第四章频率变换电路基础自测题
一、填空题
1.具有________功能的电路，属于非线性电路。
2.非线性器件具有________作用。表征非线性电阻性器件的动态参量是________。
3.根据非线性器件不同的工作状态，可用不同的函数对其近似。在分析方法上，主要采用
________、________、________。
4.当作用于二极管的电压、电流较小时，可用________来进行分析，当激励信号较大时，
可用________来分析。
5.非线性器件具有________作用，其输出电流中所含组合频率分量的多少与________有
关。
6.相乘器是实现两个信号________，完成________功能的器件，它在高频电子技术中具有
十分广泛的用途。
7.相乘器电路可用来完成信号频谱的________，也可实现频谱________变换。
8.相乘器可实现较理想的相乘，进行频谱搬移，即输出端只存在两输入信号的________、
________。
二、单项选择题
1.下列器件具有非线性特性的是________。
（1）滑动电位器（2）抽头电感器
（3）可变电容器（4）变容二极管
2.非线性器件的参数是________的函数。
（1）工作电压（2）工作电流
（3）工作电压、电流（4）指数
3.当非线性器件正向偏置，且输入信号较小时，一般采用________分析方法。
（1）幂级数展开法（2）线性函数
（3）线性时变分析法（4）开关函数分析法
4.当器件正向偏置，又有两个幅值相差较大的信号作用时，可采用________进行分析。
（1）幂级数展开法（2）线性函数
（3）线性时变分析法（4）开关函数分析法
5.两个幅值相差较大的信号作用在一个非线性器件上，且输入信号较小时，则此器件的工
作状态可认为是________。
（1）幂级数状态（2）线性工作状态
（3）线性时变工作状态（4）开关工作状态
6.二极管环形电路比二极管平衡电路输出组合频率分量要________。
（1）多（2）少
（3）一样（4）完全不同
7.二极管环形电路比二极管平衡电路输出的频率分量的幅度要________。
（1）多一倍（2）多二倍
（3）少一倍（4）一样
8.非线性电阻性器件的特性可用________来描述。
（1）伏安特性（2）伏库特性
（3）动态曲线（4）折线
9.非线性器件的电导参数与________有关。
（1）工作电压（2）工作电流（3）工作电压或电流（4）频率
三、判断题
1.非线性电路中至少包含一个非线性器件。
2.非线性器件具有频谱变换的作用
3.可变电容是非线性电容器件。
4.双极型晶体管是非线性器件。
5.时变电导g(t)与静态工作点Q无关。
6.在开关工作状态时，非线性器件频率变换所产生的频率分量比非开关工作状态时要少。
7.可以认为开关工作状态是线性时变工作状态的特例。
8.相乘器的输入与输出的关系式可近似地表示为u o=ku1u2。
9.应用相乘器实现频率变换后，频率分量少得多，这是相乘器的主要优点。
10.双差分四象限模拟相乘器的优点还有实现输出电压与两个输入电压相乘关系的动态范
围较大。
11.双差分四象限模拟相乘器在实现相乘运算时，其相乘系数中含有与温度有关的量。
12.二极管环形电路比二极管平衡电路输出组合频率分量要多。
基于LM331频率电压转换器电路设计LM331基本上是从国家半导体精密电压频率转换器。该集成电路具有手像应用模拟到数字的转换，长期一体化，电压频率转换，频率电压转换。宽动态范围和出色的线性度，使适合上述应用的IC，这里的LM331作为电压转换器转换成一个成比例的电压，这是非常线性的输入频率与输入频率的频率有线。电压转换的频率达到差分输入频率使用电容C3和电阻R7，和由此产生的脉冲序列喂养的PIN6的 IC(阈值)。在PIN6负由此产生的脉冲序列的边缘，使得内建 说明 LM331基本上是从国家半导体精密电压频率转换器。该集成电路具有手像应用模拟到数字的转换，长期一体化，电压频率转换，频率电压转换。宽动态范围和出色的线性度，使适合上述应用的IC，这里的LM331作为电压转换器转换成一个成比例的电压，这是非常线性的输入频率与输入频率的频率有线。电压转换的频率达到差分输入频率使用电容C3和电阻R7，和由此产生的脉冲序列喂养的PIN6的 IC(阈值)。在PIN6负由此产生的脉冲序列的边缘，使得内建的比较器电路，触发定时器电路。在任何时刻，电流流过的电流输出引脚(引脚6)将输入频)的值成正比。因此，输入频率(FIN)成正比的电压(VOUT)率和定时元件(R1和C1 将可在负载电阻R4 。电路图
注意事项 该电路可组装在一个VERO板上。 我用15V直流电源电压(+ VS)，同时测试电路。 LM331可从5至30V DC之间的任何操作。 R3的值取决于电源电压和方程是R3 =(VS - 2V)/(2毫安)。 根据公式，VS = 15V，R3 = 68K。 输出电压取决于方程，VOUT =((R4)/(R5 + R6))* R1C1 * 2.09V *翅。壶R6可用于校准电路。
《模拟电子技术基础》课程设计报告题目电压/频率变换器 班级电科1124 姓名冯刚毅 学号201211911406 成绩 日期
课程设计任务书
一电压/频率变换器的设计方案简介 1.1 实验目的及应用意义 1．学习简单积分电路的设计与由555定时器组成的单稳态触发器。 2．用multisim设计出实验原题图，使V I变化范围：0∽10V，f o变化范围：0∽10kHz；并分析其功能原理。 1.3 设计思路 电压/频率变换器的输入信号频率f。与输入电压V i 的大小成正比，输入控制电压V i常为直流电压，也可根据要求选用脉冲信号做为控制电压，其输出信号可为正弦波或者脉冲波形电压。 本设计利用输入电压的大小改变电容的充电速度，从而改变振荡电路的振荡频率，故采用积分器作为输入电路。积分器的输出信号去控制电压比较器或者单稳态触发器，可得到矩形脉冲输出，由输出信号电平通过一定反馈方式控制积分电容恒流放电，当电容放电到某一域值时，电容C再次充电。由此实现V i 控制电容充放电速度，即控制输出脉冲频率。 1.4 原理框图设计
