电子技术基础模拟部分
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电子技术基础模拟部分 第一章 绪论
1、写出下列正弦电压信号的表达式(设初始相角为零): (1)峰-峰值10V ,频率10 kHz; (2)有效值220 V ,频率50 Hz; (3)峰-峰值100 mV ,周期1 ms ; (4)峰-峰值0.25 V ,角频率1000 rad/s;
解:正弦波电压表达式为 )t sin(V = (t)m θω+v ,由于0=θ,于是得到: (1) V )105sin(2 = (t)4t v π⨯; (2) V 001sin 2220 = (t)t v π; (3) V 00020.05sin = (t)t v π;
(4) V 00010.125sin
= (t)t v ;
2、电压放大电路模型如图( 主教材图 1.4. 2a ) 所示,设输出开路电压增益10=vo A 。试分别计算下列条件下的源电压增益s vs A υυο=:
( 1 ) si i R R 10= ,οR R L 10=; ( 2) si i R R = ,οR R i =; ( 3) 10si i R R = ,10οR R L =; ( 4 ) si i R R 10= ,10οR R L =。
电压放大电路模型
解:由图可知,)(i si i i s R R R v v +=
,i v L
L
A R R R v νοοο⋅+=,所以可得以下结果: (1)si i R R 10=,οR R L 10=时,i i si i i s v R R R v v 1011)(=+=,i i v L L v A R R R v 1011
10
⨯=⋅+=νοοο,则源电压增益为26.810
1111100≈==
i i s vs v v v v A ο。 同理可得: (2)5.225===i
i s vs v v v v A ο (3)0826.0111110≈==i i s vs v v v v A ο (4)826.010
111110≈==
i i s vs v v v v A ο
3、在某放大电路输入端测量到输入正弦信号电流和电压的峰-峰值分别为5μA 和5mV ,输出端接2k Ω电阻负载,测量到正弦电压信号峰-峰值为1V 。试计算该放大电路的电压增益v A 、电流增益i A 、功率增益p A ,并分别换算成dB 数 。
解:电压增益 200005.01===
V
V
v v A i v ο dB A v 46)10lg 2(lg 20)102lg(20200lg 20lg 2022≈+=⨯== 电流增益 100105200016=⨯Ω==
-A
V i i A i i ο
dB A i 40100lg 20lg 20==
功率增益 200001051052000)1(632=⨯⨯⨯Ω==--A
V V P P A i p ο
dB A P 4320000lg 10lg 10≈=
4、当负载电阻Ω=k R L 1时,电压放大电路输出电压比负载开路)(∞=L R 时输出电压减少20%,求该放大电路的输出电阻οR 。
解:设负载开路时输出电压为ο'v ,负载电阻Ω=k R L 1时输出电压为οv ,根据题意 οοο'8.0'%)201(v v v =-= 而 )('L L R R R v v +=οοο
则 Ω=Ω⨯⨯-=-=250101)18.01()1'(3L R v v R οοο
5、一电压放大电路输出端接1k Ω负载电阻时,输出电压为1V ,负载电阻断开时,输出电压上升到1.1V ,求该放大电路的输出电阻οR 。
解:设ο'v 为负载电阻断开时输出电压,即V v 1.1'=ο; 负载电阻Ω=k R L 1时,输出电压为V v 1=ο。根据)('L L R R R v +=οοο,则输出电阻为
Ω
=Ω⨯⨯-=-=100101)111.1()1'(3V V R v v R L οοο
6、某放大电路输入电阻Ω=k R i 10,如果用1μA 电流源(内阻为∞)驱动,放大电路输出短路电流为10mA ,开路输出电压为10V 。求放大电路接4k Ω负载电阻时的电压增益v A 、电流增益i A 、功率增益P A ,并分别换算成dB 数表示。
解:根据题意可得输出电阻
Ω=⨯=-k A V R 1)1010103ο
由于放大电路开路输出电压为V v 10'=ο,电流信号源电流A i s μ1=,负载电阻Ω=k R L 4,于是可得
800
1010101104101(10410)('3
6)333=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⋅+⋅==-i s L L i v R i R R R v v v A οοο
dB
A v 58800lg 20lg 20≈=
2000
101)104101(10)('6
33=⨯⨯+⨯=+==-s L s i i R R v i i A οοο
dB
A i 662000lg 20lg 20≈=
6
3
26323332222106.11010)101(104)]104101(10410[)]('[⨯=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⋅+=
⋅==-i
s L
L L i s L i p R i R R R R v R i R v P P A οοοο
dB A P 62)106.1lg(10lg 106≈⨯=
7、有以下三种放大电路备用: (1)高输入电阻型:Ω=M R i 11,101=οv A ,Ω=k R 101ο;
(2)高增益型:Ω=k R i 102,1002=οv A ,Ω=k R 12ο;(3 )低输出电阻型:Ω=k R i 103,13=οv A ,Ω=203οR 。用这三种放大电路组合,设计一个能在100Ω负载电阻上提供至少 0.5W 功率的放大器。已知信号源开路电压为30mV(有效值),内阻为Ω=M R si 5.0。
解:由于高输入电阻放大电路对电压信号源衰减小,所以输入级(第一级)宜采用高输入电阻型放大电路;低输出电阻放大电路带负载能力强,所以输出级(第三级)宜采用低输出电阻型放大电路;中间级(第二级)用高增益型。于是三种放大电路模型互联组成的放大电路如图解所示 。