40×(4∥4)/0.99＝－80.8（5）输入电阻：ri=Rb∥rbe≈rbe＝0.99kΩ输出电阻：ro＝RC＝4kΩ指出图示放大器中的反馈环节，并判别其是电压反馈还是电流反馈？串联反馈还是并联反馈？正反馈还是负反馈？反馈环节RF。电压串联负反馈。图示电路为运算放大器应用电路。⑴写出输出电压uo与输入电压uI1、uI2的关系式；⑵当RF=100kΩ，R1=25KΩ，R2=50kΩ，uI1=1V，uI2=0.5V时，求输出电压uo解：⑴关系式：u0=-((RF/R1)×uI1+(RF/R2)×uI2)⑵u0=-((100/25)×1+(100/50)×0.5)=-5V用什么方法来判断电路中的反馈类型？瞬时极性法常用的时序逻辑部件有哪些？寄存器、移位寄存器、计数器能把模拟量转换为数字量的电路称作什么？模数转换器PN结的单向导电性指的是什么?PN结加正向电压时，正向电阻很小，PN结导通，可以形成较大的正向电流；而PN结加反向电压时，反向电阻很大，PN结截止，反向电流基本为零。放大电路如图所示，已知三极管的UBE=0.7V，β＝40，RB=240kΩ，RC=3kΩ，RL=3kΩ，VCC=12V。试：（1）用估算法计算电路的静态工作点（IB，IC，UCE）；（2）画出小信号模型电路；（3）计算晶体管的动态输入电阻rbe；（4）计算电压放大倍数Au;；（5）计算输入电阻ri和输出电阻ro解：（1）根据电路的直流通路，可估算电路的静态工作点：IB=(VCC－UBE)/RB＝(12－0.7)/(240×103)A=47uAIC=βIB＝40×47uA=1.88mAUCE=VCC－RCIC＝（12－3×1.88）V＝6.36V（2）小信号模型电路为：（3）晶体管的动态输入电阻：因为：rbe＝300＋（1＋β）26/IEIE＝（1＋β）IB所以：rbe＝300＋26mA/IB=300+26/(47×10-3)=853Ω=0.853kΩ电压放大倍数：Au=－β（RC∥RL）/rbe＝－40×(3∥3)/0.853＝－70.3输入电阻：ri=RB∥rbe≈rbe＝0.853kΩ输出电阻：ro＝RC＝3kΩ指出图示放大器中的反馈环节，并判别其是电压反馈还是电流反馈？串联反馈还是并联反馈？正反馈还是负反馈？反馈环节RF。电流并联负反馈图示电路为运算放大器应用电路。⑴写出输出电压uo与输入电压uI的关系式；⑵当RF=100kΩ，R1=25KΩ，uI=1V时，求输出电压uo，并说明输入级的作用。解：⑴关系式：u0=-(RF/R1)×uI⑵u0=-(100/25)×1=-4V输入级为电压跟随器。已知某门电路的输入A、B与输出F之间逻辑关系的真值表如下表所示。ABF000011101111⑴写出输出F与输入A、B的逻辑表达式；⑵若已知A、B的波形如下图所示，画出输出F的波形。解：⑴逻辑表达式：（或）⑵波形图：分析图示组合逻辑电路的逻辑功能：（1）由图写出输出F的逻辑式，并进行化简；（2）列出真值表；（3）分析电路的逻辑功能⑴逻辑式：⑵真值表：ABF000011101110⑶该电路为异或逻辑关系：设图示电路中各触发器的初态Q0Q1Q2Q3=0001，已知CP脉冲，试列出各触发器Q的状态表，并画出波形图。状态表：CPQ0Q1Q2Q300001110002010030010400015100060100波形图：放大器的主要技术指标有哪些？放大器的主要技术指标有：放大倍数、输入电阻、输出电阻。利用二极管的单向导电性，可组成哪些应用电路？可组成整流、检波、限幅、钳位等电路。电压串联负反馈，对电路的输入电阻有什么影响？