四篇-1章浙大版集成电路课后答案

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)12(nAF，而正弦振荡器中的相位平衡条件是nAF2，这里有无矛盾？题4.1.2振荡器的幅度平衡条件为1FA，而起振时，则要求1FA，这是为什么？题4.1.3RC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（R1或R3），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=fo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R3；(b)正温度系数的钨丝灯泡取代R1。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Cb、Ce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T1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Dz起稳幅作用，其稳定电压±VZ=±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OVV(有效值)；(2)RCfo219.95Hz。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R1短路，则电路将产生什么现象？（3）若R1断路，则电路将产生什么现象？（4）若Rf短路，则电路将产生什么现象？（5）若Rf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,RW在0~5kΩ范围内可调，设运放A是理想的，振幅稳定后二极管的动态电阻近似为dr=500Ω。（1）求RW的阻值；（2）计算电路的振荡频率0f。图题4.1.7解：(1)Rp=3.55kΩ；(2)fo=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C5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：fmax=2.094MHz，fmin=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C1为几千皮法，C2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Pf还是Sf？C1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）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vO1、vO2和vO3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vS的波形如图（b），试在图（b）上画出输出电压vO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vS=2sinωtV，稳压管Dz1、Dz2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vO1、vO2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VO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Rw，使vS=0时，分别画出vO1和vO2的波形，并求两个电压波形的幅度比；（2）写出vO2波形的频率f的表达式；（3）当vS在小范围内变动时（例如调节Rw使vS0），对vO2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：21021RRVVmmO；(2)21430)(41RRCRRf；(3)Vs＞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vO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，vX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20µS延时时间的脉冲电路，其电路参数为VDD=5V，VOL=0V，R=91kΩ；（3）如果VOL=0.2V，试用上述参数求此时的输出脉宽。解：(1)Tw=≈1.1RC∴pFRTCw20010911.110201.136(2)sRCRCVVVVRCTCCCCOLCCw3.191210200109106.106.1)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，vI为1kHz的方波信号，其幅度为5V。（1）画出vI、v2及vO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vC和vO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vC1、vC2及vO的波形。（3）计算振荡周期T。图题4.1.25解：T=T1+T2=(R2+Rw2)C2ln2+(R1+Rw1)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，VREF为2.5V。（1）试画出vO1、vO2、vO3的波形；（2）推导输出电压vO3和参考电压VREF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vO1和vI的运算关系式vO1=f(vI)；（2）求出vO和vO1的关系曲线vO=f(vO1)；（3）定性画出vO和vO1的波形；（4）求解振荡频率f与vI的关系式。图题4.1.27解：(1))11(31201CRVVI(T截止时))11(31201CRVVI（T导通时）(4)IzIIzVCVRVTfVCVRT1.161,622