第8章信號處理電路一、填空題1．有源濾波電路中的集成運放工作在線性區，集成運放的作用是作為放大元件，電路中通常引入一個負反饋。2．電壓比較器中的集成運放工作在非線性區，集成運放的作用是作為開關元件，集成運放一般工作在開環狀態。3.信號處理電路中，為了在有效信號中抑制50Hz的工頻干擾，應該選用帶阻濾波器；為了抑制頻率高于20MHz的噪聲，應該選用低通濾波器。4.信號處理電路中，為了保證有效信號為20Hz至200kHz的音頻信號，而消除其他頻率的干擾及噪聲，應該選用帶通濾波器；為了抑制頻率低于100Hz的信號，應該選用高通濾波器。二、選擇題1.某一濾波電路，只允許頻率低于200Hz或者高于300kHz的信號通過，則該電路是（D）A、高通濾波器B、低通濾波器C、帶通濾波器D、帶阻濾波器2.某一濾波電路，能夠將頻率高于800KHz的信號全部過濾掉，則該電路是（B）A、高通濾波器B、低通濾波器C、帶通濾波器D、帶阻濾波器3.某一濾波電路，只有頻率在80Hz至120kHz之間的信號才能通過，則該電路是（C）A、高通濾波器B、低通濾波器C、帶通濾波器D、帶阻濾波器4.某一濾波電路，能夠將頻率低于50MHz的信號全部過濾掉，則該電路是（A）A、高通濾波器B、低通濾波器C、帶通濾波器D、帶阻濾波器三、判斷題1、電壓比較器的輸出只有兩種狀態:高電平和低電平。（對）2、在電壓比較器中，集成運算放大器常工作在非線性區。（對）3、在電壓比較器中，集成運算放大器常工作在線性區。（錯）4、從電路結構看，電壓比較器中的集成運算放大器常處于開環狀態。（對）5、從電路結構看，電壓比較器中的集成運算放大器常處于閉環狀態。（錯）6、過零比較器的門限電平等于零。（對）7、單限比較器是指只有一個門限電平的比較器。（對）8、為了使電壓比較器輸出狀態的轉換更加快速，可以在電路中引入正反饋。（對）9、為了使電壓比較器輸出狀態的轉換更加快速，可以在電路中引入負反饋。（錯）四、計算題1.在如圖所示的比較器電路中，已知穩壓管的穩壓值為UZ=±7V，(1)說明該電路是什么類型的比較器。(2)給出該比較器的門限電平，并畫出電路的傳輸特性。解：(1)該電路為過零比較器。(2)該比較器的門限電平為：UT=0V，電路的輸出電壓為uO=UZ=±7V，電路的傳輸特性如下圖所示。2.在如圖所示的比較器電路中，假設集成運放為理想運放，參考電壓UREF=-3V，穩壓管的反向擊穿電壓UZ=±5V，電阻R1=20kΩ，R2=30kΩ。(1)說明該電路是什么類型的比較器。(2)給出該比較器的門限電平，并畫出電路的傳輸特性。解：(1)該電路為單限比較器。(2)該比較器的門限電平為，電路的輸出電壓為uO=UZ=±5V，電路的傳輸特性如下圖所示。3.如圖所示的比較器電路，若已知運放輸出UOM=±15V，R1=R2=10kΩ，穩壓管的穩壓值為UZ=±6V，參考電壓UR=3V。(1)說明該電路是什么類型的比較器。(2)給出該比較器的門限電平，并畫出電路的傳輸特性。解：(1)該電路為單限比較器。(2)該比較器的門限電平為，電路的輸出電壓為uO=UZ=±6V，電路的傳輸特性如下圖所示。4.在如圖所示的滯回比較器電路中，已知R1=68kΩ，R2=100kΩ，RF=200kΩ，R=2kΩ。穩壓管的穩壓值為UZ=±6V，參考電壓UREF=8V，試估算其兩個門限電平UT+和UT-以及門限寬度ΔUT的值，并畫出滯回比較器的傳輸特性。解：滯回比較器的兩個門限電平分別為：門限寬度為：滯回比較器的傳輸特性如下圖所示。5.在如圖所示的電路中，已知穩壓管的穩壓值為UZ=±7V，且UREF=6V，R1=8.2kΩ，R2=50kΩ，RF=10kΩ，試給出該電路的名稱，并估算其兩個門限電平UT+和UT-以及門限寬度ΔUT的值。解：該電路為滯回比較器，其兩個門限電平分別為：第9章波形發生電路一、填空題1.產生正弦波振蕩的條件是。2.正弦波振蕩電路一般包括放大電路、反饋電路、選頻網絡、穩幅環節四個組成部分。3.RC正弦波振蕩電路的選頻網絡由電阻和電容元件組成。4.LC振蕩電路以電感和電容元件組成選頻網絡，一般可以產生幾十兆赫以上的正弦波信號。二、判斷題1、各種RC振蕩電路的振蕩頻率均與R、C的乘積成反比。（對）2、RC正弦波振蕩電路的選頻網絡由電阻和電感元件組成。（錯）3、RC正弦波振蕩電路的選頻網絡由電阻和電容元件組成。（對）4、產生正弦波振蕩的條件是。（對）5、LC振蕩電路的選頻網絡由電阻和電容元件組成。（錯）6、LC振蕩電路的選頻網絡由電感和電容元件組成。（對）三、簡答題1．試用相位平衡條件和幅度平衡條件，判斷下圖中各電路是否可能發生正弦波振蕩，簡述理由。(a)(b)(c)【簡答題答案】1.(a)不能振蕩。因，故不能滿足相位平衡條件。(b)不能振蕩。雖然電路能夠滿足相位平衡條件，但當時，，而電壓跟隨器的，故不能同時滿足幅度平衡條件。(c)不能振蕩。