集成电子技术基础教程-模电教材习题与习题解答-四篇 1章

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第一章 信号发生电路题4.1.1 一个负反馈放大器产生自激振荡的相位条件为πϕ)12(+=n AF ,而正弦振荡器中的相位平衡条件是πϕn AF 2=,这里有无矛盾?题4.1.2 振荡器的幅度平衡条件为1=F A&&,而起振时,则要求1>F A &&,这是为什么? 题4.1.3 RC 桥式正弦振荡器如图题4.1.3所示,其中二极管在负反馈支路内起稳幅作用。

(1) 试在放大器框图A 内填上同相输入端(+)和反相输入端(—)的符号,若A 为μA741型运放,试注明这两个输入端子的管脚号码。

(2) 如果不用二极管,而改用下列热敏元件来实现稳幅:(a )具有负温度系数的热敏电阻器;(b )具有正温度系数的钨丝灯泡。

试挑选元件(a )或(b )来替代图中的负反馈支路电阻(R 1或R 3),并画出相应的电路图。

解:(1) RC 桥式正弦振荡器中,由于RC 串并联网络在f=f o 时,其相移φAF =0,为满足相位条件:φAF =φA +φF =0,放大器必须接成同相放大器,因此与RC 串并联网络连接的输入端为(+),与负反馈支路连接的输入端为(-),若A 为A741,其管脚号为:反相输入端为2,同相输入端为3。

(2) (a)负温度系数的热敏电阻取代R 3; (b)正温度系数的钨丝灯泡取代R 1。

图题4.1.3题4.1.4 试用相位平衡条件判别图题4.1.4所示各振荡电路。

(1) 哪些可能产生正弦振荡,哪些不能?(注意耦合电容C b 、C e 在交流通路中可视作短路。

)(2) 对哪些不能满足相位平衡条件的电路,如何改变接线使之满足相位平衡条件?(用电路图表示。

)解:(1) 不满足相位平衡条件。

(2) 电路(b)中,通过切环与瞬时极性法,可判断该电路不满足相位平衡条件。

而将反馈信号引入T 1基极时,即可满足相位平衡条件。

(3) 由电路(c)中的瞬时极性可知,该电路满足相位平衡条件。

图题4.1.4题4.1.5 电路如图题4.1.5所示,稳压管D z 起稳幅作用,其稳定电压±V Z =±6V 。

试估算: (1) 输出电压不失真情况下的有效值; (2) 振荡频率。

图题4.1.5 图题4.1.6 解:(1)2/9=O V V(有效值); (2) ==RCf o π219.95Hz 。

题4.1.6 电路如图题4.1.6所示。

(1) 为使电路产生正弦振荡,标明集成运放中的同相和反相输入端符号“+”、“-”;并说明电路属于哪种正弦波振荡电路。

(2) 若R 1短路,则电路将产生什么现象? (3) 若R 1断路,则电路将产生什么现象? (4) 若R f 短路,则电路将产生什么现象?(5)若R f断路,则电路将产生什么现象?题4.1.7 正弦波振荡电路如图题4.1.7所示,已知R1=2kΩ,R2=4.5kΩ,R W在0~5 kΩ范围r=500Ω。

内可调,设运放A是理想的,振幅稳定后二极管的动态电阻近似为d(1)求R W的阻值;f。

(2)计算电路的振荡频率图题4.1.7解:(1)R p=3.55kΩ; (2)f o=159Hz。

题4.1.8 试用相位平衡条件判断图题4.1.8所示的各个电路。

图题4.1.8(1) 哪些可能产生正弦振荡,哪些不能?(对各有关电压标上瞬时极性)(2) 对不能产生自激振荡的电路进行改接,使之满足相位平衡条件(用电路表示)。

题4.1.9 收音机中的本机振荡电路如图题4.1.9所示。

(1) 当半可调电容器C 5在(12~270)pF 范围内调节时,计算振荡器的振荡频率可调范围;(2) 三极管在电路中工作在什么组态?选择这种组态有什么好处。

图题4.1.9解:f max =2.094MHz ,f min =927.2kHz题4.1.10 图题4.1.10所示是一个由石英晶体(ZXB-2型)组成的振荡电路。

其中C 1为几千皮法,C 2为几个皮法,试判断该电路产生振荡的可能性。

若能振荡,其振荡频率是接近P f 还是S f ?C 1可以微调,它对振荡频率的影响程度如何?图题4.1.10 图题4.1.11题4.1.11 试分析图题4.1.11所示的晶体振荡电路(设电感L 可调)。

(1) 应将石英晶体接在晶体管的哪二个电极之间,它们才有可能产生正弦振荡? (2) 指出由电感L 和电容C 决定的谐振频率(它等于221LC π)与石英晶体的谐振频率相比,哪个应较大,电路才有可能产生正弦振荡?题4.1.12 试分别画出图题4.1.12所示各电路的电压传输特性曲线。