电压频率转换器原理框图1.5 电路图
二电压频率变换器各单元电路设计 2.1 积分器设计 积分器采用集成运算放大器和R C 元件构成的反向输入积分器。具体电路如下： 2.2 单稳态触发器设计 单稳态触发器采用555 定时器构成的单稳电路。具体电路如下：
2.3 电子开关设计 电子开关采用开关三极管接成反向器形式，当触发器的输出为高电平时，三极管饱和导通，输出近似为0，当触发器输出为低电平时，三极管截止，输出近似等于+Vcc。 2.4 恒流源电路设计 恒流源电路可采用开关三极管T，稳压二极管D z 等元件构成。具体电路如下所示。当V1’为0时，D2，D3 截止，D4 导通，所以积分电容通过二极管放电。当V1’为1 时，D2，D3 导通，D4 截止，输入信号对积分电容充电。在单稳态触发器的输出端得到矩形脉冲。
《电路分析基础》第一章~第四章练习题 一、基本概念和基本定律 1、将电器设备和电器元件根据功能要求按一定方式连接起来而构成的集合体称为。 2、仅具有某一种确定的电磁性能的元件，称为。 3、由理想电路元件按一定方式相互连接而构成的电路，称为。 4、电路分析的对象是。 5、仅能够表现为一种物理现象且能够精确定义的元件，称为。 6、集总假设条件：电路的??电路工作时的电磁波的波长。 7、电路变量是的一组变量。 8、基本电路变量有四个。 9、电流的实际方向规定为运动的方向。 10、引入后，电流有正、负之分。 11、电场中a、b两点的称为a、b两点之间的电压。 12、关联参考方向是指：。 13、电场力在单位时间内所做的功称为电功率，即。 p=，当0?p时，说明电路元件实际 14、若电压u与电流i为关联参考方向，则电路元件的功率为ui 是；当0?p时，说明电路元件实际是。 15、规定的方向为功率的方向。 16、电流、电压的参考方向可。 17、功率的参考方向也可以。 18、流过同一电流的路径称为。 19、支路两端的电压称为。 20、流过支路电流称为。 21、三条或三条以上支路的连接点称为。 22、电路中的任何一闭合路径称为。 23、内部不再含有其它回路或支路的回路称为。 24、习惯上称元件较多的电路为。 25、只取决于电路的连接方式。 26、只取决于电路元件本身电流与电压的关系。 27、电路中的两类约束是指和。
28、KCL指出：对于任一集总电路中的任一节点，在任一时刻，流出（或流进）该节点的所有支路电 流的为零。 29、KCL只与有关，而与元件的性质无关。 30、KVL指出：对于任一集总电路中的任一回路，在任一时刻，沿着该回路的代 数和为零。 31、求电路中两点之间的电压与无关。 32、由欧姆定律定义的电阻元件，称为电阻元件。 33、线性电阻元件的伏安特性曲线是通过坐标的一条直线。 34、电阻元件也可以另一个参数来表征。 35、电阻元件可分为和两类。 36、在电压和电流取关联参考方向时，电阻的功率为。 37、产生电能或储存电能的设备称为。 38、理想电压源的输出电压为恒定值，而输出电流的大小则由决定。 39、理想电流源的输出电流为恒定值，而两端的电压则由决定。 40、实际电压源等效为理想电压源与一个电阻的。 41、实际电流源等效为理想电流源与一个电阻的。 42、串联电阻电路可起作用。 43、并联电阻电路可起作用。 44、受控源是一种双口元件，它含有两条支路：一条是支路，另一条为支路。 45、受控源不能独立存在，若为零，则受控量也为零。 46、若某网络有b条支路，n个节点，则可以列个KCL方程、个KVL方程。 47、由线性元件及独立电源组成的电路称为。 48、叠加定理只适用于电路。 49、独立电路变量具有和两个特性。 50、网孔电流是在网孔中流动的电流。 51、以网孔电流为待求变量，对各网孔列写KVL方程的方法，称为。 52、网孔方程本质上回路的方程。 53、列写节点方程时，独立方程的个数等于的个数。 54、对外只有两个端纽的网络称为。 55、单口网络的描述方法有电路模型、和三种。 56、求单口网络VAR关系的方法有外接元件法、和。
《电路分析基础》第四版下册(李翰荪著)课后答案下载电路分析基础以电路理论的经典内容为核心，以提高学生的电路理论水平和分析解决问题的能力为出发点。以下是由关于《电路分析基础》第四版下册(李翰荪著)课后答案下载地址，希望大家喜欢! 点击进入：《电路分析基础》第四版下册(李翰荪著)课后答案下载地址 第1章电路的基本概念1 1.1电路模型1 1.1.1实际电路的组成与功能1 1.1.2电路模型2 思考题4 1.2电路变量4 1.2.1电流4 1.2.2电压5 1.2.3电功率8 思考题10 1.3欧姆定律11 1.3.1欧姆定律11 1.3.2电阻元件上消耗的功率与能量12 思考题13 1.4理想电源14 1.4.1理想电压源14
1.4.2理想电流源16 思考题18 1.5基尔霍夫定律18 1.5.1基尔霍夫电流定律(KCL)19 1.5.2基尔霍夫电压定律(KVL)21 思考题25 1.6电路等效26 1.6.1电路等效的一般概念26 1.6.2电阻的串联与并联等效27 1.6.3理想电源的串联与并联等效33 思考题36 1.7实际电源的模型及其互换等效36 1.7.1实际电源的模型36 1.7.2实际电压源、电流源模型互换等效37 思考题39 *1.8电阻Π、T电路互换等效40 1.8.1Π形电路等效变换为T形电路40 1.8.2T形电路等效变换为Π形电路42 思考题44 1.9受控源与含受控源电路的分析44 1.9.1受控源定义及其模型44 1.9.2含受控源电路的分析46
