模电第九章习题参考答案

第九章习题参考答案

注：习题9.1、9.3、9.4、9.8和9.9都略有改动。

9.1分别判断图9.42所示各电路是否可能产生正弦波振荡，并简述理由。 解：注：该题各图改为

C

uO

(a)(b

)

uO

2

(c)

（a）不能振荡。在T1的栅极断开反馈回路，加极性为正的信号，则由T2射极反馈得到的信号极性为负，不满足振荡的相位平衡条件。

（b）不能振荡。虽然电路能够满足相位平衡条件，但是电路中放大电路的放大系数等于1，故不能同时满足幅度平衡条件。

（c）可能振荡。在T1的栅极断开反馈回路，加极性为正的信号，则由T2集电极反馈得到的信号极性为正，满足振荡的相位平衡条件。

9.2解：

（a）原边线圈上端和副边线圈上端为同名端； （b）原边线圈下端和副边线圈下端为同名端； （c）原边线圈上端和副边线圈下端为同名端； （d）原边线圈左端和副边线圈右端为同名端。

9.3分别判断图9.44所示各电路是否可能产生正弦波振荡，并简述理由。 注：该题各图改为

V

C3

0.01

(a)(b)

VCC

VCC

3

C1

(c)(d)

（a）可能振荡。在晶体管射极断开反馈回路，加极性为正的信号，则由C1反馈得到的信号极性为正，满足振荡的相位平衡条件。

（b）不能振荡。在晶体管基极断开反馈回路，加极性为正的信号，则由C1反馈得到的信号极性为负，不满足振荡的相位平衡条件。

（c）可能振荡。在晶体管射极断开反馈回路，加极性为正的信号，则由N2反馈得到的信号极性为正，满足振荡的相位平衡条件。

（d）不能振荡。在晶体管基极断开反馈回路，加极性为正的信号，则由N2反馈得到的信号极性为负，不满足振荡的相位平衡条件。

9.4已知RC振荡器如图9.45所示，已知R2 15kΩ，R3 R4 10kΩ，C1 C2 15pF。求： （1）振荡频率f0； （2）R1的取值范围。 解：

（1）频率f0

11

1kHz

2 R3C12 R4C2

1 R2 3，得到R 7.5k 。 （2）由放大倍数A1

R1

9.5解： 由题f0

1

1kHz，其中C 0.03μF，得R 5.3kΩ。设计电路如图9.1所示，其中R2为负温度系2 RC

数的热敏电阻，R1与R2的阻值关系只需满足R2/R1 2即可。

图9.1 习题9.5图

9.6解：

（1）由题UZ 6V，参考电压UREF 3V，则

UT+ UT-

3RF6R1

4V

R1 RFR1 RF

3RF6R1

0V

R1 RFR

1 RF

门限宽度 UT UT+ UT- 4V。电压传输特性如图9.2(a)所示。 （2）已知uI为幅度为5V的正弦波，则uO的波形如图9.2(b)所示。

uI/u

uI/ (a)

(b

)

图9.2 习题9.6图

9.7解：

（1）图示为反相输入单限比较器，则UT （2）电压传输特性如图9.3所示。

uOR2

UREF 1V R1

图9.3 习题9.7图

9.8解：注：题中（c）图修改为

uI

3V

（a）图为单限比较器，阈值电压UT （b）图为同相输入迟滞比较器， 由uP 电压传输特性如图9.4(b)所示。

（c）图为反相输入迟滞比较器， 由uP 电压传输特性如图9.4(c)所示。

R1

UREF 1V。电压传输特性如图9.4(a)所示。 R2

R2R1

uI UZ uN，得阈值电压UT1 0V，UT2 6V。R1 R2R1 R2

R2R1

UREF UZ uI，得阈值电压UT1 0V，UT2 4V。R1 R2R1 R2

（d）图为窗口比较器，阈值电压UT1 2V，UT2 4V。电压传输特性如图9.4(d)所示。

/V

V

(a)

uO

(b)

/V

图9.4 习题9.8图

9.9解：（注：题中UREF 4V） （1）由UT+

R2R1R2R1

UREF UZ，UT- UREF UZ，得R1 R2 R1 R2R1 R2R1 R2R1 R2

（2）若UZ 9V，则UT+ 6.5V，UT- 2.5V （3）代入阈值电压公式，整理得UREF 2V 9.10解：各输出电压波形如图9.5所示。

uI/uO1/V

uO2/V

uO3/V

图9.5 习题9.10图

9.11解：

将各元件参数值代入T 2R1Cln(1

2R41

)，得T 0.2ms，则f 5kHz R3T

R4R4

UZ 2.7V，UT- UZ 2.7V R4 R3R4 R3

输出电压和电容电压的波形如图9.6所示，其中UT+

uUUu+6

-6

图9.6 习题9.11图

9.12解：

三角波产生电路中f

R3R1 250Hz，且uO 2uO1 8V T4R2RCR3

将电路中各元件参数代入，得：R3 15kΩ，R 7.5kΩ 9.13解： T1 R1Cln(1

2R42R

) 0.096ms，T2 (R1 Rp)Cln(1 4) 1.056ms R3R3

则频率f

11 870Hz TT1 T2

输出电压和电容电压的波形如图9.7所示，其中UT+

uUR4R4

UZ 2.7V，UT- UZ 2.7V

R4 R3R4 R3

UuO/

图9.7 习题9.13图

9.14解：

（1）在A1组成的迟滞比较器中 由

R3R2R

uO2 uO1 0，得 UT 2UOM 6V

R2 R3R2 R3R3

在A2组成的积分运算电路中 uO

1

uO(t) 2t 21

RC

u(O，t)1T 20ms

又uI

T6 uI1

( UOM)1 UT，则T1

RC2600

T16 uI

T12

得uO3的占空比与uI的关系式为q （2）波形如图9.8所示。

uu

图9.8 习题9.14图

9.15解: 波形如图9.9所示。

u

Ou

图9.9 习题9.15图

振荡频率是振荡周期的倒数，而振荡周期近似等于积分电路正向积分时间。故

2UTR1C1

uIT UT，得到T UT UZ 8V，又UT R1CuI 因此振荡频率与uI的关系式为f 9.16解： 振荡频率f0

R2

3.1kHz

4R1RC

R1R

UZ 2.7V， uOM 1UZ 2.7V

R2R2

uO1/V

uI1

0.625uI T2UTR1C

波形如图9.10所示，其中uOM

uO2

u u图9.10 习题9.16图