第十一章典型例题解析V2ppt课件.ppt

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1、第十一章 典型例题解析V2第十一章第十一章 典型例题解析典型例题解析 课后作业是课程学习的重要环节，本课后作业是课程学习的重要环节，本章是习题指导部分，主要归纳了教材中各章是习题指导部分，主要归纳了教材中各章节的重点难点，针对学习内容和考核方章节的重点难点，针对学习内容和考核方向给出了更多补充性经典例题，并给出参向给出了更多补充性经典例题，并给出参考解答，可以作为类似习题的参考解答和考解答，可以作为类似习题的参考解答和知识拓展。当然，篇幅有限，各章后面的知识拓展。当然，篇幅有限，各章后面的习题才是学习环节的重点。应当说，本书习题才是学习环节的重点。应当说，本书的例题习题都是相对比较丰富的，阅读

2、时的例题习题都是相对比较丰富的，阅读时应结合教材正文，注重研读解题的思路和应结合教材正文，注重研读解题的思路和方法。方法。 题1、写出图11-1所示各电路的输出电压值，R的取值合适，设二极管导通电压UD0.7V。图11-1 解：解：首先要判断二极管两端实际承受电压，绕回路一周，考虑电源方向及数值叠加，若二极管加正向电压则导通，UD0.7V；若二极管反向则截止，内阻极大而断开， ID0； UO11.3V（二极管正向导通），UO20（二极管反向截止），UO31.3V（二极管正向导通），UO42V（二极管反向截止），UO51.3V（二极管正向导通），UO62V（二极管反向截止）。 题2. 电路如图1

3、1-2（a）、（b）所示，稳压管的稳定电压UZ3V，R的取值合适，uI的波形如图（c）所示。试分别画出uO1和uO2的波形。图11-2 解：解： 输出波形如图11-3所示。图11-2所示的电路中，对于图（a）所示的电路，当时，稳压管DZ反向击穿，uoui 3V，当时，稳压管DZ未击穿，uo0V。 对于图b所示的电路，当时，稳压管DZ反向击穿，uoUZ ，当时，稳压管DZ未击穿，uoui 。图11-3题3. 分析如图11-4所示电路对正弦交流信号有无放大作用。图中各电容对交流可视为短路。图11-4 解：*讨论: 阻容耦合基本放大器的组成原则： 1.电源极性连接要保证三极管工作在放大状态。发射结正

4、偏，集电结反偏。 2.要通过合适的偏置R给出的适当的直流工作点，以保证被放大的交流信号不失真。 3.要保证信号源、放大器、负载之间的交流传输，同时隔断三者之间的直流联系。 （a）电路不能实现电压放大。电路缺少集电极电阻，输出uo对地交流短路。 （b）电路不能实现电压放大。电路中缺少基极偏置电阻，输入ui对地交流短路。 （c） 电路不能实现电压放大。电路中晶体管发射结没有直流偏置电压，静态电流，放大电路工作在截止状态。 （d）电路能实现动态信号电压放大。题4. 基本共射放大电路的输出特性及交、直流负载线如图11-5所示，试求：（1）电源电压UCC，稳态电流IB、IC、UCE的值；（2）电阻RB、

5、RC的值；（3）输出电压的最大不失真幅度；（4）要使该电路能不失真的放大，基极正弦电流的最大幅值是多少？ 解： 图中比较平坦的直线MN为直流负载线，其与横轴的交点为电源电压UCC=6V。静态工作点Q对应的值：IB=20A，IC=1mA，UCE=3V。 固定偏置基本共射极电路，满足图11-5CCBECCBBBUUUIRRCCBB63000.020URKICECCCCUUI RCCCECC6 331UURKI图11-5中交流负载线MN与横坐标的交点N到静态工作点Q的水平距离，小于静态工作点Q到饱和区的水平距离，所以，N到静态工作点的水平距离为输出电压的最大不失真幅度= 4.5-3 = 1.5V。要

6、使该电路能不失真的放大，基极正弦电流的最大幅值是IBM = 20A。 题5. 分压式稳定偏置电路如图11-6（a）所示，（1）用直流电压表测量集电极电压UC和输出电压Uo的数值是否一样？（2） 用直流电压表测量时，若出现UCE 0V或UCE UCC，说明晶体管工作在什么状态？（3）用示波器观察UC和Uo端波形是否一样？（4）若Uo波形出现图11-6（b）所示的三种情况，各是何种失真？应怎样消除？ 解： （1）用直流电压表测量集电极电压UC和输出电压Uo的数值不一样。UC端有直流电压，Uo端无直流电压。C2隔直流。 （2）用直流电压表测量时，若出现UCE 0V，晶体管工作在饱和状态；若UCE U

