第8章 波形产生和转换电路

第8章自测题、习题解答 自测题8 一．在括号内填入合适的 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 。 （1）放大，选频，正反馈，稳幅，相位，幅值。 （2）RC，LC，石英，RC，LC，石英。 （3）fs，fp，阻性，感性，容性。 （4）开环，正反馈，uN=uP，相等。 （5）两个，矩形电路，滞回比较器，积分电路，三角波，矩形波，二极管，充放电，宽度，锯齿波。 二．产生正弦波振荡的条件是什么？它与负反馈的放大电路的自激振荡条件是否相同，为什么？ 解：产生正弦波振荡的条件是幅值平平衡条件， =1，和相位平衡条件， （n为整数）与负反馈放大电路的自激振荡条件不相同。      负反馈自激振荡条件中：   （n为整数） 三．正弦波振荡电路由哪几个部分组成？如果没有选频网络，输出信号将有什么特点？ 解：由放大电路选频网络，正反馈网络，稳幅环节组成。当无选频网络时，输出信号将包含多个频率成份（即高次谐波）。 四．通常正弦波振荡电路接成正反馈，为什么电路要引入负反馈？负反馈作用太强或太弱时会有什么问题？ 解：引入负反馈稳定输出电压，是为了改善输出波形，达到稳幅的目的。但负反馈太强，则输出波形幅度会很小，其影响幅值平衡，有可能会停振；当负反馈太弱，则幅值过大即有可能产生非线性失真。 习题88.1 图P8-1 解：(1). 二极管D1D2的作用是利用非线性特点达到稳幅的作用。 (2).同相端和反相端如图所示为上“一“下“正”。 (3).应选择负温度系数的热敏电阻替代二级管。 8.2振荡频率可调的RC文氏桥式正弦波振荡电路的RC串并联网络如图P8-2所示。用双层波段开关接不同的电容，作为振荡频率的粗调；用同轴电位器实现微调。已知电容的取值分别为0.01 、0.1 、1 、10 ，电阻 ,电位器 。试问： 的调节范围？ 图P8-2 解： 根据 可得 的最大值为 所以： 的调节范围是 。 8.3电路如图P8-3所示。 （1）说明电路是哪种正弦波振荡电路。 （2）若 短路，则电路将产生什么现象？ （3）若 断路，则电路将产生什么现象？ （4）若 短路，则电路将产生什么现象？ （5）若 断路，则电路将产生什么现象？ 图P8-3 解：（1）上“－”下“＋”  （2）输出严重失真，几乎为方波。  （3）输出为零。（4）输出为零。  （5）输出严重失真，几乎为方波。 8.4 电路如图P8-4所示，稳压管起稳幅作用，其稳定电压 。C=1 ，R=16K 试估算：（1）输出电压不失真情况下的有效值；（2）振荡频率。 图 P8-4 解：（1）输出电压不失真情况下的峰值是稳压管的稳定电压，故其有效值 （2）电路的振荡频率                      8.5.用相位平衡条件判断图P8-5所示电路是否会产生振荡,若不会产生振荡，请改正。 (a)                            (b) 图P8-5 解：图P8.5（a）中，反馈电路接在差分电路反相输出端，不满足相位平衡条件，不能产生振荡，RC应接在差电路同相输出端。如解图8.5所示。图8.5(b)中,不满足相位平衡条件,不能产生振荡,RC应接在三极管反射器,如图P8.5所示。 8.6 电路如图P8-6所示，试用相位平衡条件判断是否会产生振荡，若不会产生振荡，请改正。 (a)                                (b) (c)                            (d) (e)                                (f) 图P8-6 解： (a) L同名端错,不能产生振荡,将L的同名端与异名端对换。 (b) 能产生振荡。 (c) 能产生振荡。 (d) 能产生振荡。 (e) L1同名端错，将L1同名端与异名端对换。 (f) 没有标同名端，不能产生振荡，将L1的同名端选为右边，L2的同名端选为左边。 8.7 试分别求解图P8-7所示各电路的电压传输特性。 （a）                          (b) (c)                              (d) （e）                            (f) 图P8-7 解： （a）所示电路为单限比较器，uO＝±UZ＝±8V，UT＝－3V，其电压传输特性如下图所示所示。 （b）略。 （c）所示电路为过零比较器，UOL＝－UD＝－0.2V，UOL＝＋UZ＝＋6V，UT＝0V。