电子线路课后习题参考答案(梁明礼).pdf

梁明理电子线路作业题1.5 限幅电路如图PL5所示,设D为理想二极管,输入电压 环为正弦波,其振幅大于 VRT试 绘出输出电压的波形。解:当VR时(%0),二极管D导通,相当于短接,vo=Vi,输出为正弦波。当ViVR0t，二极管D截止,相当于断路,输出电压vo=VR,被限幅在内值上。分析结果是,本电路只输出小 于内值的正弦波部分,大于 VR的正弦波被限制在 上。输出波形如图1.5(a)所示。当MVVR(VRVR时,二极管D截止,相当于断路,输出电压Vo=VRo分析结果是,本电路只输出 小于值的正弦波部分,大于 VR的正弦波被限制在 VR上。输出波形如图1.5(b)所示。(3)当片vVR(VR0)时,二极管D导通,相当于短路,vo=VR,输出直流电压VRo当VR时,二极管D截止,相当于断路,输出电压。输出正弦波。分析结果是,本电路只输出大于 VR值 的正弦波部分,小于 R的输出波被限制在 VR上。输出波形如图L5(c)所示。(4)当MVVR(VR0)时,二极管D截止,相当于断路,vo=VR,输出直流电压VRo当 3VR时,二极管D导通,相当于短接,输出电压。输出正弦波。分析结果是,本电路只输出大于 VR值 的正弦波部分,小于 R的输出波被限制在 上。输出波形如图L5(d)所示。Vim=3VR0试绘出输出电压。的波形。解:当iVR时(VR0),二极管D1导通,相当于短接,二极管D2截止,相当于断路,此时 有。R。输出电压被限幅在 VR上。(2)当一VRvkVR时,二极管Di、D2均截止,。输出为正弦波。(3)当KVR时,二极管Di截止,相当于断路,二极管 D2导通,相当于短路,输出电压。二-VR,输出电压被限幅在%上。图 1.6a1梁明理电子线路作业题1.7 双向限幅器如图PL7所示,设Di、D2为理想二极管,输入电压由100V作线性变化。绘出相应于。的输出电压。随时间的变化曲线。解:首先分析当。0时的输出电压。时D1截止（相当于断路）,D2导通（相当于短接）,等效电路如图PL7a所示。电路的电流为1 _ VR2-VR12+R1所以输出电压。为0。=VR2-IR2=VR2-R2+为80V-x200V=40V200+100上式说明,。尸0时,输出电压为40V,因此输出电压曲线的起点电压为40V,且当Qv40V时,二极管Di总处于截止状态,所以输出电压不变,保持。二40V。当40VvQv80V时,Di、Dz均导通,此时。二。若。i80V,则D2截止,输出电压。被箝位在80 Vo根据以上分析,作出输出电压曲线如图 PL7b所示。1.15 晶体管 3DG8的输出特性如图 P1.15所示,已知它的 PCM=200mW,ZCM=20mA,V（BR）CEO=15V 1 定出安全工作区;2 定出放大区;3 当VCE=6V时,能否使 厶工作在30mA?为什么?解:（1 安全区由PCM=200mW决定的集电结最大功耗曲线、ZcM=20mA和V（BR）CEO=15V三条曲 线确定,为了较准确地描绘出集电结最大功耗 PCM的曲线,在曲线上取相应的三点,即V（BR）CEO=15V 时的 ci、/cM=20mA 时的 VCEI 和 VCE=12V 时的/c20把以上三个数据代入PCM=ZcVcE=200mW中PCM=ZCIV（BR）CEO=Zcixl5V=200mW,得 ZcBl3mA；PCM=ZCM VcEi=20mA x VcEi=200mW,得 VCEI=10V；2梁明理电子线路作业题PCM=ZC2VCE=Zc2xl2V=200mW，得心17mA图 P1.15(a)(2)放大区的范围是在安全工作区内再剔除截止区和饱区。如图P1.15(b)所示图 P1.15(b)图 P1.15.(a)故不能使用。在图P2.1各电路中的电容对信号可视为短路,试定性分析各电路能否正常放大,为什么?3梁明理电子线路作业题片I,则放大电路在输入信号负半周时处于截止状态,输出信号将产生严重失真。但输入信号含有直流成份的话,如 vi=0.7V+0.2sin cot,则电路可能正常工作。(2)图P2.l(b)所示电路不能正常工作,因直流电源VBB把的交流成份短路,令电路无信号放大。(3)图P2.l(c)所示电路不能正常工作,因为本电路的晶体管是 PNP型,集电极电位应是最低的。(4)图P2.l(d)所示电路不能正常工作,因为电路中的栅源电压不是反偏,不符合这种类型结型场效应管的工作特性。