思考题48 1.10小结48 习题152第2章电阻电路分析57 2.1支路电流法57 2.1.1支路电流法58 2.1.2独立方程的列写59 思考题63 2.2网孔分析法63 2.2.1网孔电流63 2.2.2网孔电流法64 思考题69 2.3节点电位法69 2.3.1节点电位70 2.3.2节点电位法70 思考题76 2.4叠加定理、齐次定理和替代定理77 2.4.1叠加定理77 2.4.2齐次定理80 2.4.3替代定理81 思考题83 2.5等效电源定理84 2.5.1戴维宁定理84
第4章 频率变换电路基础 4.1非线性器件的伏安特性为212i a u a u =+，其中的信号电压为 1cos cos cos 22 cm c m m u U t U t U t ωΩΩ=+Ω+ Ω 式中，c ωΩ 。求电流i 中的组合频率分量。 解：212i a u a u =+ 2 122 222222 12211cos cos cos 2cos cos cos 22211cos cos cos 2cos cos cos 2242cos cos cos co cm c m m cm c m m cm c m m cm c m m cm m c cm m c a U t U t U t a U t U t U t a U t U t U t a U t U t U t a U U t t U U t ωωωωωωΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩ???? =+Ω+Ω++Ω+Ω ? ? ???? ????=+Ω+Ω++Ω+Ω ? ?????+Ω+() 2 s 2cos cos 2m t U t t ΩΩ+ΩΩ ∴电流i 中的频率分量为c ω、Ω、2Ω、2c ω、4Ω、c ω±Ω、2c ω±Ω、3Ω。其中组合频率分量为： c ω±Ω、2c ω±Ω。 4.2非线性器件的伏安特性为 (0)0 (0) d g u u i u >?=? ?==? ?=?
B 卷答案与评分标准 080101A010902AD01C#050085 （7分）解:设N 端口电压 电流为u ，i 如图所示，由KCL,KVL 分别得到 135()i i A =+= （1’） 115(51)10605()u i i V =--+-+=- （3’） N 吸收的功率为 (5)525()N P ui W ==-?=- （3’） N 发出25W 功率。 080101A020102AD01C#050113 （7分） S U 解：在所示图端口外加电压源，如下图所示 080101A020501AD01C#050224 （7分）解： （4’） （3’） 080101B040501AD05C#080621 （7分）
080101C030501AD01C#050454 （7分）解：125312K K -?=?+? 1224(2)4K K =-+? 解得113.5K =- 23 4 K =- （4分） 当2S I A =，6S U V =时，122627( 4.5)31.5U K K V =+=-+-=- （3分） 080101B060301BD05C#081020 （7分）缺答案 由线电压U 380V l =， 相电压'''2200V,220120V,220120V AN BN CN U U U =∠?=∠-?=∠+? 线电流'U 2200I 10A R 22 AN A A ∠? = = = 线电流'U 220120I 10120A R 22 BN B B ∠-? = = =∠-? 由于R C 短路，所以由KCL 可得，I I I 100101201060A C A B =+=∠?+∠-?=∠-? 080101B080303AD01C #051458 （7分）答案：去耦得 0.01F 0.03H 0.03H 0.01H - （1分） 等效电感为 0.010.0150.005L H =-+=（3分） 101410.0050.01 s LC ω-∴= ==? （3分）
单元六频率变换电路 课题： 单元六 6.1 频率变换的基本概念与信号的表示 6.2 模拟乘法器及其典型应用教学目的： 1. 理解频率变换的基本概念与信号的表示 2. 掌握模拟乘法器及其典型应用教学重点： 1.频率变换的基本概念与信号的表示（频谱） 2.模拟乘法器及其典型应用教学难点： 模拟乘法器应用电路的分析方法教学方法： 讲授 课时： 2 学时 教学进程
单元六频率变换电路 在通信和电子技术中，频率（或频谱）变换是很重要的概念。本章先简单介绍频率变换的基本概念，接着讨论实现频率变换的最重要的器件一一集成模拟乘法器及其简单的应用，最后分析频谱搬移实现原理。 6.1 频率变换的基本概念与信号的表示 一?信号的频谱 1 ?信号的频谱 是指组成信号的各个频率正弦分量按频率的分布情况，即用频率f （或角频率）作为横坐标、用组成这个信号的各个频率正弦分量的振幅Um作为纵坐标作图，就可以得到该信号的频谱图，简称频谱。 2?用频谱表示信号的优点： 可以更直观地了解信号的频率组成和特点，例如信号的频带宽度（带宽）等。 3.—个信号的表示方法：一是写出它的数学表达式；（时域） 二是画出它的波形；（时域） 三是画出它的频谱。（频域） 这三种表示方法在本质上是相同的，故可由其中一种表示方法得到其他两种表示方法。数学表达式表示信号既清楚又准确，波形和频谱表示信号比较直观。但对于某些复杂的信号或无规律的信号，要写出它的数学表达式或画出它的波形很困难，这时用频谱来表示这种信号既容易、又方便。因此用信号的频谱可以表示任何一种信号。 下面举几个例子来理解它们之间的相互转换关系。 ［例6-1］某电压信号的数学表达式为u（t） 3sin °t（V），试画出它的波形和频谱。 解：这是一个单一频率的正弦信号，其频率f o 。/2，其波形如图6-1 （a）所示。由于振幅Um=3V故其频谱如图6-1 （b）所示。 E 5 1 （a）单频倍号的涙形 （3单频信号的频満