其电压传输特性如下图所示。 （d）所示电路为反相输入的滞回比较器，uO＝±UZ＝±6V。令 求出阈值电压      UT1＝0 V  UT2＝4 V 其电压传输特性如下图所示。 （e）所示电路为同相输入的滞回比较器，uO＝±UZ＝±6V。令 得出阈值电压 其电压传输特性如下图所示。 （f）所示电路为窗口比较器，uO＝±UZ＝±5V，±UT＝±3V，其电压传输特性如下图所示。 8.8 在如图P8-7（e）所示的电路中，如果参考电压 从＋3V逐渐增大，其它参数不变，则传输特性将如何变化？解：向右移动。 8.9 已知三个电压比较器的电压传输特性分别如图P8-9 (a)、(b)、(c)所示，它们的输入电压波形均如图P8-9（d）所示，试画出 、 、 输出波形。 （a）              (b)                      (c)                  (d) 图P8-9 解：根据三个电压比较器的电压传输特性画出在输入电压作用下它们的输出电压波形，如解图P8.16所示。 解图P8.16 8.10 设计三个电压比较器，它们的电压传输特性分别如图P8-9 (a)、(b)、(c)所示。要求合理选择电路中各电阻的阻值，限定最大值为 。解：具有图P8.9（a）所示电压传输特性的电压比较器为同相输入的单限比较器。输出电压uO＝±UZ＝±6V，阈值电压UT＝2V，电路如解图P8.18（a）所示。 具有图P8.9（b）所示电压传输特性的电压比较器为反相输入的滞回比较器。输出电压uO＝±UZ＝±6V；阈值电压UT1＝0V，UT2＝2V，说明电路输入有UREF作用，根据 列方程，令R2＝50 kΩ，可解出R1＝10 kΩ，UREF＝1.2V。电路如解图P8.18（b）所示。 具有图P8.9（c）所示电压传输特性的电压比较器为窗口单限比较器。输出电压UOL＝0V，UOH＝6V，阈值电压UT1＝0V，UT1＝2V。电路如解图P8.18（c）所示。 解图P8.18 8.11 图P8-11是监控报警装置，如需对某一参数（如温度、压力等）进行监控时，可由传感器取得监控信号 ， 是参考电压。当 超过正常值时，报警灯亮。试说明其工作原理。二极管D和电阻 在此起何作用？ 图P8-11 解：因为集成运放接成同相比较器形式。当uI超过uR时，则输出uo为正最大值，驱动三极管T饱和导通，报报警指示灯亮。当uI低于uR时，则输出uo为负最大值，三极管截止，报警灯不亮，电阻R与二极管D起反相输出的保护驱管的发射结。 8.12 电路如图P8-12，已知集成运放的最大输出电压幅值为 ， 的数值在 的峰峰值之间。（1）求解 的占空比与 的关系式；（2）设 ＝2.5V，画出 、 、 输出波形。 图P8-12 解：在图P8.12所示电路中，A1和A2组成矩形波-三角波发生电路. （1）在A2组成的滞回比较器中，令 求出阈值电压      在A1组成的积分运算电路中，运算关系式为 在二分之一振荡周期内，积分起始值uO1(t1)＝－UT＝－6V，终了值uO1(t1)＝－UT＝6V，uO2＝－UOM＝－12V，代入上式 求出振荡周期      T＝20mS 求解脉冲宽度T1： 求解占空比：  （2）uO1、 uO2和 uO3的波形如解图8.19所示。 解图P8.19 8.13如图8－36所示方波——三角波产生电路。 ， ， ， ，C=0.01F，,双向稳压管电压为 。试求其振荡频率，并画出 、 的波形。 解： 振荡频率 8.14 电路如图P8-14所示，A1、A2、A3均为理想运放，电容C上的初始电压为零。若 为0.11V的阶跃信号，求信号加上后一秒钟， 、 、 所达到的数值。 图P8-14 解：集成运放A1为反相加法电路，则 A2为反相积分器. A3为同过零滞回比较器,且输出端按稳压管保护,而u02＞0, 所以,u03=UZ=6V. 8.15电路如图8－33所示，如果要求电路输出的三角波的峰－峰值为16V，频率为250Hz，试问：UZ =8V时，电阻R3和C应选为多大？ 解：因为峰—峰值为16V，f=250Hz,则 ，所以，由 得 则积分器输出电压从峰谷到峰顶变化16V所需时间为     8.16试将直流电流信号转换成频率与其幅值成正比的矩形波，要求画出电路来，并定性画出各部分电路的输出波形。 解：首先将电流信号转换成电压信号，然后将电压信号接如图P8.15所示压控振荡器的输入端，即可将直流电流信号转换成频率与其幅值成正比的矩形波，如解图P8.20（a）所示，其波形如解图（b）所示。