2.2解:(l)a图的直流通路和交流通路分别如下所示。图直流通路(a)图交流通路(2)b图的直流通路和交流通路分别如下所示(b)图的直流通路(b)图的交流通路(b)图的交流通路另一画法梁明理电子线路作业题2.3 电路及晶体管的特性P2.3所示。(1)作负载线,找出静态工作点。和放大器的动态范围。若要获得尽可能大的动态范围,KB应取 多大的数值?电路其他参数不变,电路其他参数不变,Rc由2k。变为5.1kQ,Q点移至何处?RB由16k。变为32k。,。点移至何处?解:(1)作直流负载线并找出。点,先求出。点的BQ值%B 一/EQ(1.5-0.7)VQ RB 16kQ找出直流负载线的/CM/CM-=2=4.5mARc 2找出直流负载线的VCEM匕EM%C=9V在图上作出直流负载线,得出其=0.05mA=50 卩 A/BQ=50|LLA,VCEQ=5.4V；ZCQ=1.9mA动态范围AVOP-P=2X3.6V=7.2Vfc/mAAZop.p=2xl.9mA=3.8mA若要使动态范围最大,忽略三极管的饱和电压时,工作点。.应处于直流负载线的中点,即VCEQ=4.5V处,由直流负载线得出对应的!BQ=62.5|LIA,此时的基极电阻值为-%EQ協1 一，BQ(1.5-0.7)V 0.0625mA=12.8kQal3kQ当Kc=5.lk。而其他条件均不变化时,此时的/BQ=50piA.VCEM=Vcc=9V不变,但CM发生变化,其数值为,CMKcRc9V5.1kQ如右图所示,=1.8mA再作负载线梁明理电子线路作业题查得VCEQ=1V,ZcQ=1.6mA(3)电路其他参数不变,AB由16kQ变为32k。,Q点移至何处?此时直流负载线的%EM=9V不变,/CM=4.5HIA不变,只是，BQ变了。,/B0.7(1.5-0.7)VQ RB 32kQ=0.025mA=25115Q点位置如右图所示,得出VCEQ=7.2V,ZcQ=09mA7.2(4)电路其他参数不变,Vcc由9V减至6V,。点移至何处?此时直流负载线的 CM和%EM均发生改变,但 BQ不变仍为50iAo 22.6 4 6 8 10 VCE/V2.4 放大电路和晶体管的特性仍如图P2.3所示。求静态工作点附近的麻和瓦;解:(1)可由输出特性曲线直接计算得出 版,方法如下:在VCE=4V处找出ZB=25|LIA和75JLIA两 条曲线,并读出相应的 为0.8mA和2.8mA,然后根据fe的定义得Mc IC2-IC1 2.8-0.8/Zfe=-=-=-=40A/B/B2-/B1 0.075-0.025计算静态工作点必须令信号源Vi=O,即将其短路。/B=-mA=-mA=0.05mA Ic=腺=40 x 0.05mA=2mA16 16晨=200+(l+/ife)=200+(1+40)-6=7330=0.733。IE 2.0mA6梁明理电子线路作业题(2)画出简化的参数等效电路如右图所示。%eRc 40 x2Av 二e=-X-4.8RB+16+0.733K=RB+底=16+0.733=16.7330RQ=Rc=2kdic2.5 放大电路如图P2.5所示,晶体管为3DG6,其Z二60。计算不带负载KL时静态工作点;画出h参数等效电路,计算v、和居,；(2)计算带上负载KL时静态工作点;画出h参数等效电路,计算Av、和K。解:(1)计算不带负载KL时静态工作点,此时应先将输入端短路。14c-0.7(15-0.7)V330kQ=45 卩 5,0.7 0.7V“/B2=20ii0RB2 39kQ，BQ=2，BI=45 20=25115/CQ 雇/BQ=60 x25=1500卩5=1.5mA不带负载时,流经Ac的电流就是/CQ,所以%EQ=c-/CQ&=15-1.5x5.1=7.35V画出h参数等效电路如右图所示,7”26mV=200+(1+焼),E“Z4 7 26mVa 200+(1+/lfe)-，CQ=200+(1+60)26mV-a 1240Q=1.24kQ1.5mAAv二一处60 x5.1330/1.24+391氏=&2+HBI=39+3301.24k40kQ&=5.1kQ(2)计算带上负载KL时静态工作点;画出h参数等效电路,计算Av、和K。接上负载后,输入回路的静态基极电流仍是 BQ=0.025mA不变,所以相应的晶体管的集电极电 流仍为cQ=L5mA。