1、二极管电路如图所示，设二极管均为理想的，则电压Uo 为多少？
2、放大电路中的三极管3个电极A ，B ，C 对地电位分别是U A =-7V ，U B =-4V ，U C =-4.2V 。判断三极管类型和A ，B ，C 各是什么电极？
3、电路如图所示，判断对输入正弦交流信号能否实现正常放大，并
简述理由。
(b)
4、二极管电路如图（a ）所示，设二极管为理想二极管，输入电压ui 的波形如图（b ）所示。（1）画出输出电压uo 的波形；
（2）若输出端接150Ω电阻，画出输出电压uo 的波形。
(a)
o
（a ） +- u o
第1章 常用半导体器件 1.1选择合适答案填入空内。 (l)在本征半导体中加入( A )元素可形成N 型半导体，加入( C )元素可形成P 型半导体。 A.五价 B. 四价 C. 三价 (2)当温度升高时，二极管的反向饱和电流将(A) 。 A.增大 B.不变 C.减小 (3)工作在放大区的某三极管，如果当I B 从12 uA 增大到22 uA 时，I C 从l mA 变为2mA ，那么它的β约为( C ) 。 A.83 B.91 C.100 (4)当场效应管的漏极直流电流I D 从2mA 变为4mA 时,它的低频跨导g m 将( A ) 。 A.增大； B.不变； C.减小 1.3电路如图P1.2 所示，已知10sin i u t ω=(V )，试画出i u 与o u 的波形。设二极管导通电 压可忽略不计。 图P1.2 解图P1.2 解：i u 与o u 的波形如解图Pl.2所示。 1.4电路如图P1.3所示，已知t u i ωsin 5=(V )，二极管导通电压U D =0.7V 。试画出i u 与o u 的 波形图，并标出幅值。 图P1.3 解图P1.3
1.6电路如图P1.4所示, 二极管导通电压U D =0.7V ,常温下mV U T 26≈，电容C 对交流信号可视为短路；i u 为正弦波，有效值为10mV 。试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少？ 解：二极管的直流电流 ()/ 2.6D D I V U R mA =-= 其动态电阻: /10D T D r U I ≈=Ω 故动态电流的有效值：/1d i D I U r mA =≈ 1.7现有两只稳压管，稳压值分别是6V 和8V ，正向导通电压为0.7V 。试问： (1)若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？ (2)若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？ 解：(1)串联相接可得4种：1.4V ；14V ；6.7V ；8.7V 。 1、两个管子都正接。（1.4V ） 2、6V 的管子反接，8V 的正接。(6.7V) 3、8V 的反接， 6V 的管子正接。(8.7V) 4、两个管子都反接。（14V ） (2)并联相接可得2种：0.7V ；6V 。 1、 两个管子都反接，电压小的先导通。(6V) 2.、一个正接，一个反接，电压小的先导通。（0.7V ） 1.8 已知稳压管的稳定电压U Z ＝6V ，稳定电流的最小值I Zmin ＝5mA ，最大功耗P ZM ＝150mW 。试求图P1.8所示电路中电阻R 的取值范围。 解：稳压管的最大稳定电流： I ZM ＝P ZM / U Z ＝25mA 电阻R 的电流为I ZM ～I Zmin 所以其取值范围为 Ω=-= k 8.136.0Z Z I ～I U U R
习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正 向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？ 答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。理想二极管的 正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。 习题1-2 假设一个二极管在50C时的反向电流为10卩A，试问它在 20C和80C时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10C， 反向电流大致增加一倍。 解：在20C时的反向电流约为：2°汉10卩A= 1.254 A 3 在80C时的反向电流约为： 2 10」A二80」A N7 习题1-3某二极管的伏安特性如图(a)所示: ①如在二极管两端通过1k?的电阻加上1.5V的电压，如图 (b)，此时二极管的电流I和电压U各为多少? ②如将图(b)中的1.5V电压改为3V，贝V二极管的电流和电 压各为多少？ 解：根据图解法求解 ①电源电压为1.5V时 1.5 二U I I 0.8A, U 0.7V ②电源电压为3V时 U I (b) I 2.2A, U 0.8V 可见，当二极管正向导通后，如电源电压增大，贝匸 极管的电流随之增大，但管子两端的电压变化不大。 1.5V 1k?
