模电期末要点概要

复习与考试•考试内容：第一章~第十章•考试方式：半开卷。可带一张A4纸，内容不限。不能复印！考试后与试卷一起上交。•考试时间：2011-01-06星期四下午•考试地点：X2418答疑时间与地点：2011-01-05X6301运算放大器应用传感器接收器隔离、滤波放大、阻抗变换运算、转换、比较功率放大A/D转换第2、3、4、5、6、7章第9章第8章信号的产生直流电源第10章集成运放应用电路集成运放引入负反馈虚短、虚断指数对数微分积分加减同相反相比例运算电路仅引正反馈或开环带通、带阻低通、高通有源滤波器窗口比较器滞回比较器单限比较器电压比较器文氏桥振荡电路串并联网络加RC压控振荡器路三角波、锯齿波发生电矩形波发生电路回路加RC模拟乘法器方、开方乘除、乘功放的前级放大电路，串联型稳压电源的比较放大电路能源提供：直流稳压电源集成运放的构成共射共集共基共源共漏复合管二极管场效应管三极管电路基础基本电流源镜像电流源微电流源器件基础加LC回路：正弦波振荡能源提供：直流稳压电源分析方法：静态分析动态分析频率分析估算法图解法小信号模型幅频相频波特图多级互联：多级放大电路性能改进：引负反馈复习与考试•考什么：–基本概念：如差模共模、闭环增益、输入输出阻抗……–会看：电路的识别及定性分析。如是运算电路、有源滤波器、电压比较器、波形发生电路、功率放大电路、电源……；又如放大倍数的大小、频带的宽窄、反馈性质及其对放大电路性能的影响、输出功率的大小……–会算：电路的定量分析。如求解增益、阻抗、运算关系、电压传输特性、输出功率及效率、输出电压的可调范围、输出电压波形及其频率和幅值……–会选：在已知需求情况下选择电路形式，在已知功能情况下选择元器件类型，在已知指标情况下选择元器件的参数。如将正弦波变为方波、产生100kHz的正弦波、输出电压为10～20V负载电流为3A的直流稳压电源……–会调：电路调试的方法及步骤，调整电路性能指标应改变哪些元件参数、如何改变，电路故障的判断和消除，等等。如调整三角波振荡电路的振荡频率和幅值达到预定值的方法和步骤、电路中某电阻断路或短路对电路产生的影响、电路出现异常情况可能的原因……考查什么？怎样复习？–概念和性能指标：每个术语的物理意义。–基本电路：电路结构特征，这是读图的基础。–基本分析方法：不同类型的电路采用不同的方式来描述其功能和性能指标，不同类型电路的指标参数有求解方法。如放大电路用增益、输入输出阻抗描述、运算电路用关系式描述、电压比较器用电压传输特性描述、有源滤波器用幅频特性描述、功率放大电路用最大输出功率和效率描述、波形发生电路用输出电压波形及其周期和振幅描述、直流电源用输出电压和输出电流来描述……怎样复习？–注意综合性：如非正弦波发生电路既含有运算电路（积分电路）又含有电压比较器（滞回比较器），即既包含集成运放工作在线性区的电路又包含集成运放工作在非线性区的电路。又如功率放大电路需要和前级电路匹配才能输出最大功率，且为了消除非线性失真通常要引入负反馈。因此，实用功放涉及到放大的概念、放大电路的耦合问题、反馈的判断和估算、自激振荡和消振、功放的输出功率和效率……再如串联型稳压电源本身既是一个负反馈系统，又是大功率电路，还要考虑电网电压的影响。……综合举例1已知图示电路为压控振荡器，A1、A2均为理想运算放大器，其输出电压的两个极限值为14V；三极管VT工作在开关状态，即当它导通时相当于开关闭合，管压降UCES＝0V，当它截止时相当于开关断开；UC为小于0的直流信号。1．分别说明A1、A2各组成什么基本电路；2．画出uO1、uO2的波形图，并标出它们的上限值和下限值；3．设UC＝－1V时振荡频率f＝100Hz，问UC＝0~-6V时，频率f的变化范围是多少？综合举例1答案Z322O1323THURRRURRRU00TLTHZ32O1UUURRU，所以，因为1．A1构成积分器A2构成反相滞回比较器3．