但输出回路由于有了直接连接的负载 KL分流,流经Ac的电流与流经三极管的 电流Q是不一样的,所以VCEQ发生了变化,本题还须列出方程组才能计算出现时的 VCEQO7梁明理电子线路作业题输出回路的静态电流及电压如右图所示。建立方程如下:/RL /RC _/CQ /RC 1.5mA.(1)T _ 匕EQ KEQ.(2)RL 1015 VcEQ 15-VCEQ./RC=-=-I 丿Rc 5.1代入消去RC得+Vcc+15V(4)代入消去/RL得15 _ VCEQ-KEQ-13 二-15-%EQ-1J5.110解得加入负载后的VCEQ此时的参数等效电路如右图所示,其电压放大倍数为底(凡/&)_ 60 x(5.1/10)RB2+RBIe-39+330/71.24 电路的输入、输出电阻仍为Rie40k。、!?o5.1kQo2.7 电路如图P2.7所示,已知/二60,电容的容抗可以忽略。(1)计算静态工作点;(2)画出简化的h参数等效电路,计算和K。解:(1)计算静态工作点;VCEQ Kcc CQ(RC+RE)=18 1,7(5.1+2.2)5.6V(2)画出简化的h参数等效电路,计算V、Ri和K。简化的h参数等效电路如右所示。vsRs+C)8RB1/RB2梁明理电子线路作业题 其中包=200+(7+匹)多 1E2 200+60 X 26=1118。2 7.72。1.7人 hfe(Rc/RL)60 x(5.1/5.1)hie 1.12Ri=RB2/RB1/hie=22/68/1.21.1knRo=Rc=5.1kQ2.8 阻容耦合射极输出器如图P2.8所示,已知 班二50。计算静态工作点;(2)画出简化的h参数等效电路,计算Ay、解:(1)计算静态工作点Vcc=IBQRB+BE+(7+hfe)1 BQREI BQ(RB+hfeRE)+VBE变形为可计算出/BQ/VCC-VBE 15-0.7隨一RB+hfeRE 250+50 X 5Jx 0.028mA=28xAIE 1 CQ=h于IBQ 50 x 0.28 1.4mARi 和 Ro。VCEQ Vcc-IERE=15-1.4X5.17.9V(2)画出简化的h参数等效电路,计算Ay、Ri 简化的h参数等效电路如右所示。其中hie=200+(l+hfe)200+50 x 26 a 7730。=7.73。1.4Vi=Ibhie+(l+hfe)Ib(RE/RL)Ibhie+hfe(RE/RL).(1)VohfeIb(RE/RL)9梁明理电子线路作业题 V h hfe(RE RL)hfe(RE RL)Vi Ibfhie+hfe(RE/RL)+hfe(RERL).50(5J 10)0 9931.13+50(5.1/10)求电路的输入电阻招时,输入电阻的定义是招=匕/厶对于勾、KE和AL回路有Vi=Ibhie+(l+hfe)Ib(RE/RL)所以这个回路的等效电阻为，ViRi=hie+hfe(RE/RL)=1.13+50 x lb输入回路的等效电路如右上图所示,由此得电路的输入电阻 号为Ri=RB/Ri=250/168 lOOkQ.求输出电阻Ro时必须把信号源短接,如右图所示,先算出 除、KSRB和电流源回路的等效电阻R。R _ 匕(瓦+&)厶(l+hfe)ib0(l+hfe)Ib=(hie+Rs/RB)一(l+hfe)电路的输出电阻RoRo=RE Ro=52.9 电路如图P2.9画出简化的参数等效电路,计算Avi=Voi/Vi.AV2=VO2 IVi 和a2；当Ac二KE时,两个输出电压 匕I和匕2在振幅和相位上有何关系?解:(1)画出简化的参数等效电路,计算Avl=Voi/Vi AV2=VO2/Vi凡和段2；梁明理电子线路作业题Vi=lb rbe+Ie RE=lb rbe+(7+p)Ib REV01=Ic Rc=P lb RcV 02=Ie RE=(7+P)1 b RE P/b RCV i/oe+(1+P)/REParbe+(1+)REV02 _ (7+p)Ib RE(7+p)7?Vi Ibrbe+(7+p)Ib RE%+(7+口对于K。只是相当于带发射极电阻尺的共射电路的输出电阻,所以R。尸Rc。对于r。2,等效于是共集电路（射随器）的输出电阻。等效电路如下图所示,令%=0,在VO2处力口Ie(7+P)Ib其中V T=lb(7f 5 RB1 RB2)+e 所以勘_(Rs RB1 RB2)+rbe _(Rs RB1 氏区2)+rbe (7+P)Ib 1+BRO2=RO2 HRE=风RBI RB2n R(7+P)当RC=RE时由Av得VO1=-限 rbe+(7+P)&由Ay2得11梁明理电子线路作业题两式相除得V o2 V ol物理意义为两输出信号大小相等,但相位相反。