对输出电阻有什么影响？提高输入电阻；降低输出电阻。数字电子技术中，主要的逻辑关系有哪些？与、或、非、与非、（或非、与或非）、同或、异或。组合逻辑电路与时序逻辑电路的主要区别是什么？组合逻辑电路在某一时刻的输出，只与该时刻的输入有关。时序逻辑电路在某一时刻的输出，不仅与该时刻的输入有关，还与电路原先所处的状态有关。模拟量与数字量能否相互转换？如果能，应该用什么器件来进行转换？能相互转换。用模-数转换器和数-模转换器。什么是反馈？怎样判断放大电路中是否有反馈？电路输出的全部或一部分返回到输入端，与输入信号叠加，以改善系统的性能。看有无连接输入与输出的环节。用“瞬时极性法”判断反馈的类型。线性译码器的输出有什么特点？有一个输出与其它的输出不同什么是二进制计数器？用4个触发器组成的二进制计数器能计多少个数？按照二进制来计数的计数器叫做二进制计数器。能计16个数用来将模拟量转换为数字量的电路称作什么？模数转换器，简称ADC或A/D设图示电路中各触发器的初始状态Q0Q1Q2Q3=0001，已知CP脉冲，⑴试列出各触发器Q的状态表；⑵各触发器的状态变化，是在其时钟脉冲的上升沿还是下降沿？⑶画出在时钟脉冲的作用下，触发器的波形图；⑷这四个触发器组成的电路，其功能是什么⑴状态表：CPQ0Q1Q2Q300001110002010030010400015100060100⑵在触发器的上升沿。⑶波形图：⑷组成环形计数器，有四个有效状态，可计四个数。放大电路如图所示，已知三极管的UBE=0.7V，β＝80，RB=477kΩ，RC=4kΩ，RL=6kΩ，VCC=15V。试：（1）用估算法计算电路的静态工作点（IB，IC，UCE）；（2）画出小信号模型电路；（3）计算晶体管的动态输入电阻rbe；（4）计算电压放大倍数Au;；（5）计算输入电阻ri和输出电阻ro解：(1)根据电路的直流通路，可估算电路的静态工作点：IB=(VCC－UBE)/RB＝(15－0.7)/(477×103)A=30uAIC=βIB＝80×30uA=2.4mAUCE=VCC－RCIC＝（15－4×2.4）V＝5.4V(2)小信号模型电路为：(3)晶体管的动态输入电阻：因为：rbe＝300＋（1＋β）26/IEIE＝（1＋β）IB所以：rbe＝300＋26mA/IB=300+26/(30×10-3)=1.167kΩ(4)电压放大倍数：Au=－β（RC∥RL）/rbe＝－80×(4∥6)/1.167＝－164.5(5)输入电阻：ri=RB∥rbe≈rbe＝1.167kΩ输出电阻：ro＝RC＝4kΩ指出图示放大器中的反馈环节，并判别其是电压反馈还是电流反馈？串联反馈还是并联反馈？正反馈还是负反馈？解：反馈环节为RF电流并联负反馈图示电路为反相输入运算放大器。⑴写出输出电压uo与输入电压uI的表达式；⑵电压放大倍数Auf＝？⑶该电路有什么特点？⑷当RF＝RI时，Auf＝？此时该电路称作。解：(1)u0=－(RF/R1)uI(2)Auf=u0/uI=－RF/R1(3)当RF＝R1时，Auf=－1。此时该电路叫做反相器。⑴图示为一个什么门的逻辑符号？⑵写出输出F与输入A、B的逻辑表达式。⑶若已知A、B的波形图，试画出输出F的对应波形。解：（1）与非门（2）（3）输出F的对应波形：分析图示组合逻辑电路的逻辑功能：（1）由图写出输出F的逻辑式，并进行化简；（2）列出真值表；（3）分析电路的逻辑功能解：(1)(2)真值表：ABF001101110(3)电路的逻辑功能：输出F与输入A、B为异或逻辑关系图示是用四个JK触发器组成的四位二进制加法计数器。