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电子工程师培训教材

中国电子学会·山西大学工程学院电子设计工程师认证

培训教材

张志恒薛太林

2009-4-8

目录

培训日程安排。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 电子设计工程师(EDP)认证项目介绍。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 EDP认证计算机智能评测系统介绍。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 综合知识考试概要及分述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 设计实例——A/D转换模块设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。25 设计实例——MCU最小系统和RS-232接口模块设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。28 设计实例——调理电路模块设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。30 设计实例——直流稳压电源模块设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。34 设计实例——闭环恒温控制系统。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。36 单片机应用系统的开发环境。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。39 2008年电子设计工程师认证实操考试(计算机答题部分)试卷。。。。。。。。。。。。。。。。44 2008年电子设计工程师认证实操考试(实操部分)试卷。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。48 第四期电子设计工程师师资考评员实操考试(计算机答题部分)试卷。。。。。。。。。。。48 第四期电子设计工程师师资考评员实操考试(实操部分)试卷。。。。。。。。。。。。。。。。。49

电子设计工程师认证培训日程安排

电子设计工程师资格认证招生简章

为加快我国工程技术领域职称改革步伐,促进我国工程人员的国家交流,适应电子信息产业快速发展的需要,受人事部、教育部等18家单位委托,中国科协授权,中国电子学会率先进行专业技术资格认证的改革工作。根据中国电子学会“关于开展电子设计初级工程师资格认证的通告”文件(学会总发字[2007]66号),由中国电子学会组织,在全国范围内进行电子设计工程师资格认证考试工作。电子设计工程师认证的目的旨在提高学生专业知识的综合运用能力以及电子设计的综合实践能力,并由此提高就业竞争力。根据中国电子学会“关于2009年下半年在全国开展电子设计工程师资格认证考试的通知”文件的指示精神,山西大学工程学院电力工程系受中国电子学会委托,在太原地区组织电子设计工程师的认证考试工作。

一.招生对象

1.电子信息类及相关专业在读硕士研究生、大学本科生、高职高专生

2.往届大专或本科毕业生

二.认证级别及考试科目

电子设计初级工程师 ----- 综合知识、实际操作

电子设计助理工程师 ----- 综合知识、实际操作

三.考试方式

每年组织两次,全国统一考试,每年的5月、10月中旬的周六或周日进行。

考试方式分两部分:综合知识与实操设计部分采用计算机网上考试;实操程序调试与测试考试

在专用实验箱上进行

四.考生报名时间、地点

报名时间:每年的4月1日- 4月15日,10月5日- 10月15日

报名地点:山西大学工程学院电子实习基地

(太原市大东关红沟路南街36号,学校医务所北门向东直走50米实习工厂楼二楼)联系人:张波

电话:0351-******* 139********

邮箱:bj029@https://www.doczj.com/doc/5f10595173.html,

五.报名材料

电子版材料:蓝底免冠照片、身份证扫描件、认证申请表、获奖证书扫描件;

实物材料:身份证/学生证或其它身份证件(报名身份验证使用),大一寸蓝底免冠照片两张

(发证书使用)。

六.成绩查询

1.考试结束一个月后,学会将通过认证官方网站https://www.doczj.com/doc/5f10595173.html,发布认证考试结果;

2.考生亦可通过个人用户名登录认证管理平台,查询考试成绩。

注:其他相关信息请查阅电子设计工程师认证网:https://www.doczj.com/doc/5f10595173.html,

中国电子学会电子设计工程师认证

计算机智能评测系统介绍

考试流程说明

考试程序——登录窗口

?在考生登录信息窗口中,考生可以看到自己的基本信息和考卷信息,按〈确定〉进入正式考试界面。

?如果需要重新登录系统,则按〈重新登录〉返回考生登录窗口。

考试程序——答题界面

考试程序——客观题

考试程序——填空题

? 填空题考试界面如下所示:

试题属性

剩余答题时间

操作帮助

试题序号

考试程序——论述题

? 论述题考试界面的如下所示:

综合知识考试概要及分述

综合知识考试方式

?开卷考试

?网上考试:试题随机分布,其顺序各不相同

?时间:120分钟

?题型:

◆是非题16道,24分

◆选择题13道,26分

◆填空题8道,16分

◆简答题3道,15分

◆综合题2道,19分

考试的主要内容

?基本元器件的知识--R.L.C.、二极管、三极管等

?电子电路的基本知识--RC电路、模电、数电等

?计算机的基本知识--组成、参数、接口、语言等

?基本测量仪器及使用--示波器、电压表、信号源、稳压电源等

?综合应用--设计题、分析题

一、考试内容分述————基本元器件

(一).R、L、C

1.电阻R

(1)R的标识

表2-1-2 普通电阻标称阻值系列

a.直标法:在电阻器表面直接用数字和单位符号标出标称阻值和允许误差。例如在电阻器上印有4.7KΩ±5%,表示其阻值为4.7KΩ,允许误差为±5%。

b.文字符号法:用数字和文字符号按一定规律组合表示电阻器标称阻值,文字符号R、K、M、G、T表示电阻单位,文字前面的数字表示阻值的整数部分,文字符号后面的数字表示小数部分。例如R27表示0.27Ω,4K7表示4.7KΩ,8M2表示8.2MΩ。

c.色标法:用不同颜色的色环表示电阻器的标称阻值和允许误差。普通电阻用四环表示,精密电阻器采用五环表示,见表2-1-3,电阻器的标注阻值实例如图2-1-1,图2-1-1中四环电阻表示为3.6KΩ,±5%的电阻;五环电阻表示为625KΩ,±2%的电阻。

片状电阻通常有三种标注方法 a .三位数字标注法 三位数字标注法中,第一位数字表示该电阻值的第一位有效数字,第二位数字表示该电阻值的第二位有效数字,第三位数

字表示该电阻值前两位数字后零的个数。如图2-1-3所示。

图2-1-3(a )前两位数字为27,第三位数字为3,即在27后加3个0,其阻值为27000Ω,即

27K Ω;图2-1-3(b )前两位数字为12,第三位数字为0,即在12后加0个0,其阻值为12Ω。

b .两位数字中间加R 标注法

两位数字中间加R 标注法中,第一位数字表示该电阻值的的第一位有效数字,中间R 字母表示该电阻值前后两个数字

之间的小数点,末尾数字表示该电阻值小数点后的有效数字。

图2-1-4(a )前一位数字为8,R 表示小数点,末尾数字为2,其阻值为8.2Ω;图2-1-4(b )前一

位数字为6,R 表示小数点,末尾数字为8,其阻值为6.8Ω

c .两位数字后加R 标注法 两位数字后加R 标注法中,第一位数字表示该电阻值的的第一位有效数字,第二位数字表示该电阻值的第二位有效数字,

末尾字母R 表示该电阻值的小数点位置。

图2-1-5(a )前两位位数字为47,R 表示小数点,其阻值为47Ω;图2-1-5(b )前两位数字为22,R 表示小数点,,其阻值为22Ω (2)、电阻器的选用 1)电阻值

在选用电阻器时,首先要选择电阻器的标称阻值,然后还要考虑电阻器的工作温度、过电压以及使用环境等,这些都会使其阻值发生漂移。不同结构、不同工艺水平及不同材料的电阻器,其电阻值的精度及漂移值不同。在选用时,应特别注意这些影响电阻值的因素。

2)额定功率

电阻器的额定功率必须满足电路设计所需电阻器的最小额定功率,在直流状态下,电阻R 在电路中耗损功率为R I P 2

,其中I 为流过电阻器的电流,R 为电阻器阻值。选用时,电阻器的额定功率应大于这个值。在脉冲条件或间歇负载情况下,电阻器能承受的瞬时最大功率可大于额定功率,但需注意以下几点:

a .电阻器在电路中的平均功率不能超过其额定功率值;

b .不允许连续过负载;

c .电阻器两端最高电压不应超过允许值;

d .电位器的额定功率是考虑整个电位器阻值在电路中的加载情况,对部分阻值加载情况下的额定功率值应相应下调。

3)高频特性

在高频情况下,电阻阻值会随频率变化而变化。线绕电阻器的高频特性最差;合成电阻器次之;薄膜电阻器具有最好的高频特性,绝大多数薄膜电阻在频率高达100MHz 时还能保持其有效直流电阻值基本不变。但频率进一步升高时,其阻值随频率变化而变化的情况会很明显。 2. 电容器 (1)标称值