但是输出电阻是不样的。2.10电路如图P2.10所示,已知 计算静态工作点;(2)画出简化的h参数等效电路,解:(1)计算静态工作点;hfe=50,电容的容抗可以忽略。计算Av-VB a&2%c=47x75 v a 4.8VRB2+RBI 47+100VE=VB-VBE=4.8-0.7=4.1V，1 co I E-RE1+RE24IV=2.4mA(0.2+L5)kQRi 和 Ro/殁=孑=史0.048mA=481iAVCEQ“cc ICQ(RC+REI+RE2)=75 2.4(3+0.2+1.5)“3.7V(2)画出简化的h参数等效电路,计算Ay、Ri和A。简化的h参数等效电路如右所示。其中hie=200+(l+hfe)200+(1+50)x7420,0.742kOAV 凡&)_50乂(362)hie+(1+hfe)RE1 0.742+(l+50)x0.2Ri RB1 H RB2 hie+(1+hfe)RE1=100 47/0.742+(1+50)义 0.2=8.2kORo=Rc=3kCl2.11集电极一基极偏置放大电路如图P2.ll所示,T为硅管,其 師=100。(1)计算静态工作点;如果要求 匕戸6.5V册区的值应为多大?12梁明理电子线路作业题(3)画出简化的参数等效电路,并用密勒定理作进一下简化;(4)推导4号和犬。的表达式,并算出它们的数值。.解:(1)计算静态工作点;rO I一列出下面两个回路方程,VcE 1BRB+VBE.VCE=VcC-(l+hfe)IBRC.解得:j _0 RB+(l+hfe)Rc_ 12-0.7 _120+(1+100)x30.027mA=27Ic=hfeIB=100 x0.027=2.7mAVCE Vcc-(7+hfe)IBRC=12-(1+100)x0.027x3 3.8V(2)如果要求VCE=6.5V册的值应为多大?由、(2)式可解得:(l+hfe)(VCE-VBE)RC(1+100)(6.5-0.7)3,-12-6.5Vcc-VCE(3)画出简化的参数等效电路,并用密勒定理作进一下简化;简化h参数等效电路.经密勒定理进步简化经密勒定理化简后的h参数等效电路中的K版和K私分血见h参数等效电路RB=RB 和&2=勺 1-K 1-AV K-l Ay-1(5)推导Ay、和犬。的表达式,并算出它们的数值。由密勒定理化简后的h参数等效电路可知,本电路可直接代入共射电路电压放大倍数的表达式 求Av。其中除为hie=200+(l+hfe)=200+11620.=1.162kO(1+hfe)1B 0.02713梁明理电子线路作业题Av=整理后得一(hfe Rc/R.bAv _ _ 吁,hielife-RCRB+RC J；hfe RCRBAv=-x-RB+Rchie+Rc-(Rc 七)hie1000 100 -=-(3 120)a-x 3 p 2581.162 1.162经密勒变换后的两个等效电阻分别为120=0.463kQ1+258D _ RB$2 一i-Ay 1。協=I20kQ 其中有1电路的输入电阻和输出电阻凡分别为图 P4.3(c)图 P4.3(d)梁明理电子线路作业题解:图(a)没有交流反馈,因为C对交流短路令R2、R3交流接地,使该冋路不起交流反馈作用,但对直流有反馈,R2、R3对输出的直流电位取样反馈,反馈后的信号与净输入电压串联,并由瞬时 极性法可判断出属正反馈。属直流电压串联正反馈。图(b)的反馈回路由电、R2、R3组成,对。分压后反馈回输入端,对输入电流分流,并通过瞬 时极性法判断出属负反馈,所以属交直流电压并联负反馈。图的反馈回路由C7,R6(R7.R4同时亦起作用)组成,该回路有电容隔直流,只对交流反馈,并对输出电压取样,反馈信号与输入回路的净输入电压串联,由瞬时极性法可判断得属正反馈,所 以图电路属交流电压串联正反馈。图(d)的反馈回路由R6、R8,R3组成,没有电容,所以对交直流均有反馈作用,反馈回路对输出 电流取样反馈,反馈后的信号与净输入电压串联,并通过瞬时极性法判断出属负反馈,所以该电路 属交直流电流串联负反馈电路。4.7当放大器Ay改变20%时,如果要求片100而且4的变化不大于1%。(1)试计算Av和F值。(2)如果无反馈时的 加二20kHz,求引入反馈后的通频带BWFO解:(1)由题意可列出以下方程根据1+AyF=100Ayp 1+Ay F Ay得 1%-20%.1+AyF解式得!