模拟数字及电力电子技术复习题目

机电一体化专业“专接本”模拟、数字及电力电子技术复习资料大全逻辑代数基础例题解析例9．1已知逻辑函数F的真值表如表9.1所示，试写出F的逻辑函数式。解逻辑函数F的表达式可以写成最小项之和的形式。将真值表中所有F＝1的最小项(变量取值为1的用原变量表示，取值为0的用反变量表示)选出来，最后将这些最小项加起来，得到函数F的表达式为：ABCCBACBACABCBAF例9．2列出逻辑函数BCBAF的真值表。解从表达式列真值表的规则是先将表达式写成最小项之和的形式，即：ABCBCACBABCAABCCBABCAAABCCCBABCBAF）()(然后填入对应的真值中，如表9.2所示。例9.3用代数法化将下列逻辑表达式化成最简的“与或”表达式。（1）ADDCEBDBAF（2）CBBDABCDBCABDDABCF解用代数法化简任意逻辑函数，应综合利用基本公式和以下几个常用公式：表9.1表9.2AABA——AB项多余；BABAA——非因子A多余；CAABBCCAAB——第3项BC多余；ABAAB———互补并项；根据式AAA可添加重复项，或利用式1AA可将某些项乘以)(AA，进而拆为两项——即配项法。用代数法对本例逻辑表达式化简：DBADCEDBADCEBADBADCEABDBAADDCEBDBAF)()1(BDCCABCDBCABDCDBCACBCBDBCBDABCCBDBCABDDABCCBBDABCDBCABDDABCF)()()()()()1()1()2(例9．4写出以下逻辑函数的反函数并化成最简“与或”形式。（1）CABF（2）BCACCABAF))((解（1）根据反演定律：对于任意一个逻辑函数F，如果把其中所有的“．”换成“+”，“+”换成“．”，0换成1，1换成0，原变量换成反变量，反变量换成原变量，得到的结果就是F。（1）CABF则CBCACBAF)(（2）BCACCABAF))((则CBCBCBCACBCCBACACBCACABACBCACABACBCACABAF))(())(()()))((()())(()))(((例9．5试用卡诺图化简法将以下逻辑函数化简成最简“或与”式及最简“或非或非式”。BBDCAF)(解利用卡诺图化简逻辑函数时，在函数的卡诺图中，可合并相邻的1格得出原函数的最简与或式；也可合并相邻的0格得出反函数的最简与或式，然后再利用反演规则求反，即可得出原函数的最简或与式。经逻辑变换后可得出函数的最简或非或非式。给定逻辑函数式的卡诺图如图9．1所示。圈0得出反函数的最简与或式为：BCABDF将上式求反即可得出逻辑函数的最简或与式为：))((CBADBBCABDF经逻辑变换后（利用非非律），函数的最简或非或非式为)()())((CBADBCBADBF例9．6将逻辑函数DCABF转换成最小项之和（标准与或式）的形式。解(1)用配项法ABCDDABCDCABDCABDCBADCBADCBABBAADCDDCCABDCABF))(())(((2)用卡诺图法画4变量卡诺图，由于函数F由AB和DC两项组成，即A＝l且B＝l时F＝1，故在A＝l且B＝1的行内填1；类似地，在C＝0且D＝0的列内填1，即得函数的卡诺图如图9．2所示。然后由卡诺图可直接写出逻辑函数的最小项之和形式：)15,14,13,12,8,4,0(),,,(mDCBAF例9．7将逻辑函数DCABF成最大项之积（标准或与式）的形式。解用公式法由式例9．6得出逻辑函数的最小项之和形式为：)15,14,13,12,8,4,0(),,,(mDCBAF因为jijiiMmDCBAF),,,(所以最大项之积：)11,10,9,7,6,5,3,2,1(),,,(MDCBAF即)()()()()()()()()(DCBADCBADCBADCBADCBADCBADCBADCBADCBAF如果已知函数的卡诺图，也可由卡诺图中为0的那些小方格直接写出标准或与式。