习题1-4 已知在下图中，U| = 10sin? t (V), R L=1k?，试对应地画出二极管的电流i D、电压u D以及输出电压u O的波 形，并在波形图上标出幅值。设二极管的正向压降和反向 习题1-5 欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电 流I Z、动态电阻X Z以及温度系数a u，是大一些好还是小一一些好？答：动态电阻r Z愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。 一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流I Z愈大, 则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。但应注意不要超过其额定功耗，以免损坏稳压管。 温度系数a u的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。
自动控制原理期末试题（A ）卷答案 一．概念题（10分） （1）简述自动控制的定义。 （2）简述线性定常系统传递函数的定义。 解： （1）所谓自动控制是在没有人的直接干预下，利用物理装置对生产设备或工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一定的规律变化。（5分） （2）零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。（5分） 二．（10分）控制系统如图1所示，其中)(s W c 为补偿校正装置，试求该系统闭环传递函数)()(s X s X r c ，并从理论上确定如何设计补偿校正装置)(s W c 可以使系统补偿后的给定误差为零。 图1 控制系统结构图 解： []) ()(1) ()()()()()(2121s W s W s W s W s W s X s X s W c r c B ++= = （5分） 由此得到给定误差的拉氏变换为 )() ()(1) ()(1)(212s X s W s W s W s W s E r c +-= 如果补偿校正装置的传递函数为 ) (1 )(2s W s W c = （5分） 即补偿环节的传递函数为控制对象的传递函数的倒数，则系统补偿后的误差 0)(=s E 三．（10分）已知某三阶单位负反馈系统具有一个有限零点为-1.5、三个极点分别为6.12.1j ±-和-1.49、且系统传递函数根的形式放大系数为4。试求系统在单位阶跃函数作用下，系统的动态性能指标超调量 %σ、调整时间s t 和峰值时间m t 。 解： 49.13-=s 与5.11-=z 构成偶极子可相消，故系统可以用主导极点2,1s 构成的低阶系统近似（1分） ：
模电典型例题分析 第二章 题2.1 如图所示电路，已知集成运放开环差模电压增益为∞，其电源电压±VCC=±14V ，Ui=1V ；R1＝10k,Rw=100k 。请问：当Rw 滑动端分别在最下端、最上端和中点时时，输出Uo ＝？V ； 解： 14V ,1V,6V 题2.2 在题图所示的放大电路中，已知Ω=====k R R R R R 1087521，Ω===k R R R 201096∶ ① 列出1O u 、2O u 和O u 的表达式； ② 设V u I 3.01=，V u I 1.02=，则输出电压?=O u 注：此图A 1的同相端、反相端标反。 解 分析：本题中，运放A 1构成反相比例运用电路，A 2构成同相比例运用。而A 3则构成了一个减法电路，由于可将运放当作理想器件，又在线线场合下使用，所以可使用“虚短”及“虚断”的两个基本概念来对电路进行分析。 （1） 21111152221 610 10 10311202O I I I O I I I R u u u u R R u u u u R =- =-?=-???? =+=+?= ? ????? 对A 3，1032222 810202 10203O O O I R u u u u u R R +=?===++ 因为0133079u u u u R R ---=－ 332011I I u u u u u -+===-
()()90313212712 20 10 23O I I I I I R u u u u u u u R u u -=- -=---=+ （2）120.3,0.120.330.10.9I I O u V u V u V ===?+?= 题2.3 加减运算电路如图所示，求输出电压O u 的值。 R u 分析：本题中运放A 构成了差分减法电路，由于运放可作理想器件，且工作在线性区，可用“虚短”和“虚断”的基本概念来分析电路。此电路的同相和反相端分别有两个输入信号，因此可用叠加原理来分析。 1s u 单独作用：2s u 、 3s u 、4s u 接地，此时输出为O1u F O11 1s R u u R =- 2s u 单独作用：1s u 、 3s u 、4s u 接地，此时输出为O2u F O222 s R u u R =- 3s u 单独作用：1s u 、 2s u 、4s u 接地，此时输出为O3u 45 p 3 453////s R R u u R R R =+ N P N O3N 12F //u u u u u R R R =-∴=Q F O3N 12 (1)//R u u R R =+ 45F 3 12453//(1)////s R R R u R R R R R =++ 4s u 单独作用：1s u 、 2s u 、3s u 接地，此时输出为O4u 35F O44 12354 //(1)////s R R R u u R R R R R =+ +
