林家儒《电子电路基础》课后习题答案

第一章思考题与习题

1.1. 半导体材料都有哪些特性？为什么电子有源器件都是由半导体材料制成

的？

1.2. 为什么二极管具有单向导电特性？如何用万用表判断二极管的好坏？ 1.3. 为什么不能将两个二极管背靠背地连接起来构成一个三极管？ 1.4. 二极管的交、直流等效电阻有何区别？它们与通常电阻有什么不同？ 1.5. 三极管的放大原理是什么？三极管为什么存在不同的工作状态？ 1.6. 如图P1-1(a)所示的三极管电路，它与图P1-1(b)所示的

二极管有何异同？

1.7.稳压二极管为何能够稳定电压？

1.8.三极管的交、直流放大倍数有何区别？共射和共基电

流放大倍数的关系是什么？

1.9.三极管的输入特性和输出特性各是什么？

1.10. 如图P1-2所示，设I S ＝10－11A ，U T ＝26mV ，试计算

u i =0，0.3V ，0.5V ，0.7V 时电流I 的值，以及u i =0.7V 时二极管的直流和交流等效电阻。解：

由I= I S *(exp(U i / U T )-1) 当U i =0时，I=0；

当U i =0.3V 时，I=1.026×10－6A ；当U i =0.5V 时，I=2.248×10－3A ；当U i =0.7V 时，I=4.927A ；直流等效电阻R= U i /I = 0.7V/4.927A = 0.142 Ω

∵exp(U i / U T )>>1

∴交流等效电阻R d = 26/I = 26/4927 = 5.277×10－3 Ω

(a)

(b)

图

P1-1

图P1-2

＋－

u i D

1.11. 电路如图P1-3所示，二极管导通电压U D ＝0.7V ，

U T ＝26mV ，电源U ＝3.3V ，电阻R ＝1k Ω，电容C 对交流信号可视为短路；输入电压u i 为正弦波，有效值为10mV 。试问二极管中流过的交流电流有效值为多少？

解：U ＝3.3V>>100mV ，

I ＝（U －U D ）/R ＝ (3.3－0. 7)/1k = 2.6 mA 交流等效电阻：R d = 26/I = 10 Ω 交流电流有效值：Id = Ui/Rd = 1 mA

1.1

2. 图P1-4(a)是由二极管D 1、D 2组成的电路，二极管的导通电压U D ＝0.3V 、

反向击穿电压足够大，设电路的输入电压u 1和u 1如图P1-4(b)所示，试画出输出u o 的波形。

解：

1.13. 如图P1-5所示电路，设二极管为理

想二极管(导通电压U D =0，击穿电压U BR =∞ )，试画出输出u o 的波形。解：

5V u 1

u 2

图P1-4(a)

图P1-4(b)

＋

u 1 u o

u 2

P1-5

＋－

u o

D 2

D 1

D 3

D 4

图P1-3

＋－

u i D R

4.7V u 0

u o

1.14. 如图P1-6所示电路，设稳压二极管导通电压U D =0.7V ，D 1稳压值U Z1＝

6.3V ，D 2稳压值U Z2＝3.3V ，试计算： 1. 当输入电压U i ＝12V 时，输出U o 的值。 2. 当输入电压U i ＝6V 时，输出U o 的值。 3. 当输入电压U i ＝3V 时，输出U o 的值。解：

(a) 1．D2反向导通，D1正向导通，U o = U Z2＋U D ＝ 4V

2. U o = U Z2＋U D ＝ 4V

3. U i ＝3V 时，D2反向不导通，U o = 3V

(b) 1. D1、D2均反向导通，U o = U Z2＋U Z1 ＝ 9.6 V

2. 反向不导通，U o = 6V

3. U o = 3V

3. U o = U D ＋U D ＝ 1.4 V

(d) 1. D2反向导通，D1 不导通， U o = 3.3 V 2. D2反向导通，D1 不导通，U o = 3.3 V

3．D1、D2均不导通，U o = 3V

1.15. 如图P1-7(a)所示电路，设稳压二极管导通电压U D =0.7V ，稳压值U Z ＝

3.3V ，输入电压波形如图P1-7(b)所示，试画出输出u o 的波形。

u i

t 6V

u o

+ R D 1 ＋

u 图P1-6

U o

+ R D 1 D 2 ＋ U i

U o

+ R D 1 D 2 ＋ U i

U o

+ R D 1 D 2 ＋ U i

R D 1

＋ U i

U o

+ D 2

(a) (d)

(c)

(b)

解：

1.16. 根据图P1-8各电路中所测的电压值判断三极管的工作状态（放大、饱和、

截止和损坏）。

解：(a)发射极正偏压，集电极反偏压，I C 不为零，是放大状态；

(b)发射极正偏压，集电极正偏压0.4V ，为饱和状态；

(c)发射极正偏压，集电极反偏压，I C 为零，而I E 和I B 不为零，损坏状态； (d)发射极正偏压，集电极反偏压，但I C 和I B 为零，损坏状态； (e)发射极无偏压，集电极反偏压，为截止状态； (f)发射极正偏压，集电极反偏压，为放大状态。 1.17. 某三极管的输出特性曲线如

图P1-9所示，试确定该三极管的直流和交流放大倍数。解：直流放大倍数=I C /I B =100 交流放大倍数=i C /i B =100

(a)

(b)

R C

R b 0.7V 6V

12V R C

R b 1.2V

12V 12V R E

0.5V

R C

-6V

R b -5.7V

-5.3V -12V

R E

-5V

(c)

图P1-8

R C

-2V

R b -0.3V -6V -12V

R C

R b 0V 12V

12V

R C

-2V

R b -2V -12V

-12V (d)

(e) (f)

0 U CE (V)

I C (mA)

20uA 3

I B =0

10uA 30uA 40uA 6 9 12

1 2 3 4 图P1-9

t (ms)

0 4V -4V

u o

1.18. 根据图P1-10电路中所测的电压值，试分别计算三极管的基极电流I B 、集

电极电流I C 和放大倍数β值。解： (a) I B = (2-0.7)V/43K =30 uA I C =(12-6)/2 =3 mA

β= I C /I B = 100

(b) I E = (0+1.01) /1 =1.01 mA

I C =(-5+10)/5 =1 mA

β= I C /I B = I C /(I E –I C ) =100

43k 0.7V

6V 12V

-3V

R b -1.7V

-5V -10V

1k -1.01V (a)

(b)

图P1-10

第二章思考题与习题

2.1什么是放大？电子电路中为什么要放大？

2.2什么是共射、共基、共集放大电路？它们之间有何不同？ 2.3什么是直流等效电路？什么是交流等效电路？二者有何区别？

2.4什么是放大电路的图解分析法？什么是等效电路分析法？它们各适用何种情况？

2.5放大电路的分析原则是什么？为什么必须先分析放大电路的静态工作特性？

2.6放大电路的为什么要设置静态工作点？它对放大电路的特性有何影响？ 2.7 什么是直流负载线？什么是交流负载线？二者有何区别？

2.8什么是直接耦合放大电路？什么是阻容耦合放大电路？它们各有什么特点？

2.9什么是截止失真？什么是饱和失真？主要原因是什么？

2.10 图图P2-1(a)所示电路(β值、各电容足够大),当R b1=15.6k Ω、R b2=5k Ω、

R b3=3.4k Ω、R E =500Ω、R C =2.5k Ω时，其工作点如图P2-1(b)中Q 1所示，如何调整R b1和R C 使工作点由Q 1变到Q 2，调整后的R b1和R C 各为多少？