第四章 电路定理 4-1 由图题4-1所示电路，用迭加定理求u 、i 。 图 题 4-1 答案 解：(a)当12V 电压源单独作用时： u'=5V 当6A 电流源单独作用时: 当两电源共同作用时: (b)当4V 电压源单独作用时: 当8V 电压源单独作用时: '' 5656 i A = ?='' 5u V =∴''' 7i i i A =+=' '' 7u u u V =+=-'' ' ' ' 3(2)40.4i i i i A ++==''0.4i A =' 2.4u V =8 )2(3' '''''-=++i i i A i 8.0''-=V u 8.4' '-=∴' '' 0.4i i i A =+=-' '' 2.4u u u V =+=-
4-2 如图题4-2所示电路,已知当 ,时, ; 当 时, 求当 时, 为多大? 图 4-2 答案 解:由迭加定理可知: 故有: 4-3 如图题4-3所示电路.求:(1) 时的 ;(2)欲使, ,应为多 大? 18s i A =212s i A =80x u V =18s i A =-24s i A =0 x u =1220s s i i A ==x u 1212 x s s u K i K i =+121281280840K K K K +=?? ? -+=?? 1 2.5 K ∴=2 5K =∴122.55150x s s u i i V =+=10s u V =3 i 30i =s u
图4-3 答案 解: 经等效变换后电路如图4-3(b)所示。 (1) 时, (2)若使 ,则 4-4 如图题4-4所示电路,已知K 在1时,;K 在2时,。求K 在3时i 值 图4-4 答案 解: K 在1时,。 K 在2时, 10s u V =31610782/33 11 i A += = +30 i =316u V =-mA i 40=mA i 60- =' 40i mA =''' 60i i i mA =+=-'' 100i mA ∴=-
频率变换电路简介 频率变换电路也称之为频率变频器(Converter)，为高频率电路独特的电路方式。如大家所详知的超外差(Superheterodyne)方式，便为频率变换的一种方式。频率变换电路可以将HF~VHF~UHF 等的宽频带频率信号变换为任意的频率范围。 频率变换的目的频率变换电路为将输入信号变换为另外的频率的一种电路。其构成如图l 所示，假设输入信号频率为fs，局部振荡电路的振荡频率为fosc，则经过频率变换后，可以得到(fs+fosc)与(fs-fosc)的信号输出。 图1 频率变换电路的工作原理(将二种信号合成，可以得到和或差的信号) 图2 传送接收机的频率变换电路的作用(此为可以将频率变换成为此原来频率更高或更低的频率，以便可以简单处理所需的信号频率。) 图2 所示的为在传送接收机内所使用的频率变换电路。其中的(a)为在接收机所使用的频率变换电路，称为超外差方式。此为将天线所输入的高频率信号，经过频率变换电路变换成为中间频率(IF 信号)。 为何要如此处理呢？如果将同一频率的高频率信号维持原状，一直放大，则在电路中，由于杂散结合等因素，会很容易产生振荡。如果利用变频电路，将其改变成为频率较低的中间频率，则可以有效地使用滤波器，且可以改善选择度。在图(b)的传送机中，在做调变工作原理时，所使用的载波频率不要太高，便可以维持电路的稳定。另外，从滤波器的选择度观点来说，也希望所使用的调变为数MHz，也即是，载波频率较低些，然后经过率变换电路后，便可以达到所需要的频率。 会产生相互调变特性的影响在接收机或传送机，由于使用频率变换电路，可以使性能改善。但是，也有其缺点。特别是在接收机方面，会产生相互调变失
长沙学院 课程设计说明书 题目125电压频率变换器的设计系(部) 电子与通信工程 专业(班级) 姓名 学号 指导教师 起止日期
模拟电路课程设计任务书（20） 一．设计题目 电压频率变换器的设计 二．技术参数和设计要求 1. 技术参数 （1）设计一种电压/频率变换电路，输入vi为直流信号（控制信号），输出频率为fo的矩形脉冲，且fo∝vi。 （2）vi变化范围为0～10V。 （3）fo变化范围为0～10kHz。 （4）转换精度<1%。 2. 设计要求 （1）画出电路原理图或仿真电路图； （2）元器件及参数选择； （3）电路仿真与调试； （4）PCB文件生成与打印输出； （5）编写设计报告：包括设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 （6）答辩，在规定时间内完成叙述并回答问题。 三．设计工作量 设计时间一周，2012年下学期进行。 四．工作计划 星期一：布置设计任务，查阅资料； 星期二~星期四：设计方案论证，进行电路设计，计算并选择电路元件及参数； 星期五：撰写设计报告及使用说明书，进行个别答辩。 五．参考资料 1．彭介华，《电子技术课程设计指导》，北京：高等教育出版社，1997； 2．高吉祥，《电子技术基础实验与课程设计》，北京：电子工业出版社，2005； 3．童诗白，《模拟电子技术基础》，北京：高等教育出版社，1988； 4．康华光，《电子技术基础——模拟部分》，北京：高等教育出版社，2006 六．指导教师 马凌云 七．系部审批