N7习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？ 答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。 习题1-2假设一个二极管在50℃时的反向电流为10μA，试问它在20℃和80℃时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10℃，反向电流大致增加一倍。 解：在20℃时的反向电流约为：3 210 1.25 A A μμ -?= 在80℃时的反向电流约为：321080 A A μμ ?=
习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电流I Z 、动态电阻r Z 以及温度系数αU ，是大一些好还是小一些好？ 答：动态电阻r Z 愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。 一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流I Z 愈大，则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。但应注意不要超过其额定功耗，以免损坏稳压管。 温度系数αU 的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。
100B i A μ=80A μ60A μ40A μ20A μ0A μ0.9933.22 安全工作区
习题1-11设某三极管在20℃时的反向饱和电流I CBO =1μA ，β=30；试估算该管在50℃的I CBO 和穿透电流I CE O 大致等于多少。已知每当温度升高10℃时，I CBO 大约增大一倍，而每当温度升高1℃时，β大约增大1% 。解：20℃时，()131CEO CBO I I A βμ=+=50℃时，8CBO I A μ≈() () ()0 5020 011%3011%301301%39 t t ββ--=+=?+≈?+?=()13200.32CEO CBO I I A mA βμ=+==
东北大学2014自控真题 一、简答题（10分） 1. 简述前馈控制可以改善线性系统哪方面性能，对线性系统稳定性有何影响？ 2. 简述频率特性的定义，最常用的频率特性表示方法有哪些？ 解： （1） 通过前馈补偿，提高了系统的控制精度，减小了稳态误差。对于给定前馈，可以提高跟踪速度。对于按扰动矫正，可在偏差对被控量产生影响前对系统进行校正。由于输入取自闭环外，不影响系统的特征方程式，故不影响系统的稳定性。 （2） 当输入信号为谐波时，频率特性为输出信号的傅氏变换与输入信号的傅氏变换之比。常见的表示法有幅相频率特性曲线、对数频率特性曲线、对数幅相频率特性曲线。 二、（20分） 若某系统在单位阶跃输入作用时，系统在零初始条件下的输出响应为212t t e e -+,试求系统的单位阶跃响应。 解：12132[c(t)]21(s 2)(s 1) -+=-+=----s L s s s s 由于1R s （S ）= 故(S)32(S)(S)(S 2)(S 1) B C S W R -+==-- 当(t)(t)r δ=，即R(S)1= 32(S)W (S)*R(S)(S 2)(S 1) B S C -+==--， 进行拉氏反变换有11241[c(s)][ ]421---=+=-+--t t L L e e s s 三、（20分） 已知系统的结构图如下图所示，若系统以2/n w rad s =的频率做等幅震荡，试确定震荡的k 、a 。
解：系统闭环特征方程： 32(s)s as (k 2)s (k 1)0B D =+++++= 由系统在2/n w rad s =的频率做等幅震荡，知2j ±为特征方程式的根。 令2s j =得“ 84(k 2)*2(k 1)0j a j --++++= 整理得 (2k 4)(k 14a)0j -++-= 分别令实部为零，虚部为零，可得2k =，0.75a = 四、（20分） 已知单位负反馈系统的开环传递函数为， 21(s a)4(s)(s 1) K W s +=+ 试绘制以a 为参数的根轨迹0a ≤<∞ 并确定使该单位负反馈系统稳定的a 的取值范围。 解： 由系统开环传递函数可知其闭环特征方程式 3211(s)s 044 =+++=B D s s a 故等效开环传递函数为 214(s)1(s )2 K a W s + 以根轨迹法则绘制根轨迹，其中： （1）渐近线13 σ=-，60θ=±，180 (2) 分离点
第1章习题答案 1. 判断题：在问题的后面括号中打√或×。 （1）当模拟电路的输入有微小的变化时必然输出端也会有变化。（√） （2）当模拟电路的输出有微小的变化时必然输入端也会有变化。（×） （3）线性电路一定是模拟电路。（√） （4）模拟电路一定是线性电路。（×） （5）放大器一定是线性电路。（√） （6）线性电路一定是放大器。（×） （7）放大器是有源的线性网络。（√） （8）放大器的增益有可能有不同的量纲。（√） （9）放大器的零点是指放大器输出为0。（×） （10）放大器的增益一定是大于1的。（×） 2 填空题： （1）放大器输入为10mV电压信号，输出为100mA电流信号，增益是10S。 （2）放大器输入为10mA电流信号，输出为10V电压信号，增益是1KΩ。 （3）放大器输入为10V电压信号，输出为100mV电压信号，增益是0.01 。 （4）在输入信号为电压源的情况下，放大器的输入阻抗越大越好。 （5）在负载要求为恒压输出的情况下，放大器的输出阻抗越大越好。 （6）在输入信号为电流源的情况下，放大器的输入阻抗越小越好。 （7）在负载要求为恒流输出的情况下，放大器的输出阻抗越小越好。 （8）某放大器的零点是1V，零漂是+20PPM，当温度升高10℃时，零点是 1.0002V 。（9）某放大器可输出的标准正弦波有效值是10V，其最大不失真正电压输出+U OM是14V，最大不失真负电压输出-U OM是-14V 。 （10）某放大器在输入频率0~200KHZ的范围内，增益是100V/V，在频率增加到250KHZ时增益变成约70V/V，该放大器的下限截止频率f L是0HZ，上限截止频率f H是250KHZ，通频带 f BW是250KHZ。 3. 现有：电压信号源1个，电压型放大器1个，1K电阻1个，万用表1个。如通过实验法求信号源的 内阻、放大器的输入阻抗及输出阻抗，请写出实验步骤。 解:提示：按照输入阻抗、输出阻抗定义完成，电流通过测电阻压降得到。 4. 现有：宽频信号发生器1个，示波器1个，互导型放大器1个，1K电阻1个。如通过实验法求放大 器的通频带增益、上限截止频率及下限截止频率，请写出实验步骤。 解: 提示：放大器输入接信号源，输出接电阻，从0HZ开始不断加大频率，由示波器观测输入信号和输出信号的幅值并做纪录，绘出通频带各点图形。 第2章习题答案