+AvF20.代入解得 A后2000.代入得 F20.0095(2)无反馈时20収公,直接耦合电路的下限频于i=0,所以有BW=fh=20kHz 引入负反馈后有 BWF=BW 11+AvF I=20 义 20=400kHz4.10在图P4.10所示电路中,设运算放大器为理想运放。(1)合理连线,将信号源 広与K正确地接入电路,使电路有尽可能高的输入电阻;(2)保证放大倍数4wd=L00,问应选用多大的反馈电阻RF?解：(1)要使闭环放大电路有较高的输入电阻,必须采用串联负反馈型式,再根据两级放大电路的型式知应采用如图所示的连接方式。连接后用瞬时极性法检验知符合负反馈的要求。(2)由深度负反馈的特点及闭环电压放大倍数的定义得+15图 P4.10梁明理电子线路作业题Vi VfV/=Vo 2+RF联立以上三式解得：Vo Vo Vo a+&1+RF AVF=a=100Vi Vf R2VQ a 12+RFRF=99kQ4.11 在图P4.ll所示的放大器中,为了分别实现下面几方面的要求,应引入何种类型的负反馈?请画上反馈电路。(1)要求元件参数的改变对 3的静态集电极电压影响较小;(2)要求八集电极电流的交流分量 小基本不受&C3改变的影响;(3)要求在接上外加负载KL以后,电压放大倍数基本不变;(4)要求输入端向信号源索取的电流比较小。解:(1)要求元件参数的改变对 3的静态集电极电压影响较小,应采取直流电压负反馈,反馈连 接如图4.11(1)所示。(2)要求3集电极电流的交流分量 心基本不受Kc3改变的影响,应采用交流电流负反馈,反馈连 接如图4.11所示。(3)要求在接上外加负载KL以后,电压放大倍数基本不变;应采用交流电压负反馈,反馈连接如 图4.11(4)所示。(4)要求在接上外加负载KL以后,电压放大倍数基本不变;应采用交流电压负反馈,反馈连接如 图 4.11(3)(4)所示。4.12 负反馈放大电路如图P4.12所示,设这些电路满足深度负反馈条件,试运用近似计算法计 算它们的电压放大倍数。解:(1)图a放大电路是电流并联负反馈,反馈由R5,组成,交流等效电路如图/所示。16梁明理电子线路作业题 R3组成,本电路的反馈类型是交直流电压串联负反馈。(2)试运用近似计算法计算中频时的电压放大倍数;画出与反馈有关的交流等效电路如图4.13a所示。如果是深度负反馈,可利用“虚短”和“虚断”概念。由“虚短”概念可得“修由“虚断”概念可得 如“尺25.1kQ2.2kT2舄+屋解上三式并利用闭环电压放大倍数的定义得=2。/R3RI+C)Vs图 P4.136VI9凡19kQ图 P4.13aR5H-1-19k。以及V f=舄(3)试简述该电路要使负反馈效果显著,对 有何要求。如图P4.13b所示,招是闭环电路的输入电阻,由图知,的负反馈深度也可以深一些,负反馈效果也比较显著。若小的话,/就可以大一些,引入因为Avf/i Avfs/18图 P4.13b梁明理电子线路作业题其中Ri-匕+R把上式代入f式得 4=生 Rf+R1vs Kf把Avfs代入上式得 Avf=AVfS-由式可知,负反馈深必然是小,亦即 必须要小。4.14 电路如图P4.14所示。(4)要使电路中引入的反馈为负反馈,开关S应置于还是置于(b)?(5)这个负反馈属于何种类型的负反馈?(6)设电路满足深度负反馈的条件,电压放大倍数 Ay大约是多少?解:(1)要使电路中引入的反馈为负反馈,开关 S应置于还是置于(b)?由瞬时极性法可判断出开关S应打向(a),才能产生负反馈。(2)这个负反馈属于何种类型的负反馈?这个反馈属于交、直流电压串联负反馈。(3)设电路满足深度负反馈的条件,电压放大倍数 y大约是多少?观察电路知,反馈回路由 心、组成,反馈电压 由两电阻分压后由 公取出,如果是深度负 反馈,必有且由分压原理可得Vi=Vf-Vo 5+8利用闭环电压放大倍数的定义得；Vo&+4 100+2.7Av/=-=-=51Vi 4 2注;本电路中R6.段的分压作用是为了保 证运放在输入电压二0时,输出电压也为 原理为:电源电压经这两个电阻分压后使运放的 匕端的直流电位与的集电极电位相同,静态时,运放的净输入 Vid=of所以0=0。4.15 负反馈放大器如图P4.15所示,假设运算放大器的差模输入电阻为无穷大,输出电阻为零。