解：Q2: U EQ = R E *I E = 500Ω*4mA=2V

U BQ = U EQ +0.7V =2.7V

U BQ = 12V* R b3/ (R b1 +R b2 +R b3) =3.4*12/(R b1+5+3.4) = 2.7V 故R b1 = 6.7 k Ω

又U CEQ =6V=12-4*(R C +0.5) 得R C =1 (K Ω)

2.11基本阻容耦合放大电路及三极管输出特性曲线如图P2-2所示，三极管发

图P2-1(a)

图P2-1(b)

~ +

－

u S R E

12V

R S R b2

R b3

－

u o R C

C E

C 1

C 2 R b1 0

u CE (V)

i C (mA)

40uA 3

i B =0 20uA

60uA 80uA 6

4 6 8 Q 1 Q 2

射极的导通电压U D =0.7V 、β＝100，V CC =12V ，R b =282k ，R C =R L =1.5k ，各电容值足够大，试计算工作点、画出直、交流负载线。解：I BQ ＝(V CC －U BE ) / R B = (12-0.7)/282k= 40 uA

I CQ =β*I BQ = 4 mA

U CEQ = V CC - I CQ * R C =12 – 4*1.5 = 6V 直流负载线: U CE = V CC - I C * R C 交流负载R 'L ＝R C ‖R L =1.5/2 =750Ω 交流负载线: u CE = U CEQ + I CQ * R 'L - i C * R 'L 如图，斜率大的为交流负载线。

2.12如图P2-3(a)所示的电路，试问

1. 如果观测到的输出电压波形如图(b)所示，则该失真为何种失真？主要由何种原因造成的？如何调整R b1来解决？

2. 如果观测到的输出电压波形如图(c)所示，则该失真为何种失真？主要由何种原因造成的？如何调整R b1来解决？

解：图(b)中电压顶部削平，相当于电流底部削平，是截止失真。原因是静态

工作点太低，应增大I B ，即减小R b1；

图(c)中电压底部削平，相当于电流顶部削平，是饱和失真。原因是静态工作点太高，应减小I B ，即增大R b1；

图P2-2

(a)

(b)

+ － u i ~ u o R C

－

R b

V CC

R L

C 1

C 2 0

u CE (V)

i C (mA)

40uA 3

i B =0 20uA 60uA 80uA

6 9

4 6

8 Q

2.13设如图P2-4(a)所示的放大电路，R b =200k Ω，R C =2k Ω，U D =0.7V ，β＝100，V CC =12V ，V BB =2.7V ，各电容值足够大，输入、输出特性曲线分别如图P2-4(c)、(d)所示，试

1. 计算印静态工作点，画出负载线

2. 画出中频交流等效电路

3. 设输入电压u i 如图P2-4(b)所示，试用图解法画出输出u o 的波形

4. 输出主要产生何种失真，如何改善

解：1. I BQ ＝(V BB －U BQ ) / R b ＝(2.7－0.7) / 2 ＝10 uA

I CQ =β*I BQ = 1 mA

U CEQ = V CC - I CQ * R C =12 – 1*2 = 10V 2. 中频交流等效电路

(b)

(c)

图P2-3

－

~ +

－

u i u o R C +

R b1

R b2 V CC

u o

(a)

－

u i ~ u o

R C +

－

R b V CC C 1

C 2 V BB

图P2-4(a)

-0.11V

0.11V

图P2-4(b)

－

u i ~ u o

R C +

－

R b

4. 输出主要产生截止失真，

应增大静态工作电流I BQ ，即增大V BB ，或减小R b 。

2.14设在图P2-5(a)所示电路中，三极管的输出特性曲线如P2-5(b)所示，R S =500Ω，R b1=9.3k ，R b2=2.7k ，r bb ' =100Ω，V CC =12V ，R E1=100Ω，R E =400Ω，R C =1.5k ；三极管的导通电压U D =0.7V 、β=100。试 1. 计算静态工作点、画出直、交流负载线。 2. 画出该电路的h 参数等效电路

3. 计算电压放大倍数A u 、源电压放大倍数A S 、输入电阻R i 、输出电阻R o

解：1. U BQ ＝V CC * R b2/( R b1+R b2) ＝12 * 2.7/( 9.3+2.7)＝2.7 V

U EQ ＝U BQ －U BEQ ＝2 V

I CQ ≈I EQ = U EQ / ( R E1+R E2) = 2 / ( 100+400) = 4mA I BQ ＝I CQ /β=40uA

u ce (V)

Q 点

i c (mA) 6 0

2 4 2

8 10

12 I B =60uA

50uA 40uA 30uA 20uA 10uA

i C

u O

u BE (V) 0.7 0.81 0.6 60

30 i B (uA) 0 10 t

i B 图P2-5(a) 图P2-5(b)

~ +

－

u S R E1 V CC

R L

R S R b1 R b2

+ －

u o

R C C 1

C 2 C E

R E2

u CE (V)

i C (mA)

40uA 3

i B =0

20uA 60uA 80uA 6

2 4 6 8 Q

U CEQ ＝V CC －I CQ * R C －U EQ = 12－4*1.5－2 = 4V 直流负载线: U CE = V CC - I C * (R E1 +R E2 +R C ) 交流负载R 'L ＝R C +R E1 =1.5+0.1 =1.6k Ω 交流负载线: u CE = U CEQ + I CQ * R 'L - i C * R 'L

如图，斜率大的为交流负载线。

2. h 参数等效电路

3. R b = R b1|| R b2=9.3|| 2.7≈2.09 k Ω r be = r bb ' + 26/ I BQ =100+26/0.04 = 750Ω

R i = R b ||{r be +(1+β) R E1} = 2.09||{0.75+101*0.1} =1.75k Ω R o = R C = 1.5k

A u = u o /u i = －βR C /[r be +(1+β) R E1] = －100*1.5/10.85 ≈-13.8 u i = u S * Ri / (Rs + Ri )

A S =u o /u S = u o /u i * u i /u S =A u * Ri / (Rs+

Ri )=-13.8*1.75/(0.5+1.75)=-10.75 2.15 在图图P2-6所示的直接耦合

放大电路中，三极管发射极的导通电压U D =0.7V 、β＝100，r bb ' =100Ω， V CC =12V ，R b1=15.91k ，R b2=1k Ω， R C =4k Ω，R L =12k Ω，试 1. 计算静态工作点

2. 画出该电路的h 参数等效电路

3. 计算电压放大倍数A u 、输入电阻R i 、输出电阻R o

图P2-6

－

~ +

－

u i u o R C +

R b1

R b2 V CC

R L ~ +

－

u S R b

R C

i B

βi B

r be

R S

u o

＋

－

R i

R o i C

i 1

R E1

u i －＋

解：1. U BEQ ＝U D ＝0.7 V

I BQ ＝(V CC －U BEQ ) / R b1 －U BEQ / R b2＝(12－0.7)/15.91－0.7/1 =10 uA I CQ = I BQ *β= 1 mA

U CEQ ＝V CC －I CQ * R C ＝6 V 2. h 参数等效电路

3. r be = r bb ' + 26/ I BQ =100+26/0.01 = 2700 Ω A u = u o /u i = －β(R C ‖R L ) /r be = 100*3/2.7 ≈－111 R i = r be ‖R b1 = 2.7‖15.91 ≈ 2.3 k Ω

R o = R C = 4 k Ω

2.16##在图图P2-7所示的直接耦合共集放大电路中，三极管发射极的导通电压U D =0.7V 、β＝99，R bb ' =100Ω，V CC =12V ，R b1=4k ，R b2=5k Ω，R E =100Ω，R L =1.4k ，试 1. 计算静态工作点