第五章 放大电路的频率响应 自 测 题 一、选择正确答案填入空内。 （1）测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率响应，条件是 。 A.输入电压幅值不变，改变频率 B.输入电压频率不变，改变幅值 C.输入电压的幅值与频率同时变化 （2）放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 ，而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 。 A.耦合电容和旁路电容的存在 B.半导体管极间电容和分布电容的存在。 C.半导体管的非线性特性 D.放大电路的静态工作点不合适 （3）当信号频率等于放大电路的f L 或f H 时，放大倍数的值约下降到中频时的 。 倍 倍 倍 即增益下降 。 （4）对于单管共射放大电路，当f ＝ f L 时，o U 与i U 相位关系是 。
A.＋45? B.－90? C.－135? U 与i U 的相位关系是。 当f ＝f H时， o A.－45? B.－135? C.－225? 解：（1）A （2）B，A （3）B A （4）C C 二、电路如图所示。已知：V C C＝12V；晶体管的Cμ＝4pF，f T= 50MHz， r＝100Ω, 0＝80。试求解： ' bb A ； （1）中频电压放大倍数 u sm C； （2）' （3）f H和f L； （4）画出波特图。 图
解：（1）静态及动态的分析估算： ∥178 )(mA/V 2.69k 27.1k 27.1k 17.1mV 26) 1(V 3mA 8.1)1(A μ 6.22c m be e b'i s i sm T EQ m b be i e b'bb'be EQ e b'c CQ CC CEQ BQ EQ b BEQ CC BQ R g r r R R R A U I g R r R r r r I r R I V U I I R U V I u （2）估算' C ： pF 1602)1(pF 214π2) (π2μc m ' μT e b'0 μπe b'0 T C R g C C C f r C C C r f （3）求解上限、下限截止频率： Hz 14)π(21 kHz 175π21 567)()(i s L ' πH s b b'e b'b s b b'e b' C R R f RC f R r r R R r r R ∥∥∥ （4）在中频段的增益为 dB 45lg 20sm u A
自控原理客观题 1.所谓自动控制是指在没有人的直接干预情况下，利用物理装置对生产设备和（或） 工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一定的规律变化。 2.在自动控制系统中，被控制的设备或过程称为被控对象或对象。 3.被控制的物理量称为被控量或输出量。 4.决定被控制的物理量被称为控制量或给定量。 5.妨碍控制量对被控量进行正常控制的所有因素称为扰动量。 6.给定量和扰动量都是自动控制系统的输入量。 7.扰动量按其来源可分为内部扰动和外部扰动。 8.控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。 9.在开环控制系统和闭环控制系统中，输入量和输出量存在一一对应关系。 10.在开环系统中，只有输入量对输出量产生控制作用，输出量不参与系统的控制，因而开 环系统没有抗干扰能力。 11.在开环系统中，从控制结构上看，只有从输入端到输出端的信号传递通道，该通道称为 正向通道。 12.在环系统中，除了输入量对输出量产生控制作用外，输出量不参与系统的控制，因而闭 环系统具有抗干扰能力。 13.在闭环系统中，从控制结构上看，除了正向通道外，还必须有从输出端到输入端的信号 传递通道，该通道称为反向通道。 14.闭环控制系统必须有检测环节、给定环节和比较环节。 15.闭环控制系统是利用偏差量作为控制信号来纠正偏差的。 16.开环控制系统和闭环控制系统结合在一起，构成复合控制系统。 17.在控制系统中，常把比较环节、放大装置、校正环节合在一起称为控制器。 18.按偏差原则和按扰动补偿原则结合起来构成的系统，称为复合控制系统。 19.自动控制系统按其主要元件的特性方程式的输入输出特性，可以分为线性系统和非线性 系统。 20.线性系统的主要特点是具有叠加性和齐次性。 21.叠加性和齐次性是鉴别系统是否为线性系统的依据。 22.系统微分方程式的系数与自变量有关，则为非线性微分方程，由非线性微分方程描述的 系统称为非线性系统。 23.典型的非线性环节有继电器特性环节、饱和特性环节、不灵敏区特性环节等。 24.非线性系统的暂态特性与其初始条件有关。 25.按照控制系统中信号的传递方式，可将自动控制系统分为连续系统和离散系统。 26.连续系统是指系统的各部分的信号都是模拟的连续函数。 27.离散系统是指系统的一处或几处信号是以脉冲系列或数码的形式传递。 28.按照给定量的特性，可将系统分为恒值系统、随动系统和程序控制系统。 29.被控量处于变化状态的过程称为动态过程或暂态过程。 30.被控量处于相对稳定的状态称为静态或稳态。 31.自动控制系统的性能指标通常指系统的稳定性、稳态性能和暂态性能。 32.系统稳态误差的大小反映了系统的稳定精度，它表明了系统控制的准确程度。 33.稳态误差越小，系统的稳态精度越高。 34.若系统的稳态误差为零，则称为无差系统。 35.若系统的稳态误差不为零，则称为有差系统。 36.最大超调量反映了系统的平稳性。
