电子技术基础模拟部分

电子技术基础模拟部分本文简介：电子技术基础模拟部分第1章绪论1、写出下列正弦电压信号的表达式（设初始相角为零）：（1）峰-峰值10V，频率10kHz;（2）有效值220V，频率50Hz;（3）峰-峰值100mV，周期1ms；（4）峰-峰值0.25V，角频率1000rad/s;解:正弦波电压表达式为，由于，于是得到：（1）；（2）

电子技术基础模拟部分本文内容：

电子技术基础模拟部分

第1章

绪论

1、写出下列正弦电压信号的表达式（设初始相角为零）：

（1）

峰-峰值10V，频率10

kHz;

（2）

有效值220

V，频率50

Hz;

（3）

峰-峰值100

mV，周期1

ms；

（4）

峰-峰值0.25

V，角频率1000

rad/s;

解:正弦波电压表达式为，由于，于是得到：

（1）

；

（2）

；

（3）

；

（4）

；

2、电压放大电路模型如图(

主教材图

1.4.

2a

)

所示，设输出开路电压增益。试分别计算下列条件下的源电压增益:

(

1

)

，；

(

2)

，；

(

3)

，；

(

4

)

，。

电压放大电路模型

解：由图可知，，，所以可得以下结果:

（1）

，时，，，则源电压增益为。

同理可得：

（2）

（3）

（4）

3、在某放大电路输入端测量到输入正弦信号电流和电压的峰-峰值分别为5μA和5mV，输出端接2kΩ电阻负载，测量到正弦电压信号峰-峰值为1V。试计算该放大电路的电压增益、电流增益、功率增益，并分别换算成dB数

。

解：电压增益

电流增益

功率增益

4、

当负载电阻时，电压放大电路输出电压比负载开路时输出电压减少20%，求该放大电路的输出电阻。

解:设负载开路时输出电压为，负载电阻时输出电压为，根据题意

而

则

5、

一电压放大电路输出端接1kΩ负载电阻时，输出电压为1V，负载电阻断开时，输出电压上升到1.1V，求该放大电路的输出电阻。

解:设为负载电阻断开时输出电压，即;

负载电阻时，输出电压为。根据，则输出电阻为

6、某放大电路输入电阻，如果用1μA电流源(内阻为∞)驱动，放大电路输出短路电流为10mA，开路输出电压为10V。求放大电路接4kΩ负载电阻时的电压增益、电流增益、功率增益，并分别换算成dB数表示。

解:根据题意可得输出电阻

由于放大电路开路输出电压为，电流信号源电流，负载电阻,于是可得

7、有以下三种放大电路备用:

（1）高输入电阻型：，，；（2）高增益型：，，；(3

)低输出电阻型：，，。用这三种放大电路组合，设计一个能在100Ω负载电阻上提供至少

0.5W功率的放大器。已知信号源开路电压为30mV(有效值)，内阻为。

解:由于高输入电阻放大电路对电压信号源衰减小，所以输入级(第一级)宜采用高输入电阻型放大电路;低输出电阻放大电路带负载能力强，所以输出级(第三级)宜采用低输出电阻型放大电路;中间级(第二级)用高增益型。于是三种放大电路模型互联组成的放大电路如图解所示

。

在该放大器中，输入信号源为、内阻的电压源;前级放大电路的受控源及输出电阻是后级放大电路的信号源和内阻，而后级放大电路的输入电阻则是前级放大电路的负载电阻。设三个放大电路模型的输入电压分别为、

和，于是

放大器输入功率

8、如图所示电流放大电路的输出端直接与输入端相连，求输入电阻。

解:根据电路可得

则

9、在电压放大电路的上限频率点处，电压增益比中频区增益下降了3dB，在相同输入电压条件下，该频率点处的输出电压是中频区输出电压的多少倍?