2. 画出该电路的h 参数等效电路

3. 计算电压放大倍数A u 、输入电阻R i 、输出电阻R o

解：1. U BEQ ＝U D ＝0.7 V

U B ＝(V CC －U BEQ )/( R b2 /( R b1+ R b2) ) ＝(12－0.7)/(12.6/(10+12.6)) ≈6.7V

I EQ = (U B －U BEQ )/ (R E +R L ) = 4 mA I BQ ＝I EQ /(1+β) ＝4/(1+99) ＝0.04mA

U CEQ ＝V CC －I EQ * (R E +R L )＝12－4*1.5 = 6V

图P2-7

－

~ +

－

u i u o R E

+ R b1 R b2 V CC

R L

~ +

－

u S R b1 R C i B

βi B

r be

R b2 u i －

＋ u o

－

＋

R L

R i

R o

i C

i 1

2. h 参数等效电路

3. r be = r bb ' + 26/ I BQ =100+26/0.04 = 750 Ω R i = R b1‖[ r be +(1+β)*( R L + R E )] = 10‖(0.75+100*1.5) =9.38 k Ω A u = u o /u i = (1+β)*R L /[r be +(1+β)*( R L + R E )]=101*1.4/(0.75+100*1.5) =0.93

R o = R E +( r be + R b1‖R b2) /(1+β) = 0.1+(0.75+4‖5) /100≈130 Ω

2.17 图P2-8所示的阻容耦合共集放大电路中，

V CC =12V ，R S =1k Ω，R b =530k Ω，R E = R L =6k Ω；三极管的导通电压U D =0.7V ，r bb '=400Ω，β=99。试 1. 计算静态工作点

2. 画出该电路的h 参数等效电路

3. 计算电压放大倍数A u 、源电压放大倍数A S 、输入电阻R i 、输出电阻R o 解：1. V CC ＝I BQ * R B +U BEQ +(1+β) *I BQ * R E

I BQ = (Vcc-U BEQ )/{ R B +(1+β) R E }＝(12－0.7) / (100*6+530) ＝10 uA I EQ = I BQ *(β+1)≈1 mA

U CEQ ＝V CC －I EQ * R E ＝12－1*6 = 6 V 2. h 参数等效电路

3. r be = r bb ' + 26/ I BQ =400 + 26/0.01 = 3 k Ω

R 'i = r be +(1+β)*( R L ‖R E ) = 3 + 100*(6‖6) =303 k Ω

图P2-8

~ +

－

u S R E + －

V CC

C 2

R L

C 1

R S R b

u o βi B

~ +

－

u S R b1

i B

r be R b2 u i －

＋ u o －

＋

R i

R o

i E

i 1 R L

R E

βi B

~ +

－

u S R b

R E

i B

r be

R S u i －

＋ u o

－＋ R i

R o

R L

R i = R b ||R 'i = 530||303 k Ω≈193 k Ω

A u = u o / u i = (1+β)*( R L ‖R E ) / R 'i = 100*3 / 303 = 0.99

A s = u o /u S = u o /u i *u i /u S = A u * R i /(R S + R i ) = 0.99 *193/(1+193) =0.985

R o = R E ||(r be + R b ‖R S ) /(1+β) =6||(3 + 530‖1)/101≈40Ω

2.18 图P2-9所示的共基放大电路中，V CC =12V ，稳压管D 1的稳压值U Z1=3V ，

D 2的稳压值U Z2=3.9V ，设稳压管的交流等效电阻为0，R

E =200Ω，R C =3k Ω，r be =1.3k Ω，β=100。试 1. 计算静态工作点

2. 画出该电路的h 参数等效电路

3.计算电压放大倍数A u 、输入电阻R i 、输出电阻R o

解：1. U BQ = U Z2 ＝3.9 V

U EQ = U BQ －U BEQ ＝3.2 V I EQ ＝(U EQ －U Z1)/R E ＝(3.2－3)/0.2 =1 mA I BQ ≈ I EQ /β= 10 uA

U CQ = V CC －I CQ * R C ≈12－1*3 = 9 V

U CEQ ＝U CQ －U EQ ＝9－3.2 = 5.8 V 2. h 参数等效电路

3. r eb = r be / (1+β) = 1.3/ 101 = 12.9 Ω R i = R E + r eb = 212.9 Ω R o = R C = 3 k Ω

A u = u o /u i =β* R C /[ r be +(1+β) *R E ] = 100*3000 / [1.3+101*212.9] ≈

图P2-9

R E

－ u i ~ D 2

u o + －

V CC

R C

R 1

D 1

R 2

+ －

u o R C

i E βi B

r be

i C

R E u i －

＋ R i R o

i B

第三章思考题与习题

3.1. 什么是低通电路？什么是高通电路？如何用波特图来描述它们的频率特

性？

3.2. 三极管的高频放大倍数下降的原因是什么？

3.3. 什么是三极管的截止频率？什么是三极管特征频率？二者有何关系？ 3.

4. 高频混合π等效电路各参数的物理意义是什么？它们与三极管的工作电压、

电流有何关系？

3.5. 影响放大电路的高频特性的因素是什么？影响放大电路的低频特性的因素

是什么？

3.6. 放大电路如图P3-1所示，设三极管VT 的r bb ’=100

Ω、β0＝100、f β=4.5MHz 、C ob =3pF 、导通电压U D ＝0.7V ，V CC ＝12V ，R b1=15.69k Ω、R b2=1k Ω、R C =3k Ω，试 1. 计算静态点

2. 画出单向化后高频混合π等效电路

3. 计算该电路的频率特性、画出波特图

解：1. I BQ =(V CC - U D )/R b1- U D * R b2=(12-0.7)/15.69-0.7=20 uA

I CQ =β0*I BQ =2 mA

U CEQ =V CC -I CQ *R C =12-2*3=6V

2. g m =I CQ /26=0.077 S r b 'e =26β0/ I CQ =2600/2=1300Ω r be = r b 'e + r bb ' =1400Ω

略去U CEQ 对C b 'c 的影响得 C b 'c = C ob =3pF C b 'e = g m /2πβ0*f β- C b 'c =770/2π*4.5-3=24.23 pF C M =(1+ g m *R C )* C b 'c =(1+0.077*3000)*3=695 pF

单向化后高频混合π等效电路

图P3-1

－

~ +

－

u S u o R C +

R b1

R b2 V CC

i C

R b1

R C

~ +

－

u S R b2 u o －

＋ r b 'e

C b 'e

＋ u b 'e －

g m u b 'e

C M

u i

＋

－

r bb '

R i

R '

3. R i = R b1//r be = 15.69//1.4 =1.285 k Ω

A usm = u o /u S = u o /u i * u i /u S =- R i /( R b1+R i ) β0 *R C / r be =-1.285 100 * 3/1.4/2.285=-120

R '= r b 'e //(r bb '+ R b1//R b2) = 1.3//(0.1+1||15.69) =578Ω

f H = 1/2π R '( C b 'e +C M )= 383 kHz

A uS = A usm /(1+jf/f H )

3.7. 放大电路如图P3-2所示，设三极管的r bb ’=100

Ω、r b 'e =1.3k Ω、C '=C b 'e +C M =240pF 、β0＝100导通电压U D ＝0.7V ，V CC ＝12V ，C=10uF ，R B =15.69k Ω，R S =1k Ω，R C =R L =3k Ω，试 1. 计算静态点

2. 画出该电路的单向化后高频混合π等效电路

3. 计算该电路的低频放大倍数、频率特性，画出波特图

解：1. I BQ =(V CC - U D )/R b - U D / R S =(12-0.7)/15.69-0.7=20 uA

I CQ =β0*I BQ =2 mA

U CEQ =V CC -I CQ *R C =12-2*3=6V

2. g m =I CQ /26=0.077s r be = r b 'e + r bb ' =1.4 k Ω

单向化后高频混合π等效电路

－

R B

R S ~ + -

u S

R C V CC

R L

u o

图P3-2

f H

180? 135?

f φ

f H 10f H

0.1f H 90?