模拟电子技术第九章课后习题答案
第九章功率放大电路 自测题 一、选择合适的答案，填入空内。只需填入A、B或C。 （1）功率放大电路的最大输出功率是在输入电压为正弦波时，输出基本不失真情况下，负载上可能获得的最大。 A．交流功率 B．直流功率 C．平均功率 （2）功率放大电路的转换效率是指。 A．输出功率与晶体管所消耗的功率之比 B．最大输出功率与电源提供的平均功率之比 C．晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比 （3）在OCL乙类功放电路中，若最大输出功率为1W，则电路中功放管的集电极最大功耗约为。 A．1W B．0.5W C．0.2W （4）在选择功放电路中的晶体管时，应当特别注意的参数有。 A．β B．I C M C．I C B O D．B U C E O E．P C M F．f T （5）若图T9.1所示电路中晶体管饱和管压降的数值为│U C E S│，则最大输出功率P O M＝。 A． L 2 CES CC 2 ) ( R U V- B． L 2 CES CC ) 2 1 ( R U V- C． L 2 CES CC 2 ) 2 1 ( R U V- 图T9.1 解：（1）A （2）B （3）C （4）B D E （5）C
二、电路如图T9.2所示，已知T1和T2的饱和管压降│U C E S│＝2V，直流功耗可忽略不计。 图T9.2 回答下列问题： （1）R3、R4和T3的作用是什么？ （2）负载上可能获得的最大输出功率P o m和电路的转换效率η各为多少？ （3）设最大输入电压的有效值为1V。为了使电路的最大不失真输出电压的峰值达到16V，电阻R6至少应取多少千欧？ 解：（1）消除交越失真。 （2）最大输出功率和效率分别为 % 8. 69 4 π W 16 2 ) ( CC CES CC L 2 CES CC om ≈ - ? = = - = V U V R U V P η （3）电压放大倍数为 3. 11 1 3. 11 2 1 6 i omax ≈ + = ≈ = R R A U U A u u R1＝1kΩ，故R5至少应取10.3 kΩ。 习题 9.1分析下列说法是否正确，凡对者在括号内打“√”，凡错者在括号内打
第一章 1.什么是自动控制系统？自动控制系统通常由哪些基本环节组成？各环节起什么作用？ 1) 在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控 制系统。 2) 6部分：控制对象：要进行控制的设备或过程；执行机构：直接作用于控制对 象，使被控制量达到所要求的数值；检测装置：检测被控制量；给定环节：设定被控制量的给定值的装置；比较环节：检测的被控制量与给定量比较，确定两者之间的偏差量； 中间环节：一般为放大环节，将偏差信号变换成适于控制执行机构执行的信号。 2.试比较开环控制系统与闭环控制系统的优缺点 1) 工作原理：开环控制系统不能检测误差，也不能校正误差，控制精度和抑制干 扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。闭环控制系统可以根据检测误差，从而抗干扰性强。 2) 结构组成：开环系统没有检测设备，组成简单。闭环系统由于添加了纠正偏差 的环节，所以成本较高。 3) 稳定性：开环控制系统的稳定性比较容易解决。闭环系统中反馈回路的引入增 加了系统的复杂性。 3.什么是系统的暂态过程？对一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加到某一个值时，输出量的暂态过程如何？ 1) 系统从一个稳态过度到另一个稳态的需要经历的过渡过程。 2) 单调过程；衰减振荡过程；持续振荡过程；发散振荡过程。 第二章 1.什么是系统的数学模型？在自动控制系统中常见的数学模型形式有哪些？ 1) 描述系统因果关系的数学表达式 2) 微分方程、传递函数、状态方程、传递矩阵、结构框图和信号流图。 2.简要说明用解析法编写自动控制系统动态微分方程的步骤。 1) 确定系统的输入量和输出量； 2) 从系统的输入端开始，沿着信号传递方向，逐次依据组成系统各元部件的有关 物理规律，列写元件或环节的微分方程； 3) 消除中间变量，建立只有输入量和输出量及其各阶导数构成的微分方程。 3.什么是小偏差线性化？这种方法能够解决哪类问题？
2.10 在图P2.9所示电路中，设静态时I C Q ＝2mA ，晶体管饱和管压降U C E S ＝0.6V 。试问：当负载电阻R L ＝∞和R L ＝3k Ω时电路的最大不失真输出电压各为多少伏？ 解：由于I C Q ＝2mA ，所以U C E Q ＝V C C －I C Q R c ＝6V 。 空载时，输入信号增大到一定幅值，电路首先出现饱和失真。故 V 82.32 CES CEQ om ≈-= U U U Ω=k 3L R 时，当输入信号增大到一定幅值，电路首先出现截止失真。故 V 12.22 ' L CQ om ≈= R I U 2.11 电路如图P2.11所示，晶体管的 ＝100，'bb r =100Ω。 （1）求电路的Q 点、u A &、R i 和R o ； （2）若电容C e 开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变 化？ 解：（1）静态分析： V 7.5)( A μ 101mA 1 V 2e f c EQ CEQ EQ BQ e f BEQ BQ EQ CC b2b1b1 BQ =++-≈≈+=≈+-= =?+≈ R R R I V U I I R R U U I V R R R U CC β 动态分析： Ω ==Ω≈++=-≈++-=Ω≈++=k 5k 7.3])1([7 .7)1()(k 73.2mV 26) 1(c o f be b2b1i f be L c EQ bb'be R R R r R R R R r R R A I r r u ββββ∥∥∥& （2）R i 增大，R i ≈4.1k Ω；u A &减小，e f ' L R R R A u +-≈& 2.18 电路如图P2.18所示，晶体管的＝80，r b e =1k Ω。 （1）求出Q 点； （2）分别求出R L ＝∞和R L ＝3k Ω时电路的u A &和R i ；