解:设输入电压为;中频区输出电压为，电压增益为;上限频率点输出电压为，增益。依题意

又因为

所以

在相同输入电压条件下，上限频率点的输出电压约为中频区的0.707倍。

10、设一放大电路的通频带为，通带电压增益，最大不失真交流输出电压范围是。（1）若输入一个的正弦波信号，输出波形是否会产生频率失真和非线性失真?若不失真，则输出电压的峰值是多大?

(

2

)

若，重复回答(1)中的问题

;(

3

)若，输出波形是否会产生频率失真和非线性失真?

为什么

?

解:(1

)由于，所以此时输入正弦波信号的频率，在的通频带内，，输出电压的峰值为，未超出正负3伏范围，所以输出波形不会产生非线性失真，也不会产生频率失真

。

(

2

)

此时输入信号的频率，输出波形的峰值，输出波形仍不会出现非线性失真。虽然信号频率已达到放大电路的上限频率，但是由于是单一频率信号，所以也不会出现频率失真(含多个频率成分的信号才有可能出现频率失真)。

(

3

)此时输入信号的频率，超出通频带，的幅度会明显减小，所以不会出现非线性失真，又因为是单一频率的正弦波，所以也不会产生频率失真

。

第二章

运算放大器

1、如图所示电路，当运放的信号电压时，测得输出电压。求该运算放大器的开环增益。

解：根据图题可知，则

因此用分贝表示的开环增益为

2、电路如图所示，运放的开环电压增益，输入电j

T“阻，输出电阻，电源电压,。（1）当运放输出电压的饱和值为电源电压时，求输入电压的最小幅值（2)

求输入电流。

解：（1）输入电压的最小幅值,当时，有

输入电流

3、电路如图所示，，设运放是理想的。(1)求、、、

和的值;(2)求闭环电压增益、电流增益和功率增益;(3)当最大输出电压，反馈支路、的电流为100μA，当时，求、的值。

解：（1）理想运放的输入电阻，,由图知,输出电压为

（2）

理想运放，故

电压增益

电流增益

功率增益

说明理想运放，故从输入端不吸取电流，、皆为无穷。

(3)当最大输出电压，反馈支路电流，，时，,，

4、设图中的运放为理想器件，试求出图a、b、c、d中电路输出电压的值。

（a）

(b)

(c)

(d)

解：利用理想运放的特性：，。

由a图可知：，

，

由b图可知：

由c图可知：,由d图可知：,5、电路如图所示，设运放是理想的，图a电路中的，图b电路中的，图c中、，求各放大电路的输出电压和

图a、b中各支路的电流。

解：图（a）利用理想运放的特性：，

图（b）因，

图（c）运算电路的输出电压为

差分式放大电路的输出电压为

6、（1）设计一同相放大电路，如图a所示，其闭环增益，当时，流过每一电阻的电流小于100μA，求和的最小值;

（2）设计一反相放大电路，如图b所示，使其电压增益，当输入电压时，流过和的电流小于20μA，求和的最小值。

解：（1）同相放大电路如图a所示，

，

(2)同相放大电路如图b所示，

7、电流-电压转换器如图所示。设光探测试仪的输出电流作为运放的输入电流，信号内阻，(1）试证明输出电压，求输入电阻和输出电阻；(2)当，，，求输出电压和互阻增益。

解：（1）因为，所以，则

输入电阻，因为，；理想运放，故输出电阻

（2）

输出电压

8、电路如图所示，设运放是理想的，设三极管T的(

1

)求出三极管的c、b、e各极的电位值;(2)若电压表读数为200mV,试求三极管电流放大系数的值。

解：（1）利用虚短概念，c、b、e各极的电位为

(2)三极管的β值

所以电流放大系数

9、如图所示电路作为麦克风电路的前置放大器，麦克风的输出电压为电路的输入电压(有效值)，信号源内阻，(为电路外接电阻)。要求输出。

电压(有效值)，求电路中各电阻值，设计时该电路所有电阻小于500kΩ。

解：电路所需的电压增益

若选择

，选，于是

选标准电阻，，，则电压增益为,为提高选，则

则，，时该电路满足设计要求，但此设计不是唯一的。

10、将电压源转换为电流源驱动线圈的电压-电流转换器，如图所示。求的表达式。（注

:电路中为使独立于，设）。

解：理想运放的特性：虚短，，则有

，可得

，

（a）,（b）

由题中式a求出，代入式b可得

因设，则。

11、差分放大电路如图所示，运放是理想的，电路中。(1)

