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第七章部分习题解答7．1．1在图题7.1.1所示的各电路中，哪些元件组成了级间反馈通路？它们所引入的反馈是正反馈还是负反馈？是直流反馈还是交流反馈？（设各电路中电容的容抗对交流信号均可忽略）解：图题7.1.1a中，由电阻R2、R1组成反馈通路，引入负反馈，交、直流反馈均有；b图中，由R e1引入负反馈，交、直流反馈均有，由R f1、R f2引入直流负反馈；c图中，由R f、R e2引入负反馈，交、直流反馈均有；d图中，由R2、R1引入负反馈，交、直流反馈均有；e 图中，由A2、R3引入负反馈，交、直流反馈均有；f图中，由R6引入负反馈，交、直流反馈均有。
图题7.1.17．2.2 试指出图题7.1.5a、b所示电路能否实现规定的功能，若不能，应如何改正？解：图题7.1.5a电路不能实现规定的功能，因引入了正反馈。
应将运放的同相端和反相端位置互换。
图b电路也不能实现规定的功能。
应将R与R L位置互换。
图题7.1.57．2.4 由集成运放A 及BJT T 1、T 2组成的放大电路如图题7.1.7所示，试分别按下列要求将信号源v s 、电阻R f 正确接入该电路。
（1） 引入电压串联负反馈； （2） 引入电压并联负反馈； （3） 引入电流串联负反馈； （4） 引入电流并联负反馈。
图题7.1.7解： （1）a-c 、b-d 、h-i 、j-f（2）a-d 、b-c 、h-I 、j-f （3）a-d 、b-c 、g-i 、j-e （4）a-c 、b-d 、g-i 、j-e7．4．1 一放大电路的开环电压增益为A VO =104，当它接成负反馈放大电路时，其闭环电压增益为A VF =50，若A VO 变化10%，问A VF 变化多少？解： 因为200501014===+VF VO V VO A A F A所以，当A VO 变化10%时，A VF 变化%05.0%102001=⨯=VF VF A dA7．4．5 电路如图题7.3.10所示。
【关键字】精品【7-1】判断图(a)(b)图题7-1电路图(a) (b)图5-8 题5-8电路图解：（a）电流串联负反应（b）电流并联负反应。
注意反应信号是从电阻R上取出的对地的信号，对图(a)为(+)，不是负载电阻RL下方的负号；对图(b) 为(-)，不是负载电阻RL下方的正号。
【7-2】图，回答：1．图(a)、(b)、(c)、(d)各电路是何种反应组态？2．写出图(a)、(c)的输出电压表达式，图(b)、(d)是输出电流表达式。
3．说明各电路具有的功能。
(a) (b)(c) (d)图题7-2电路图解：（a）电压串联负反应，电压放大。
（b）电流串联负反应，电压电流变换电路。
（c）电压并联负反应，电流电压变换电路。
（d）电流并联负反应，电流放大。
【7-3】分析图(a) (b)图题7-3电路图解：(a) 交流电压串联正反应(b) 交流电压并联负反应【7-4】图，，，试判断电路中存在的反应类型，列写出输出与输入的关系表达式，并计算闭环增益与反应系数。
图题7-4电路图解：电压串联负反应。
【7-5】分析图，回答：1．电路的级间反应组态是什么？2．电压放大倍数大约是多少？图题7-5电路图解：1．电压并联负反应。
2．Auf= -1【7-6】电路如图，运算放大器是理想的。
要求：1. 判断电路存在何种反应？2. 写出电压放大倍数的表达式。
图 题7-6电路图解：级间存在电压串联负反应。
，【7-7】差动放大电路如图1.分析电路级间交流反应组态，如果是负反应，在深度负反应条件下求的值；2.为保证RL 变化时，输出电压有稳压作用，反应应如何改动?画出改动后的电路，并求出此时电路工作在深度负反应条件下的值。
图 题7-7电路图解：1．图5-4电路为交流电流串联负反应，在深度负反应条件下，忽略Rf 支路的分流作用，Re4对地的交流电压电压反应系数所以的表达式2．为保证图5-4电路RL 变化时，输出电压有稳压作用，反应应按图5-4(b)改为电压串联负反应。
