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第8章信号处理电路一、填空题1．有源滤波电路中的集成运放工作在线性区，集成运放的作用是作为放大元件，电路中通常引入一个负反馈。
2．电压比较器中的集成运放工作在非线性区，集成运放的作用是作为开关元件，集成运放一般工作在开环状态。
3. 信号处理电路中，为了在有效信号中抑制50Hz的工频干扰，应该选用带阻滤波器；为了抑制频率高于20MHz的噪声，应该选用低通滤波器。
4. 信号处理电路中，为了保证有效信号为20Hz至200kHz的音频信号，而消除其他频率的干扰及噪声，应该选用带通滤波器；为了抑制频率低于100Hz的信号，应该选用高通滤波器。
二、选择题1. 某一滤波电路，只允许频率低于200Hz或者高于300kHz的信号通过，则该电路是（D ）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器2. 某一滤波电路，能够将频率高于800KHz的信号全部过滤掉，则该电路是（B ）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器3. 某一滤波电路，只有频率在80Hz至120kHz之间的信号才能通过，则该电路是（C ）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器4. 某一滤波电路，能够将频率低于50MHz的信号全部过滤掉，则该电路是（A ）A、高通滤波器B、低通滤波器C、带通滤波器D、带阻滤波器三、判断题1、电压比较器的输出只有两种状态:高电平和低电平。
（对）2、在电压比较器中，集成运算放大器常工作在非线性区。
（对）3、在电压比较器中，集成运算放大器常工作在线性区。
（错）4、从电路结构看，电压比较器中的集成运算放大器常处于开环状态。
（对）5、从电路结构看，电压比较器中的集成运算放大器常处于闭环状态。
（错）6、过零比较器的门限电平等于零。
（对）7、单限比较器是指只有一个门限电平的比较器。
（对）8、为了使电压比较器输出状态的转换更加快速，可以在电路中引入正反馈。
（对）9、为了使电压比较器输出状态的转换更加快速，可以在电路中引入负反馈。
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。
第八章波形的发生和信号的转换自测题一、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。
（1）在图T8.1所示方框图中，若φF＝180°，则只有当φA＝±180°时，电路才能产生正弦波振荡。
（）图T8.1（2）只要电路引入了正反馈，就一定会产生正弦波振荡。
（）（3）凡是振荡电路中的集成运放均工作在线性区。
（）（4）非正弦波振荡电路与正弦波振荡电路的振荡条件完全相同。
（）解：（1）√（2）×（3）×（4）×二、改错：改正图T8.2所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。
要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。
图T8.2解：（a）加集电极电阻R c及放大电路输入端的耦合电容。
（b）变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。
三、试将图T8.3所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。
图T8.3解：④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。
如解图T8.3所示。
解图T8.3四、已知图T8.4（a）所示方框图各点的波形如图（b）所示，填写各电路的名称。
电路1为，电路2为，电路3为，电路4为。
图T8.4解：正弦波振荡电路，同相输入过零比较器，反相输入积分运算电路，同相输入滞回比较器。
五、试分别求出图T8.5所示各电路的电压传输特性。
图T8.5解：图（a）所示电路为同相输入的过零比较器；图（b）所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为±U T＝±0.5U Z。
两个电路的电压传输特性如解图T8.5所示解图T8.5六、电路如图T8.6所示。
图T8.6（1）分别说明A1和A2各构成哪种基本电路；（2）求出u O1与u O的关系曲线u O1＝f（u O）；（3）求出u O与u O1的运算关系式u O＝f（u O1）；（4）定性画出u O 1与u O 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。
第八章习题参考答案1. 设图8.58中A 均为理想运算放大器，试求各电路的输出电压。
