模拟电子技术习题解答

习题习题 题题 7-1 7-1 试从以下几方面对有源滤波器和电压比较器两种信号处理电路进行 比较： ① 电路中的集成运放工作在哪个区域(非线性区，线性区)； ② 集成运放的作用(开关元件，放大元件)； ③ 电路中是否引入反馈以及反馈以及反馈的极性(开环， 负反馈， 正反馈)。 解：有源滤波器： 集成运放工作于线性区， 其作用是放大元件，电路中一般引入负反馈甚至是 深度负反馈； 电压比较器： 集成运放工作于非线性区，其作用是开关元件，电路一般工作于开环状态， 或引入正反馈。 有些利用稳压管的比较器， 当稳压管反向击穿时引入深度负反馈。 题题 7-2 7-2 假设实际工作中提出以下要求， 试选择滤波电路的类型(低通、 高通、 带通、带阻) ① 有效信号为 20Hz 至 200kHz 的音频信号，消除其他频率的干扰及噪声； ② 抑制频率低于 100Hz 的信号； ③ 在有效信号中抑制 50Hz 的工频干扰； ④ 抑制频率高于 20MHz 的噪声。 解：①带通；②高通；③带阻；④低通 题题 7-3 7-3 试判断图 P7-3 中的各种电路是什么类型的滤波器(低通、高通、带 通还是带阻滤波器，有源还是无源滤波，几阶滤波)。 RF R1 . . Uo + A . . UiC R R R + CC Uo - Ui . . . . - （a）（b） C R + Ui - R3 C R + R － 2 Uo - RF . . Ui R1 R C C R2 . . Uo . . 2C . . A （c）（d） 图 P7-3 解： （a）一阶高通滤波器； （b）二阶低通滤波器； （c）双 T 带阻滤波器（d）二阶带通滤波器 题题 7-4 7-4 在图 7-12(a)所示的二阶高通有源滤波电路中，设 R=R 1=RF=10kΩ,C=μF，试估算通带截止频率 f 0 和通带电压放大倍数A up，并示意 画出滤波电路的对数幅频特性。 解： （1）特征频率f 0  通带电压放大倍数 A up  A 0 1 R F 10 1 2 R 1 10 1 1 3 A 0 11 159Hz 2π RC23.14101030.1106 电路的等效品质因数：Q  • 由：Au 1 f1f 1()2 j f 0 Qf 0 得：A uf  2 ff 1()2 j f 0 f 0 设-3dB 截止频率，f p  kf 0 ，则有1k2 jk 2 由此解得 k=，故 fp=×159=202Hz （2）在 f=f 0 处，Au=Aup=2，增益为20lg A u 6dB 在f=10f 0 处，增益为406 34dB 在f=100f 0 处，增益为806 74dB 对数幅频特性曲线如图所示，曲线以 40dB/十倍频的速度下降 题题 7-5 7-5 在图 7-17(a)所示的过零比较器中，当u I=10sinωt 时，试画出 u o 的波形图(在时间上要对应)。设U z=±6V。 答：图略。 题题 7-6 7-6 在图 P7－6 (a)所示的单限比较器电路中，假设集成运放为理想运 放， 参考电压U REF=－3V， 稳压管的反向击穿电压 U z=±5V， 电阻 R 1=20kΩ,R2=30kΩ： ① 试求比较器的门限电平，并画出电路的传输特性； ② 若输入电压u I 是图 P7-8(b)所示幅度为±4V 的三角波，试画出比较器相 应的输出电压uo 的波形。 UREF R2 uI R1 VDz A uO （a）（b） 解：①：门限电平为：U T   ②输出电压波形如图所示。 图 P7-6 R 1U REF  2V，输出特性如图所示 R 2 题题 7-7 7-7 在图 P7-7(a)所示电路中，设集成运放 A 1、A2、A3、均为理想运放， 且其最大输出电压为U OPP=±12V。① A1、A2 和 A 3 各组成何种基本应用电路 ② A 1、A2 和 A 3 各工作在线性区还是非线性区 ③ 若输入信号Ui=10sinωt(V)，请在图 P7-9(b)上画出相应的u o1、 u o2 和u o3 的波形，并在图上标出有关电压的幅值。 20kΩ uI 20kΩ 10kΩ uO1 uO3 A1 10kΩ A2 R uO2 A3 ±6V （a） （b） 图 P7-7 解：①A1 组成反相器，A2 组成比较器，A3 组成跟随器（缓冲器） ②A1、A3 工作在线性区，A2 工作在非线性区； ③ 题题 7-8 7-8 在图 P7-8(a)电路中，设 A 1、A2 均为理想运放，稳压管的U z＝±4V， 电阻R 2=R3=10kΩ，电容 C=μF，当t=0 时电容上的电压为零。输入电压u I 是一 个正弦波，如图 P7-8(b)所示，试画出相应的u o1 和u o2 的波形，在图上注明电压 的幅值。 VDz uI R1 R2 uO1 R3 C A1 A2 uO2 （a） （b） 图 P7-8 解 ：A1 过零比较器；A2 积分电路 A2:u +=u-=0; u o2  u C u o1=i1R2=iCR2 u o2  u C   11 i dt  u o1dt Uo2 (0)  500u o1dtC C  R 2C  t=0~1ms 时，u o2 = -500×(-4)(t -0)=2000t t=1ms 时,u o2=2000*=2V t=1~2ms 时,u o2=-2000+2 图 P7-9 t=2ms UREFR2 uIR1 时 RF R ,u o2=-2000 A uO VDz 知R 1=68kΩ，R2＝100kΩ，RF=200kΩ，R＝2kΩ，稳压管的 U z＝±6V，参考电压 题题 7-9 7-9在图 P7-9 所示的滞回比较器电路中，已 U REF＝8V，试估算其两个门限电平 U T+和 U T－，以及门限宽度ΔUT 的值，并画出滞回 比较器的传输特性。 解：U REF 为参考电压；输出电压为+U z 或-U z；UI 为输入电压。 当U +=U-时，输出电压的状态发生改变。 u   R F R 2 200100161 U REF u o 8u o u o R 2  R F R 2  R F 30030033 比较器有两个不同的门限电平，故传输特性呈滞回形状。 当u o  U z ,当U I 逐渐增大时，使U o 由+U z 跳变为-U z 所需的门限电平U T+ U T+  R F R 2 16122 U REF U Z 6 = R 2  R F R 2  R F 333 当u o  U z ,当U I 逐渐减小时，使U o 由-U z 跳变为+U z 所需的门限电平U T- U T-  R F R 2 16110 U REF U Z 6 = R 2  R F R 2  R F 333 回差（门限宽度）U T ： Δ U T = 7.3-3.3 = 4V 题题 7-10 7-10 图 P7-10 中是正向输入滞回比较器的电路图， 试估算其两个门限电 平U T+和 U T－以