0 f 20lg|A uS | (dB) -20dB/十倍频 41.6

3. R i = R b ‖r be = 15.69||1.4 =1.285 k Ω

A usm = u o /u S = u o /u i * u i /u S =- R i /( R S +R i ) β0 * R L //R C / r be =-1.285 100 * 3//3/1.4/2.285=-60

R '= r b 'e ‖(r bb '+ R S ||R b ) = 1.3‖(0.1+1||15.69) =578 Ω f H = 1/2π R ' C '= 1/2π 578*240*10-12 = 1.147 MHz f L = 1/2π (R C + R L ) C= 1/2π 6k*10*10-6 = 2.65 Hz

A uS = A usm /[(1+jf/f H ) (1+jf L /f)]

3.8. 在如图P3-3所示的阻容耦合放大电路中，三极

管发射极的导通电压U D =0.7V 、r bb '=200Ω、β

0＝100、C ob =4pF 、f T =100MHz ，V CC =12V ，

R b =565k ，R S =1k ，R C =3k ，电容C ＝10uF ，试:

1. 计算工作点

2. 计算截止频率f L 、f H 及源电压放大倍数A S ，画出波特图

+ －

u S U CE R C + －

V CC

R S R b 图P3-3

R b ~ +

－

u S R S r b 'e

C '

＋ u b 'e

－

u i

＋

－

r bb ' R i

R '

i C

R C

u o

－

＋ g m u b 'e

R L

180? 135? φ 90?

f H 10f H

0.1f H 270? 225? f L 10f L

0.1f L 0 f

20lg|Au S | (dB) -20dB/十倍频

20dB/十倍频

41.5

f L

f H

3. 计算通频带B w

解：1. I BQ =(V CC - U D )/R b =(12-0.7)/565=20 uA I CQ =β0*I BQ =2 mA

U CEQ =V CC -I CQ *R C =12-2*3=6V

2. r b 'e =26β0/ I CQ =2600/2=1.3 k Ω g m =I CQ /26=0.077s

C b 'e = g m /2πf T - C b 'c =770/2π-4=120 pF

C M =(1+ g m *R C ) * C b 'c =(1+0.077*3000)*4=928 pF

R i = R b ‖r be = 565||1.4 =1.4 k Ω

A usm = u o /u S = u o /u i * u i /u S =- R i /( R S +R i ) β0 *R C / r be =-1.4 100 * 3/1.4/2.4=-125 R '= r b 'e ‖(r bb '+ R S ||R b ) = 1.3‖(0.1+1||565) =596 Ω f H = 1/2π R ' (C b 'e + C M ) = 1/2π 596*1048*10-12 = 255 kHz f L = 1/2π (R S + R i ) C= 1/2π 2.4k*10*10-6 = 6.63 Hz

A uS = A usm /[(1+jf/f H ) (1-jf L /f)]

3. B w = f H - f L =255kHz

180? 135? φ 90?

f H 10f H

0.1f H 270? 225? f L 10f L

0.1f L B w

0 f

20lg|A S | (dB)

-20dB/十倍频

20dB/十倍频

f L

f H

第四章思考题与习题

4.1. 结型场效应管和MOS 场效应管的转移特性的特点是什么？与晶体三极管

的转移特性的主要区别是什么？

4.2. 场效应管放大电路为什么可以自生偏置？ 4.3. 如图P4-1所示的结型场效应管电路

中，R g ＝1M Ω、R S ＝R SI ＝1k Ω、R D ＝5k Ω、R L ＝10k Ω、V DD ＝12V 、U GS(off)=-4V 、I DSO =3mA ，试 1. 分析静态工作特性

2. 计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻

解：1. I D =I DSO (1-U GS /U GS(off))2 U GS = -I D *R S

= -I D

.I D =3*(1- I D /4)2

I D1=4/3mA ，I D2=12mA （舍去）得I DQ =4/3mA

U GSQ = - I DQ *R S = -4/3V

U DSQ =V DD -I DQ (R D +R S )=12-8=4V

2. g m = -2 I DSO (1-U GSQ /U GS(off))/ U GS(off)= 2*3(1-1/3)/ 4=1mA/V A u =u o /u i =-g m (R D ║R L ) =-10/3=-

3.33 Ri= R g ＝1M Ω

Ro= R D ＝5k Ω

4.4. 如图P4-2所示的结型场效应管电路中，R g

＝1M Ω、R S ＝400Ω、V DD ＝12V 、U GS(off)=-4V 、I DSO =10mA ，试 1. 分析静态工作特性

2. 计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻

解：1. I D =I DSO (1-U GS /U GS(off))2

U GS =-I D *R S = -0.2I D

图P4-1

V DD C 2

R L

+ －

u o R g

R D

C 1

~ +

－

u S R SI R S

C S V DD

C 2

+ －

u o R g

R S

C 1

u i + －

图P4-2

.I D =10*(1 - I D /10)2

I D1=3.82 mA ，I D2=26.2 mA （舍去）得I DQ =3.82 mA

U GSQ = - I DQ *R S =-3.82 *0.4=-1.53V U DSQ =V DD -I DQ *R S =12-1.53=10.47V

2. g m =-2 I DSO (1-U GSQ /U GS(off))/ U GS(off)= 2*10(1-1.53/4)/4=

3.09mA/V A u =u o /u i =-g m *U GS *R S /( U GS + g m *U GS *R S )=3.09*0.4/(1+3.09*0.4)=0.55 R i = R g ＝1M Ω R o = R S ║1/g m ＝179Ω

4.5. 在图P4-3所示的放大电路中，设R g1

＝14k Ω、R g2＝10k Ω、R g3＝3M Ω、R S ＝1k Ω、R D ＝5k Ω、R L ＝10k Ω、V DD ＝12V 、U GS(th)=2V 、U GSX =6V 、I DSX =4mA ，各电容值足够大，试 1. 分析静态工作特性

2. 计算该电路的电压放大倍数、输入和输出电阻

解：1. I D =I DSX {1-(U GSX -U GS ) /( U GSX -U GS(th))}2 U GS =U G -I D *R S

U G = R g2/ (R g1 +R g2)*V DD = 10/ (10 +14)*12=5V I D =4{1- (1+I D )/4}2

I D1=1 mA I D2=9 mA （舍去）得I DQ =1 mA

U GSQ = U G - I DQ *R S = 5 - 1=4 V U DSQ =V DD -I DQ (R D +R S )=12-6=6 V

2. g m =2I DSX {1-(U GSX -U GSQ )/( U GSX -U GS(th))}/(U GSX -U GS(th)) =2*4{1-2/4}/4=1mA/V

A u =u o /u i =-g m (R D ║R L ) =- 5║10=3.33

Ri= R g3+ R g1║R g2=3 M Ω

R o = R D ＝5k Ω

图P4-3

V DD C 2 R g2

C 1

R g1 R S

R g3

u i + －

R L

+ －

u o R D

C S

第五章思考题与习题

5.1. 什么是放大电路的开环增益和闭环增益？ 5.2. 什么是反馈？什么是正反馈？什么是负反馈？ 5.3. 放大电路的有哪四种组态？如何判断？

5.4. 串联和并联负反馈对放大电路的输入电阻有何影响？它们各适合哪种输

入信号形式？

5.5. 电压和电流负反馈对输出电阻有何影响？它们稳定了什么输出量？ 5.