写出电压反馈系数的表达式;(2)如果基本放大器的开环增益4H为4,闭环电压增益4源为IO?,计算反馈系数田小 求出 R2/RI的值;(3)如果开环放大倍数减小20%,那么闭环放大 倍数将减少多少?解:(1)写出电压反馈系数丫的表达式；本电路的反馈类型为交直流电压串联负反馈。在 深度负反馈的条件下,由“虚短”和“虚断”的概念可19图 P4.15梁明理电子线路作业题得出反馈电压 由尺2、号把输出电压V。分压后在上产生并馈回输入端。所以反馈系数0。R+%(2)如果基本放大器的开环增益!AH为10闭环电压增益1源为!02,计算反馈系数IFvL求出 R2/RI的值;根据*Av4=.1+Av Fv得；Av-Avf 103-102 Fv=-=-z-z=9 x 10；io ioAv Avf再由(1)式得生=，-1=L-inoRi 4 9x10 3b V(3)如果开环放大倍数减小20%,那么闭环放大倍数将减少多少?把开环放大倍数减少的比率代入下式即可求出闭环放大倍数减少的比率。dAyf 1 dAyAyj 1+Ay Fy Ay1+103 x9xl0 3x20%=2%4.16 负反馈放大器如图P4.16所示。利用近似计算法计算IAVFI；(2)若基本放大器的开环电压增益IAvl为IO?,利用负反馈一般表达式计算IAVFI解:(1)利用近似计算法计算IAVFI；本电路的反馈类型是交直流电压串联负反馈。由“虚断”得 v-=v0v+=VI由“虚短”得由上三式得 Vo=V!所以有AVF=1所以本电路是缓冲器,没有电压放大,只有电流放大,作为末端功率输出级。(2)若基本放大器的开环电压增益IAvl为nA利用负反馈一般表达式计算IAVFI 由电路图可得出 Vf=Vo20梁明理电子线路作业题由反馈系数的定义得 Fv=FV=Vf=1所以AVF1+風1021+102 xl0.995.1用集成运放构成一正弦波相移器,如图 P5.1所示。设Z1.訣Q,正弦波频率f=lkHz,Vo=Vila要求输出超前输入兀+45。,试计算阻抗Z中的电阻值和电抗元件值。解:令 ZF=Zb 和 AVF=AVF由题意可得AVF=AVF N225=AVFZ225=Z225Ri因为Vo=Vi显然 yr=7,所以有 ZF=Ri=1.4kCl由题意知Z应呈感抗性质,设Z由一个纯电阻 和一个纯电感线圈丄串联组成。根据输入输出电压的相位及电阻和电感的性质画出相量图如右图所示。由相量图得R2=XL所以 R2+Xl=2R2=2Xl=Zp解得 2=XL=丝=展=IkQ42 42ZF输出输入电压和各阻抗相量图又因为 XL=2TI/L所以电感元件的电感量为悪i仍5.2 已知加法器的运算关系为vo=-(5vn+10vz2+0.2vi3),且 反馈电阻KxlOOkQ,画出电路图,并计算电路中各电阻 的值。解:要实现题目所要求的加法运算关系,可使用基本加法21梁明理电子线路作业题电路,具体如右图所示。根据加法运算的一般关系式可计算出电路中各电阻 Ri、R2 R3的值。加法运算电路的加法运算关系如下式所示由式得Ri区，=明20koR2RF 100 7o=lo=10kCLR3幺、二 5。始0.2 0.2RP=RI/Ri/R3/l?F=20/10/500/100=6.17k 05.3 同相加法电路如图P5.3所示,试推导其输出电压与输入电压之间的函数关系式。解:由“虚断”得两个输入端的两个节点方程负反馈冋路的方程(0-vN)/l?=(VN-VO)/RF-(1)因为虚断”,所以ip=0所以有/p=ii+Z2+13=0根据上式得同相输入端的电路方程为（Vll-Vp/1+（VI2-Vp/R2+Vl3-Vp/R3=0-由得RVn-R+RFV由(2)得11H2氏3+12夕1氏3+13a尺22夫3+&3+夕12由虚短得VN=Vp所以R VJJ.Z2-3+13-1-2R+Rf R2H3+居3+夕1夕24=梁明理电子线路作业题5.4 按下列要求各设计个运放电路（要求画出电路图,并计算出各元件值）1。=-5,放大器的输入电阻大于20kQ；。-100,输入电阻等于200k。,解:以上两种运算均为比例运算,可 大电路实现。1 根据题目的要求及一般反相放大 放大倍数的关系式（尸处,显然本题 得（其中规定输入电阻Ri20kQ RF=5RJ N5x20=100kQ采用反馈电阻大于 100。的反相放 题目要求的运算关系,电路如上图所示。电路中各电阻值不得超过1M。