模拟电路课后习题答案 Final approval draft on November 22, 2020第七章 习题与思考题◆◆ 习题 7-1 在图P7-1所示的放大电路中，已知R 1=R 2=R 5=R 7=R 8=10k Ω，R 6=R 9=R 10=20k Ω：① 试问R 3和R 4分别应选用多大的电阻； ② 列出u o1、u o2和u o 的表达式；③ 设u I1=3V ，u I2=1V ，则输出电压u o ＝解：① Ω=Ω==k k R R R 5)10//10(//213，Ω≈Ω==k k R R R 67.6)20//10(//654 ② 1111211010I I I o u u u R R u -=-=-=，2226525.1)20101()1(I I I o u u u R R u =+=+=， ③ V V u u u I I o 9)1332(3221=⨯+⨯=+=本题的意图是掌握反相输入、同相输入、差分输入比例运算电路的工作原理，估算三种比例电路的输入输出关系。
◆◆ 习题 7-2 在图P7-2所示电路中，写出其输出电压u O 的表达式。
解：本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例 电路的输入、输出关系。
◆◆ 习题 7-3 试证明图P7-3中，)(11221I I o u u R R u -=）＋（解：◆◆ 解：◆◆ 解：◆◆ 习题 7-6 试设计一个比例运算放大器，实现以下运算关系：u O =。
请要求画出电路原理图，并估算各电阻的阻值。
希望所用电阻的阻抗在20k Ω至200k Ω的范围内。
解：上图为实现本题目要求的一种设计方案，使5.0)1()5.0(21=-⨯-=⋅=uf uf uf A A A ，即I O u u 5.0=。
本题的意图是在深入掌握各种比例运算电路性能的基础上，采用适当电路实现给定的运算关系。
以上只是设计方案之一。
◆◆ 习题 7-71为阻值在1k Ω~10k Ω之间可调的电位器，R 2=R 3=20k Ω，R 4=R 5=33k Ω，R 6=R 7=100k Ω，试估算电路的输出电压与输入电压之间的比例系数的可调范围。
第七章 功率放大电路1在甲类、乙类和甲乙类放大电路中，放大管的导通角分别等于多少？它们中哪一类放大电路效率最高？解 在输入正弦信号情况下，通过三极管的电流i c 不出现截止状态（即导通角θ＝2π）的称为甲类；在正弦信号一个周期中，三极管只有半个周期导通（θ＝π）的称为乙类；导通时间大于半周而小于全周（π＜θ＜2π）的称为甲乙类。
其中工作于乙类的放大电路效率最高，在双电源的互补对称电路中，理想情况下最高效率可达 78．5％。
2一双电源互补对称电路如图题5．2．2所示，设已知Vcc ＝12 V ，R L ＝16Ω，v I 为正弦波。
求：（1）在BJT 的饱和压降V CE S 可以忽略不计的条件下，负载上可能得到的最大输出功率P om ；（2）每个管子允许的管耗 P CM 至少应为多少？（3）每个管子的耐压 |V (BR)CEO |应大于多少？解 （1）输出功率W V R VP LCCom 5.4162)12(222=Ω⨯==（2）每管允许的管耗W W P P OM CM 9.045.02.02.0=⨯=≥（3） 每管子的耐压V V V V CC CEO BR 241222||)(=⨯=≥3设电路如图题5.2.2所示，管子在输人信号v I 作用下，在一周期内T 1和T 2轮流导电约 180o ，电源电压 Vcc ＝20 V ，负载R L ＝8Ω，试计算：（1）在输人信号Vi ＝10 V （有效值）时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率；（2）当输人信号v i 的幅值为 V im ＝Vcc ＝20 V 时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率和效率。
解（l ）Vi ＝10 V 时1,141022==⨯==V i im A V V V VV V A V im V om 14==输出功率 W W R V R V P L om L cem 25.128142121212220=⨯=⋅=⋅= 每管的管耗 W W VV V R P P omomCC LT T 02.5)41414.31420(81)4(12221≈-⨯=-==π两管的管耗 W P P T T 04.1021==电源供给的功率 W P P P T V 29.2204.1025.120=+=+= 效率 %96.54%10029.2225.12%1000≈⨯=⨯=VP P η（2）20V 20=====CC im V om CC im V V A V V V V 时，W W R V P L 2582021212CC 20=⨯=⋅=W VVR P P CCLT T 85.6)4(22CC221≈-==πW P P P T V 85.3185.6250=+=+=%5.78%10085.3125%1000≈⨯=⨯=VP P η4一单电源互补对称功放电路如图题5．3．1所示，设v i 为正弦波，R L ＝8Ω，管子的饱和压降V CES 可忽略不计。