7、CC，说明晶体管工作在截止状态。（3）用示波器观察UC和Uo端波形一样。C2通交流。（4）若Uo波形出现图11-6（b）所示的三种情况，分别为截止（顶部）失真。要消除截止（顶部）失真，可减小RB1(RB1) ，提高了UB ，适度提高静态工作点的位置(Q)；饱和（底部）失真。要消除饱和（底部）失真，可增大RB1(RB1)，降低静态工作点的位置(Q)；双向（顶部、底部）失真。要消除双向（顶部、底部）失真，可增大电源UCC，使静态工作点Q应向右上方移动，增加了输出动态范围。讨论： 1）基本放大器中的信号是交、直流共存的。交流信号是被放大的量；直流信号的作用是使放大器工作在放大状态，且有合适的静态工作

8、点，以保证不失真地放大交流信号。2） 若要使放大器正常地放大交流信号，必须设置好三极管（BJT）工作状态及工作点，这首先需要作直流量的计算；若要了解放大器的交流性能，又需要作交流量的计算。而直流量与交流量的计算均可采用模型分析法，并且是分别独立进行的。切不可将两种信号混为一谈。放大器的直流等效电路用于直流量的分析；交流小信号等效电路用于交流量的分析。3） BJT是非线性器件，不便直接进行电路的计算。一般需将其转换为器件等效模型，来代替电路中的三极管。在放大器直流等效电路中，采用BJT的直流放大模型；在放大器交流小信号等效电路中，采用BJT的交流小信号模型。要注意，BJT的交流小信号模型尽管属于

9、交流模型，但其参数却与直流工作点有关，比如:rbe的值是要由静态电流ICQ来决定的。 题6. 在图11-7所示放大电路中，已知直流电源UCC15V，Rb162K，Rb213K，Rc4.7K，Re1100，Re21.8K，RL5.6K，60，C1、C2、Ce容量足够大。试分析： （1）电路的静态工作点； （2）电压放大倍数、输入电阻及输出电阻； （3）不接Ce时的电压放大倍数； （4）若输入信号电压ui5SintmV，试写出接Ce时输出信号电压的表达式。 解：（1）静态工作点21213152.66213bBCCbbRUUVVRRmAmARRUUIIeeBEBEC18 . 11 . 07 . 16

10、 . 221AmAmAIICB7 .160167. 0601 （2）电压放大倍数、输入电阻及输出电阻 由图11-7（b）可知， Ce的存在使 Re2被交流短路，Re1有交流反馈作用，所以UCEUCCICRcIEReUCCIC（RcRe1Re2）15V1（4.70.11.8）V8.4V 2626300(1)300(160)18861.891beEmVmVrKI mAmA oLbLbe1b beboLe1be(/ /)(1)602.5619.2(1)1.8961 0.1CLciuiUI RI RIRRUI rI RURAUrR 62/13/1.89610.1K4.59KRoRc4.7K （3）若不

11、接Ce，Re2没被交流短路，则 （4）ui5Sint mV，则UomAuUim19.2596，因为输出与输入反相，所以 uo96Sin（t）mVib1b2be1e/ / /(1)=RRRrR30. 1)8 . 11 . 0(6189. 156. 260)(1 (21.eebeLuRRrRA 题7. 放大电路如图11-8所示，其中1、2、rbe1、rbe2已知.（1）判断VT1、VT2分别组成何种接法的放大电路；（2）写出每一级放大电路静态工作点参数的表达式；（3）写出放大电路输入电阻、输出电阻及电压放大倍数的表达式。图11-8 解：在要求有较大的放大倍数时，若单级不能实现，可用几个单级放大器级

12、联起来。多级放大器有许多不同的组合方式，按总的技术要求来设计组合。 本题的目的是要我们进一步熟悉多级放大器，掌握由共集、共射组合电路各种参数的计算方法。 （1）VT1组成分压偏置式的共发射极放大电路；VT2为共集电极接法的射极跟随器。 （2）第一级放大电路的静态工作点第二级放大电路的静态工作点： 输入电阻、输出电阻及电压放大倍数计算中必须要将第二级的输入电阻作为前一级负载。必须明确，第一级的输入电阻即为放大器的输入电阻。最后一级的输出电阻即为放大器的输出电阻。总输入电阻为 CCBE2B22b32e(1)UUIRR2C2B2IICE2CCC22eUUIR i112be1ibbRRRRr=题8.