由于周期T≈T1，f与│UC│成正比，当UC＝0~－6V时，f≈0~600HZZ322O1323TLURRRURRRU2．OuVT1tUT2UT1UZUZUTHUTL综合举例2某放大电路的电压传输特性如图所示。问：1．该电路输出与输入电压间是何种运算关系？电压放大倍数是多大？2．为使输出波形不产生非线性失真，允许输入电压的幅值是多少？3．用一只理想集成运算放大器和必要的元件组成电路，使其具有图示电压传输特性，可供使用的反馈电阻为100kΩ。请在答题纸上完成电路，并标明运算放大器的极性和元件值，限流电阻R选用510Ω）。uo/V0uI/V8-8442-4-4-2uo/V0uI/V8-8442-4-4-2综合举例3图示交流放大电路中，已知晶体三极管VT1、VT2特性对称，β=50、rbe=2.6K、RW的动端在中点，A1、A2为理想运算放大器，电容C的容抗可忽略。1．写出差模电压放大倍数的表达式2．当输入电压时ui=-0.1V时，uo=2.65V，问电阻R2＝？+12VVT1VT2Rc10kCCRe10k12VA1uI20kuOA210020kRbRbRWR1R1R2R2k605.26.2121)//(21.1212Wbeb21cIORARRRrRRRRuuAuu答案：综合举例4图（a）所示为某电路的方框图，已知uO1~uO4的波形如图（b）所示。将各电路的名称分别填入空内：1．电路1为；2．电路2为；3．电路3为；4．电路4为。电路1电路2电路3uO1uO2uO3(a)(b)OtOtOtOtuO2uO3uO4电路4uO4uO1答案：1．正弦波振荡器2．（同相输入）过零比较器3．积分器4．（同相输入）滞回比较器综合举例5在图（a）所示锯齿波-矩形波发生器中，已知A1、A2为理想运算放大器，其输出电压的两个极限值为±12V；二极管导通时的压降可忽略不计；输出电压uO1、uO的波形如图（b）所示；设振荡周期为T，一个周期内uO1为高电平的时间为T1，占空比＝T1/T。1．稳压管的稳定电压UZ＝？2．设RW1的滑动端在最上端，为使uO的峰-峰值等于uO1的峰-峰值的二分之一，振荡频率f为100Hz，R3、RW应各取多少？3．如果要求占空比（T1/T）在0.1～0.5之间可调，R21的阻值应在什么范围内变化？综合举例5答案1．UZ＝6Vk1021.23Z13TZORURRUUuKRfRRCRT10012W213W23．占空比KRRRTT50~105.0~1.021W22121综合举例6在图示电路中，若将⑦端与⑧端相连，①端与⑨端相连，试问如何再加上一些适当连线可以组成一个正弦波振荡电路。可不考虑RC串并联网络接入后对放大电路静态工作点的影响。要求不增、减元器件，②、⑤两端不得悬空。Rc1ReRc2Rb1+VCCCCRRRc3RsRb2VT1VT2RsVT3④③②①⑤⑥⑦⑧⑨综合举例7试用圆点“·”标出图示LC正弦波振荡电路中变压器副边绕组的同名端，并估算该电路荡频率的调节范围。设谐振回路的等效电感L＝5mH。4512(7/270)pF300pF3CbCeC1C2Rb1Rb2ReVCCVT答案:3端画“·”，与4端为同名端。LCfπ210当C2＝C2min=7pF时，kHz861pF8460max02min12min1minff.CCCCCC当C2＝C2max=270pF时，kHz189pF11420min02max12max1maxff.CCCCCCkHz8611890~f算该电路荡频率的调节范围:综合举例8两电路如图所示，试回答下列问题：1．根据相位平衡条件判断两个电路是否有可能产生正弦波振荡；2．可能振荡的电路属于什么类型的LC正弦波振荡电路？3．可能振荡电路的振荡频率近似表达式是什么？+VCCReRb1Rb2LC1C2+VCCReRb1Rb2CbCe(a)(b)LC1C2VTVT答案:1．