假设仍使用与解决第一个问题时所使用的电路,计算 K的大小（本题要求AVF=-100 RF=lOORj=100 x200=2000 傀 Q此时的反馈电阻RFIMQ=I000kQ,不合题意,应使用带T型反馈网络的反相放大电路,用 T 型网络的电阻值替代R以减少电路中各电阻的阻值。带T型网络的反相放大器的电压放大倍数公 式如下式所示（详见教科书电子线路第四版第五章 P242梁明理主编）Ri为方便设计起见,令RFI=RF2，与基本反相放大器比较,显然有R2=2RF1+一%=20000k。RF 3取F3=I0。代入上式可解出 KFI=437。,取KFI=470。这样可以令每个电阻均不超过 1M。但其放大倍数和输入电阻均符合要求,把 KF3=I0。和KFI=470。代入T型网络反相放大器的电压放大倍数公式验证RFI+RF 1+RF1RF12x470+4702RFI1-470。RF3RF2-1470。10kQRi200基本符合要求。具体电路如右图所示。5.5 图P5.5所示为一高输入电阻反相放大器,称为输入电阻自举扩展反相放大器,Ax:为主放.大器,A2：为辅助放大器。试推导放大器的输入电阻表达式,并说明此电路提高输入电阻的原理。解:由“虚短”和“虚断”得ii=ixi=Vi 02-VjRi RAi与A2均组成反相放大电路,所以有H-b图 P5.5梁明理电子线路作业题把代入得I 2I-1I/丿由上式可得本电路输入电阻表达式为迷R由上式可知,使用时,必须有Rs,否则会是“一”值。当没有接入辅助放大器 A2(即A 一8)吋,由上式得&的,这就是典型反相放大电路的输入电阻。当加入辅助放大器后,上式中 的分母必小于!,RRi,输入电阻增大了。原理:在输入电压不变的条件下,由“虚短”得=是常数,而i1=il+i,当引入力后,必 然导致减少,即输入电阻增大了。5.7用集成运放组成的测量电压、电流和电阻的三用表原理电路分别如图 P5.7的(a)、(b)、(c)所示。设电压表满量程为5VO(1)设电压量程分1V,5V两档,相应的 应怎样选择?(2)设电流量程分500I和!两档,相应的RF各为多少?(3)若6,分另为 薛。和I诙。,匕均为5V,则相应的被测电阻Kx为多少?解:本题电压表满量程为5V,其意为当输入信号至某档的最大值时,运放的输出必定是IVol=5V,不可逾越,否则会烧毁电压表,所以三个电路的最大输出已被确定。(1)本题题意为:使用量程为IV档时,测试电压不得超过IV,即Vx不得超过IV,测试IV时 处的取值保证输出电压=-5(电压表满量程输出);同理使用量程为5V档时,测试电压不得超过 5V,测试5V电压时Ri的取值保证输出电压Vo=-5Vo本电路是反相放大器,符合以下规律 竺图 P5.7(a)测 Vx梁明理电子线路作业题其中V=-5V,所以-Vx=Vx=0.2Vx y 3当 V*=IV 时,有小=0.2VX=0.2XI=0.2MQ当=5V时,Ri=，l=0.83kQ 6 6当K。时Rx=1 =-xlO=8.3kCL6 6图 P5.7(c)测 Rx5.8差分输入放大器如图P5.8所示。设输入电压u为三角波,变化范围为3V,2为在。4V 之间变化的方波。试画出输出电压。的波形,注明电压变化范围。25梁明理电子线路作业题vH7V输出最大值为vOmax=2(4-0)V=8V输出最小值为 V Qmin=2(0-3)V=-6 V输出电压波形如图5.8所示。5.17在图P5.17所示电路中,设所用器件为理想特性,vn0o(1)分别写出。1和垣2的表达式;(2)指出该电路是何种运算电路。解:(1)由“虚短”得运放的输入端有又因为 X=V0,J=Vii所以乘法器的输出为vol=kxy=kv-二得匕2加26梁明理电子线路作业题由结果可知,本电路可实现除法运算。5.18用乘法器可对两个正弦波的相位差进行测量,见图 P5.18所示的电路。设 打二Vimsin（祝+91,历二V2msin s+92）,求的表达式和其中直流分量 的表达式。（提取:sinA sinB=cos A-B-cos(A+B)/2)解:vo=ViV2=匕 min(，+(Pi)V2msin(3(+(p2)=KmV2mSin(3,+(Pi)sin(or+(p2)=VlmV2m COS(D+(Px-CD-(p2)-COS(D+(P1+3,+(p2)2V.=cos(p1-(p2)-cos(2(or+(pi+(p2)厶其中直流成份Voim V2m z-cos(q)i屮2)厶K=1由上式可知,通过直流成份的大小可以算出两个正弦波的相位差。6.3 RC文氏桥正弦波振荡器的电路如图并说明理由。