模拟电子技术基础第四版(童诗白)课后答案第八章Word下载.doc

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（3）求出uO与uO1的运算关系式uO=f（uO1）；

（4）定性画出uO1与uO的波形；

（5）说明若要提高振荡频率，则可以改变哪些电路参数，如何改变？

解:

（1）A1：

滞回比较器；

A2：

积分运算电路。

（2）根据

可得：

uO1与uO的关系曲线如解图T8.5（a）所示。

（3）uO与uO1的运算关系式

（4）uO1与uO的波形如解图T8.5（b）所示。

（5）要提高振荡频率，可以减小R4、C、Rl或增大R2。

（a）（b）

解图T8.5

习题

8.1判断下列说法是否正确，用“√”和“×

”表示判断结果。

（1）在图T8.1所示方框图中，产生正弦波振荡的相位条件是。

（×

）

（2）因为RC串并联选频网络作为反馈网络时的，单管共集放大电路的，满足正弦波振荡电路的相位条件，故合理连接它们可以构成正弦波振荡电路。

（3）在RC桥式正弦波振荡电路中，若RC串并联选频网络中的电阻均为R，电容均为C，则其振荡频率。

（4）电路只要满足，就一定会产生正弦波振荡。

（5）负反馈放大电路不可能产生自激振荡。

（6）在LC正弦波振荡电路中，不用通用型集成运放作放大电路的原因是其上限截止频率太低。

（√）

8.2判断下列说法是否正确，用“√”和“×

（1）为使电压比较器的输出电压不是高电平就是低电平，就应在其电路中使集成运放不是工作在开环状态，就是仅仅引入正反馈。

（√）

（2）如果一个滞回比较器的两个阈值电压和一个窗口比较器的相同，那么当它们的输入电压相同时，它们的输出电压波形也相同。

（3）输入电压在单调变化的过程中，单限比较器和滞回比较器的输出电压均只跃变一次。

（√）

（4）单限比较器比滞回比较器抗干扰能力强，而滞回比较器比单限比较器灵敏度高。

8.3选择合适答案填入空内。

A.容性B.阻性C.感性

（1）LC并联网络在谐振时呈（B）；

在信号频率大于谐振频率时呈（A）；

在信号频率小于谐振频率时呈（C）。

（2）当信号频率等于石英晶体的串联谐振频率时，石英晶体呈（B）；

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（C）；

其余情况下，石英晶体呈（A）。

（3）信号频率时，RC串并联网络呈（B）。

8.4判断图P8.4所示各电路是否可能产生正弦波振荡，简述理由。

设图（b）中C4容量远大于其它三个电容的容量。

（a）（b）

图P8.4

图（a）所示电路有可能产生正弦波振荡。

因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（），且图中三级RC移相电路为超前网络，在信号频率为0到无穷大时相移为＋270o~0o，因此存在使相移为＋180o的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率fo，故可能产生正弦波振荡。

图（b）所示电路有可能产生正弦波振荡。

因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（），且图中三级RC移相电路为滞后网络，在信号频率为0到无穷大时相移为-270o~0o，因此存在使相移为−180o的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率fo，故可能产生正弦波振荡。

8.5电路如图P8.4所示，试问：

（1）若去掉两个电路中的R2和C3，则两个电路是否可能产生正弦波振荡？

为什么？

（2）若在两个电路中再加一级RC电路，则两个电路是否可能产生正弦波振荡？

（1）不能。

因为图（a）所示电路在信号频率为0到无穷大时相移为＋180o~0o，图（b）所示电路在信号频率为0到无穷大时相移为0o~−180o，在相移为±

180o时反馈量为，因而不可能产生正弦波振荡。

（2）可能。

因为存在相移为±

180o的频率，满足正弦波振荡的相位条件，且电路有可能满足幅值条件，因此可能产生正弦波振荡。

8.6电路如图P8.6所示，试求解：

（1）RW的下限值；

（2）振荡频率的调节范围。

图P8.6

（1）根据起振条件

故Rw的下限值为2。

（2）振荡频率的最大值和最小值分别为

，。

8.7电路如图P8.7所示，稳压管起稳幅作用，

其稳压值为±

6V。

试估算：

（1）输出电压不失真情况下的有效值；

（2）振荡频率。

（1）设输出电压不失真情况下的峰值

为Uom，此时

由图可知：

∴。

图P8.7

有效值为：

（2）电路的振荡频率:

8.8电路如图P8.8所示。

（1）为使电路产生正弦波振荡，标出集成运放的“+”和“-”；

并说明电路是哪种正弦波振荡电路。

（2）若R1短路，则电路将产生什么现象？

（3）若R1断路，则电路将产生什么现象？

（4）若Rf短路，则电路将产生什么现象？

（5）若Rf断路，则电路将产生什么现象？

（1）上“-”下“+"