6. 什么是放大电路的虚短路和虚开路？条件是什么？

5.7. 负反馈放大电路满足深负反馈条件时，闭环放大倍数有何特点？ 5.8. 负反馈对放大电路的性能都有何影响？

5.9. 试判断图P5-1中各电路所引入的反馈组态，设各电容对交流信号视为短

路。

答：(a) 电压串连负反馈 .(b) 电流并联负反馈 (c) 电流串连负反馈 (d) 电压并联负反馈 (e) 电流串连负反馈

(a) T 2 + －

u s ~ R 2 R 1

T 1

R 4 V CC +

－

u o

R 3 R 5

R 6

(b) T 1

T 2 +

－

u s ~ R 1 R 3

V CC

u o －

R 2 R 4

R 5 R 6

V CC

u o +

－

R 3

R 6 R 4 R 7 R 5 C 2

C 1

+ u i 图P5-1

(d) T 1 T 2

－

u s ~

R 1

R 3 V CC

u o +

－

R 2

R 4 R 6

(e)

T 1 V CC u o

+ －

R 2

R 3

R 5

C 1

+ u i R 4 T 2

T 3 R 6 R 8 C 2

R 1 R 7 C 3

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测控电路第五版李醒飞第五章习题答案

第五章信号运算电路 5-1推导题图5-43中各运放输出电压，假设各运放均为理想运放。 (a)该电路为同相比例电路，故输出为： ()0.36V V 3.02.01o =?+=U (b)该电路为反相比例放大电路，于是输出为： V 15.03.02 1 105i o -=?-=-=U U (c)设第一级运放的输出为1o U ，由第一级运放电路为反相比例电路可知： ()15.03.0*2/11-=-=o U 后一级电路中，由虚断虚短可知，V 5.0==+-U U ，则有： ()()k U U k U U o 50/10/1o -=--- 于是解得： V 63.0o =U (d)设第一级运放的输出为1o U ，由第一级运放电路为同相比例电路可知： ()V 45.03.010/511o =?+=U 后一级电路中，由虚断虚短可知，V 5.0==+-U U ，则有： ()()k U U k U U o 50/10/1o -=--- 于是解得： V 51.0o =U 5-2 11 图X5-1 u

5-3由理想放大器构成的反向求和电路如图5-44所示。（1）推导其输入与输出间的函数关系()4321,,,u u u u f u o =；（2）如果有122R R =、134R R =、148R R =、Ω=k 101R 、Ω=k 20f R ，输入4 321,,,u u u u 的范围是0到4V ，确定输出的变化范围，并画出o u 与输入的变化曲线。（1）由运放的虚断虚短特性可知0==+-U U ，则有： f R u R u R u R u R u 0 44332211-=+++ 于是有： ??? ? ??+++-=44332211o U R R U R R U R R U R R U f f f f （2）将已知数据带入得到o U 表达式： ()4321o 25.05.02i i i i U U U U U +++-= 函数曲线可自行绘制。 5-4理想运放构成图5-45a 所示电路，其中Ω==k 10021R R 、uF 101=C 、uF 52=C 。图5-54b 为输入信号波形，分别画出1o u 和2o u 的输出波形。前一级电路是一个微分电路，故()dt dU dt dU C R R i U i i o //*1111-=-=-= 输入已知，故曲线易绘制如图X5-2所示。图X5-2 后一级电路是一个积分电路，故()??-=-=dt U dt U C R V o o 1122out 2/1 则曲线绘制如图X5-3所示。图X5-3 /V

电路理论基础课后习题答案陈希有主编第一章

答案1.1 解：图示电路电流的参考方向是从a 指向b 。当时间t <2s 时电流从a 流向b,与参考方向相同，电流为正值；当t >2s 时电流从b 流向a ，与参考方向相反，电流为负值。所以电流i 的数学表达式为 2A 2s -3A 2s t i t ? 答案1.2 解：当0=t 时 0(0)(59e )V 4V u =-=-<0 其真实极性与参考方向相反，即b 为高电位端，a 为低电位端；当∞→t 时 ()(59e )V 5V u -∞∞=-=>0 其真实极性与参考方向相同，即a 为高电位端，b 为低电位端。答案1.3 解：(a)元件A 电压和电流为关联参考方向。元件A 消耗的功率为 A A A p u i = 则 A A A 10W 5V 2A p u i === 真实方向与参考方向相同。 (b) 元件B 电压和电流为关联参考方向。元件B 消耗的功率为 B B B p u i = 则 B B B 10W 1A 10V p i u -===- 真实方向与参考方向相反。 (c) 元件C 电压和电流为非关联参考方向。元件C 发出的功率为 C C C p u i = 则 C C C 10W 10V 1A p u i -===-

真实方向与参考方向相反。答案1.4 解：对节点列KCL 方程节点③: 42A 3A 0i --=，得42A 3A=5A i =+ 节点④: 348A 0i i --+=，得348A 3A i i =-+= 节点①: 231A 0i i -++=，得231A 4A i i =+= 节点⑤: 123A 8A 0i i -++-=，得123A 8A 1A i i =+-=- 若只求2i ，可做闭合面如图(b)所示，对其列KCL 方程，得 28A-3A+1A-2A 0i -+= 解得 28A 3A 1A 2A 4A i =-+-= 答案1.5 解：如下图所示 (1)由KCL 方程得节点①： 12A 1A 3A i =--=- 节点②： 411A 2A i i =+=- 节点③： 341A 1A i i =+=- 节点④： 231A 0i i =--= 若已知电流减少一个，不能求出全部未知电流。 (2)由KVL 方程得

测控电路课后答案(张国雄第四版)第五章

第五章信号运算电路 5-1 图5-37中所示的电路称为放大极性系数电路，试推导出其输出电压U o 与输入电压 U i 的关系表达式。输出电压U o 与输入电压U i 的关系表达式为： ()i o 2U n nq U ?=5-2 试画出一个能实现()()5i 2i 1i 5i 2i 1i o 5 151 U U U U U U U ′++′+′?+++= ??的加减混合运算电路。该加减混合运算电路如图X5-1所示。 5-3 在粗糙度的标准中，平均波长a λ定义为a a a /π2?=R λ，现有代表a R 和a ?的电压信号a a ?U U R ，，试设计一电路，使其输出电压代表平均波长a λ 。图X5-1 图5-37 第五章题1图 U o

a a 134个对数运算电路，其输入分别为代表2π、R a 和Δa 的电压U 2π、U R a 和U Δa 。U A 等于T 1和T 3的-U be 之和，它与)2ln(ln 2ln a a R R ππ?=??成正比，U B 与 -lnΔa 成正比。N 2是指数电路，T 2的-U be 等于U B -U A ，它与a R a ?π2ln 成正比，流经T 2的I a 与 a R a ?π2成正比，从而T 2输出与λa 成正比的电压。5-4图5-38中所示是利用乘法器和运算放大器组成的功率测量电路。设 t U u ωsin 2i =，)sin(2L ?ω?=t I i ，L i Z R <<，Z L 是负载，i R 3和i L 相比可以忽略，试写出u o 和u i 、i L 的关系式，并证明当u o 经过RC 滤波器)/π2(ω>>RC 后，其平均值 U o 代表有功功率。 a