【单位pF 】39 P 43 P 47 P 51 P 56 P 62 P 68 P 75 P 82 P 91P 100P 120 P 150 P 180 P 200 P 220 P 240 P 270 P 300 P 330 P 360 P 390 P 470 P 560 P 620 P 680 P 750 P

【单位nF 】1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 10 15 18 22 27 33 39 56 68 82

【单位uF 】0.1 0.15 0.22 0.33 0.47 1.0 (1.5) 2.2

(2)作用:电容器是一种存储电能的元件,由两个金属电极中间夹一层绝缘材料介质构成,电容器在电子线路中的作用一般概括为:通交流、阻直流。电容器通常起隔直、滤波、旁路、耦合、去耦、移相、温度补偿、计时、调谐等作用,是电子线路必不可少的组成部分。

隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过;旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路; 耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路而隔断直流;滤波:将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波,接近于直流,或与电感、电阻配合构成电路滤除不需要的频率成分;温度补偿:针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿,改善电路的稳定性;计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数;调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机。储能:储存电能,用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯,加热设备等等。在集成电路、超大规模集成电路已经大行其道的今天,电容器作为一种分立式无源元件仍然大量使用于各种功能的电路中,其在电路中所起的重要作用可见一斑。

电容量的标准单位为F (法拉),在实际使用时,F 作为单位太大,不便于使用,工程中常用mF 、μF 、nF 、pF 等单位,其换算关系为: 1F =3

10mF =6

10μF =9

10nF =12

10pF

(3)电容器的标志方法

电容器的容量、误差和耐压都标注在电容器的外壳上,其标注方法有直标法、文字符号法、数字法和色标法。

1)直标法

直标法就是直接将容量、误差、耐压等参数直接标注在电容器外壳上,常用于电解电容器参数的标注

2)文字符号法

使用符号法标注时,容量的整数部分写在容量单位符号前面,容量的小数部分写在容量单位符号的后面,例如4n7表示4.7nF ,47P 表示47pF 。

允许误差用D 表示±0.5%,F 表示±1%,G 表示±2%,J 表示±5%,K 表示±10%,M 表示±20%。

3)数字法

在一些瓷片电容器上,常用三位数字表示标称电容,单位为Pf ,其中前两位为有效数

10pF,字,最后一位表示倍率,及有效数字后0的个数。例如473表示其标称容量为4733

10pF,允许误差为±5%。

472J表示其标称容量为4732

4)色标法

色标法类似于电阻器的色标法,前两条色环(或色点)为有效数字,第三环(或色点)表示倍乘因数,单位为pF,第四环表示允许偏差,第五环(或色点)表示标称电压。电容器的电容量五色环(或色点)表示法如表2-2-3所示。

(4)电容器在电路中的正确选用

电子电路中,电容器使用量几乎占到1/4,其故障率占到1/7,而电容器损坏或失效的原因很多是因为选择或使用不当造成。因此在电子线路设计中,正确选用电容器显得非常重要。耐压、容量、工作温度、精度等。

3.电感器

1)直标法

直标法是指直接将电感器的电感量、误差等级、最大直流工作电流等用文字标注在电感器的外壳上。如BⅡ390μH表示的电感器其最大直流工作电流为150mA、误差为±10%、电感量为390μH。

2)色标法

色标法是指在电感器的外壳上涂上各种不同颜色的色环,用来标示其主要参数。电感器色标一般为四环色标,第一环表示电感量有效数字第一位,第二环表示电感量有效数字第二10倍乘数,第四环表示偏差。电感量单位为mH,电感器色标含义如表2-3-1位,第三环表示n