所有触发器的J=K=1.（1）试说明其工作原理。（2）各JK触发器的翻转，是在其各自时钟脉冲的上升沿还是下降沿？（3）设Q0、Q1、Q2、Q3的初始值均为0。已知CP的波形如图所示，试画出Q0、Q1、Q2、Q3的波形。解：(1)工作原理：各触发器每来一个时钟脉冲的下降沿，其Q端翻转一次。各触发器的时钟脉冲不同，为异步计数器。(2)由图可见，各JK触发器是在其时钟脉冲的下降沿翻转的。(3)波形：什么是PN结？PN结的主要特性是什么？将P型半导体和N型半导体做在同一个基片上，使得P型半导体和N型半导体之间形成一个交界面，由于两种半导体中载流子种类和浓度的差异，将产生载流子的相对扩散运动，多数载流子在交界面处被中和而形成一个空间电荷区，这就是PN结。PN结的主要特性是单向导电性。常用什么方法来求放大电路的静态工作点？用什么方法来计算放大电路的主要技术指标？用估算法求放大电路的静态工作点。用小信号模型电路法计算放大电路的主要技术指标。负反馈对放大器性能有那些影响？稳定放大倍数、减小非线性失真、展宽频带、影响输入电阻和输出电阻三种基本逻辑关系是什么？与、或、非在寄存器电路中，时钟脉冲CP有什么作用？时钟脉冲CP：控制作用放大电路如图所示，已知三极管的UBE=0.7V，β＝50，RB=435kΩ，RC=5kΩ，RL=5kΩ，VCC=12V。试：（1）用估算法计算电路的静态工作点（IB，IC，UCE）；（2）画出小信号模型电路；（3）计算晶体管的动态输入电阻rbe；（4）计算电压放大倍数Au;；（5）计算输入电阻ri和输出电阻ro(1)根据电路的直流通路，可估算电路的静态工作点：IB=(VCC－UBE)/RB＝(12－0.7)/(435×103)A=26uAIC=βIB＝50×26uA=1.3mAUCE=VCC－RCIC＝（12－5×1.3）V＝5.5V(2)小信号模型电路为：(3)晶体管的动态输入电阻：因为：rbe＝300＋（1＋β）26/IEIE＝（1＋β）IB所以：rbe＝300＋26mA/IB=300+26/(26×10-3)=1.3kΩ(4)电压放大倍数：Au=－β（RC∥RL）/rbe＝－50×(5∥5)/1.3＝－96(5)输入电阻：ri=RB∥rbe≈rbe＝1.3kΩ输出电阻：ro＝RC＝5kΩ指出图示放大器中的反馈环节，并判别其是电压反馈还是电流反馈？串联反馈还是并联反馈？正反馈还是负反馈？解：反馈环节为RF电压并联负反馈图示电路为同相输入运算放大器。⑴写出输出电压uo与输入电压uI的表达式；⑵电压放大倍数Auf＝？⑶当RF＝0或RI＝∞时，Auf＝？此时该电路叫做电路，具有什么特点？解：(1)u0=(1+RF/R1)uI(2)Auf=u0/uI=1+RF/R1(3)当RF＝0或R1＝∞时，Auf=1。此时该电路叫做跟随器，具有输入电阻高、输出电阻低、带负载能力强、工作稳定等特点。⑴图示为一个什么门的逻辑符号？⑵写出输出F与输入A、B的逻辑表达式。⑶若已知A、B的波形图，试画出输出F的对应波形。解：（1）或门（2）F=A+B（3）输出F的对应波形：分析图示组合逻辑电路的逻辑功能：（1）由图写出输出F的逻辑式，并进行化简；（2）列出真值表；（3）分析电路的逻辑功能解：(1)(2)真值表：ABF000011101110(3)电路的逻辑功能：输出F与输入A、B为异或逻辑关系图示为一个由D触发器组成的四位右移寄存器。4位待存的数码（1010）需要用移位脉冲CP全部移入寄存器。（1）试说明其工作原理。（2）将4位待存的数码（1010）全部移入寄存器，需要用几个移位脉冲？