测控电路课后答案

一．1测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。 2影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？影响测控电路精度的主要因素有：（1）噪声与干扰；（2）失调与漂移，主要是温漂；（3）线性度与保真度；（4）输入与输出阻抗的影响。其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。 3为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面？为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。它包括：（1）模数转换与数模转换；（2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换；（3）量程的变换；（4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等；对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等二．2-1 何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压，电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路，亦称仪用放大电路。对其基本要求是：①输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配； ②一定的放大倍数和稳定的增益；③低噪声；④低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移；⑤足够的带宽和转换速率（无畸变的放大瞬态信号）；⑥高输入共模范围（如达几百伏）和高共模抑制比；⑦可调的闭环增益；⑧线性好、精度高；⑨成本低 2-7什么是高共模抑制比放大电路？应用何种场合？有抑制传感器输出共模电压（包括干扰电压）的放大电路称为高共模抑制比放大电路。应用于要求共模抑制比大于100dB的场合，例如人体心电测量。 2-8 图2-8b所示电路，N1、N2为理想运算放大器，R4=R2=R1=R3=R，试求其闭环电压放大倍数。由图2-8b和题设可得u01 =u i1 (1+R2 /R1) = 2u i1 , u0=u i2 (1+R4 /R3 )–2u i1 R4/R3 =2u i2–2

电路理论基础课后习题答案陈希有主编第五章

答案5.1 解：(1)图(b)电压随时间分段连续，可描述为 01s ()11s 2s 32s 3s t t u t t t t <≤??=<≤??-<≤? (1) 图(a)电容电流与电压为关联参考方向，其关系可表示为 d d d d u u i C t t == 将式(1)代入，可得 1A 01s ()01s 2s 1A 2s 3s t i t t t <≤??=<≤??-<≤? ()i t 的变化规律如图(d)所示。 t /s 图 (d) (2)在关联参考方向下，电容上电压与电流关系又可表示为 1()()d t u t i C ξξ-∞ =? 图(c)所示电流可描述为 1A 01s 01s<2s ()0.5A 2s 3s 0 3s t t i t t t <≤??≤?=?-<≤??>? 已知 (0)0.5C q = 由 q Cu = 可求得 (0)(0)0.5V q u C == 当 3.5s t =时，电容上的电压取决于电流在此刻前的历史，即

0123 3.50123 11111()()d 1Ad 0d (0.5A)d 0d (0)(100.50)V 1V u t i C C C C C u ξξξξξξ-∞=+++-+=++-+=????? 答案5.2 解：(1)根据电容串、并联等效关系，可得 ab 234 110.060.1F 11520C C C C =+=+=++ eq 1ab 110.08F 11 2.510C C C ===++ (2)当电容原未充电时，各电容上的电压分别为 ab 11ab 0.15010V 0.10.4 C U U C C =?=?=++， 2140V U U U =-= 432340.05408V 0.20.05 C U U C C =?=?=++，42332V U U U =-= 则各电容储存的电场能量为 2C111120J 2W C U ==，2C222148J 2 W C U ==， 2C3331 6.4J 2W C U ==，2C444125.6J 2 W C U == 注释：只有对联接到电路前均未充电的电容，才可按电容分压来计算串联电容的电压。答案5.3 解：电阻消耗的电能为 2R R 002220()()0.5t RC W p t d i Rd Ie Rd R I C ξξξ∞∞ -∞====??? 电容最终储存的电荷为 C C 0 C 0()(0)d (0)()d t RC q q i Cu Ie RCI ξξ∞-∞∞=+=+=?? 电容最终储能为 222C C ()0.52q W R I C C ∞== 由此可知

测控电路课后习题答案

第一章绪论 1-1测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。 1-2影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意影响测控电路精度的主要因素有：（1）噪声与干扰；（2）失调与漂移，主要是温漂；（3）线性度与保真度；（4）输入与输出阻抗的影响。其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。 1-3为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。它包括：（1）模数转换与数模转换；（2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换；（3）量程的变换；（4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等；（5）对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。 1-4测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响试述模拟式测量电路与增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。随着传感器类型的不同，输入信号的类型也随之而异。主要可分为模拟式信号与数字式信号。随着输入信号的不同，测量电路的组成也不同。图X1-1是模拟式测量电路的基本组成。传感器包括它的基本转换电路，如电桥，传感器的输出已是电量（电压或电流）。根据被测量的不同，可进行相应的量程切换。传感器的输出一般较小，常需要放大。图中所示各个组成部分不一定都需要。例如，对于输出非调制信号的传感器，就无需用振荡器向它供电，也不用解调器。在采用信号调制的场合，信号调制与解调用同一振荡器输出的信号作载波信号或参考信号。利用信号分离电路（常为滤波器），将信号与噪声分离，将不同成分的信号分离，取出所需信号。有的被测参数比较复杂，或者为了控制目的，还需要进行运算。对于典型的模拟式电路，无需模数转换电路和计算机，而直接通过显示执行机构输出，因此图中将模数转换电路和计算机画在虚线框内。越来越多的模拟信号测量电路输出数字信号，这时需要模数转换电路。在需要较复杂的数字和逻辑运算、或较大量的信息存储情况下，采用计算机。

测控电路第五版李醒飞第4章习题答案

第四章信号分离电路 4-1简述滤波器功能，按照功能要求，滤波器可分为几种类型？滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统，即对不同频率信号的幅值有不同的增益，并对其相位有不同的移相作用。按照其功能要求，滤波器可分为低通、高通、带通、带阻与全通五种类型。 4-2按照电路结构，常用的二阶有源滤波电路有几种类型？特点是什么？常用的二阶有源滤波电路有三种：压控电压源型滤波电路、无限增益多路反馈型滤波电路和双二阶环型滤波电路。压控电压源型滤波电路使用元件数目较少，对有源器件特性理想程度要求较低，结构简单，调整方便，对于一般应用场合性能比较优良，应用十分普遍。但压控电压源电路利用正反馈补偿RC网络中能量损耗，反馈过强将降低电路稳定性，因为在这类电路中，Q值表达式均包含-Kf项，表明Kf过大，可能会使Q 值变负，导致电路自激振荡。此外这种电路Q值灵敏度较高，且均与Q成正比，如果电路Q值较高，外界条件变化将会使电路性能发生较大变化，如果电路在临界稳定条件下工作，也会导致自激振荡。无限增益多路反馈型滤波电路与压控电压源滤波电路使用元件数目相近，由于没有正反馈，稳定性很高。其不足之处是对有源器件特性要求较高，而且调整不如压控电压源滤波电路方便。对于低通与高通滤波电路，二者Q值灵敏度相近，但对于图4-17c所示的带通滤波电路，其Q值相对R，C变化的灵敏度不超过1，因而可实现更高的品质因数。双二阶环型滤波电路灵敏度很低，可以利用不同端输出，或改变元件参数，获得各种不同性质的滤波电路。与此同时调整方便，各个特征参数可以独立调整。适合于构成集成电路。但利用分立器件组成双二阶环电路，用元件数目比较多，电路结构比较复杂，成本高。 4-3测控系统中常用的滤波器特性逼近的方式有几种类型？简述这些逼近方式的特点。测控系统中常用的滤波器特性逼近的方式可分为巴特沃斯逼近、切比雪夫逼近与贝赛尔逼近三种类型。巴特沃斯逼近的基本原则是在保持幅频特性单调变化的前提下，通带内最为平坦。其特点是具有较为理想的幅频特性，同时相频特性也具有一定的线性度。切比雪夫逼近的基本原则是允许通带内有一定的波动量ΔKp，故在电路阶数一定的条件下，可使其幅频特性更接近矩形，具有最佳的幅频特性。但是这种逼近方式相位失真较严重，对元件准确度要求也更高。贝赛尔逼近的基本原则是使相频特性线性度最高，群时延函数τ(ω)最接近于常量，从而使相频特性引起的相位失真最小，具有最佳的相频特性。但是这种

