Multisim电路设计与仿真第6章习题答案

6.1 答：常用的三相异步电动机继地接触控制电路中，均采用按钮和接触器控制。

当电流电压过低或停电时，由于通过接触器线圈的电流过小或电流消失，接触器释放其主能点和自锁能点。

当电流电压恢复时，如不重按启动按钮，则电动机不能自行启动，从而起到了欠压和零压保护作用。

6.2 答：因此发生短路故障时，要求电解主部断开，而热继电器由于热惯性的作用是不能立即动作的，故热继电器只能作过载保护而不能做短路保护。

6.4答：自锁：辅助常开能点与启动按钮并联组成自锁环节。

其作用是能保证松开启动按钮以后，交流接能器的线圈继续通电。

联锁（互锁）：联锁环节与另一交流接触器的线圈半锁，联锁作用常闭辅助点来实现，它能保证两个交流接触器的线圈不会在同一时间内都处于通电状态。

6.5 1SB 、3SB 为甲地启动，停止按钮；42,SB SB 为乙地启动，停止按钮。

FU 短路保护炼断口，FR 为过载保护热继电器；KM 兼有电压保护功能。

6.6（1）用复合按钮进行点动控制，如图（1）所示，按2SB 为连续运行，按3SB 为点动工作。

（2）用开关S 控制点动线路，当S 闭合时按2SB 为连续工作；当S 打开时，按2SB 为点动工作。

6.7（1）按→→→→⎩⎨⎧→→→→→通电按自锁辅助常开能点闭合工作常开全能点闭合通电2211111KM SB KM M KM KM SB ⎩⎨⎧→→自锁常开辅助能点闭合工作常开全能点闭合222KM M KM 1M 启动后，才能使2M 启动。

按1SB 可同时停机。

（2）1FR 对1M 进行过载保护，2FR 对2M 进行过载保护。

6.8 将a ST 的辅助常开能点并联在图6.2-5中的正转启动按钮的两端。

6.91KM 控制1M ，2KM 控制2M 。

6.10按转通电后记时常开辅助能点闭合转常开能点闭合通电221111M KM t KT KM M KM KM SB →→→∆→⎩⎨⎧→→→→→ 按210M M SB 、，均停。

【6-1】在图6.11.1所示的电路中，A 均为理想运算放大器，其中的图(e)电路，已知运放的最大输出电压大于U Z ，且电路处于线性放大状态，试写出各电路的输出与输入的关系式。

AR2RA∞R 2R FR 1u I +_u O +_u I +_u O +_(a) (b)(c) (d) (e)图6.11.1题6-1电路图解：图（a ）：u O =-2u I ； 图（b ）： 2O I 12R u u R R =⋅+；图（c ）：u O =-u I +2u I =u I ； 图（d ）：I1I2O 121()d u u u t C R R =-+⎰；图（e ）： 2O Z O 23,R u U u R R =++ 故得2O 3(1)Z R u U R =+。

【6-2】电路如图6.11.2(a)所示。

1. 写出电路的名称。

2. 若输入信号波形如图(b)所示，试画出输出电压的波形并标明有关的电压和所对应的时间数值。

设A 为理想运算放大器，两个正、反串接稳压管的稳压值为±5V。

3. 对电路进行仿真，验证计算结果。

u i t (s)10-101234(V)图6.11.2 题6-2电路图解：1. 带限幅的反相比例放大电路；2. 当| u I |≤1V 时，电路增益A uf =-5；当| u I |≥1V 时，| u O |被限制在5V 。

波形如图4-3。

u I t /s10-101234/Vu O t 5-5/V0.1 1.92.1/s图4-3【6-3】在图 6.11.3所示的增益可调的反相比例运算电路中，已知R 1＝R w =10kΩ、R 2=20kΩ、U I =1V ，设A 为理想运放，其输出电压最大值为±12V，求：1． 当电位器R w 的滑动端上移到顶部极限位置时，U o = 2． 当电位器R w 的滑动端处在中间位置时，U o = 3． 电路的输入电阻R i =图6.11.3 题6-3电路图解：1. 2o o1I 12V R U U U R ==-⋅=- 2. o o124V U U ==-3. r i =R 1=10k Ω。

6-2用数字万用表测试一个二极管，怎样确定它的阳极和阴极？怎样判断二极管的性能好坏？用万用表的红表笔接二极管的其中一极，万用表的黑表笔接二极管的另一极，测量电阻，如通或电阻较小约1K；则万用表的红表笔接二极管的阳极，万用表的黑表笔接二极管的阴极。