13、理想集成运放电路如图11-9所示，试求出uO1、uO2 ， uO的值。 解： 在这个多级运放电路中，A1构成减法电路，运放A2构成同相跟随电路，运放A3构成反相加法电路，本题只作提示，经逐级代入公式可得到 o12o3o2V 4V 10Vuuu 题9. 设图题11-10中各集成运放均为理想，=0.04 V, =1 V，问经过多少时间输出电压将产生跳变，并画出、的波形图(设=0 V)。本题练习分析计算多级运放并画出各级输出电压波形。 解：A1 组成同相比例运算器，A2组成反相积分运算器，A3组成单限非过零比较器。 (1)求Uo1。 可见，是正阶跃信号。 (2)求Uo2。 可见，是一条过原点的负斜线

14、。 (3)对A3。 参考电压，UO2是比较输入电压，反相输入。传输特性如图(b)所示。 当 时发生跳变，即：-0.2t = 1, 故解得 t=5 s (4)由的传输特性及图(c)中(05) s内UO2的值是(0 -1) V可知，UO跳变前的初始值为12 V，因此确认Uo在5 s时刻由12 V跳变到+12 V，是正跳变。 (5)画波形。将Uo1、Uo2、Uo的波形画在图(c)中，如图所示。o14010.04=0.210UVo1o2o13610.2d0.2100 1010 10UUUttttRCRC R21VUU o21VUUU 题10介绍差分放大电路在智能手机上的应用。 解：我们知道，差分放大电

15、路能够放大差模信号，抑制共模信号，这一特点应用在在智能手机上，如图11-11所示，手机设有两个麦克MIC，主麦克用于通话，输入通话的声音带有噪音背景，副麦克则专门采样输入背景噪音，背景噪音可视为共模信号成分，经过差分电路处理后，噪音充分抵消，基本上只留下单纯通话的声音，保证了通话清晰。图图11-11 题11 两级运放电路如图11-12左所示，已知两个运放电路输出电压的最大值均为10V，试画出uo1和uo的电压波形。 解：第一级是RC振荡器，正常工作输出正弦波，第二级是单限比较器，参考电压5V 。比较器在输入过+5V时发生跳变。uo1和uo的电压波形见图1112右。图11-12 题13. 电源电

16、路如图11-14所示，已知U2=15V 。 1）分别求UA 、 UB 及 IO ; 2）若U2改为8V，电路可否正常工作，为什么。;图11-14 解：1） UA=1.2U2=1.2X15=18V 三端集成稳压器7812的输出电压是12V，所以，UB=12V 2） 当U2 =8V时，UA= 1.2U2=1.2X8= 9.6V 12V , 所以电路不能正常工作。 题14：在十字路口有红绿黄三色交通信号灯，规定红灯亮停，绿灯亮行，黄灯亮等一等，试分析车行与三色信号灯之间逻辑关系。 解：设红、绿、黄灯分别用A、B、C表示，且灯亮为1，灯灭为0。车用L表示，车行L=1，车停L=0。列出该函数的真值表如表

17、11-1所示。 表11-1 真值表 显而易见，在这个函数中，有5个最小项是不会出现的，如（三个灯都不亮）、（红灯绿灯同时亮）等。因为一个正常的交通灯系统不可能出现这些情况，如果出现了，车可以行也可以停，即逻辑值任意。 无关项；在有些逻辑函数中，输入变量的某些取值组合不会出现，或者一旦出现，逻辑值可以是任意的。这样的取值组合所对应的最小项称为无关项、任意项或约束项，在卡诺图中用符号来表示其逻辑值。 带有无关项的逻辑函数的最小项表达式为： L=m（ ）+d（ ）.如本例函数可写成L=m（2）+d（0,3,5,6,7） 化简具有无关项的逻辑函数时，要充分利用无关项可以当0也可以当1的特点，尽量扩大卡

18、诺圈，使逻辑函数更简。 如果不考虑无关项，包围圈只能包含一个最小项，写出表达式为: 如果把与它相邻的三个无关项当作1，则包围圈可包含4个最小项，写出表达式为: 其含义为：只要绿灯亮，车就行。CBAL BL 题15. 分析下图11-15所示计数器为几进制计数器。 解：解：由图可知，由于计数脉冲C同时接到每个触发器的时钟输入端，所以该计数器为同步计数器。3个触发器的驱动方程分别为：20QJ10K011QKJ012QQJ12K 列出状态表的过程：首先假设计数器的初始状态为 000，并依此根据驱动方程确定J、K的值，然后根据J、K的此值确定在计数脉冲C触发下各触发器的Q状态。在第1个计数脉冲C触发下各