解:P6.3所示,试指出哪个电路能产生自激振荡,哪个不能,图（b 的RC反馈网络是正反馈网络,只要振幅条件符合,就能产生振荡。图（印中电路与教材中所讲述的文氏桥式 RC振荡电路是样的,RC网络是正反馈网 络,从相位条件的角度来说是可能起振的。但由负反馈网络Ri、R的数值可知,放大器梁明理电子线路作业题L图(d)中电路是电容三点式振荡 器,但由瞬时极性法判别可知,LC反馈网络是负反馈网络,路不能产生振荡。所以本电RiRC6.4 RC文氏桥正弦波振荡器如图P6.4所示。(1)试分析这电路中的正、负反馈网络分别由哪些元件组成;写出同相输入端到输出端的电压传输系数;写出输出端到同相输入端的反馈系数;(4)写出振荡器振荡频率的表达式；R I IC 根据起振的幅值条件,试求Ki的值;为了稳定振幅,又使输出波形不失真,对反馈电阻 有什么要求?尺21.5kQ图 P6.4解:(1)这电路中的正反馈网络由KC串并联网络组成,负反馈网络由 和品组成。同相输入端到输出端的电压传输系数即输入电压从同相输入端输入的放大倍数,亦即同相放大电路的电压增益,所以其表达式为 Ay=l+(1)输出端到同相输入端的反馈系数即电路的正反馈系数,即教材中的式(6.L7)F=-3+7-V 或立万)l/o f 丿13+0(D(4)本电路振荡频率的表达式为fo=-或2nRC。正本电路起振的幅值条件为A3,所以起振时根据(1)式有Ay=1+1 3Ri28梁明理电子线路作业题所以Rl(Ay-l)R2=(3-l)x 1.5=3kO(6)为了稳定振幅,又使输出波形不失真,反馈电阻 应具有负温度系数性质,如负温度系数 的热敏电阻、晶体二极管、晶体三极管等,这些元件的阻值都随温度的升高与减少。6.6 LC正弦波振荡电路如图P6.6所示。试判断它们是否能振荡,若不能振荡,试修改电路。梁明理电子线路作业题本电路的直流工作点不正确,T的CE极 等电位,电路没有放大 作用,不起振。6.7 LC正弦波振荡器如图P6.7所示。试分别算出回路电容和频率的变化范围。解:这是个变压器反馈式振荡电路,属共基反馈放大器。LC谐振回路中的两个CL C2电容是串联形式,所以按串联方式计算总电容。回路总电容为C1+C2所以有C max300 x270300+270=142 pF300 x7300+7频率变化范围2 180 x10 6 乂 6.8x10 0=4.55 X 10倣55MHz；-=0.996M H z2五180义10 6义142义10 126.8电路如图P6.8所示。(1)应将石英晶体接在哪两点它有可能产生正弦波振荡?并分析其振荡原理。(2)接好石英晶体后,试画出交流通路,交流等效电路30图 P6.8梁明理电子线路作业题解本题时,应先画出原电路的交流等效电路,如右上图所示。由交流等效电路可知,本电路的 发射极E所接的是两个电容的分压点,形成了“射同“连接。在电容三点式振荡电路中,石英晶体 是作为电感使用的,所以按“基反”原则连接石英晶体。电路的谐振频率约为石英晶体的串联谐振 频率。先由交流等效电路确定了石英晶体的连接点,再在原图上连接石英晶体。6.9在图P6.9所示电路中,设集成运放 Ai、A2,A3均为理想运放,稳压管正向导通电压可忽略。(1)Ai、A2、A3各组成什么应用电路;(2)若输入信号 35s加3,试分别绘出相应的voi02和的波形;(3)试简述Ai、A2和A3各工作在线性区还是非线性区?20左Q4-h解:(1)由图很容易可看出,A1组成的是一个反相比例放 大电路,由各电阻数据可知,电压放大倍数为 1,所以本电路 对输入信号只反相,不起放大作用。A2组成的是个反相的电压过零比较器,当时,输出U02 Vo的矩形脉冲波;当01 V“”时,输出y02 0的矩 形脉冲波。A3组成的是个电压跟随器,电路只对 02进行Av=l的 传输,目的是增强电路的带负载能力。(2)由三个运放组成电路的性质可画出各输出端的波形如 右图所示。(3)由于Ai是反相放大器,所以Ai工作在线性区;A2是个电压比较器,因而是工作在非线性区;A3是个电压跟随器,所以亦是工作在线性区。7.2乙类互补功率放大器如图7.1.2所示,设VCC=IVMI=9V,K8Q,晶体管饱和压降VcE(sat)=lV,输入交流信号足够大,使集电极电流、电压动态范围充分利用,试计算。和尸。解:本题按近似情形和实际情形计算。近似情形(此时有VomVcc2 Q2Pom=5.06W2RL 2X831图 7.1.2梁明理电子线路作业