图（a）电路不满足相位平衡条件，不能振荡。图（b）电路满足相位平衡条件，能振荡。2．图（b）电路为电容三点式LC正弦波振荡电路。3．图（b）电路的频率21210π21CCCCLf综合举例9由理想集成运放A1、A2、A3和晶体管VT1、VT2组成的放大电路如图所示。为使该电路能对输入信号进行放大，且满足Au=2的要求。设VT1、VT2的α=iC/iE≈1。1．试分别用“＋”、“－”号标出A1、A2、A3的同相输入端和反相输入端；2．已知电阻R1=20KΩ，R2=R4=10KΩ，试确定R3的阻值。uIR1R2R4+VCCR3A1A2A3VT2VT1uO1．A1、A2均是上“＋”，下“－”；A3上“－”，下“＋”。Ωk102233241ioRRRRRuuA.u综合举例10请将图示电路的端子正确连接，组成两级放大电路。要求不增、减元器件，电压放大倍数尽量大。ui910871211562431R2R3R4R5uO+VCCR1选择填空/判断1、当集成电路处于线性工作状态时，可运用（）概念分析，比较器在附近也可以使用上述概念。(a)开路(b)深度负反馈(c)短路(d)虚断、虚短2、在反馈电路中，只要安排LC谐振回路，就能产生正弦波振荡（√，×，不确定）自激正弦振荡器是用来产生一定频率和幅度正弦信号的装置，此装置之所以能输出信号是因为()a)有外加输入信号b)满足了自激振荡条件c)先施加输入信号激励振荡起来，然后去掉输入信号。3、差动放大电路利用恒流源代替Re是为了。a．提高差模电压放大倍数b．提高共模电压放大倍数c．提高共模抑制比d．减小输出电阻选择填空/判断4、放大电路中，为了稳定静态工作点，可以引入：稳定放大倍数，引入；为了提高放大倍数，可适当引入;为了扩展频带，可引入；如要改变输入或输出电阻，可以引入；为抑制温漂，可以引入。(a．直流负反馈，b.交流负反馈，c．交流正反馈，d．直流负反馈和交流负反馈)。5、通用运放输入级通常采用电路，输出级多采用电路。乙类功放的较高，在理想情况下其数值可以达到。但这种电路会产生失真。为了消除这种失真，应使电路工作在类状态，但会稍有损失。6、正弦波振荡电路中，只允许存在正反馈，不允许存在负反馈（√，×，不确定）；而在以放大信号为目的线性放大电路中，只允许存在负反馈，不允许存在正反馈（√，×，不确定）选择填空/判断7、抑制零点漂移必须使得()。(a)电路结构对称，两管特性及对应的电阻元件参数相同。(b)电路结构对称，但两管特性不一定相同。(c)两管特性及对应的电阻元件参数相同，但电路结构不一定对称。8、在负反馈放大电路中，在反馈系数较大的情况下，只有尽可能地增大开环放大倍数，才能提高闭环放大倍数（√，×，不确定）在负反馈放大电路中，放大器的放大倍数越大，闭环放大倍数越稳定（√，×，不确定）,准确地说。9、工作在放大状态的双极型晶体管是：（）(a)电流控制元件(b)电压控制元件(c)不可控元件（d）非线性元件10、在功放电路中，输出功率最大时，功率管的功耗。选择填空/判断11、场效应管的突出优点是有特别高的输出电阻(√，×)12、同相输入比例运算放大器电路中的反馈极性和类型属于()。(a)正反馈(b)串联电流负反馈(c)并联电压负反馈(d)串联电压负反馈13、自激振荡是指在——(a．外加输入激励b．没有输入信)时，电路中产生了———(a．有规则的，b．随机的)和——(a．持续存在的b．瞬间消失的)输出波形的现象。输出波形的变化规律取决于———(a．外界的干扰源b．元器件的噪声c．电路自身的参数)。选择填空/判断14、比例电路中，集成运放反相输入端为虚地点。在集成运放的应用中，作为线性放大器应使运放工作在状态，作为比较器，应使运放工作在状态或状态。15、一个由理想运算放大器组成的同相比例运算电路，其输入输出电阻是()。(a)输入电阻高，输出电阻低(b)输入、输出电阻均很高(c)输入、输出电阻均很低(d)