19、触发器的状态变为001，按照上述步骤反复代入原态，根据J、K的值导出次态，直到第5个计数脉冲C时，计数器的状态又回到初始状态000。即每来5个计数脉冲计数器状态重复一次，所以该计数器为五进制计数器。波形图如图11-15 题16. 图11-16是是用两片4位二进制加法计数器74161采用同步级联方式构成的8位二进制同步加法计数器，说明其是几进制。 解 : 采用了异步清零法。适用于具有异步清零端的集成计数器。当计数到 01010100时, 对应十进制数为84，引起反馈清零 ,因此是84进制计数器. 题17. 由555定时器组成的多谐振荡器在电子门铃、电子琴等声响装置中应用十分广泛。例如，图11-1

20、7是由两个多谐振荡器构成的模拟声响发生器。试说明其工作过程。 解： 左侧振荡器555-1的振荡频率较低（整定元件为R1、R2、C1）比如2Hz；右侧的振荡器555-2的振荡频率较高（整定元件为R3、R4、C2）比如为1kHz。由于低频振荡器的输出端3接到高频振荡器的复位端4，故当振荡器1的输出电压uO1为高电平时，振荡器2就振荡；当uO1为低电平时，振荡器2停止振荡，从而使扬声器便发出间歇声响。二个振荡器的输出电压波形见图11-17（b）。 图图11-17 模拟声响发生器模拟声响发生器 C1 R1 uO1 8 4 7 3 6 555-1 2 5 1 0.01F uO1 +VCC R2 (a)

21、应用电路 (b) 输出波形 C2 R3 uo2 8 4 7 3 6 555-2 2 5 1 0.01F uO2 R4 C 题18 ：某工厂厂区有50盏路灯，试为该厂配电值班室设计一个路灯巡回检测电路，要求每盏灯每次检测半分钟。 电路要实时显示被测灯的序号，有灯损坏要显示出来并显示出已损坏灯的序号，在每盏灯的回路中串联一采样电阻，由电阻向检测电路提供信号，灯好时检测电路输出5V电压,灯坏时电压为零。 解：1. 确定方案。根据设计要求必须有计数分频电路，以实现定时半分钟检测一盏灯，还应通过计数显示被测灯的049序号，为了能依次检测50个灯信号，由数据选择器每半分钟选通一个通道，选择器的地址信号取6

22、位，因为26=6450，可以由时钟脉冲周期为半分钟的6位二进制计数器产生（26=6450），系统还应包含工作电源。根据以上分析，可画出其系统框图。如图11-18所示。 图11-18 巡检电路方框图 2. 根据系统框图各部分的要求,选择的主要器件如下： 器件名称 型号 二-五-十进制计数器 74LS90 集成稳压电路 W7805 4位二进制计数器74LS163 双4选1数据选择 74LS153 十进制计数器 74LS160 16选1数据选择器 74LS150 七段显示译码器 74LS47 对没学过的器件，要学会根据已学的同类器件举一反三，它们的功能毕竟是类似的。例如74LS90，类似讲过的74L

23、S 290.。4位二进制计数器74LS163 ，类似74LS161。 3. 画出逻辑电路图， 如图11-19和图11-20所示： 图11-19电路由半分钟脉冲信号发生器、6位地址码产生器、灯序号计数译码显示器组成。电源变压器的副边50Hz交流电压除了用作直流电源的输入电压，还用来作为半分钟脉冲信号发生器的信号源，经三极管限幅整形变为50Hz方波信号。再由四片74LS90依次构成五、十、六和五分频电路，最后获得周期为30s的频率信号。地址码产生电路由两片74LS163 4位二进制计数器组成。其高位两个输出Q1Q0地址码为A5A4，低位的四个输出端Q3Q0为地址码A3A0，总共构成了六位地址码。灯

24、序号计数译码显示器由两片74LS160 BCD码十进制计数器和两片七段译码器驱动器和LED数码管组成。这两组计数器均构成五十进制计数器，且采用 清零端反馈清零法清零。由于74LS163是同步清零，故清零输出代码取用 (49)10的二进制代码(110001)2，当计数达此值时, 计数器在下个时钟脉冲到来时返零；74LS160是异步清零其清零输出代码取用(50)10，而的8421码为(0101 0000)BCD，在计数值达到50瞬间，产即清零，显示全零，这使两组计数和显示值完全对应。 图11-20 数据选择器 数据选择器由图11-20所示两级选择器电路组成。一级由四片74LS150 16选1数据选择器构成，其输入地址码均为A3A0；二级由74LS153双4选1数据选择器组成，地址码为A5A4。由发光二极管LED作为路灯损坏指示，如有某路路灯损坏，则该路输入数据Di 为0，第一级数据选择器输出, 然后再由第二级地址码A5A4来判断四片74LS150中哪一片输出为所对应灯号，经第二级数据选择器输出Y=1，发光二极管亮。相反，若无灯损坏，各路输入Di均为，则 ，Y=0，发光二极管不亮。