例9．8化简具有约束条件的逻辑函数CBCBAF，其约束条件为AB＝0。解用公式化对具有约束条件的逻辑函数的化简时，可以将约束项加到逻辑表达式中，化简后到的最简表达式中若含有约束项，再将约束项去掉。即：去掉约束项）()()(CABCABABCABBACABBBACABCBCBAF例9．9化简下列函数)15,14,13,12,11,10()9,7,5,3,1(),,,(dmDCBAF解用卡诺图法化简带有约束条件的逻辑函数，其方法是在卡诺图中，将函数F的最小顶用1填入，约束顶用×填入。在画卡诺圈时，可充分利用约束项取值的任意性(作为1或0)合并相邻项。将最小项及约束项填入对应的卡诺图中，如图9.3所示，则化简后逻辑表达式为：F＝D例9．10化简具有约束条件的逻辑函数)9,8,7,6,5,3,2,0(),,,(mDCBAF0ACAB（约束条件）解：采用卡诺图法化简。由约束条件，求出约束项：)15,14,13,12,11,10())(())((iimDCBACDBADABCDCABABCDDCABDABCABCDDDBBACDDCCABACAB将最小项用1填入，约束项用×填入，画出卡诺图如图9.4所示，由图9.4得到化简后的逻辑表达式为：BDDBCADCBAF),,,(差动放大电路一、克服零点漂移现象最常用的方法是采用差动放大电路二、长尾式差动放大电路1、电路组成（双端输入双端输出电路）静态分析动态分析输入电阻：Rid=2(RB+rbe)输出电阻：Rod=2RC共模抑制比2、双端输入单端输出电路输入电阻：Rid=2(RB+rbe)输出电阻：Rod=RC功率放大电路一、乙类双电源互补对称功率放大电路BEQCCQCCCEQEEEBQCQEEEEBBEQEEBQEEEBQBEQBBQURIUURUIIRURRUUIURIURI221212bebebecccbbbrrrRRRRRR21212121;;beBLc112i121id0d)21//(22uuu=rRRRuuuuuAioioo差模放大倍数CDCMRAAKbeBLCd)//(21=rRRRA二、甲乙类双电源互补对称功率放大电路为减少交越失真，在两管的发射结提供一个微小的偏置电压，使管子在静态时处于临界导通或微导通状态，当加正弦电压时，可以即刻导通，则三极管的导通角度略大于半个周期，称为甲乙类放大，电路称为甲乙类互补对称功率放大电路（OCL电路）三、分析计算1.最大不失真输出功率Pomax忽略VCES时2、电源供给的功率PV例：已知VCC＝16V，RL＝4Ω，T1和T2管的饱和管压降│UCES│＝2V，输入电压足够大。试问：（1）最大输出功率Pom和效率η各为多少？解：（1）最大输出功率和效率分别为%8.694πW5.242)(CCCESCCL2CESCComVUVRUVP放大电路中的反馈一、反馈的类型正反馈——反馈使净输入电量增加，从而使输出量增大，即反馈信号增强了输入信号。负反馈——反馈使净输入电量减小，从而使输出量减小，即反馈信号削弱了输入信号。判别方法：瞬时极性法步骤：（1）假假设设输输入入信信号号某某一一时时刻刻对对地地电电压压的的瞬瞬时时极极性性；；（（22））沿沿着着信信号号正正向向传传输输的的路路经经，，依依次次推推出出电电路路中中相相关关点点的的瞬瞬时时极极性性；；（（33））根根据据输输出出信信号号极极性性判判断断反反馈馈信信号号的的极极性性；；（（44））判判断断出出正正负负反反馈馈的的性性质质。。时，CComVV2)()2(=L2CESCCL2CESCComaxRVVRVVPL2CComax2RVPToV=PPPLomCCπ2RVVπ2L2CCVmRVPCComVo4π=VVPP2.