。

（2）输出严重失真，几乎为方波。

（3）输出为零。

图P8.8

（4）输出为零。

（5）输出严重失真，几乎为方波。

8.9图P8.9所示电路为正交正弦波振荡电路，它可产生频率相同的正弦信号和余弦信号。

已知稳压管的稳定电压±

UZ=±

6V，Rl=R2=R3=R4=R5=R，Cl=C2=C。

图P8.9

（1）试分析电路为什么能够满足产生正弦波振荡的条件；

（2）求出电路的振荡频率；

（3）画出和的波形图，要求表示出它们的相位关系，并分别求出它们的峰值。

（1）在特定频率下，由A2组成的积分运算电路的输出电压超前输入电压90o，而由A1组成的电路的输出电压滞后输入电压90o，因而和互为依存条件，即存在f0满足相位条件。

在参数选择合适时也满足幅值条件，故电路在两个集成运放的输出同时产生正弦和余弦信号。

（2）根据题意列出方程组：

或改写为：

解图8.9

解方程组，可得：

，或。

即。

（3）输出电压u2最大值U02max=UZ=6V

对方程组中的第三式取模，并将

代入可得，故。

若uO1为正弦波，则uO2为余弦波，如解图8.9所示。

8.10分别标出图P8.10所示各电路中变压器的同名端，使之满足正弦波振荡的相位条件。

（a）（b）

（c）（d）

图P8.10

图P8.10所示各电路中变压器的同名端如解图P8.10所示。

（a）（b）

（c）（d）

解图P8.10

8.11分别判断图P8.11所示各电路是否可能产生正弦波振荡。

（a）（b）

（c）（d）

图P8.11

（a）可能（电容三点式）

（b）不能（电感与Re之间的连线应串入隔直电容）

（c）不能（①同（b），②同名端错误。

）

（d）可能（电容三点式）

8.12改正图P8.11（b）、（c）所示两电路中的错误，使之有可能产生正弦波振荡。

应在（b）所示电路电感反馈回路中加耦合电容。

应在（c）所示电路放大电路的输入端（基极）加耦合电容，且将变压器的同名端改为原边的上端和副边的上端为同名端，或它们的下端为同名端。

改正后的电路如解图P8.11（b）、（c）所示。

（b）（c）

解图P8.11

8.13试分别指出图P8.13所示电路中的选频网络、正反馈网络和负反馈网络，并说明电路是否满足正弦波振荡的条件。

（a）（b）

图P8.13

在图（a）所示电路中，选频网络：

C和L；

正反馈网络：

R3、C2和Rw；

负反馈网络：

C和L。

电路满足正弦波振荡的相位条件。

在图（b）所示电路中，选频网络：

C2和L；

C2和L；

R8。

8.14试分别求解图P8.14所示各电路的电压传输特性。

（a）（b）

（c）（d）

（e）

图P8.14

图（a）所示电路为单限比较器，，,其电压传输特性如解图P8.14（a）所示。

图（b）所示电路为过零比较器，，，。

其电压传输特性如解图P8.14（b）所示。

图（c）所示电路为反相输入的滞回比较器，。

令

求出阈值电压：

其电压传输特性如解图P8.14（c）所示。

图（d）所示电路为同相输入的滞回比较器，。

其电压传输特性如解图P8.14（d）所示。

图（e）所示电路为窗口比较器，，，

其电压传输特性如解图P8.14（e）所示。

（a）（b）（c）

（d）（e）

解图P8.14

8.15已知三个电压比较器的电压传输特性分别如图P8.15（a）、（b）、（c）所示，它们的输入电压波形均如图（d）所示，试画出uO1、uO2和uO3的波形。

（a）（b）

（c）（d）

图P8.15

根据三个电压比较器的电压传输特性，画出在输入电压作用下它们的输出电压波形，如解图P8.15所示。

解图P8.15

8.16图P8.16所示为光控电路的一部分，它将连续变化的光电信号转换成离散信号（即不是高电平，就是低电平），电流I随光照的强弱而变化。

（1）在Al和A2中，哪个工作在线性区？

哪个工作在非线性区？

（2）试求出表示uO与iI关系的传输特性。

图P8.16

（1）Al工作在线性区（电路引入了负反馈）;