解：（1）工作原理：在存数操作前，先用清0负脉冲对各触发器清0。当出现第一个移位脉冲时，待存数码的最高位1和四个触发器的数码同时右移一位，即待存数码的最高位存入Q0，而寄存器原存数码的最高位从Q3溢出；出现第二个移位脉冲时，待存数码的次高位0和寄存器的四位数码又同时右移一位。以此类推，在4个移位脉冲作用下，四个触发器的数码同时右移四次，待存的四位数码可存入寄存器。(2)需要4个时钟脉冲。《模拟电子与数字电子技术》模拟试题（一）1、在图示电路中，已知ui=10sinωtV，US=5V，二极管的正向压降可忽略不计，试画出输出电压uo的波形。（10分）

参考答案答：根据二极管的单向导电性：当ui<US时，二极管D导通，uo=US;当ui>US时，二极管D截止，uo=ui2、放大电路如图所示，已知三极管的UBE=0.7V，β＝50，RB=377kΩ，RC=6kΩ，RL=3kΩ，VCC=12V。试计算：（1）用估算法计算电路的静态工作点（IB，IC，UCE）；（2）画出小信号模型电路；（3）计算电压放大倍数Au；（4）计算输入电阻ri和输出电阻ro（20分）参考答案答：（1）根据电路的直流通路，可估算电路的静态工作点：IB=(VCC－UBE)/RB＝(12－0.7)/(377×103)A=30uAIC=βIB＝50×30uA=1.5mAUCE=VCC－RCIC＝（12－6×1.5）V＝3V（2）小信号模型电路为：（3）电压放大倍数：因为：rbe＝300＋（1＋β）26/IEIE≈IC所以：rbe＝300＋（1＋50）26/1.5≈1.2kΩAu=－β（RC∥RL）/rbe＝－50×(6∥3)/1.2＝－83.3（4）输入电阻：ri=RB∥rbe≈rbe＝1.2kΩ输出电阻：ro＝RC＝6kΩ3、指出图示放大器中的反馈环节，并判别其反馈类型和反馈方式。（10分）参考答案答：反馈环节为RF负反馈电流并联4、图示运算放大器电路中，R1=25kΩ，R2=50kΩ，RF=100kΩ，已知uI1=1V，uI2=0.5V，求输出电压uO.（10分）参考答案答：uo=－(RF/R1)×uI1－(RF/R2)×uI2=－(100/25)×1－100/50×0.5＝－5V5、已知图示逻辑电路和输入波形，写出输出F的逻辑表达式，并画出输出的波形。（15分）参考答案答：输出F的逻辑表达式：F=AB输出的波形：6、分析图示组合逻辑电路的逻辑功能：（20分）（1）由图写出逻辑式，并进行化简；（2）列出真值表；（3）分析电路的逻辑功能参考答案答：（1）由图可写出逻辑式：（2）真值表为：（3）逻辑功能：由真值表可看出：当输入变量A、B相异时，输出F为0；当输入变量A、B相同时，输出F为1。所以输出和输入的逻辑关系为同或。7、图示为四个D触发器和四个与门组成的四位数码寄存器，d3d2d1d0为四位待存的数码。试说明其工作过程。（15分）参考答案答：4个待存的数码d3d2d1d0与4个D触发器的D端相接。当发出存数脉冲时，4个触发器的状态Q3、Q2、Q1、Q0分别与4位数码d3～d0相同，实现数码存入功能。当发出取数脉冲时，4个与门打开，4位数码分别从4个与门输出。来一个清0负脉冲，可实现寄存器清0。《模拟电子与数字电子技术》模拟试题（二）1、在图示电路中，已知ui=10sinωtV，US=5V，二极管的正向压降可忽略不计，试画出输出电压uo的波形。（10分）

参考答案答：根据二极管的单向导电性：当ui<US时，二极管D截止，uo=US;当ui>U时，二极管D导通，uo=ui2