数电篇章习题解答

第四篇 第1章习题

题4.1.1 试分别画出图题4.1.1所示各电路的电压传输特性曲线。

图题4.1.1

解：(a) 电路是同相输入的单限比较器，其电压传输特性如图解4.1.1（a ）所示。 (b) 电路是反相输入的过零比较器，其电压传输特性如图解4.1.1（b ）所示。 (c) 电路是反相输入的滞回比较器，由于o o v v v 3

1231332)(+=?+?=+，当z o V v =时，4=TH V V ；当z o V v -=时，0=TL V V ，所以电压传输特性如图解4.1.1（c ）所示。 (d) 电路是同相输入的滞回比较器，由于32

11212)(=?++?+=+o I v R R R v R R R v V ，当6=o v V 时，5.1==I TL v V V ；当6-=o v V 时，5.7==I TH v V V 。所以电压传输特性如

图解4.1.1（d ）所示

(e) 是一个窗窗口比较器，当3>I v V 时，L V v 001=，002V v =，D 1导电、D 2截止，

50-=v V ；当V v V I 33<<-时，H V v 001=、H V v 002=，D 1截止、D 2截止，50=v V ；当3

＊其中的(e)R 1和R 2应该有参数，否则当某个运放输出低电平时，不一定能断定稳压管击穿，即输出负电平要具体分析，经计算应取R 1=10K ，R 2=5K 时，上述传输特性画的正确。而运放输出都是高电平时，两只二极管都截止，正向稳压管击穿，输出为+5V 。

题4.1.2 已知三个电压比较器的电压传输特性如图题4.1.2（a ）、（b ）、（c ）所示，它们的

输入电压波形如图（d ），试画出v O1、v O2和v O3的波形。

图题4.1.2

解：1o v 、2o v 和3o v 的波形分别如图(a)、(b)和(c)所示。

题4.1.3波形变换电路如图题4.1.3（a）所示，其输入电压v S的波形如图（b），试在图（b）上画出输出电压v O的波形。

图题4.1.3

解：题目中的电路是带稳压管反馈式限幅的基本比较器，其阈值电平V T=3.6V，高电平输

v的波出电压VOH=5－3.6=1.4V，低电平输出电压VOL=－3.6-0.7=－4.3V。所以输出电压

o

形如图所示。

题4.1.4在图题4.1.4(a)～(c)电路中，设输入信号v s=2sinωt V，稳压管D Z1、D Z2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4.1.4

解：图中各电路都具有反馈回路，而且都有稳压二极管，解题时是放大器还是比较器容易混淆。

(a) 电路是具有输出限幅的反相放大器，电路中通过电阻引入了负反馈，因此构成了运算电路，其中稳压管的作用是输出电压限幅。输出电压为：

t t v R R v S o ωωsin 6sin 2331

11-=?-=?-=（V ） 而1o v 的限幅值为±（V Z +V D ）=±4.7V ，其波形如图(a)所示。

(b) 电路是具有反馈式输出限幅的过零比较器。当0>S v 时，7.402-=v V ；当0

(c) 电路是具有输出限幅的滞回比较器。3o v 的波形如图(c)所示。当3o v 为高电平7.4+V 时，

二极管D 1导电，D 2截止，阈值电平为7.0)(+=+V V ；当3o v 为低电平7.4-V 时，二极管D 1截止，D 2导电，阈值电平为7.0)(-=+V V 。

当S v 增大到7.0+>S v V 时，3o v 从7.0+V 翻转到－4.7V ；而当S v 减少到7.0-

题4.1.5 图题4.1.5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v O1、v O2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4.1.5

解：(1)01v 、02v 的波形如图所示。

3632110326.015

1.510047.0101.544--?=?????==R R RC T （S ），所以 ==T

f 103067Hz （2）若要产生不对称的方波和锯齿波，电路有多种改进方法。例如可以在运放A 2的同相端接上一个可调电源，如参见题4.1.7所示。