模电第七章作业7.1 三极管串联型稳压电路如下图所示，R1=1K，R2=2K，Rp=1K，Uz=6V，Ui=15V，（1）说明由哪些元件组成哪些基本单元功能电路；（2）求出输出电压的调节范围。
解：V1组成调整管电路，A组成比较放大电路，R3、V2组成基准电压电路，R1、Rp、R2组成取样电路。
7.2 1、直流稳压电源由哪几部分组成？2、连接下图，合理组成一个5V的直流稳压电源。
3、若变压器次级输出电压U2为9V，则进入W7805的输入电压U是多少？（1）直流稳压电源由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四部分组成。
（3）进入W7805的输入电压U 为：U=1.2U2=1.2*9=10.8V7.3电路如图所示,二极管为理想元件,已知负载电阻R L =200Ω,负载两端直流电压Uo=30V, （1）构成直流稳压电源需要哪几部分？（2）交流电压表()V 和交流电流表（A ）的读数(设电压表内阻为无穷大，电流表内阻为零 )。
（3）在下表中选出合适型号的二极管。
u 1O 最 大整 流 电流 平 均 值 最 高 反 向 峰 值电 压mA V10CP 15CP 12CP O -+12最 大整 流 电流 平 均 值 最 高 反 向 峰 值电 压/mA /V210CP 215CP 212CP 25100100100100250解：（1）直流稳压电源由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四部分组成。
（2）交流电压表读数U 2=30/0.9=33.33V ，交流电流表读数为Io=30/0.2=150mA 。
（3）二极管上所承受的最高反向电压U RM ==47.13V二极管上流过的平均电流I D =Io/2=75mA因此，考虑到一定得余量，二极管选用2CP12，满足要求。
7.4桥式整流滤波电路如图所示，已知变压器二次侧电压有效值U 2=20V ，试求（1）直流输出电压Uo 的值；（2）二极管承受的最大反向压降；（3）R L 开路时Uo 的值；（4）C 开路时Uo 的值。
7章-信号的运算和处理题解(第四版模电答案)第七章信号的运算和处理自测题一、现有电路：A. 反相比例运算电路B. 同相比例运算电路C. 积分运算电路D. 微分运算电路E. 加法运算电路F. 乘方运算电路选择一个合适的答案填入空内。
（1）欲将正弦波电压移相＋90O，应选用。
（2）欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用。
（3）欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用。
（4）欲实现A u＝－100的放大电路，应选用。
（5）欲将方波电压转换成三角波电压，应选用。
（6）欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用。
解：（1）C （2）F （3）E （4）A （5）C （6）D二、填空：（1）为了避免50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用滤波电路。
（2）已知输入信号的频率为10kHz～12kHz，为了防止干扰信号的混入，应选用滤波电路。
（3）为了获得输入电压中的低频信号，应选用滤波电路。
（4）为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选用滤波电路。
解：（1）带阻（2）带通（3）低通（4）有源三、已知图T7.3所示各电路中的集成运放均为理想运放，模拟乘法器的乘积系数k 大于零。
试分别求解各电路的运算关系。
图T7.3解：图（a ）所示电路为求和运算电路，图（b ）所示电路为开方运算电路。