交换二极管极性再测量电阻，如不通或电阻很大，则二极管质量好。

如果两极皆通或皆不通，则二极管已损坏。

6-3二极管VD 左侧的电位高于右侧的电位（-5V>-10V ）, 二极管VD 正向电压，导通。

V U O 5−=二极管VD1左侧的电位高于右侧的电位（0V>-10V ）,二极管VD2左侧的电位高于右侧的电位（-5V>-10V ）,)5)10(5()10)10(0(21V V V U V V U VD VD =−−−>=−− 先判断电压差大的二极管，二极管VD1正向电压，导通。

二极管VD2反向电压，截止。

V U O 0=三极管有四种工作状态：损坏、截止、放大、饱和发射结正向偏置电压，且刚好为V V V U BE 7.007.0=−=（硅管）,正常工作； 集电极反向偏置电压，NPN 型E B C V V V >>>.三极管处于放大区。

发射结反向偏置电压，)10()2(V V V V E B +=<+=，截止 三极管处于截止区。

发射结正向偏置电压，且刚好为V V V U BE 7.0107.10=−=（硅管）,正常工作； 但集电极偏置电压不够大，处于正向偏置电压，.B C V V ≈ 三极管处于饱和区。

发射结正向偏置电压，且刚好为V V V U BE 3.0)3.1()1(=−−−=（锗管）,正常工作； 集电极反向偏置电压，PNP 型E B C V V V <<<.三极管处于放大区。

发射结正向偏置电压，但正向偏置电压V V V V U BE 7.0505>>=−=发射结正向偏置电压不是0.7V(硅管)或0.3V（锗管）,三极管发射结已损坏。

第六章 时序逻辑电路6-1 分析题图6-1所示的同步时序电路，画出状态图。

题图6-1解： 11221211n n n n J K Q T Q Z Q Q ====，，，，11111111212n n n n nn n nQ J Q K Q Q Q Q Q Q +=+=+=+122212n n n n Q T Q Q Q +=⊕=⊕，状态表入答案表6-1所示，状态图如图答案图6-1所示。

答案表6-1答案图6-16-2 分析题图6-2所示的同步时序电路，画出状态图。

题图6-2 解：按照题意，写出各触发器的状态方程入下：11J K A ==，21n J Q =，21K =，1212n n nQ Q Q +=，111n n Q A Q +=⊕状态表入答案表6-2所示，状态图如图答案图6-2所示。

答案表6-2答案图6-2Q 2n Q 1n Q 2n+1 Q 1n+1 Z0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1A Q 2n Q 1n Q 2n+1 Q 1n+1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0CLK D 1D 2D 3Q 3Q 2Q 1Q 2Q 3Q 1Q 1Q 2Q 3&6-3分析题图6-3所示的同步时序电路，画出状态图。

题图6-3解：按照题意，写出各触发器的状态方程入下：1112213232131n n n nn J K T J K Q Q T J Q Q K Q ========1，，， 133********n n n n n n n nQ J Q K Q Q Q Q Q Q +=+=+ 1222132n n n n nQ T Q Q Q Q +=⊕=⊕ 1111111n n n n Q T Q Q Q +=⊕=⊕=答案表6-3答案图6-36-4 在题图6-4所示的电路中，已知寄存器的初始状态Q 1Q 2Q 3=111。

第6章交流—交流变换器习题（1）第1部分：填空题1.改变频率的电路称为变频电路，变频电路有交交变频电路和交直交变频电路两种形式，前者又称为直接变频电路，后者也称为间接变频电路。

2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角α的移相范围为 0≤α≤π，随 α 的增大， Uo 降低，功率因数λ降低。

3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角α＜ϕ(ϕ=arctan(ωL/R) )时,VT1的导通时间逐渐缩短 ,VT2的导通时间逐渐延长。

4.根据三相联接形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式，TCR属于支路控制三角形联结方式，TCR的控制角 α 的移相范围为 90º-180 º，线电流中所含谐波的次数为6k±1 。

5.晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻的原则是：该时刻交流电源电压应和电容器电压相等。

第2部分：简答题1.交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？答：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。

以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断。

改变通态周期数和断态周期数的比，可以方便地调节输出功率的平均值，这种电路称力交流调功电路。

交流调压电路广泛用于灯光控制及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。

交流调功电路常用于电炉的温度控制，像电炉温度这样的控制对象，其时间常数往往很大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁的控制。