长沙学院课程设计鉴定表
目录 一．技术参数和设计要求 (4) 1.1. 技术参数 (4) 1.2 设计要求 (4) 二．设计思路 (4) 三．单元电路设计 (6) 3.1积分器的设计： (6) 3.2单稳态触发器的设计 (6) 3.3电子开关的设计 (7) 3.4恒流源电路的设计 (8) 四、总原理图及元器件清单 (9) 4.1总原理图 (9) 4.2元器件清单 (9) 五、基本计算与仿真调试分析 (9) 5.1基本计算 (9) 5.2仿真数据 (10) 六、课程设计总结 (13) 七、参考文献 (14) 一．技术参数和设计要求 1.1. 技术参数 （1）设计一种电压/频率变换电路，输入vi为直流信号（控制信号），输出频率为fo的矩形脉冲，且fo∝vi。 （2）vi变化范围为0～10V。 （3）fo变化范围为0～10kHz。 （4）转换精度<1%。 1.2设计要求 （1）画出电路原理图或仿真电路图； （2）元器件及参数选择； （3）电路仿真与调试； 二．设计思路 这个电路主要是有积分器，单稳态触发器，电子开关和恒流电路组成。具体原理框图如下：
1-9．各元件的情况如图所示。 （1）若元件A 吸收功率10W ，求：U a =? 解：电压电流为关联参考方向，吸收功率： V A W I P U I U P a a 10110=== →= （2）若元件B 吸收功率10W ，求：I b =? 解：电压电流为非关联参考方向，吸收功率： A V W U P I UI P b b 11010-=-=- =→-= （3）若元件C 吸收功率-10W ，求：I c =? 解：电压电流为关联参考方向，吸收功率： A V W U P I UI P c c 11010-=-== →= （4）求元件D 吸收功率：P=? 解：电压电流为非关联参考方向，吸收功率： W mA mV UI P 61020210-?-=?-=-= （5）若元件E 输出的功率为10W ，求：I e =? 解：电压电流为关联参考方向，吸收功率： A V W U P I UI P e e 11010-=-== →= （6）若元件F 输出功率为-10W ，求：U f =? 解：电压电流为非关联参考方向，吸收功率： V A W I P U I U P f f 10110-=-=- =→-= （7）若元件G 输出功率为10mW ，求：I g =? 解：电压电流为关联参考方向，吸收功率： mA V mW U P I UI P g g 11010-=-== →= （8）试求元件H 输出的功率。 解：电压电流为非关联参考方向，吸收功率： mW mA V UI P 422-=?-=-= 故输出功率为4mW 。
1-11.已知电路中需要一个阻值为390欧姆的电阻，该电阻在电路中需承受100V 的端电压，现可供选择的电阻有两种，一种是散热1/4瓦，阻值390欧姆；另一种是散热1/2瓦，阻值390欧姆，试问那一个满足要求？ 解：该电阻在电路中吸收电能的功率为： W R U P 64.25390 10022=== 显然，两种电阻都不能满足要求。 1-14．求下列图中电源的功率，并指出是吸收还是输出功率。 解：（a ）电压电流为关联参考方向，吸收功率为：W A V UI P 623=?==; （b ）电压电流为非关联参考方向，吸收功率为：W A V UI P 623-=?-=-=, 实际是输出功率6瓦特; （c ）电压电流为非关联参考方向，吸收功率为：W A V UI P 623-=?-=-=, 实际是输出功率6瓦特; （d ）电压电流为关联参考方向，吸收功率为：W A V UI P 623=?==. 1-19.电路如图示，求图中电流I ，电压源电压U S ，以及电阻R 。 解： 1.设流过电压源的12A 电流参考方向由a 点到d 点，参见左图所示。 （1） 求电流I: A A A I 156=-= （2） 求电压U S : A A A I ba 14115=-= 对a 点列写KCL 方程： V 3) (a V 3) (b V 3) (c V 3) (d 题图1-14 题图1-19（1）
一、填空题（每小题1分，共30分） 1． 电流的实际方向与电流的参考方向一致时，电流为 值（正、负）。 2． RLC 串联回路，谐振时的频率为 。 3． 一个二端网络的戴维南等效电路中的电阻为10Ω，则该二端网络的诺顿等效电路中的电阻为 Ω。 4． 一个不含独立电源的二端网络可以用一个 元件等效。 5． 1A 的电流通过12Ω的电阻，经过10分钟所产生的总热量为 。 6． 如图1所示，U ab ＝-6V ，a 点电位比b 点电位 。 7． 在图2所示电路中,已知I 1＝1 A, 则I 2＝ A 。 图1 图2 图3 8． 在图3所示的正弦交流电路中，已知交流电压表1V 和2V 的读数，则0V 的读数为 。 9． 三相电源供电方式有三相四线制和 制两种，照明电路的供电必须用 制。 10．照明电路的相电压为 线电压为 。 11．正弦电流i (t )=10sin(200πt +10o)A 的频率为________, 有效值为 ________。 12． 三极管工作在放大区时，基极电流I B 和集电极电流I C 应满足的关系 为 。 13．场效应管是 控制元件，晶体三极管是 控制元件。 14．晶体管用微变等效电路代替的条件是___________________________。 15．由三极管的输出特性曲线可知，它可分为 区、 区和 区。