所示。

3)品质因素Q

品质因素Q是反映线圈质量的重要参数,在自制电感线圈时,应把提高Q值、降低损耗作为重点来考虑。为提高Q值,可根据使用频率选用线圈的导线。工作于20KHz以内的低频线圈,一般采用漆包线等带绝缘的导线绕制;工作于20KHz~2MHz之间的线圈,宜采用多股绝缘线绕制,这样可增加导体的有效截面积,从而可克服集肤效应的影响;工作于2MHz 以上频率的线圈,宜采用单根粗导线绕制,导线直径一般为0.3~1.5mm。这样可以降低线圈电阻,使Q值提高。

除了合理选择线圈导线外,骨架的质量,线圈大小,绕制方法等也会影响Q值。应选用优质的线圈骨架以减小线圈的介质损耗。尤其在高频情况下,需选用高频介质材料,如高频瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作为骨架,并采用间绕法绕制。

4)导线直径

为减小线圈功率损耗,在可能的条件下,宜采用直径大一些的导线。对于一般线圈,单层线圈直径取12~20mm,多层线圈取6~13mm,但从体积考虑不宜超过20~25mm。

另外选择合适的线圈尺寸对减小损耗也很重要。对单层线圈,当绕组长度L与线圈外径D的比值L/D=0.7时,损耗最小;对多层线圈,L/D=0.2~0.5,且绕组厚度H与线圈外径D的比值H/D=0.25~0.1时,其损耗最小;绕组厚度H和绕组长度L与线圈外径D之间满足3H+2L=D的情况下,损耗也最小。采用屏蔽罩的线圈,屏蔽罩会使线圈损耗增加, Q

D与线值降低。因此屏蔽罩尺寸不宜过小,但过大会增大体积,根据经验,当屏蔽罩直径

S D/D=1.6~2.5时,Q值降低不大于10%。另外,采用磁心可使线圈匝数

圈直径D的比值

S

大大减少,从而减小了线圈电阻,使线圈损耗大大减小,同时也大大提高了线圈的Q 值。

5)工作频率

选用电感器一定要考虑其工作频率,工作于不同频率的电感器其特性区别很大。在音频段工作的电感器,通常采用硅钢片为磁心材料;在20KHz ~2MHz 之间的电感器,一般选用铁氧体磁心,并用多股绝缘线绕制;工作于2MHz 以上频率的电感器,宜选用高频铁氧体磁心,也可用空气心的线圈,且宜采用单股粗镀银铜线绕制;工作于100MHz 以上频率的线圈,一般选用空气心线圈,如需微调,可选用带铜心的线圈。

6)分布电容

在高频使用的线圈,还要注意其分布电容的影响,分布电容影响电感器的自谐频率,分布电容越小,自谐频率越高,使用时工作频率应不大于线圈的自谐频率。

7)静电屏蔽

电感器在使用时还应注意屏蔽问题。在实际使用时,应当防止外界电磁场对电感器产生影响及电感器本身电磁场的泄漏。最好的屏蔽办法就是将电感器置于密闭的金属盒内。电感线圈的屏蔽有两种情况:一种是低频电感器的屏蔽,低频情况下主要是磁屏蔽,采用磁性材料作屏蔽盒,通常采用较厚而导磁性能良好的铁磁材料或坡莫合金;另一种是高频线圈的屏蔽,高频时由于容易产生涡流现象,因此屏蔽盒宜采用导电良好的金属材料,如铜、铝等d=

2

4.R 、L 、C 的应用

1)R 、L 、C 串联、并联谐振 2)L 、C 电流、电压相位关系

3)1cm 长的导线的电感10-9

mH.100MHz 时,其感抗是多少?

XL =2πfL=628Ω

电容器常用作集成电路电源端滤波元件,低频滤波和高频滤波。 (二)变压器

μ1/μ2=n1/n2;I1/I2=n2/n1;

匝数少边的电阻折算到匝数多的电阻将升高,

RL ’=RL(n1/n2)2

;(次级负载电阻折算到初级的等效负载电阻)。因此,变压器具有隔离,变压,阻抗变换等作用。 (三)二极管

二极管正向导通时也具有稳压的特性;(区分二极管直流压降(大)和交流压降(小))应用于整流、检波、限波、稳压、变容,双向限幅, 桥式整流滤波电容一般选几百μ(大了好)、漏电流小的电容器。反向应用二极管:变容二极管、光电二极管、稳压二极管(反向击穿应用) (四)三极管BJT 、场效应管FET