只要以周波数为单位进行控制就足够了。

2.单相交流调压电路带电阻负载和带阻感负载时所产生的谐波有何异同？答：两种负载时所产生的谐波次数均为3、5、7…次，都随着次数增加，谐波含量减少。

但阻感负载时谐波含量要比电阻负载时小一些，而且控制角相同时，随着阻抗角的增加，谐波含量减少。

3.斩控式交流调压电路带电阻负载时输入输出有何特性？答：斩控式交流调压电路带电阻负载时的输入为正弦波的交流电压，输出基波分量和输入电压同相位，位移因数为1。

第8章高频电子线路习题参考答案1.参考答案：（1）理论计算LC谐振频率为6.2MHz。

（2）绘制测试用单调谐测试电路如图1。

R11kΩL1 3.3µH C1 200pFV11 Vpk 1kHz 0°XBP1IN OUT2100图1（3）采用AC analysis分析工具或采用波特图示仪对电路进行分析。

（4）使用AC analysis分析结果如下图2所示，调节光标尺1和光标尺2到0dB和-3dB 处，结果如图3所示。

图1 图2 （4）从图3数据中分析，电路谐振频率f0=6.3096MHz，通频带为BW=2*（6.6217-6.3096）MHz=0.6242MHz品质因数Q=f0/BW=10.112. 参考答案（1）绘制测试电路如图4所示R1 1kΩL1 3.3µH C1 200pFV11 Vpk 1kHz 0°XBP1IN OUT100C21µFL23.3µHC3200pF23图4（2）启动仿真开关，并打开波特图示仪，测试结果如图5、图6所示图5图6（3）采用AC analysis分析工具对电路进行分析。

（4）使用AC analysis分析结果如下图7所示，调节光标尺1和光标尺2到0dB和-3dB 处，结果如图8所示。

图7 图83. 参考答案（1）计算电容耦合谐振回路参数。

从图8数据中分析，电容耦合谐振回路谐振频率f 0=6.2007MHz ，电容耦合谐振回路通频带为BW=2*（6.4022-6.2007）MHz=0.4030MHz 电容耦合谐振回路品质因数Q=f 0/BW=15.39 （2）列表比较两个回路参数单调谐回路 电容耦合谐振回路比较结果谐振频率 6.3096MHz 6.2007MHz通频带 0.6242MHz 0.4030MHz 电容耦合谐振回路 通频带变窄 品质因数10.1115.39电容耦合谐振回路 品质因数增大4. 参考答案（1）绘制高频放大电路如图9所示。

习题六6-1 (1) A; (2) C; (3) B; (4) C; (5) A6-2，黑表笔插入COM，红表笔插入V/Ω（红笔的极性为“+”），将表笔连接在二极管，其读数为二极管正向压降的近似值。

用模拟万用表测量二极管时，万用表内的电池正极与黑色表笔相连；负极与红表笔相连。

测试二极管时，将万用表拨至R×1k档，将两表笔连接在二极管两端，然后再调换方向，若一个是高阻，一个是低阻，则证明二极管是好的。

当确定了二极管是好的以后就非常容易确定极性，在低阻时，与黑表笔连接的就是二极管正极。

6-3 什么是PN结的击穿现象，击穿有哪两种。

击穿是否意味着PN结坏了？为什么？答：当PN结加反向电压（P极接电源负极，N极接电源正极）超过一定的时候，反向电流突然急剧增加，这种现象叫做PN结的反向击穿。

击穿分为齐纳击穿和雪崩击穿两种，齐纳击穿是由于PN结中的掺杂浓度过高引起的，而雪崩击穿则是由于强电场引起的。

PN 结的击穿并不意味着PN结坏了，只要能够控制流过PN结的电流在PN结的允许范围内，不会使PN结过热而烧坏，则PN结的性能是可以恢复正常的，稳压二极管正式利用了二极管的反向特性，才能保证输出电压的稳定。

对于图(a)假定D1、D2、D3截止，输出端的电位为-18V，而D1、D2、D3的阳极电位分别是-6V、0V、-6V，因此，理论上D1、D2、D3都能导通，假定D1导通，则输出点的电位为-6V，由于该点电位也是D2的阴极电位，因此D2会导通，一旦D2导通，u O点的电位就为0V，因此，D1、D3的阴极电位为0V，而阳极端为-6V，这样D1、D3必定截止，所以输出电压u o=0V（这就是脉冲数字电路中的或门，0V为高电平，-6V为低电平，只要输入端有一个高电平，输出就为高电平）。

对于图(b)依同样的道理可知：D1、D2、D3的阳极电位都低于+18V，所以三个二极管均截止，流过R的电流为0，故输出电位u o=18V试分析图(b)中的三个二极管极性都反过来，输出电压u o=？6-5 现有两只稳压二极管，它们的稳定电压分别为5V和9V，正向导通电压为0.7V。