16．晶体管当作放大元件使用时，要求其工作在状态，而被当作开关元件使用时，要求其工作在状态和状态。 17．多级放大器的级间耦合方式常用的有阻容耦合、直接耦合和耦合，集成运算放大器的内部多采用耦合方式。 18．集成运算放大器通常由级、中间级、级三部分组成。19．功率放大器分为甲类放大、、等种类，其中功率放大器效率最高。 20．晶体管脚电位如右表，可判断该管是型， （硅、锗）管，三个管脚极性分别为 （对应1、2、3）。 21．理想电流源的内阻应该是______。 22．基本差动放大电路对信号有放大作用，对信号有抑制作用。23．为了稳定放大器的输出电压可采用反馈。 24．在交流放大电路中引用直流负反馈的作用是。25．放大电路中引入电压并联负反馈后，放大电路闭环输入电阻将变，输出电阻将变。 26．一般来说，正弦波振荡电路应该具有放大电路和反馈网络，此外，电路中还应包含。 27．在差分放大电路中，两个输入端的信号大小相等、极性或相位相同的称为信号。 28．图示4电路中，电阻的单位是Ω，a、b间的等效电阻Rab是。
2 电压/频率转换电路 电压/频率转换即V/F 转换，是将一定的输入电压信号按线性的比例关系转换成频率信号，当输入电压变化时，输出频率也响应变化。针对煤矿的特殊要求，我们只分析如何将电压转换成200～1000Hz的频率信号。 实现V/F 转换有很多的集成芯片可以利用，其中LM331是一款性能价格比较高的芯片，由美国NS公司生产，是一种目前十分常用的电压/频率转换器，还可用作精密频率电压转换器、A/D转换器、线性频率调制解调、长时间积分器及其他相关器件。由于LM331采用了新的温度补偿能隙基准电路，在整个工作温度范围内和低到4.0V电源电压下都有极高的精度。LM331的动态范围宽，可达100dB；线性度好，最大非线性失真小于0.01% ，工作频率低到1Hz时尚有较好的线性；变换精度高，数字分辨率可达12位；外接电路简单，只需接入几个外部元件就可方便构成V/F或F/V 等变换电路，并且容易保证转换精度。LM331可采用双电源或单电源供电，可工作在4.0～40V 之间，输出可高达40V，而且可以防止Vs短路。图2是由LM331组成的典型的电压/频率变换器。 其输出频率与电路参数的关系为： Fout= Vin·Rs/(2.09·R1·Rt·Ct) 可见，在参数Rs、R1、Rt、Ct确定后，输出脉冲频率Fout与输入电压Vin成正比，从而实现了电压-频率的线性变换。改变式中Rs的值，可调节电路的转换增益，即V和F之间的线性比例关系。将1～5V 的电压转换成200～1000Hz的频率信号，电路参数理论值为R =18kΩ，Ct=0.022uF，R1=100kΩ，Rs=16.5528kΩ，由于元器件与标称值存在误差，在
电路分析基础 第一章 一、 1、电路如图所示， 其中电流I 1为 答( A ) A 0.6 A B. 0.4 A C. 3.6 A D. 2.4 A 3Ω 6Ω 2、电路如图示, U ab 应为 答 ( C ) A. 0 V B. -16 V C. 0 V D. 4 V 3、电路如图所示, 若R 、U S 、I S 均大于零，, 则电路的功率情况为 答( B ) A. 电阻吸收功率, 电压源与电流源供出功率 B. 电阻与电流源吸收功率, 电压源供出功率 C. 电阻与电压源吸收功率, 电流源供出功率 D. 电阻吸收功率，供出功率无法确定
U I S 二、 1、 图示电路中, 欲使支路电压之比 U U 1 2 2=，试确定电流源I S 之值。 I S U 解： I S 由KCL 定律得： 2 23282 22U U U ++= U 248 11 = V 由KCL 定律得：04 2 2=+ +U I U S 11 60 - =S I A 或-5.46 A 2、用叠加定理求解图示电路中支路电流I ，可得：2 A 电流源单独作用时，I '=2/3A; 4 A 电流源单独作用时, I "=-2A, 则两电源共同作用时I =-4/3A 。
3、图示电路ab 端的戴维南等效电阻R o = 4 Ω；开路电压U oc = 22 V 。 b a 2 解：U=2*1=2 I=U+3U=8A Uab=U+2*I+4=22V Ro=4Ω 第二章 一、 1、图示电路中，7 V 电压源吸收功率为 答 ( C ) A. 14 W B. -7 W C. -14 W D. 7 W
单元六频率变换电路课题： 单元六6.1频率变换的基本概念与信号的表示 6.2模拟乘法器及其典型应用 教学目的： 1. 理解频率变换的基本概念与信号的表示 2. 掌握模拟乘法器及其典型应用 教学重点： 1.频率变换的基本概念与信号的表示（频谱） 2.模拟乘法器及其典型应用 教学难点： 模拟乘法器应用电路的分析方法 教学方法： 讲授 课时： 2学时 教学进程
单元六 频率变换电路 在通信和电子技术中，频率（或频谱）变换是很重要的概念。本章先简单介绍频率变换的基本概念，接着讨论实现频率变换的最重要的器件——集成模拟乘法器及其简单的应用，最后分析频谱搬移实现原理。 6.1 频率变换的基本概念与信号的表示 一. 信号的频谱 1．信号的频谱 是指组成信号的各个频率正弦分量按频率的分布情况，即用频率f （或角频率ω）作为横坐标、用组成这个信号的各个频率正弦分量的振幅Um 作为纵坐标作图，就可以得到该信号的频谱图，简称频谱。 2．用频谱表示信号的优点： 可以更直观地了解信号的频率组成和特点，例如信号的频带宽度（带宽）等。 3．一个信号的表示方法：一是写出它的数学表达式；（时域） 二是画出它的波形；（时域） 三是画出它的频谱。（频域） 这三种表示方法在本质上是相同的，故可由其中一种表示方法得到其他两种表示方法。数学表达式表示信号既清楚又准确，波形和频谱表示信号比较直观。但对于某些复杂的信号或无规律的信号，要写出它的数学表达式或画出它的波形很困难，这时用频谱来表示这种信号既容易、又方便。因此用信号的频谱可以表示任何一种信号。 下面举几个例子来理解它们之间的相互转换关系。 [例6-1]某电压信号的数学表达式为)(sin 3)(0V t t u ω=，试画出它的波形和频谱。 解： 这是一个单一频率的正弦信号，其频率πω2/00=f ，其波形如图6-1（a ）所示。由于振幅Um=3V ，故其频谱如图6-1（b ）所示。