直流反馈和交流反馈直流反馈——反馈回的信号为直流量的反馈。交流反馈——反馈回的信号为交流量的反馈。交、直流反馈——反馈回的信号既有直流量又有交流量的反馈。例题1.分析下图电路是否存在反馈，是正反馈还是负反馈？直反馈还是交流反馈？解：RE介于输入输出回路，故存在反馈。根据瞬时极性法，反馈使uid减小，为负反馈。因为经过反馈元件RE的反馈号既有直流量，也有交流量，故该反馈同时存在直流反馈和交流反馈。二、负反馈放大电路的基本类型电压反馈和电流反馈电压反馈——反馈信号取样于输出电压。判别方法：将输出负载RL短路(或uo=0)，若反馈消失则为电压反馈。电流反馈——反馈信号取样于输出电流。判别方法：将输出负载RL短路(或uo=0)，若反馈信号仍然存在则为电流反馈。串联反馈和并联反馈串联反馈——在输入端，反馈信号与输入信号以电压相加减的形式出现。-uf并联反馈——在输入端，反馈信号与输入信号以电流相加减的形式出现。-if对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端，另一个加在反相输入端则为串联反馈。例题2.分析如图所示的反馈放大电路。分析：电阻Rf跨接在输入回路与输出回路之间，输出电压uo经Rf与R1分压反馈到输入回路，故电路有反馈；根据瞬时极性法，反馈使净输入电压uid减小，为负反馈；RL=0，无反馈，故为电压反馈；uf=uoR1/(R1+Rf)也说明是电压反馈；uid=ui-uf，故为串联反馈；所以，此电路为电压串联负反馈。例题3.分析如下图所示的反馈放大电路。分析：Rf为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。反馈使净输入电压uid减小，为负反馈；RL=0，反馈存在，故为电流反馈；uf=ioRf，也说明是电流反馈；uid=ui–uf故为串联反馈；所以此电路为电流串联负反馈。例题4.分析如下图所示的反馈放大电路。分析：Rf为输入回路和输出回路的公共电阻，故电路存在反馈；RL=0，无反馈，故为电压反馈；根据瞬时极性法判断，反馈使净输入电流iid减小，为负反馈；iid=ii-if，故为并联反馈；所以此电路为电压并联负反馈。例题5.分析如下图所示的反馈放大电路。分析：Rf为输入回路和输出回路的公共电阻，故电路存在反馈；令RL=0，反馈仍然存在，故为电流反馈；根据瞬时极性法判断，反馈使净输入电流iid减小，为负反馈；iid=ii-if，故为并联反馈；所以此电路为电流并联负反馈。三、负反馈对放大电路性能的影响1、提高增益的稳定性2、减小失真和扩展通频带3、改变放大电路的输入和输出电阻串联负反馈使输入电阻增大，并联负反馈使输入电阻减小。电压负反馈F与A并联，使输出电阻减小，电流负反馈F与A串联，使输出电阻增大。四、负反馈放大电路应用中的几个问题（一）欲稳定电路中某个量，则采用该量的负反馈稳定直流，引直流反馈；稳定交流，引交流反馈；稳定输出电压，引电压反馈；稳定输出电流，引电流反馈。（二）根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻，采用串联反馈；欲降低输入电阻，采用并联反馈；要求高内阻输出，采用电流反馈；要求低内阻输出，采用电压反馈。（三）为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型信号源为恒压源，采用串联反馈；信号源为恒流源，采用并联反馈；要求带负载能力强，采用电压反馈；要求恒流源输出，采用电流反馈。深度负反馈电路性能的估算例题1.（2）电压并联负反馈(3)电流串联负反馈(4)电流并联负反馈基本运算电路一、反相比例运算电路根据虚断，Ii0，故V+0，且IiIf根