习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。习题1-2假设一个二极管在50℃时的反向电流为10μA ，试问它在20℃和80℃时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10℃，反向电流大致增加一倍。 解：在20℃时的反向电流约为：3 210 1.25A A μμ-?=在80℃时的反向电流约为：321080A A μμ?=
习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电流I Z 、动态电阻r Z 以及温度系数αU ，是大一些好还是小一些好？ 答：动态电阻r Z 愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。 一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流I Z 愈大，则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。但应注意不要超过其额定功耗，以免损坏稳压管。 温度系数αU 的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。
100B i A μ=80A μ60A μ40A μ20A μ0A μ0.9933.22 安全工作区
习题1-11设某三极管在20℃时的反向饱和电流I CBO =1μA ，β=30；试估算该管在50℃的I CBO 和穿透电流I CE O 大致等于多少。已知每当温度升高10℃时，I CBO 大约增大一倍，而每当温度升高1℃时，β大约增大1% 。解：20℃时，()131CEO CBO I I A βμ=+=50℃时，8CBO I A μ≈() () ()0 5020 011%3011%301301%39 t t ββ--=+=?+≈?+?=()13200.32CEO CBO I I A mA βμ=+==
一、（1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）√ （6）× 二、（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C 三、U O1≈1.3V U O2＝0 U O3≈－1.3V U O4≈2V U O5≈2.3V U O6≈－2V 四、U O1＝6V U O2＝5V 五、根据P CM ＝200mW 可得：U CE ＝40V 时I C ＝5mA ，U CE ＝30V 时I C ≈6.67mA ，U CE ＝20V 时I C ＝10mA ，U CE ＝10V 时I C ＝20mA ，将改点连接成曲线，即为临界过损耗线。图略。 六、1、 V 2V mA 6.2 μA 26V C C CC CE B C b BE BB B =-=== =-= R I U I I R U I β U O ＝U CE ＝2V 。 2、临界饱和时U CES ＝U BE ＝0.7V ，所以 Ω ≈-= == =-= k 4.45V μA 6.28mA 86.2V B BE BB b C B c CES CC C I U R I I R U I β 七、T 1：恒流区；T 2：夹断区；T 3：可变电阻区。 1.1（1）A C （2）A （3）C （4）A 1.2不能。因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.3V 时管子会因电流过大而烧坏。 1.3 u i 和u o 的波形如图所示。 1.4 u i 和u o 的波形如图所示。 t t
1.5 u o 的波形如图所示。 1.6 I D ＝（V －U D ）/R ＝ 2.6mA ，r D ≈U T /I D ＝10Ω，I d ＝U i /r D ≈1mA 。 1.7 （1）两只稳压管串联时可得1.4V 、6.7V 、8.7V 和14V 等四种稳压值。 （2）两只稳压管并联时可得0.7V 和6V 等两种稳压值。 1.8 I ZM ＝P ZM /U Z ＝25mA ，R ＝U Z /I DZ ＝0.24～1.2k Ω。 1.9 （1）当U I ＝10V 时，若U O ＝U Z ＝6V ，则稳压管的电流为4mA ，小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。故 V 33.3I L L O ≈?+= U R R R U 当U I ＝15V 时，由于上述同样的原因，U O ＝5V 。 当U I ＝35V 时，U O ＝U Z ＝5V 。 （2）=-=R U U I )(Z I D Z 29mA ＞I ZM ＝25mA ，稳压管将因功耗过大而损坏。 1.10 （1）S 闭合。 （2）。 ，Ω=-=Ω≈-=700)V (233)V (Dm in D m ax Dm ax D m in I U R I U R 1.11 波形如图所示。 1.12 60℃时I CBO ≈32μA 。 1.13 选用β＝100、I CBO ＝10μA 的管子，其温度稳定性好。 1.14