A2工作在非线性区（电路仅引入了正反馈）。

（2）uO1与iI关系式为：

uO与uOl的电压传输特性如解图P8.16（a）所示（，），因此uO与iI关系的传输特性如解图P8.16（b）所示。

与、所对应的、分别为：

5和55。

（a）（b）

解图P8.16

8.17设计三个电压比较器，它们的电压传输特性分别如图P8.15（a）、（b）、（c）所示。

要求合理选择电路中各电阻的阻值，限定最大值为50kΩ。

具有图P8.15（a）所示电压传输特性的电压比较器为同相输入的单限比较器。

输出电压，阈值电压：

，电路如解图P8.17（a）所示。

具有图P8.15（b）所示电压传输特性的电压比较器为反相输入的滞回比较器。

输出电压；

阈值电压：

，说明电路输入有UREF作用，根据：

列方程，令R2=50kΩ，可解出Rl=10kΩ，UREF=l.2V。

电路如解图P8.17（b）所示。

具有图P8.15（c）所示电压传输特性的电压比较器为窗口单限比较器。

。

电路如解图P8.17（c）所示。

（a）（b）

（c）

解图P8.17

8.18在图P8.18所示电路中，已知R1=10kΩ，R2=20kΩ，C=0.01μF,集成运放的最大输出电压幅值为±

12V，二极管的动态电阻可忽略不计。

（1）求出电路的振荡周期；

（2）画出uO和uC的波形。

图P8.18解图P8.18

（1）振荡周期：

（2）脉冲宽度：

∴uO和uC的波形如解图8.18所示。

8.19图P8.19所示电路为某同学所接的方波发生电路，试找出图中的三个错误，并改正。

图P8.19解图P8.19

图P8.19所示电路中有三处错误：

（1）集成运放“+”、“−”接反；

（2）R、C位置接反；

（3）输出限幅电路无限流电阻。

改正后的电路如解图8.19所示。

8.20波形发生电路如图P8.20所示，设振荡周期为T，在一个周期内的时间为Tl，则占空比为Tl/T；

在电路某一参数变化时，其余参数不变。

选择①增大、②不变或③减小填入空内：

图P8.20

当R1增大时，uO1的占空比将，振荡频率将，uO2的幅值将；

若RWl的滑动端向上移动，则uO1的占空比将，振荡频率将，uO2的幅值将；

若RW2的滑动端向上移动，则uO1的占空比将，振荡频率将,uO2的幅值将。

设RWl、RW2在未调整前滑动端均处于中点，则应填入②，①，③；

②，①，②；

③，②，②。

8.21在图P8.20所示电路中，已知RWl的滑动端在最上端，试分别定性画出RW2的滑动端在最上端和在最下端时uO1和uO2的波形。

uO1和uO2的波形如解图P8.21所示。

（a）RW2滑动端在最上端（b）RW2滑动端在最下端

解图P8.21

8.22电路如图P8.22所示，已知集成运放的最大输出电压幅值为±

12V,uI的数值在uO1的峰-峰值之间。

（1）求解uO3的占空比与uI的关系式；

（2）设uI＝2.5V，画出uO1、uO2和uO3的波形。

图P8.22

在图P8.22所示电路中，Al和A2组成矩形波一三角波发生电路。

（1）在A2组成的滞回比较器中，令

求出阈值电压：

在Al组成的积分运算电路中，运算关系式为

在二分之一振荡周期内，积分起始值：

，

终了值：

，，

代入上式得：

求出振荡周期：

求解脉冲宽度T1：

∵∴

求解占空比：

（2）uO1、uO2和uO3的波形如解图8.22所示。

解图P8.22

8.23试将正弦波电压转换为二倍频锯齿波电压，要求画出原理框图来，并定性画出各部分输出电压的波形。

原理框图和各部分输出电压的波形如解图P8.23所示。

解图P8.23

8.24试分析图P8.24所示各电路输出电压与输入电压的函数关系。

图P8.24

图示两个电路均为绝对值运算电路。

运算关系式分别为

（a）；

（b）。

8.25电路如图P8.25所示。

（1）定性画出uO1和uO的波形；

（2）估算振荡频率与uI的关系式。

图P8.25

（1）uO1和uO的波形如解图P8.26所示。

（2）求解振荡频率：

首先求出电压比较器的阈值电压，然后根据振荡周期近似等于积分电路正向积分时间求出振荡周期，振荡频率是其倒数。

；

；

解图P8.25

8.26已知图P8.26所示电路为压控振荡电路，晶体管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；

uI>

0。

（1）分别求解T导通和截止时uO1和uI的运算关系式uO1=f（uI）;

（2）求出uO和uO1的关系曲线uO=f（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。

图P8.26

（1）时，T导通时，此时R1、R2中点接地，

∴

时，T截止时，

（2）uO和uO1的关系曲线如解图P8.26（a）所示。

（3）uO和uO1的波形如解图P8.26（b）所示。

（a）（b）

解图P8.26

（4）首先求出振荡周期，然后求出振荡频率，如下：

；

∴

8.27试设计一个交流电压信号的数字式测量电路，要求仅画出原理框图。

原理框图如解图P8.27所示，各部分波形如图所示，数字频率计完成计数、译码、显示等功能。

解图P8.27

8.28试将直流电流信号转换成频率与其幅值成正比的矩形波，要求画出电路来，并定性画出各部分电路的输出波形。

首先将电流信号转换成电压信号，然后将电压信号接如图P8.25所示压控振荡器的输入端，即可将直流电流信号转换成频率与其幅值成正比的矩形波，如解图P8.28（a）所示，其波形如解图（b）所示。

若输入电流与解图P8.28（a）所示相反，则应将uO3经比例系数为−1的反相比例运算电路后，再接压控振荡器。

（a）

（b）

解图P8.28