图题4.1.12题4.1.13 已知三个电压比较器的电压传输特性如图题4.1.13(a)、(b)、(c)所示,它们的输入电压波形如图(d),试画出v O1、v O2和v O3的波形。

图题4.1.13题4.1.14 波形变换电路如图题4.1.14(a)所示,其输入电压v S的波形如图(b),试在图(b)上画出输出电压v O的波形。

图题4.1.14题4.1.15 在图题4.1.15(a)~ (c)所示电路中,设输入信号v S=2sinωtV,稳压管D z1、D z2的稳压值均为4V,二极管正向压降为0.7V,试画出各电路输出电压波形,并指出各电路的特点。

图题4.1.15题4.1.16 图题4.1.16所示电路为方波—三角波产生电路。

(1)试求其振荡频率,并画出v O1、v O2的波形。

(2)若要产生不对称的方波和锯齿波时,电路应如何改进?可用虚线画在原电路图上。

图题4.1.16解:(1) fo=3067Hz题4.1.17 图题4.1.17所示为光控电路的一部分,它将连续变化的光电信号转换成离散信号(即高、低电平信号),电流I随光照的强弱而变化。

(1)在A1和A2中哪个工作在线性区?哪个工作在非线性区?为什么?(2)试求出表示V O与I关系的传输特性。

图题4.1.17解:I ≥0.055mA 时υo =-5V ;I ≤0.005mA 时,υo =+5V 。

题4.1.18 波形发生器的原理电路如图题4.1.18所示。

(1)当调节R w ,使v S =0时,分别画出v O1和v O2的波形,并求两个电压波形的幅度比; (2)写出v O2波形的频率f 的表达式;(3) 当v S 在小范围内变动时(例如调节R w 使v S >0),对v O2波形有何影响?试定性说明之。

图题4.1.18解:(1) 两个电压的幅度比为:21021R R V V m m O =; (2) 21430)(41R R C R R f ×+=; (3) V s >0时,υ02输出锯齿波。

题4.1.19 集成定时器可以连接成脉冲宽度调制电路,如图题4.1.19所示,试画出调制后的输出电压v O 波形。

图题4.1.19题4.1.20 用集成定时器组成的过电压监视电路如图题4.1.20所示,v X 是被监视电压,试说明电路实现监视的原理。

图题4.1.20题4.1.21(1)选用CC7555型集成定时器设计一个要求产生20 μS 延时时间的脉冲电路,其电路参数为V DD =5V ,V OL =0V ,R=91k Ω;(3) 如果V OL =0.2V ,试用上述参数求此时的输出脉宽。

解: (1) T w =≈1.1RC ∴pF R T C w 20010911.110201.136=×××==−(2)sRC RC V V V V RC T CC CC OL CC w µ3.191210200109106.106.1)5312.05ln(32ln3≈−××××=≈×−=−−=图题4.1.22题4.1.22 图题4.1.22所示为一简易触摸开关电路。

当手摸金属片时,发光二极管亮,经过一定时间后,发光二极管自动熄灭。

试说明其工作原理,并问发光二极管能亮多长时间? 解: 能亮t=Tw ≈1.1RC=1.1×200×103×50×10-6=11秒题4.1.23 由CC7555构成的单稳电路如图题4.1.23所示,v I 为1kHz 的方波信号,其幅度为5V 。

(1) 画出v I 、v 2及v O 的波形; (2) 计算输出脉冲的宽度。

解:tw=RCln3≈1.1RC=0.11ms图题4.1.23 图题4.1.24题4.1.24 图题4.1.25所示是由CC7555连接成的多谐振荡器,试画出v C和v O的波形。

当不计CC7555的输出电阻时,写出振荡周期表达式。

解:T=2RCln2≈1.39RC题4.1.25 图题4.1.25所示是由CC7555连接成的多谐振荡器,图中R=1kΩ。

(1)试分析振荡原理,并画出v C1、v C2及v O的波形。

(3)计算振荡周期T。

图题4.1.25解:T=T1+T2=(R2+R w2)C2ln2+(R1+R w1)C1ln2≈0.392ms+0.042ms≈0.43ms图题4.1.26题4.1.26 图题4.1.26所示电路中设A 为理想运放,最大的输出电压为 ±12V ,V REF 为2.5V 。

(1)试画出v O1、v O2、v O3 的波形;(2)推导输出电压 v O3和参考电压V REF 之间的函数关系。

题4.1.27 已知图题4.1.27所示电路为压控振荡电路,三极管T 工作在开关状态,当其截止时相当于开关断开,当其导通时相当于开关闭合,管压降近似为零。

(1) 分别求解T 导通和截止时 v O1和v I 的运算关系式v O1=f(v I ) ; (2) 求出v O 和v O1的关系曲线v O =f(v O1); (3) 定性画出v O 和v O1的波形; (4) 求解振荡频率f 与v I 的关系式。

图题4.1.27 解:(1))11(31201CR V V I −=(T 截止时) )11(31201CR V V I +=(T 导通时) (4) I zI I z V CV R V T f V CV R T 1.161,622====。