第四章部分习题解答 4．1．3 某BJT 的极限参数I CM =100mA ，P CM =150mW ，V （BR ）CEO =30V ，若它的工作电压V CE =10V ，则工作电流I C 不得超过多大？若工作电流I C =1mA ，则工作电压的极限值应为多少？ 解: BJT 工作时，其电压和电流及功耗不能超过其极限值，否则将损坏。当工作电压V CE 确定时，应根据P CM 及I CM 确定工作电流I C ，即应满足I C V CE ≤P CM 及I C ≤I CM 。当V CE =10V 时， mA V P I CE CM C 15== 此值小于I CM =100mA ，故此时工作电流不超过15mA 即可。同理，当工作电流I c 确定时，应根据I C V CE ≤P CM 及V CE ≤V （BR ）CEO 确定工作电压V CE 的大小。当I C =1mA 时，为同时满足上述两个条件，则工作电压的极限值应为30V 。 4．3．3 若将图题3.3.1所示输出特性的BJT 接成图题3.3.3所示电路，并设V CC =12V ，R C =1k Ω，在基极电路中用V BB =2.2V 和R b =50k Ω串联以代替电流源i B 。求该电路中的I B 、I C 和V CE 的值，设V BE =0.7V 。 图题3.3.1 图题 3.3.3
解: 由题3.3.1已求得β=200，故 mA R V V I b BE BB B 03.0=-= I C =βI B =200×0.03mA=6mA V CE =V CC -I C R c =6V 4.3.5 图题3.3.6画出了某固定偏流放大电路中BJT 的输出特性及交、直流负载线，试求：（1）电源电压V CC ，静态电流I B 、I C 和管压降V CE 的值；（2）电阻R b 、R e 的值；（3）输出电压的最大不失真幅度；（4）要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅值是多少？ 图题3.3.6 解:（1）由图题3.3.6可知，直流负载线与横坐标轴的交点即V CC 值的大小，故V CC =6V 。由Q 点的位置可知，I B =20μA ，I C =1mA ，V CE =3V 。 （2）由基极回路得 Ω=≈ k I V R B cc b 300 由集-射极回路得 Ω=-= k I V V Rc C CE CC 3 （3）求输出电压的最大不失真幅度 由交流负载线与输出特性的交点可知，在输入信号的正半周，输出电压v CE 从3V 到0.8V ，变化范围为2.2V ；在输入信号的负半周，输出电压v CE 从3V 到4.6V ，变化范围为1.6V 。综合起来考虑，输出电压的最大不失真幅度为1.6V 。
+℃℃1-1℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃ ℃℃1-2℃℃℃℃℃℃℃℃50℃℃℃℃℃℃℃℃10μA℃℃℃℃℃20℃℃80℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃10℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃ ℃℃℃20℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃3 210 1.25 A A μμ -?= ℃80℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃321080 A A μμ ?=
℃℃1-5℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃I Z℃℃℃℃℃r Z℃℃℃℃℃℃αU℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃ ℃℃℃℃℃℃r Z℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃ ℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃I Z℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃ ℃℃℃℃αU℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃
100B i A μ=80A μ60A μ40A μ20A μ0A μ0.9933.22 ℃℃℃℃℃
℃℃1-11℃℃℃℃℃℃20℃℃℃℃℃℃℃℃℃I CBO =1μA ℃β=30℃℃℃℃℃℃℃50℃℃I CBO ℃℃℃℃℃I CE O ℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃10℃℃℃I CBO ℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃1℃℃℃β℃℃℃℃1% ℃ ℃℃ 20℃℃℃()131CEO CBO I I A βμ=+=50℃℃℃ 8CBO I A μ≈() () ()0 5020 011%3011%301301%39 t t ββ--=+=?+≈?+?=()13200.32CEO CBO I I A mA βμ=+==
自动控制原理复习题 一、回答下列各题 1、自动控制系统由哪些基本环节组成？各环节的功能是什么？（10分） 答：（1）控制对象或调节对象——要进行控制的设备或过程。 （2）执行机构——一般由传动装置和调节机构组成。执行机构直接作用于控制 对象，使被控制量达到所要求的数值。 （3）检测装置或传感器——该装置用来检测被控制量，并将其转换为与给定量 相同的物理量。 （4）给定环节——设定被控制量的给定值的装置。 （5）比较环节——将所检测的被控制量与给定量进行比较，确定两者之间的偏 差量。 （6）中间环节——一般包括比较环节和校正环节。 2、传递函数适合哪类控制系统？如何定义？（10分） 答： 3、通常有哪几种减小稳态误差的途径？（10分） 答：减小稳态误差的途径：增大系统的开环放大系数；提高开环传递函数中的串联积分环节的阶次N；采用补偿的方法——复合控制或前馈控制。 二、控制系统的动态结构图如图1所示，试求系统输出Y(s)对输入信号R(s)和扰 动信号N(s)的传递函数Y(s)/ R(s)、Y(s)/ N(s)。 图1 题二图 解： (1) 令，可得