课程设计Ⅱ 题目电压频率变换器的设计 学生姓名学号 0810064013 所在院(系)物电学院 专业班级电子信息科学与技术081班 指导教师 完成地点陕西理工学院 2011 年 11月 16 日
设计题目：电压/频率变换器的设计 学生信息姓名性别男班级电信 081班 学号0810064013 任务要求 电压/频率变换器输入V i为直流电压（控制信号），输出频率为f0的矩形脉冲；且Vi 变化范围：0～10V；f0变化范围：0～10kHz；转换精度<1%。并且要有具体的仿真结果。 所需实验设备、器材、软件 计算机，protel软件 设计与制作方案、所用方法及技术路线 1.明确性能指标，仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。 2.确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。 3.设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。 4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。 设计与制作进度 第一周：对protel软件的学习和总体设计； 第二周：对各部分功能的设计并且按时完成。 设计与制作完成情况 完成了用软件仿真来实现电压/频率的变换。硬件部分只设计了下电路没有实物。 设计与制作收获及总结：由于以前从未接触过protel，所以完全需要自学，书上的资料不够用，就去图书馆借书，上网查资料，发现问题，不断地改进，最终才得以克服。特别谢谢我们的指导老师刘东老师在我做课程设计过程中对我的耐心指导，以及同学的帮助。 学生签字年月日 设计与制作成绩（五级制） 指导老师签字年月日教研室意见 教研室主任签字年月日系领导意见 领导签字年月日备注：学生除填写本表相应的内容外，还应撰写一份完整的设计与制作报告.
第1章电路分析基础 本章要求 1、了解电路的组成和功能，了解元件模型和电路模型的概念； 2、深刻理解电压、电流参考方向的意义； 3、掌握理想元件和电压源、电流源的输出特性； 4、熟练掌握基尔霍夫定律； 5、深刻理解电路中电位的概念并能熟练计算电路中各点电位； 6、深刻理解电压源和电流源等效变换的概念； 7、熟练掌握弥尔曼定理、叠加原理和戴维南定理； 8、理解受控电源模型, 了解含受控源电路的分析方法。 本章内容 电路的基本概念及基本定律是电路分析的重要基础。电路的基本定律和理想的电路元件虽只有几个，但无论是简单的还是复杂的具体电路，都是由这些元件构成，从而依据基本定律就足以对它们进行分析和计算。因而，要求对电路的基本概念及基本定律深刻理解、牢固掌握、熟练应用、打下电路分析的基础。依据欧姆定律和基尔霍夫定律，介绍电路中常用的分析方法。这些方法不仅适用于线性直流电路，原则上也适用于其他线性电路。为此，必须熟练掌握。 1.1电路的基本概念 教学时数1学时 本节重点1、理想元件和电路模型的概念 2、电路变量（电动势、电压、电流）的参考方向； 3、电压、电位的概念与电位的计算。 本节难点参考方向的概念和在电路分析中的应用。
教学方法通过与物理学中质点、刚体的物理模型对比，建立起理想元件模 型的概念，结合举例，说明电路变量的参考方向在分析电路中的重要性。通过例题让学生了解并掌握电位的计算过程。 教学手段传统教学手法与电子课件结合。 教学内容 、、实际电路与电路模型 1、实际电路的组成和作用 2、电路模型： 3、常用的理想元件： 、、电路分析中的若干规定 1、电路参数与变量的文字符号与单位 2、电路变量的参考方向 变量参考方向又称正方向，为求解变量的实际方向无法预先确定的复杂电 路，人为任意设定的电路变量的方向，如图（b）所示。 参考方向标示的方法： ①箭头标示；②极性标示；③双下标标示。 注意： ①参考方向的设定对电路分析没有影响; ②电路分析必须设定参考方向; ③按设定的参考方向求解出变量的值为正，说明实际方向和参考方向相同，为负则相反。 关联参考方向和非关联参考方向的概念： 一个元件或一段电路上，电流与电压的参考方向一致时称为关联参考方向，反之为非关联参考方向。 3、功率 规定：吸收功率为正，发出功率为负。
（1） 解： ①()311sin(314)3u t t π=+ 311Um V = 314ω= 3145022 3.14f ωπ= ==? 3u π?= 3()0.2sin(246510)6i t t ππ=??+ m I 0.2A = 3246510ωπ=?? 346510f =? 6i π?= ②波形图略。 （2） 解： ()35)i t t π=+? 则：12006002f Hz ππ == 当 2t ms =时，3(2)21035)405i ms A π-=??+?= （3） 解： ① 相位差40o，电压超前于电流。波形图略。 ② ()40)i t t A =-? （4） 解： ① Im ;3;70;314i I A ?ω===-?= ;4;20;314m u U U V ?ω===?= ② 207090u i ???=-=?-?=?