Ωk 10Ωk 20(a)U o2(b)Ωk 202V(c)U o3图8.58 题1图1．解答：对图（a ），根据运放虚短、虚断的特点可以得到Ω-=Ω-k 1002k 2021o U 进一步可以求得V61o =U 对图（b ），根据运放虚短、虚断的特点可以得到Ω-=Ω-k 20V2k 100V 22o U 进一步可以求得V62o =U 对图（c ），根据运放的虚短、虚断特性容易求得V2o3=U 2. 电路如图8.59所示，集成运放输出电压的最大幅值为14V，U i 为2V 的直流信号，分别求出下列各种情况下的输出电压。
±（1）R 2短路；（2）R 3短路；（3）R 4短路；（4）R 4断路。
o图8.59 题2图2．解答：（1）时可以得到，求得02=R ⎪⎩⎪⎨⎧-==1i3o M 0R U R U U V4o-=U （2）时可以得到03=R ⎪⎩⎪⎨⎧=-=-=M oi 12M V4UU U R R U （3）时支路无电流，放大电路相当于开环应用， 04=R 2R V14o -=U （4）时可以得到∞=4R V 8i 132o -=+-=U R R R U 3. 如图8.60所示电路，设A 为理想集成运算放大器。
（1）写出U o 的表达式；（2）若R f =3k ，R 1=1.5k ，R 2=1k ，稳压管VZ 的稳定电压值U Z =1.5V ，求U o 的值。
ΩΩΩ图8.60 题3图3．解答：（1）图中的集成运算放大器组成了同相比例运算电路，其输出电压表达式为P 1f N 1f o 11U R R U R R U ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=当稳压管VZ 的稳定电压值时，，输出电压表达式为V 10Z<U Z P U U =Z 1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=当稳压管VZ 的稳定电压值时，，输出电压表达式为V 10Z>U k P U U =k1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=（2），故输出电压表达式为V 10V 5.1Z<=U Z 1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=将，，代入上式得Ω=k 3fR Ω=k 5.11R V 5.1Z =U V5.4V 5.1k 5.1k 31o =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛ΩΩ+=U 4. 如图8.61所示电路中，A 为理想运算放大器，已知R 1=R w =10k ，R 2=20k ，U i =1V ，输出电压的最大值为12V ，试分ΩΩ±别求出当电位器R w 的滑动端移到最上端、中间位置和最小端时的输出电压U o 的值。
第八章习题参考答案8-1 对应图8-47所示的各种情况，分别画出F的波形。
a） b）c） d)图8-47 题8-1图解各输出F的波形如题8=1解图所示。
（c）8-2 如果“与”门的两个输入端中，A为信号输入端，B为控制端。
设A的信号波形如图8-48所示，当控制端B=1和B=0两种状态时，试画出输出波形。
如果是“与非”门、“或”门、“或非”门则又如何分别画出输出波形，最后总结上述四种门电路的控制作用。
图8-48 题8-2图解各种门电路的输出波形如图5－4所示。
与门它们的控制作用分别为：（1）与门：控制端B为高电平时，输出为A信号；控制端B为低电平时，输出为低电平。
（2）与非门：控制端B为高电平时，输出为A信号；控制端B为低电平时，输出为高电平。
（3）或门：控制端B为高电平时，输出为高电平；控制端B为低电平时，输出为A信号。
（4）或非门：控制端B为高电平时，输出为低电平；控制端B为低电平时，输出为A信号。
8-3 对应图8-49所示的电路及输入信号波形，分别画出F1、F2、F3、F4的波形。
a) b) c) d)e)图8-49 题8-3图解各电路的输出波形题8-3解图所示。
8-4 化简下列逻辑函数（方法不限） 1）DF++=A+BDCAC2）DA(CF+D=C+++BCDAADCCD)3）D F+(A++B++=CCABDBD)B(A)D4）EABCF+D++=EACDDBCDEA解 1）DC A BD C A B A D C C A B A DD C C A B A F +++=+++=+++=+++=（反复利用吸收率）2）DC D C D C B D C D C D C A D C A D C B D C A D C A DC AD C A D C B D)C D (C A F +=++=++++=++++=（合并同类项）或DC D C D C A D C B D C D C DC AD C A D C B D)C D (C A F +=+++=++++=3）BDC A C BD C B A D AB D BD C A C BD C B A D B A DBD C A C BD)B A ()D B A (F ++++=++++++=+++++= 再利用卡诺图，如题8-4解图（a ）所示。