电路分析课后习题答案解析第一章

第一章习题 1.1 题1.1图示一段电路N ，电流、电压参考方向如图所标。 (1) 若1t t =时1()1i t A =，1()3u t V =，求1t t =时N 吸收的功率1()N P t 。 (2) 若2t t =时2()1i t A =-，2()4u t V =，求2t t =时N 产生的功率 ()P t 。解：(1) 111()()()313 N P t u t i t W ==?= (2) 222()()() 414N P t u t i t W ==?-=- 1.2 题1.2图示一段直流电路N ，电流参考方向如图中所示，电压表内阻对测试电路的影响忽略不计，已知直流电压表读数为5V ，电流I 。解： 10 25 P I A V -===- 1.3 题1.3图示一个3A 的理想电流源与不同的外电路相接，求3A 电流源三解： (a) 223218s P I R W ==?= 电流源输出功率 (b) 3515s P I V W ==?= 电流源输出功率 (c) 31030s P I V W ==?-=- 电流源吸收功率 1.4 题1.4图示某电路的部分电路，各已知的电流及元件值已标出在图中，求I 、s U 、R 。解：流过3Ω电阻的电流为 12A+6A=18A 流过12Ω电阻的电流为 18A-15A=3A 流过电阻R 的电流为 3A-12A-5A=-14A 可得： I=-14A+15A=1A 18331290S U V =?+?= 151123 1.514 R ?-?= =Ω-

'28 I R -- 1.6 求题1.6图示各电路的开路电压。解：(a) 20 10530OC U V A V =-?Ω=- (b) 开路时，流过8Ω电阻的电流为 9 31189A ?=+ 流过6Ω电阻的电流为 18 32189 A ?=+ 可得： 26184OC U V =?-?= (c) 开路时，8Ω电阻的电压为 8 208128 V ?=+ 2Ω电阻的电压为 5210A V ?Ω= 可得： 82100OC U V V V V =+-=

大学教材课后习题答案免费下载链接下部

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测控电路李醒飞习题答案

第三章信号调制解调电路 3-1 什么是信号调制？在测控系统中为什么要采用信号调制？什么是解调？在测控系统中常用的调制方法有哪几种？在精密测量中，进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测量电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋以一定特征，这就是调制的主要功用。调制就是用一个信号（称为调制信号）去控制另一作为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数按前者变化。在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。 3-2 什么是调制信号？什么是载波信号？什么是已调信号？调制是给测量信号赋以一定特征，这个特征由作为载体的信号提供。常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信号。用需要传输的信号去改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位。这个用来改变载波信号的某一参数的信号称调制信号。在测控系统中需传输的是测量信号，通常就用测量信号作调制信号。经过调制的载波信号叫已调信号。 3-3 什么是调幅？请写出调幅信号的数学表达式，并画出它的波形。调幅就是用调制信号x 去控制高频载波信号的幅值。常用的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按调制信号x 线性函数变化。调幅信号s u 的一般表达式可写为： t mx U u c m s cos )(ω+= 式中 c ω──载波信号的角频率； m U ──调幅信号中载波信号的幅度； m ──调制度。图X3-1绘出了这种调幅信号的波形。

测控电路课后答案(张国雄第四版)

第一章绪论 1-1为什么说在现代生产中提高产品质量与生产效率都离不开测量与控制技术？为了获得高质量的产品，必须要求机器按照给定的规程运行。例如，为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。为了保证产品质量，除了对生产过程的检测与控制外，还必须对产品进行检测。这一方面是为了把好产品质量关，另一方面也是为了检测机器与生产过程的模型是否准确，是否在按正确的模型对机器与生产过程进行控制，进一步完善对生产过程的控制。生产效率一方面与机器的运行速度有关，另一方面取决于机器或生产系统的自动化程度。为了使机器能在高速下可靠运行，必须要求机器本身的质量高，其控制系统性能优异。要做到这两点，还是离不开测量与控制。产品的质量离不开测量与控制，生产自动化同样一点也离不开测量与控制。特别是当今时代的自动化已不是本世纪初主要靠凸轮、机械机构实现的刚性自动化，而是以电子、计算机技术为核心的柔性自动化、自适应控制与智能化。越是柔性的系统就越需要检测。没有检测，机器和生产系统就不可能按正确的规程自动运行。自适应控制就是要使机器和系统能自动地去适应变化了的内外部环境与条件，按最佳的方案运行，这里首先需要的是对外部环境条件的检测，检测是控制的基础。智能化是能在复杂的、变化的环境条件下自行决策的自动化，决策的基础是对内部因素和外部环境条件的掌握，它同样离不开检测。 1-2试从你熟悉的几个例子说明测量与控制技术在生产、生活与各种工作中的广泛应用。为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。计算机的发展首先取决于大规模集成电路制作的进步。在一块芯片上能集成多少个元件取决于光刻工艺能制作出多精细的图案，而这依赖于光刻的精确重复定位，依赖于定位系统的精密测量与控制。航天发射与飞行，都需要靠精密测量与控制保证它们轨道的准确性。一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器，对点火时间、燃油喷射、空

电路理论课后习题解答04

第四章电路定理 4-1应用叠加定理求图示电路中电压ab u 。 2Ω 1Ω ＋－ ab u a b 题4-1图解：画出两个电源单独作用时的分电路如题解4-1图所示。对(a)图应用结点电压法可得： 1 1 15sin 13211n t u ??++= ?+?? 解得： 13sin n u tV = ()1 1 1sin 21 n ab u u tV = ?=+ 题解4-1图＋－ (a) () 1ab u ＋－ (b) ()2ab u 对(b)图，应用电阻分流公式有 11 11351321 t t e i e A --=?=+++ 所以 ()21 15 t ab u i e V -=?= ()()121 sin 5 t ab ab ab u u u t e V -=+=+

4-2应用叠加定理求图示电路中电压u 。题4-2图－ V 解：画出电源分别作用的分电路图 ①(a) (b) 题解4-2图－ V u 对(a)图应用结点电压法有 1 111136508240108210n u ??++=+ ?++?? 解得： ()1 182.667n u u V == 对(b)图，应用电阻串并联化简方法，可得： 104028161040310403821040si u V ??? ?+ ? +??=?=??? ++ ?+?? ()28 23 si u u V -= =- 所以，由叠加定理得原电路的u 为 ()()1280u u u V =+=

4-3应用叠加定理求图示电路中电压2u 。 3Ω 题4-3图＋－ 4Ω 1 2i 3A 2V 1i 2u 解：根据叠加定理，作出电压源和电流源单独作用时的分电路，受控源均保留在分电路中。 (a) (b) 3Ω 题解4-3图 4Ω 2V () 11 i ()11 2i () 12u 3Ω ＋－ 4Ω 3A ()21i ()21 2i ( ) 22u (a)图中 ()112 0.54 i A = = 所以根据KVL 有 ()()1 1 213221u i V =-?+=- (b)图中 ()2 10i = ()2 2339u V =?= 故原电路电压 ()()1 2 2228u u u V =+= 4-4图示电路中，当电流源1s i 和电压源1s u 反向时(2s u 不变)，电压ab u 是原来的倍；

大学物理学(第三版)课后习题参考答案

习题1 1.1选择题 (1) 一运动质点在某瞬时位于矢径),(y x r 的端点处，其速度大小为 (A)dt dr (B)dt r d (C)dt r d | | (D) 22)()(dt dy dt dx [答案：D] (2) 一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度s m v /2 ，瞬时加速度2 /2s m a ，则一秒钟后质点的速度 (A)等于零 (B)等于-2m/s (C)等于2m/s (D)不能确定。 [答案：D] (3) 一质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每t 秒转一圈，在2t 时间间隔中，其平均速度大小和平均速率大小分别为 (A) t R t R 2, 2 (B) t R 2,0 (C) 0,0 (D) 0,2t R [答案：B] 1.2填空题 (1) 一质点，以1 s m 的匀速率作半径为5m 的圆周运动，则该质点在5s 内，位移的大小是；经过的路程是。 [答案： 10m ； 5πm] (2) 一质点沿x 方向运动，其加速度随时间的变化关系为a=3+2t (SI)，如果初始时刻质点的速度v 0为5m·s -1，则当t 为3s 时，质点的速度v= 。 [答案： 23m·s -1 ] (3) 轮船在水上以相对于水的速度1V 航行，水流速度为2V ，一人相对于甲板以速度3V 行走。如人相对于岸静止，则1V 、2V 和3V 的关系是。 [答案： 0321 V V V ]