动态范围是FET 大;噪声是BJT 大(因rbb ’);非线性是BJT 大(指数型i=I S e V/VT

),场效

应管是平方律型的曲线(i=a0+a1V+a2V 2

);三极管及场效应管分类和主要参数;应用(放大及开关应用)。晶体管共发射极的截止频率f β的定义是: A 、β=β0时的工作频率 B 、β=0.707β0时的工作频率 C 、β=2β0时的工作频率 D 、β=1时的工作频率

二、考试内容分述——电路基本定理 (一)基尔霍夫电压、电流定理 (1)、电流

带电粒子或电荷在电场的作用下的定向运动形成电流,其大小用物理量电流表示,电流在数值上等于单位时间内通过某一横截面的电荷量。

在国际单位制(SI )中,电流的单位为安培,符号为A 。当电路中某一截面在1s 时间内通过1C 电荷量时,电路中该处电流为1A 。

根据需要,电流的单位的还可用kA (千安)、mA (毫安)μA (微安),它们与SI 单位A 的关系是mA 10A 1A

10kA 133==

人们通常把正电荷移动的方向规定为电流的实际方向。电流的实际方向是客观存在的,但在分析复杂电路时,很难用实际方向进行分析计算,原因之一是分析之前很难事先判断某支路中电流的实际方向;原因之二是当电流是交流量时,.电流的方向不断随时间变化。解决办法是引入参考方向的概念,对于电流这种具有两个可能方向的物理量,可以任意选定一个方向作为某支路电流的参考方向,用箭头表示在电路图上,以此参考方向作为电路计算的依据,计算完毕后,根据计算结果的正负来判断实际方向与参考方向的关系。 (2)、电压 电路中,单位正电荷从电路的一点移至另一点的过程中能量变化的数值,称为该两点间的电压。

在国际单位制(SI )中,电压的单位为及换算关系:

若取电路中某一点为参考点,则电路中点A 到参考点的电压称为A 点的电位。

参考点的选择是任意的。参考点的电位为零。工程上常选大地或机壳等接地点为参考点。电位的单位与电压的单位相同。

电压与电位的关系为:a 、b 两点之间的电压等于这两点之间的电位差,即B A AB V V U -= 电压的实际方向与参考方向:

1)电压的实际方向:若电荷从a →b 为失去能量时,方向为 a →b ,且a 为+,b 为-,即a 点为高电位,b 点为低电位。所以电压的实际方向为从高电位指向低电位。

2)电压的参考方向:人为规定。二者关系:u>0 相同,u<0 相反。 3)电位的参考方向规定为从某点指向参考点。

说明:电位可正、可负。例如:A V >0 ,表示A 点电位高于参考点电位,反之亦然。 (3)、电压电流的关联参考方向

电压电流的参考方向关系共4种:

(a )关联参考方向 (b )关联参考方向 (c )非关联参考方向

(d )非关联参考方向

图1-5 (4)、电功率与电能

电路中的电场力推动正电荷在电场中运动时,电场力做功同时电路吸收能量。电路在单位时间内消耗的能量,称为电路吸收的电功率,简称功率。

(a)

(b)i u a b (c)(d)u i a b

功率随时间变化时,则有t

w

t w t p t d d lim

)(0=??=→?

将d w=u d q ,且d q=i d t 代入得:p=ui 单位:瓦特(W)

工程上常用的单位换算有: u 、i 方向与 p 的关系:

1)u 、i 取关联参考方向时: p>0为吸收功率, p<0为发出功率; 2)u 、i 取非关联参考方向时: p>0为发出功率, p<0为吸收功率;

在一段时间内电路消耗的功率。在直流电路中可表示为:W=Pt 。若在交流电路中,功

率随时间变化,则电路消耗的能量表示为

单位:焦[耳] 符号:J

工程和生活中还常用千瓦小时作为电能的单位,

关系是: 1kW 2h=310W 33600s=6106.3?J=3.6MJ

(5)基尔霍夫电流、电压定理 如图1-14各个元件的连接方式。由连接关系支配的各回路电压之间 和各支路电流之间应遵循一定的关系。

1)电路中的几个专有名词 以图1-14为例:

图1-14

a )支路:电路中的每一个二端元件称为一条支路(10条)。 习惯上:几个相串联的元件分支构成一条支路(6条)。

b )节点:元件之间的连接点。(8个)

习惯上:三条及三条以上支路的联接点(4个)。

c )回路:电路中任意闭合路径。(共有7个回路)

网孔:再分不出其他回路的回路(即网孔是最小的回路)。(4个,有3个内网孔,1个外网孔)

2)基尔霍夫电流定理

内容:对于集总参数电路,在任意时刻,流出电路任一节点的电流之和等于流入该节点的电流之和。 即 ∑i 入=∑i 出 若规定流出节点的电流为正,流入的为负,则KCL 又可表示为:∑i =0 例如图1-14中节点a 的KCL 为:

132i i i =+ 或者 0321=++-i i i

说明:

a )KCL 与电路元件的性质无关;

b )对于电路中任意节点,可列出KCL 方程求得未知电流;

c )KCL 可以推广到电路中任意封闭面

例如图1-14中红色虚线包围的封闭面有KCL :

05432=++--i i i i 上式可由节点c ,f 的KCL 方程相加得到。

??

==t t t ui t p w 00

d d mW 101W W,101kW kW,101MW 333===0

(005432642563=++--+=++

-=+--i i i i i i i i i i a

3)、基尔霍夫电压定理

内容:对于集总参数电路,在任一时刻,任一回路中,沿该回路全部支路电压的代数和等于零。即∑u =0

说明:

a )KVL 与电路元件的性质无关;

b )使用KVL 的方法:先规定各支路(或元件的)参考方向,再选定回路绕行方向,最后列出KVL 方程。列写KVL 方程时,分电压的参考方向与回路绕行方向一致的项取正号,反之取负号。

c )KVL 可推广至假想回路。

例如:如图1-15示电路。列出KVL 方程。

先选择各元件上的参考方向。 再选择回路绕行方向。

列写KVL 方程: 012=--+u u u u S

小结:

a )理想电压源和理想电流源是忽略了实际电源内阻后的理想电路元件。前者的电压和后者的电流与负载无关,而前者的电流和后者的电压则与负载有关。

b )KCL 和KVL 适用于任何集总参数电路。它们是电路理论的基石。 (二)迭加定理、戴维宁定理 (1)电阻的串并联

串联电阻具有分压作用,电阻越大,分压越高。

两个串联电阻的分压公式: u R R R u 2111+=

u R R R u 2

12

2+=

两个电阻并联公式:2

1

eq

111R R R += 即 2

112eq R R R

R R +=

两个电阻的分流公式:

i R R R i R R i 2121

eq 1+=

=

和 i R R R i R R i 2

12

2eq 2+==

(2)迭加定理

叠加定理是线性电路(RLC 参数为定常值)中一条十分重要的定理,叠加定理不仅可以用来计算电路,更重要的是建立响应与激励之间的内在关系。

在线性电路中,任一时刻,任一处的响应等于各独立源单独作用时,在该处响应的叠加。 如图1-16,电路中有两个激励,通过电源等效变换后可求得

R 2s R 1

+i

u

1-16

2

u S

i i i R R R R R u i R u R R R i ''+'=+++=???

? ??++=

s 211

21s s 1s 211 即: s s i k u k i 21+= k 1、k 2为常数

从上式可见,在线性电路中,响应i 可以看成是2个激励各自产生的响应的叠加。 对n 个独立电源的线性电路,响应: ()∑∑==+=q

j j j p

i i i i k u k t f 1

s 1

s

其中:p + q = n ki 、kj 均为常数

使用叠加定理时应注意:

1)叠加定理只适用于线性电路。

2)线性电路中的电压电流响应可叠加,而功率不可叠加。

3)使用叠加定理时,去掉的独立电源应置零,即:电压源短路,电流源开路。

4)各电源单独作用时,所求电压电流的参考方向应与原电路参考方向保持一致,这样最后叠加时可直接将各分量相加。

5)叠加方式是任意的,电源可单独作用,也可分组作用。 例1-5 见图,用叠加原理求I 。

12V

Ω

图a

例1-5图 解:12V 电压源单独作用(如图a):