(2) 令，可得 三、一闭环反馈控制系统的动态结构图如图2所示。 （1）试求当%20%σ≤，()5% 1.8s t s =时，系统的参数1K 及τ值。 （2）试求上述系统的位置稳态误差系数p K 、速度稳态误差系数v K 、加速度稳态误差系数a K 及其相应的稳态误差。 图2 题三图 解 (1) 系统开环传递函数为 111111()()111K K K s W s K s s s K s s s K ττττ===+??++ ??? 与标准型相对比，得 211K 2 1K = n n K K ωξωττ? ?=? =???? 由%20%σ≤,得 0.46ξ≥≈ 由()5% 1.8s t =，得 3 3.65n s t ωξ≤ = 所以
+习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？ 答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。 习题1-2假设一个二极管在50℃时的反向电流为10μA，试问它在20℃和80℃时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10℃，反向电流大致增加一倍。 解：在20℃时的反向电流约为：3 210 1.25 A A μμ -?= 在80℃时的反向电流约为：321080 A A μμ ?=
习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电流I Z 、动态电阻r Z 以及温度系数αU ，是大一些好还是小一些好？ 答：动态电阻r Z 愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。 一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流I Z 愈大，则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。但应注意不要超过其额定功耗，以免损坏稳压管。 温度系数αU 的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。
100B i A μ=80A μ60A μ40A μ20A μ0A μ0.9933.22 安全工作区
习题1-11设某三极管在20℃时的反向饱和电流I CBO =1μA ，β=30；试估算该管在50℃的I CBO 和穿透电流I CE O 大致等于多少。已知每当温度升高10℃时，I CBO 大约增大一倍，而每当温度升高1℃时，β大约增大1% 。解：20℃时，()131CEO CBO I I A βμ=+=50℃时，8CBO I A μ≈() () ()0 5020 011%3011%301301%39 t t ββ--=+=?+≈?+?=()13200.32CEO CBO I I A mA βμ=+==
1.闭环控制系统的基本环节及作用： 1、给定环节：设定被控制的给定值的装置 2、比较环节：将所检测的的被控制量与给定量进行比较，确定两者之间的偏差量 3、校正环节：将比较环节的输出量转化为标准信号 4、放大环节：将偏差信号变换成适于控制执行机构工作的信号 5、执行机构:直接作用于控制对象，使被控量达到所要求的数值 6、被控对象或调节对象:指要进行控制的设备或过程 7、检测装置或传感器：用来检测被控量，并将其转换为与给定量相同的物理量 2.什么是系统的暂态过程？对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加到某一个值时，输出量的暂态过程如何？ （1）暂态过程：系统从一个稳态过渡到新的稳态的过渡过程 （2）输出量的暂态过程可能有以下几种情况： 1.单调过程。输出量单调变化，缓慢达到新的稳态值。 2.衰减振荡过程。被控制量变化很快，产生超调，经过几次振荡后，达到新的稳定 工作状态。 3.持续振荡过程。被控制量持续振荡，始终不能达到新的稳定工作状态。 4.发散振荡过程。被控制量发散振荡，不能达到所要求的稳定工作状态。 3.如何区分线性系统和非线性系统？ 可以通过线性和非线性各自的特性区分，线性系统具有叠加性和齐次性，非线性系统则不具备以上特性。非线性系统不仅与系统的结构和参数有关，还与系统的初始条件有关。 4.按给定力量的特征，系统可分成哪几种类型？ 1.恒值系统。恒值系统的给定量保持不变。（输出量恒定不变） 2.随动系统。随动系统中的给定量按照事先未知的时间函数变化。（输出量跟随给定量的 变化，所以也可以叫做同步随动系统） 3.程序控制系统。这种系统的给定量是按照一定的时间函数变化的。（输出量与给定量的 变化规律想同） 5.简述控制系统性能指标。 自动控制系统的性能指标通常是指系统的稳定性，稳态性能和暂态性能。 稳定性：自动控制系统的首要条件时系统能稳定正常运行。 稳态性能：系统稳态误差的大小反映了系统的稳态精度，它表明了系统控制的准确程度。暂态性指标：1.最大超调量σ％：输出最大值与输出稳态值的相对误差。 2.上升时间tr:系统输出量第一次到达输出稳态值时所对应的时刻。 3.过渡时间ts：系统的输出量进入并一直保持在稳态输出值附近的允许误差 带内所需时间。 4.振荡次数μ：在调节时间内输出量在稳态值附近上下波动的次数。 6.对自动控制系统性能指标要求有？ 1.稳定性：即系统能工作的首要条件。