1.3 一个物体能否被看作质点，你认为主要由以下三个因素中哪个因素决定： (1) 物体的大小和形状； (2) 物体的内部结构； (3) 所研究问题的性质。解：只有当物体的尺寸远小于其运动范围时才可忽略其大小的影响，因此主要由所研究问题的性质决定。 1.4 下面几个质点运动学方程，哪个是匀变速直线运动？（1）x=4t-3；（2）x=-4t 3+3t 2+6；（3）x=-2t 2+8t+4；（4）x=2/t 2-4/t 。给出这个匀变速直线运动在t=3s 时的速度和加速度，并说明该时刻运动是加速的还是减速的。（x 单位为m ，t 单位为s ）解：匀变速直线运动即加速度为不等于零的常数时的运动。加速度又是位移对时间的两阶导数。于是可得（3）为匀变速直线运动。其速度和加速度表达式分别为 2 2484 dx v t dt d x a dt t=3s 时的速度和加速度分别为v =20m/s ，a =4m/s 2。因加速度为正所以是加速的。 1.5 在以下几种运动中，质点的切向加速度、法向加速度以及加速度哪些为零哪些不为零？ (1) 匀速直线运动；(2) 匀速曲线运动；(3) 变速直线运动；(4) 变速曲线运动。解：(1) 质点作匀速直线运动时，其切向加速度、法向加速度及加速度均为零； (2) 质点作匀速曲线运动时，其切向加速度为零，法向加速度和加速度均不为零； (3) 质点作变速直线运动时，其法向加速度为零，切向加速度和加速度均不为零； (4) 质点作变速曲线运动时，其切向加速度、法向加速度及加速度均不为零。 1.6 ｜r ｜与r 有无不同?t d d r 和d d r t 有无不同? t d d v 和t d d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明．解：（1）r 是位移的模， r 是位矢的模的增量，即r 12r r ，12r r r ；（2） t d d r 是速度的模，即t d d r v t s d d . t r d d 只是速度在径向上的分量. ∵有r r ?r （式中r ?叫做单位矢），则 t ?r ?t r t d d d d d d r r r 式中 t r d d 就是速度在径向上的分量，

2014版大学物理教材课后习题答案

P31 第一章习题答案 3. 一质点沿x 轴运动，其加速度a 与位置坐标x 的关系为 a ＝2＋6 x 2 (SI) 如果质点在原点处的速度为零，试求其在任意位置处的速度．解：设质点在x 处的速度为v ， 62d d d d d d 2x t x x t a +=?== v v ()x x x d 62d 0 2 ?? += v v v () 2 2 1 3 x x +=v 4.有一质点沿x 轴作直线运动，t 时刻的坐标为x = 4.5 t 2 – 2 t 3 (SI) ．试求： (1) 第2秒内的平均速度； (2) 第2秒末的瞬时速度； (3) 第2秒内的路程．解：(1) 5.0/-==??t x v m/s (2) v = d x /d t = 9t - 6t 2 v (2) =-6 m/s (3) S = |x (1.5)-x (1)| + |x (2)-x (1.5)| = 2.25 m 5. 一质点沿半径为R 的圆周运动．质点所经过的弧长与时间的关系为2 2 1ct bt S + = 其中b 、c 是大于零的常量，求从0=t 开始到切向加速度与法向加速度大小相等时所经历的时间．解： ct b t S +==d /d v c t a t ==d /d v ()R ct b a n /2 += 根据题意： a t = a n 即 ()R ct b c /2 += 解得 c b c R t -= 6.由楼窗口以水平初速度0v 射出一发子弹，取枪口为原点，沿0v 方向为x 轴，竖直向下为y 轴，并取发射时刻t 为0，试求： (1) 子弹在任一时刻t 的位置坐标及轨迹方程； (2) 子弹在t 时刻的速度，切向加速度和法向加速度．解：(1) 2 02 1gt y t x = = , v 202/2 1v g x y = (2) v x = v 0，v y = g t ，速度大小为： 2 22 02 2 t g y x +=+=v v v v 方向为：与x 轴夹角 θ = tg -1( gt /v 0) 222 02//d d t g t g t a t +==v v 与v 同向．

测控电路复习习题及答案

试题一答案一、选择题 1．右图所示电路为自举组合电路，其输入电流i 为 A. 0 B. u i /10kΩ C. u i /20kΩ D. u i /30kΩ （ C ） 2．右图所示电路的输出电压为 A. )1/(δδ+=i o u u B. )1/(δδ+-=i o u u C. )1/(δδ-=i o u u D. )1/(δδ--=i o u u （ D ） 3．公式2 022 02) ()(ωαωω+++=S S S K S H P 为 A. 二阶有源低通滤波器的传递函数 B. 二阶有源高通滤波器的传递函数 C. 二阶有源带通滤波器的传递函数 D. 二阶有源带阻滤波器的传递函数（ D ） 4．一个10bit 逐次逼近A/D 转换器，其满量程电压为10V, 若模拟输入电压V 1=i u ,其数字输出量的数值为 u i

A. 0001100101 B. 0001100110 C. 0001000110 D. 0001010101 ( B ) 5．在相位跟踪细分电路中，相位基准 A. 既是反馈环节，又是细分机构，分频数等于细分数 B. 是反馈环节，但不是细分机构 C. 是细分机构，且分频数等于细分数，但不是反馈环节 D. 既是反馈环节，又是细分机构，细分数是分频数的2倍( A ) 6．右图是晶体管三相桥式逆变器，对其特点的叙述哪一个是不正确的 A. 每一相上桥臂晶体管与下桥臂晶体管各导通1200 B. 上、下桥臂晶体管导通状态互相间隔600 C. 各相之间相位差为1200 D. 换流只能在上下桥臂间进行（ D ） 7．在PWM功率转换电路中，有制动工作状态和不可逆的意思是 A. 电路不能提供电动机电枢的反相电流和反相电压 B. 电路能提供电动机电枢的反相电流但不能提供反相电压 C. 电路不能提供电动机电枢的反相电流但能提供反向电压

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习题参考答案（时间仓促，难免有误，请指正，谢谢！） 1-3试从你熟悉的几个例子说明测量与控制技术在生产、生活与各种工作中的广泛应用。为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。计算机的发展首先取决于大规模集成电路制作的进步。在一块芯片上能集成多少个元件取决于光刻工艺能制作出多精细的图案，而这依赖于光刻的精确重复定位，依赖于定位系统的精密测量与控制。航天发射与飞行，都需要靠精密测量与控制保证它们轨道的准确性。一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器，对点火时间、燃油喷射、空气燃料比、防滑、防碰撞等进行控制。微波炉、照相机、复印机等中也都装有不同数量的传感器，通过测量与控制使其能圆满地完成规定的功能。 1-4测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。 1-5影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？影响测控电路精度的主要因素有：（1）噪声与干扰；（2）失调与漂移，主要是温漂；（3）线性度与保真度；（4）输入与输出阻抗的影响。其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。 1-7为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面？为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。它包括：（1）模数转换与数模转换；（2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换；（3）量程的变换；（4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等；（5）对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、

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