它们的运算表达式分别为I3142O 2O43'O 43I 12O2O1O I343421f 2I21I1f O1 )b (d 1)1()( )a (u R kR R R u ku R R u R R u R R u t u RCu u R R R R R R R u R u R u ⋅=⋅-=-=-=-=⋅+⋅+++-=⎰∥习题本章习题中的集成运放均为理想运放。
7.1 填空：（1）运算电路可实现A u＞1的放大器。
（2）运算电路可实现A u＜0的放大器。
（3）运算电路可将三角波电压转换成方波电压。
（4）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均大于零。
7.2电路如图所示，集成运放输出电压的最大幅值为±14V ，填表。
解：当集成运放工作在线性区时，f O 1I I10R u u u R=-=-，f O 2I I(1)11R u u u R=+=7．4电路如图所示，试求其输入电阻和比例系数。
解：由图可知R i =50k Ω。
因为u M =-2u I ，243R R R i i i =+，即M OM M 243u u u u R R R --=+代入数据，得输出电压O M I 52104u u u ==7.5电路如图所示，集成运放输出电压最大幅值为±14V ，u I 为2V 的电压信号。
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。
解：（1）R 2短路时3O I I 124VR u u u R =-=-=-（2）R 3短路时2O I I 124VR u u u R =-=-=-（3）R 4短路时，电路无反馈，u O =-14V 。
（4）R 4断路时23O I I 148VR R u u u R +=-=-=-7.6试求下图电路输出电压与输入电压的运算关系。
解：（c ）f P I2N1fR u u u R R =-=+I1NN O1fu u u u R R --=联立求得：f O I1I2I1I21()8()R u u u u u R =-=-7.7如图所示电路中，集成运放的共模信号分别为多少？要求写出表达式。
解： 因为集成运放同相输入端和反相输入端之间净输入电压为零，所以它们的电位就是集成运放的共模输入电压。
（c ）图f IC I2I21f89R u u u R R ==+7.8如图所示为恒流源电路，已知稳压管工作在稳定状态，试求负载电阻中的电流。
解：N Z L 220.6m Au U I R R ===7.10求解下图电路的运算关系。
解：图（b ）所示的A 1组成同相比例运算电路，A 2组成加减运算电路。
第七章 习题与思考题◆◆ 习题 7-1 在图P7-1所示的放大电路中，已知R 1=R 2=R 5=R 7=R 8=10k Ω，R 6=R 9=R 10=20k Ω： ① 试问R 3和R 4分别应选用多大的电阻； ② 列出u o1、u o2和u o 的表达式；③ 设u I1=3V ，u I2=1V ，则输出电压u o ＝？ 解：① Ω=Ω==k k R R R 5)10//10(//213，Ω≈Ω==k k R R R 67.6)20//10(//654 ② 1111211010I I I o u u u R R u -=-=-=，2226525.1)20101()1(I I I o u u u R R u =+=+=， 2121217932)5.1(1020)(I I I I o o o u u u u u u R R u +=---=--= ③ V V u u u I I o 9)1332(3221=⨯+⨯=+=本题的意图是掌握反相输入、同相输入、差分输入比例运算电路的工作原理，估算三种比例电路的输入输出关系。
◆◆ 习题 7-2 在图P7-2所示电路中，写出其输出电压u O 的表达式。
解：II I I o u R R uR Ru R R u R R u ])1[()()1(45124512++=--+=本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例 电路的输入、输出关系。
◆◆ 习题 7-3 试证明图P7-3中，)(11221I I o u u R R u -=）＋（ 解：1121)1(I o u R R u +=))(1()1()1()1()1()1(122122112122111221221121I I I I I I I o o u u R Ru R R u R R u R R u R R R R u R R u R R u -+=+++-=+++-=++-=本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例电路的输入、输出关系。