A =?+=

++?+=

'327

12411

2841212

44//74

//7I

A 图b

图c

例1-5图

6A 单独作用(如图b): A -=?+++-=

''3

8

6124//444I

2A 单独作用(如图c): A -=?+++-=

'''92

2244//411I 叠加: A -=--='''+''+'=22.29

2

3832I I I I

(3)戴维宁定理

内容:任一线性含独立电源的单口网络,对外而言,总可以等效为一理想电压源与电阻串联的电路。其理想电压源的电压等于原单口网络端口处的开路电压,其串联电阻的阻值等于去掉原单口网络内部全部独立源后,从端口看入的等效电阻。 戴维宁定理也可以用图形叙述如下:

a

b

有源

N

a

b

+

-

u oc

图1-17

1)u oc 的求法:

a )通过测量的方法测出u oc 。

b )将外电路断开,用电路分析方法求断开口处的u o

c 。 2)R 0的求法:

a )将N s 内部电源全部去掉,求从端口看入的R eq=R 0 。

b )将N s 断开口a 、b 直接短接,求i s

c ,

c )去掉N s 中独立源,在断口a 、b 处外加u ,产生i ,

例1-6图示电路,当R 分别为1Ω、3Ω、5Ω时,求相应R 支路电流。 解:求u oc :将左边电路作电源等效变换后,有:

212V

例1-6图(a ) 例1-6图(b )

例1-6图(c ) 例1-6图(

d )

求R 0 :

戴维宁等效电路如右图:

当R =1Ω时:

A =+=

41316

I

1

1V 1684

44

1416oc =?+-

?+=u Ω

=+=34//41o R

I 16 V 3

sc oc 0i

u R =

当R=3Ω时:

A

=

+

=67

.2

3

3

16

I

例1-6图(e)

当R=5Ω时:

A

=

+

=2

5

3

16

I

(三)四种滤波器(带通、带阻、低通、高通)

低通滤波器RC越小,其fh越高,高频方波通过时失真就越小,高通滤波器当RC越大时,其fl就越低,方波通过它

时产生失真就越小。

低通还可做为积分电路,高

通还可做微分电路。

放大电路阻容耦合

C1,C2,C3影响低频特性,C小了

低频特性差,会产生低频失真;

三极管结电容影响高频特性,结

电容大了,高频特性差。

带通滤波、带阻滤波器。

三、考试内容分述——模拟电子电路

(一)基本放大电路(共e、共C电路为主,共B次之)(对应的共S、共D、共G)

1、电路特点,动态范围最大的是共C,(共D,比共C更好);频率特性好的是共B(共G更好);共C(共D)的特点是输入阻抗高。输出阻抗小,同相放大器且放大倍数近似为1。

2、小信号放大器的输入信号动态范围一般为几毫伏~几十毫伏

3、放大电路各元件作用及参

数计算。4。放大电路产生失

真的原因。5,通频带和放大

倍数乘积为常数;6,方波经

过放大电路时,上升沿时间拉

长是FH小产生了高频失真。

(二)负反馈放大电路

1、负反馈对放大电路性能影响,负反馈会使放大电路增益降低,但增益稳定度提高了,上限截至频率增加了,下限截至频率降低了,即放大电路频带被展宽了;四种负反馈对放大电路性能影响

1)电压串联负反馈——稳定输出电压,降低输出电阻,提高了电路带负载能力,提高了电路输入电阻,减小了放大电路对信号的影响。也减小了其对前级电路的影响。

2)电流串联负反馈——稳定了输出电流、提高了输出电阻,但带负载能力下降;提高了电

路输入电阻,减小了放大电路对信号的影响。也减小了其对前级电路的影响。

3)电压并联负反馈——稳定输出电压,降低输出电阻,提高了电路带负载能力,降低了电路输入电阻,增大了放大电路对信号的影响。也增大了其对前级电路的影响。

4)电流并联负反馈——稳定了输出电流、提高了输出电阻,但带负载能力下降;降低了电路输入电阻,增大了放大电路对信号的影响。也增大了其对前级电路的影响。

因此测量放大器、电压表的输入级一般用串联负反馈以提高他们的输入电阻,减小对测量对象的影响。

信号源的输出级一般用电压负反馈提高其带负载能力,减小其输出电阻,高频信号源输出电阻几十欧姆,低频信号源一般几百欧姆。注意反馈计算公式及深度负反馈计算公式。(三)运算放大电路