电压超前于电流90o。 ③ 420;370U V I A =∠?=∠-? （5） 解： 43(5)42()Z j j j =++-=-Ω 20(42)84S U IZ j j V ==∠??-=- 相量图略。 （6）解： 由于：121(1)I I j ?=?-，即：12I jI =- 则： 12221010I I I jI I j A =+=-+=- 2()S U I j L j I ω=?+- （7） 解： 1001005050100100100 j Z j j ?=-+=Ω+ 2002100 U I A Z === 则根据分流公式：11002145100100 j I j j =?=+=?+ 21002145100100I j j = ?=-=-?+ 由此可写出各电流瞬时值。略。 （8） 解： 20090;200S U j L j ω=∠?=Ω 200200S U I j I =+ 则： 20045200(1)200(1)S U j I j j ===?++ 所以： ()1sin(10045)i t t A =+?
第4章 频率变换电路基础 非线性器件的伏安特性为212i a u a u =+，其中的信号电压为 1 cos cos cos22 cm c m m u U t U t U t ωΩΩ=+Ω+Ω 式中，c ωΩ?。求电流i 中的组合频率分量。 解：212i a u a u =+ 2 122 2222 2212211cos cos cos 2cos cos cos 22211cos cos cos 2cos cos cos 2242cos cos cos co cm c m m cm c m m cm c m m cm c m m cm m c cm m c a U t U t U t a U t U t U t a U t U t U t a U t U t U t a U U t t U U t ωωωωωωΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩ???? =+Ω+Ω++Ω+Ω ? ? ???? ????=+Ω+Ω++Ω+ Ω ? ????? +Ω+() 2 s 2cos cos 2m t U t t ΩΩ+ΩΩ ∴电流i 中的频率分量为c ω、Ω、2Ω、2c ω、4Ω、c ω±Ω、2c ω±Ω、3Ω。其中组合频率分量为： c ω±Ω、2c ω±Ω。 非线性器件的伏安特性为 (0)0(0)d g u u i u >?=??==??=?
第四章频率变换电路基础自测题 一、填空题 1.具有________功能的电路，属于非线性电路。 2.非线性器件具有________作用。表征非线性电阻性器件的动态参量是________。 3.根据非线性器件不同的工作状态，可用不同的函数对其近似。在分析方法上，主要采用 ________、________、________。 4.当作用于二极管的电压、电流较小时，可用________来进行分析，当激励信号较大时， 可用________来分析。 5.非线性器件具有________作用，其输出电流中所含组合频率分量的多少与________有 关。 6.相乘器是实现两个信号________，完成________功能的器件，它在高频电子技术中具有 十分广泛的用途。 7.相乘器电路可用来完成信号频谱的________，也可实现频谱________变换。 8.相乘器可实现较理想的相乘，进行频谱搬移，即输出端只存在两输入信号的________、 ________。 二、单项选择题 1.下列器件具有非线性特性的是________。 （1）滑动电位器（2）抽头电感器 （3）可变电容器（4）变容二极管 2.非线性器件的参数是________的函数。 （1）工作电压（2）工作电流 （3）工作电压、电流（4）指数 3.当非线性器件正向偏置，且输入信号较小时，一般采用________分析方法。 （1）幂级数展开法（2）线性函数 （3）线性时变分析法（4）开关函数分析法 4.当器件正向偏置，又有两个幅值相差较大的信号作用时，可采用________进行分析。 （1）幂级数展开法（2）线性函数 （3）线性时变分析法（4）开关函数分析法 5.两个幅值相差较大的信号作用在一个非线性器件上，且输入信号较小时，则此器件的工 作状态可认为是________。 （1）幂级数状态（2）线性工作状态 （3）线性时变工作状态（4）开关工作状态 6.二极管环形电路比二极管平衡电路输出组合频率分量要________。 （1）多（2）少 （3）一样（4）完全不同 7.二极管环形电路比二极管平衡电路输出的频率分量的幅度要________。