◆◆ 习题 7-4 在图P7-4所示电路中，列出u O 的表达式。
解：反馈组态应为深度电压串联负反馈，因此有uuuf FA 1= I oR R I o uf uuu R R u u R R u R R R R R A R R R F )1()1(117373737373313+=−−−→−+=⇒+=+=⇒+==若◆◆ 习题 7-5列出图P7-5所示电路中输出电压u O 的表达式。
解： I O u R R u 121-= I I I O O u R R R R u R Ru R R R R u R R u 51621256121562)1()1(--=+-=+= I O O O u R R R R u u u 516212-=-= 本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例运算电路的输入、输出关系。
◆◆ 习题 7-6 试设计一个比例运算放大器，实现以下运算关系：u O =0.5u I 。
请要求画出电路原理图，并估算各电阻的阻值。
希望所用电阻的阻抗在20k Ω至200k Ω的范围内。
解：上图为实现本题目要求的一种设计方案，使5.0)1()5.0(21=-⨯-=⋅=uf uf uf A A A ，即I O u u 5.0=。
本题的意图是在深入掌握各种比例运算电路性能的基础上，采用适当电路实现给定的运算关系。
以上只是设计方案之一。
◆◆ 习题 7-7在图7.2.5所示的三运放数据放大器中，假设R 1为阻值在1k Ω~10k Ω之间可调的电位器，R 2=R 3=20k Ω，R 4=R 5=33k Ω，R 6=R 7=100k Ω，试估算电路的输出电压与输入电压之间的比例系数的可调范围。
解：1121121)21()2/1(I I o u R R u R R u ⋅+=⋅+= 2122132)21()2/1(I I o u R Ru R R u ⋅+=⋅+= I I I o o u R Ru u R R u u )21())(21(12211221+=-+=- I o o o u R R R R u u R R u )21()(12462146+-=--=输出电压与输入电压之间的比例系数即IOu u u A =，图 7.2.5当R1阻值为1 k Ω时，2.124)12021(33100-≈⨯+-=u A ， 当R1阻值为1 0k Ω时，2.15)102021(33100-≈⨯+-=u A 。
本题的意图是了解三运放数据放大器的特点，并学习估算其电压放大倍数。
◆◆ 习题 7-8 在图P7.2.8所示的T 型反馈网络比例电路中，已知R 1=1M Ω，R 2=330k Ω，R 3=510k Ω，R 4=1k Ω，试列出电路的输出输入关系，并估算输入电阻R i 。
解：])([)(342223322423R i i R i u R i R i u o i i i o ++-=−−→−+-=+=， 24244422i R R i R i R i u M =⇒-=-= I o R u i i o u R R R R R R u R R R R R i R i R R i R i u I1432324323223242222112)(])([++=−−−→−++-=++-===，图 7.2.8143232R R R R R R u u A Iouf ++==， Ω==M R R if 11本题的意图是了解T 型反馈网络比例电路的特点，学习估算电压放大倍数和输入电阻。
◆◆ 习题 7-9 写出图P7-9(a)和(b)所示运算电路的输入输出关系。
解：（a ） 11110110I I O u u u -=-=3213213215210)210510)10(1010[)2105101010(I I I I I I I I O O u u u u u u u u u u --=++-⨯-=++-=（b ） 32132144414)141(411)141(14I I I I I I O u u u u u u u ++-=+⨯+++⨯++-=本题的意图是对比例电路及求和电路进行综合训练。