1、内部组成,差动放大电

路特点;输入输出方式;

相位关系,单端和双端放

大倍数区别;

2、理想条件参数,“虚短”

“虚断”的概念

3、正反向放大、加法、减

法、微分、积分,滤波电

注意方波时方波的宽度和充

电时间关系不同,波形的变化

及幅度的变化。

高通滤波器RC大fl小,方波

通过时失真小,低通相反。

4、过零比较器,非过零单门限比较器,

迟滞电压比较器,窗口电压比较器,

要求能分辨处运放是线性应用还是非

线性应用,会画出输入输出波形。

Vi为3V,100KHz方波,画出A点波形,

标出其幅值,画出Vo波形。

已知某照相机快门局部电路如图,J为

控制快门开关的磁电式弹簧,当快门按

钮按下后,弹簧工作,曝光开始,此时

Vo为低电平,当Vo为高电平时,弹簧不工作,

曝光结束,请回答:A。按下快门,VA由低变为

高电平,请画出此瞬间后VN的电压变化曲线。B。

对应VN画出运放输出Vo的变化曲线,标明快门

关闭、曝光结束的时刻。C 。当电压V (1。5V 电压)值变小后,快门曝光时间是变长还是缩短。

(四)正弦波振荡电路

1、种类:RC 串并联震荡器(搞清相位关系及电路构成,其特点是电路简单、适合低频振荡、

稳定度差);LC 震荡器(电感三点式,电容三点式,适合频率较高场合,稳定度优于RC10-3

~10-4);稳定度要求10-5以上时选用石英晶体振荡器(适合高频振荡,稳定度高,频率单一),频率可调稳定度更高时选DDS (数字频率合成器)及PPL (锁相环路),震荡器相位平衡幅度平衡及起振条件,会用相位法判断电路是否能起振,会频率计算。 2、各种震荡器的交流等效电路。

已知电路如图,请回答(电路正常工作时)这是什么电路?画出输出信号V 0的波形。计算出V 0信号的频率值。两个运算放大器分别起什么作用?

(答○

1这是正弦波信号产生电路,或RC 振荡器及其输出电路。其输出

V 0为正弦波信号,如图所示○

2f 0=1/2∏RC=1/(6.2831.63103

31000310-12

)=106

/10≈

100KHZ ○

3左侧运放与外围电路组RC 正弦波振荡电路,右侧运放组成同相比例放大电路,使负

载变化对RC 振荡电路的影响减弱,使输出信号幅度与频率稳定。 (五)稳压电路

二极管稳压电路,输入输出波形;串联调整稳压电路组成框图、工作原理、各主要点波形及幅度值关系。部分电路图及元器件选择;开关稳压电源电路组成框图、工作原理、各主要点波形及幅度值关系。部分电路图及元器件选择。桥式整流后滤波电容选择。 ○

1组成框图(3分)○2主要点波形如上图所示(2分)○3主要点信号的电压值如上图所示(2分) ○

4桥式整流电路如右图(3分) ○

4桥式整流电路如右图(3

分)注意:○1 C 点电位一定要比12V 大4~6,过大过小

均要扣分,若C 点等于12V ,

则不给分。○2 A 点电位(有效值)一定低于B 点值

1~2V ,若二者相等扣1~2分,若A 点电位低于B 点则不给分

(六)功率放大电路 1、OTL 、OCL 、BTL 电路原理; 2、OCL 功率及效率的计算

L

CES CC O R U V P 2

)(21-?

= CC

CES

CC V U V -?

=

4πη

3、OTL 电路中几点问题: ○

1C 的作用:

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