设

，输入电阻，，在作用下，求、、和的电阻值；i

1

(2)时，求从输入信号端看进去的输入电阻的值;(3)时，求从输入信号端看进去的输入电阻的值。

解：由教材式（2.4.6）得知，在作用下输入电阻为

，选

由教材式（2.4.5）得

，所以

（2）时，作用下的输入电阻

由理想运放的特性有，，。列出如下方程

由上式可以解得

所以端的输入电阻为

由此看出，端看进去的电阻与的大小有关系。当时，。

（3）时，作用下的输入电阻

由，，所以，作用下的输入电阻为

12、一高输入电阻的桥式放大电路如图所示，(1)试写出的表达式（）（2）当，δ=0.01时，求、、和。

解：（1）由、为电压跟随器，有

，

、为差分式运算电路的输入电压信号，即有

（2），δ=0.01时，

，

13、仪用放大器电路如图所示，设电路中，为固定电阻和电位器串联，若要求电压增益在5-400之间可调，

求所需电阻、的阻值范围。并选取、、和，但电路中每个电阻值必须小于250kΩ。

解：由教材式（2.4.9）可知，，当最大增益时，设，当，得

，取，。

当最小电压增益时，为

，取

取，，（电位器）可满足在5-400之间可调。

14、INA2182型仪用放大器电路如图所示，其中是外接电阻。（1）它的输入干扰电压(直流)，输入信号,输入端电压,,当时，求出、、和的电压值；（2）当输入电压时，要求,求此时外接电阻的阻值。

解：（1）利用虚短，，

。因，所以输出电压为

说明仪用放大器可以抑制两输入端的共同干扰信号电压。

（2）当，时，仪用放大器的增益为

由教材式（2.4.9）可求，外接电阻代替图中

可选用一个的固定电阻和的电位器串联。

15、如图所示为一增益线性调节运放电路，试推导该电路的电压增益的表达式。

解：、为电压跟随器，有

，

利用理想运放的特性，有

将上述方程联立求解，得

，，

故

16、设计一反相加法器，使其输出电压，允许使用的最大电阻值为280kΩ,求各支路的电阻。

解：设反响加法器各支路的电阻为、、、，反馈支路电阻为。因输出电压等于各输入电压按不同比例相加之和，由可写为

由上式可知最大电阻应选为，故选，所以各支路电阻分别为：

由已计算出的电阻值，可画出设计的反相加法器电路如图。

17、同相输入加法电路图如图a、b所示。（1）求图a中输出电压的表达式。当时，应为多少？（2）求图b中输出电压的表达式，当时，应为多少？

解：（1）图a的输出电压为

式中

即

若，则

（2）由于图b的A是电压跟随器，故输出电压为

（A同相端电压）

而

当时，则

18、加减运算电路如图所示，求输出电压的表达式。

解：方法一：应用虚短概念和叠加原理。

令，则

再令，则

将和叠加便得到总的输出电压

方法二：用列节点方程

因，联立求解上述方程，结果与方法一一致。

19、电路如图所示，设运放是理想的，试求、

及的值5ω

3

」

O

句『

d

v

句3

。

解：、为电压跟随器，有,组成加减电路。利用叠加原理。

当，反向加法时，的输出电压为

当，，时，的输出电压为

将和叠加得输出电压为

20、

电路如图所示

，、为理想运放，电容的初始电压。(1)

写出与、和之间的关系式;(2)写出当电路中电阻时，输出电压的表达式

。

解：（1）组成差分式运算电路，组成积分电路。的输出电压为

的输出电压为

（2）当

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