◆◆ 习题 7-10 试用集成运放组成一个运算电路，要求实现以下运算关系： 3211.052I I I o u u u u +-= 解：如上图所示，采用两级反相求和电路实现给定的运算关系，使第一级：)1.02(311I I O u u u +-=；第二级：3212111.052)5(I I I I O O u u u u u u +-=+-=。
本题的意图是对求和电路进行综合训练，学习用适当电路实现加法和减法的复合运算关系。
◆◆ 习题 7-11 在图P7-11(a)电路中，已知R 1=100k Ω，R 2=R F =200k Ω，R ’=51k Ω，u I1和u I2的波形如图P7-11(b)所示，试画出输出电压u o 的波形，并在图上标明相应电压的数值。
解： 212122112200200100200I I I I I F I F O u u u u u R R u R R u --=--=--=本题的意图是掌握求和电路的工作原理，并学习利用波形叠加的方法画求和电路输出电压波形。
◆◆习题7-12在图7.4.1所示的基本积分电路中，设u i=2sinωt(V)，R=R’=10kΩ，C＝1μF，试求u o 的表达式，并计算当f=10Hz、100H z、1000Hz和10000Hz时u o的幅度(有效值)和相位，最后画出电路的幅频特性和相频特性。
图7.4.1解：)90sin(200cos 200cos 10102cos 2sin 21164oI O t t t t RCdt t RC dt u RC u +==⨯==-=-=-⎰⎰ωωωωωωωωω依据此式可计算出当f=10Hz 、100H z 、1000Hz 和10000Hz 时u o 的幅度(有效值)和相位，如下表所示。
电路的幅频特性和相频特性如下图所示。
Ui / V 414.122/2≈=f / Hz 10 100 1000 10000 Uo / V2.25 0.225 0.0225 0.00225 iO U U / 1.59 0.159 0.0159 0.00159 dB U U iO /|/|lg 20 4 -16 -36 -56 ϕ90O90O90O90O本题的意图是，当积分电路的输入信号为正弦波时，通过分析其输入、输出关系，体会积分电路的移相作用，并学习画出积分电路的幅频特性和相频特性。
◆◆习题7-13 设输入到图7.4.1所示积分电路的u I(t)如图P7-13中所示，试画出相应的u o(t)波形图。
设t=0时u o=0，R=R’=10kΩ，C＝1μF。
解：)()()0(1000t U t t RCu U dt u RC u O I O tt I O +--=+-=⎰ ① t=(0～10)ms 期间， )(2001010264V t t u O -=⨯-=-， 当t=10ms 时，u O =-2V 。
② t=(10～20)ms 期间， )](2)01.0(200[2)01.0(1010264V t t u O --=--⨯--=- 当t=20ms 时，u O =0。
③ … …uO 的波形见下图。
本题的意图是，当积分电路的输入信号为矩形波时的输入、输出关系，学习画波形，并体会积分电路的波形变换作用。
◆◆题7-14 图P7-14为一波形转换电路，输入信号u I为矩形波。
设运算放大器为理想的，在t=0时，电容器两端的初始电压为零。
试进行下列计算，并画出u o1和u o的波形。
①t=0时，u o1=? u o=?②t=10ms时，u o1=? u o=?③t=20ms时，u o1=? u o=?④将u o1和u o的波形画在下面。
时间要对应并要求标出幅值，波形延长到t>30ms。
解：)()(100)()(1010)()()(1010010640100110t U t t u t U t t u t U t t RCu t U dt u RC u O I O IO I O tt I O +--=+-⨯-=+--=+-=-⎰Vt U t t u u u R R u R R u O I F F O ]5.0)()(100[5.0)1(102101010)]1([010014401442011+--=+-=-⨯⨯--=-⨯+-=① t=0时，u O1=0,u O2=0.5V 。
② t=（0～10）ms 期间，u I =-1V,U O1(t 0)=0，则)(100)1(1001V t t u O =-⨯-=，Vt t u O )5.0100(5.0)1(100+-=+-⨯=t=10ms 时， u O1=1V ，u O =-0.5V 。