，兩節RC電路的，但當接近時，其輸出電壓接近于零，故無法同時滿足幅度平衡條件和相位平衡條件。四、計算題1.在如圖所示電路中：(1)將圖中A、B、C、D四點正確連接，使之成為一個正弦波振蕩電路。(2)根據圖中給定的電路參數，估算振蕩頻率f0。(3)為保證電路起振，R2應為多大？2.欲采用如圖所示的文氏電橋式振蕩電路產生頻率為5kHz的正弦波，給定電容C1=C2=C=0.1uF，R′=1kΩ，要求R1=R2=R，試估算電阻R和RF的阻值。3.在如圖所示的波形發生電路中，假設集成運放和二極管均為理想的，已知電阻R=10kΩ，R1=12kΩ，R2=15kΩ，R3=2kΩ，電位器RW=100kΩ，電容C=0.01uF，穩壓管的穩壓值UZ=±6V。如果電位器的滑動端調在中間位置。(1)畫出輸出電壓uo和電容上電壓uC的波形；(2)估算輸出電壓的振蕩周期T；(3)分別估算輸出電壓和電容上電壓的峰值Uom和UCm?！居嬎泐}答案】1.解：(1)為了使電路能夠產生正弦波振蕩，應將A接D，B接C。(2)電路的振蕩頻率為(3)為保證電路起振，應滿足R2>2R1=2×10kΩ=20kΩ2．解：根據振蕩頻率f0的表達式，可得為了滿足起振條件，要求RF>2R′=2×1kΩ=2kΩ因此選頻網絡的電阻應為318Ω，反饋電阻應大于2kΩ。3.解：(1)輸出電壓uo和電容上電壓uC的波形如下圖所示。(2)輸出電壓的振蕩周期為(3)輸出電壓的峰值Uom為：電容上電壓的峰值UCm為：2.2畫出圖P2.2所示各電路的直流通路和交流通路。設所有電容對交流信號均可視為短路。(a)(b)(c)(d)圖P2.2解：將電容開路、變壓器線圈短路即為直流通路，圖略。圖P2.2所示各電路的交流通路如解圖P2.2所示；(a)(b)(c)(d)解圖P2.22.4電路如圖P2.4(a)所示，圖(b)是晶體管的輸出特性，靜態時。利用圖解法分別求出和時的靜態工作點和最大不失真輸出電壓（有效值）。(a)(b)圖P2.4解：空載時：最大不失真輸出電壓峰值約為5.3V，有效值約為3.75V。帶載時：；最大不失真輸出電壓峰值約為2.3V，有效值約為1.63V。如解圖P2.4所示。解圖P2.4圖P2.52.7電路如圖P2.7所示，晶體管的β=80，。分別計算和時的Q點、、和。解：在空載和帶負載情況下，電路的靜態電流、均相等，它們分別為：空載時，靜態管壓降、電壓放大倍數、輸入電阻和輸出電阻分別為：；；時，靜態管壓降、電壓放大倍數分別為：。2.11電路如圖P2.11所示，晶體管β=100，=100Ω。(1)求電路的Q點、、和；(2)若改用β=200的晶體管，則Q點如何變化？(3)若電容Ce開路，則將引起電路的哪些動態參數發生變化？如何變化？解：(1)靜態分析：圖P2.11動態分析：(2)β=200時，（不變）；（不變）；（減?。?；（不變）。(3)Ce開路時，（減小）；（增大）；（不變）。2.13電路如圖P2.13所示，晶體管的β=60,。(1)求解Q點、、和(2)設Us=10mV（有效值），問,若C3開路，則,解：(1)Q點：、和的分析：,,。(2)設Us=10mV（有效值），則；若C3開路，則：，，。3.2設圖P3.2所示各電路的靜態工作點均合適，分別畫出它們的交流等效電路，并寫出、和的表達式。(a)(b)(c)(d)圖P3.2解：(1)圖示各電路的交流等效電路如解圖P3.2所示。(2)各電路的、和的表達式分別為：(a)：；；(b)：；(c)：；(d)：；(a)(b)(c)(d)解圖P3.23.6圖P3.6所示電路參數理想對稱，晶體管的β均為100，，。試求Rw的滑動端在中點時T1管和T2管的發射極靜態電流以及動態參數Ad和Ri。解：Rw滑動端在中點時T1管和T2管的發射極靜態電流分析如下：∵∴動態參數Ad和Ri分析如下：3.9試寫出圖P3.9所示電路Ad和Ri的近似表達式。設Tl和T2的電流放大系數分別為β1和β2，b-e間動態電阻分別為和。解：Ad和Ri的近似表達式分別為；6.4判斷圖P6.4所示各電路中是否引入了反饋，是直流反饋還是交流反饋，是正反饋還是負反饋。設圖中所有電容對交流信號均可視為短路。（不要h圖）(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)圖P6.4解：圖(a)所示電路中引入了直流負反饋。圖(b)所示電路中引入了交、直流正反饋。圖(c)所示電路中引入了直流負反饋。圖(d)、(e)、(f)、(g)、(h)所示各電路中均引入了交、直流負反饋。6.7分別判斷圖P6.5(a)、(b)、(e)、(f)所示各電路中引入了哪種組態的交流負反饋。解：(a)電壓并聯負反饋；(b)電壓串聯負反饋；(e)電流并聯負反饋；(f)電流串聯負反饋。6.9分別估算圖6.5(a)、(b)、(e)、(f)所示各電路在深度負反饋條件下的電壓放大倍數。解：各電路在深度負反饋條件下的電壓放大倍數如下：(a)電壓并聯負反饋：(b