模拟电子电路读图
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贴中图片因为各种原因未能附上,有兴趣的可以看一下原帖:http://jwc.ncist.edu.cn/jpkc/moni/site/moni/xitijieda/3/11x.htm
11.1
电路如图P11.1所示,其功能是实现模拟计算,求解微分方程。
(1)求出微分方程;
(2)简述电路原理。
解:(1)设A1、A3的输出电压分别为uO1、uO3。由于每个集成运放均引入了负反馈,根据“虚断”
和“虚短”可得下列关系式及微分方程:
(2)当参数选择合适时,输入合适uI,便可在输出得到模拟解uO。
11.2
图P11.2所示为反馈式稳幅电路,其功能是:当输入电压变化时,输出电压基本不变。主要技术指标为
(1)输入电压波动20%时,输出电压波动小于0.1%;
(2)输入信号频率从50~2000Hz变化时,输出电压波动小于0.1%;
(3)负载电阻从10kΩ变为5 kΩ时,输出电压波动小于0.1%。
要求:
(1)以每个集成运放为核心器件,说明各部分电路的功能;
(2)用方框图表明各部分电路之间的相互关系;
(3)简述电路的工作原理。
提示:场效应管工作在可变电阻区,电路通过集成运放A3的输出控制场效应管的工作电流,来达到调整输出电压的目的。
解:(1)A1:反相比例运算电路;A2:半波精密整流电路;A3:二阶低通滤波器;T:等效成可变电阻。
(2)图P11.2所示电路的方框图如解图P11.2所示。
(3)当参数选择合适时,若ui幅值增大导致uO增大,则rds减小,使得uO1、uO2减小,从而使uO减小,趋于原来数值。过程简述如下:
uI↑→uO↑→rDS↓→uO1↓→uO2↓
uO↓←
若ui幅值减小,则各物理量的变化与上述过程相反。
11.3
在图P11.2所示电路中,参数如图中所标注。设场效应管D-S之间的等效电阻为rds。
(1)求出输出电压uO与输入电压uI、rds的运算关系式;说明当uI增大时,rds应如何变化才能使uO稳幅?
(2)当uI为1kHz的正弦波时,定性画出uO和uO2的波形。
(3)uO3是直流信号,还是交流信号,为什么?为使uO稳幅,当uI因某种原因增大时,uO3的幅值应当增大,还是减小,为什么?
(4)电位器RW的作用是什么?
解:(1)列A1反相输入端的节点电流方程可得
为了在uI
变化时uO
基本不变,uI增大时rds应减小。
(2)A2与D1、D2、R6等组成半波整流电路,uO2和uO的关系为
因此波形如解图P11.3所示。
(3)uO3为直流信号,因为A3组成了
解图P11. 3
二阶低通滤波器,所以uO3是uO2的平均值。
uI增大时uO3应增大;因为只有uO3增大rDS才会减小。
(4)调零。
11.4
在图P11.2所示电路中,设场效应管d-s之间的等效电阻为rds。为了使得输入电压uI波动20%时,输出电压uO波动小于0.1%,rds应变化百分之多少?
解:当uI变化20%时,uO变化0.1%。根据
,
此时( )变化0.5%,即 变化0.5% 。
11.5
五量程电容测量电路如图P11.5所示,CX为被测电容,输出电压uO是一定频率的正弦波,uO经AC/DC转换和A/D转换,送入数字显示器,即可达到测量结果。
(1)以每个集成运放为核心器件,说明各部分电路的功能;
(2)用方框图表明各部分电路之间的相互关系;
(3)简述电路的工作原理。
解:(1)A1:文氏桥振荡电路;A2:反相比例运算电路;A2:C-AC(电容-交流电压)转换电路;A4:带通滤波器。
(2)图P11.5所示电路的方框图如解图P11.5所示。
(3)文氏桥振荡电路输出频率为f0的正弦波,经反相比例运算电路作用于被测电容,通过C-AC电路转换成与电容容量成正比的交流电压,再通过中心频率为f0的带通滤波器输出频率为f0的交流信号,因此输出交流电压的幅值正比于电容容量。
为了保证在每个测量档内被测电容所转换的输出电压最大值均相等,C-AC电路在不同档的反馈电阻阻值不同,容量越高的档,阻值越小,以保证转换系数的最大值基本不变。
可参考P575~P576。
11.6
电路如图P11.5所示,试求解:
(1)uO1的频率;
(2)uO2与uO1的运算关系式;
(3)在五个量程中,uO3与uO2的各运算关系式;
(4)A4及其有关元件所组成的电路的中心频率为多少?
解:(1)uO1的频率
(2)uO2与uO1的运算关系式
(3)uO3与uO2的各运算关系式
测量档自低向高Rf分别为1MΩ、100kΩ、10kΩ、1kΩ、100Ω。
(4)带通滤波器的中心频率
11.7
电路如图P11.5所示。回答下列问题:
(1)在不同量程下,uO3与uO2转换系数的最大值为多少?为什么这样设计?简述理由。
(2)为什么uO1的频率和由A4及其有关元件所组成的电路的中心频率相同?简述理由。
(3)二极管D1~D4的作用是什么?
解:(1)在不同量程下,uO3与uO2转换系数的最大值均为 。
为了保证在每个测量档内被测电容所转换的输出电压最大值均相等,以便作为所接A/D转换电路的输入电压,C-AC电路在不同档的反馈电阻阻值不同,容量越高的档,阻值越小,以保证转换系数的最大值基本不变。
(2)为了滤去其它频率的干扰和噪声,便于测量。
(3)二极管D1~D4起限幅作用,D1、D2限制A2的输出电压幅值,D3、D4限制A3的净输入电压幅值,以保护运放。此外,在误操作(即带电操作)时,也为被测电容提供低阻放电回路,以保护测量电路。
11.8
直流稳压电源如图11.8所示。
(1)用方框图描述电路各部分的功能及相互之间的关系;
(2)已知W117的输出端和调整端之间的电压为1.25V,3端电流可忽略不计,求解输出电压UO1和UO2的调节范围,并说明为什么称该电源为“跟踪电源”?
(2)输出电压调节范围为
因为在调节R2时,UO2的数值始终和UO1保持相等,故称之为“跟踪电源”。
11.9
电路如图P11.8所示。已知W117的输出端和调整端之间的电压为1.25V,3端电流可忽略不计,输出电流的最小值为5mA;1和2端之间电压大于3V才能正常工作,小于40V才不至于损坏;晶体管T1饱和管压降的数值为3V;电网电压波动范围为±10%
。
(1)求解输出电压UO1和UO2的调节范围;
(2)为使电路正常工作,在电网电压为220V时,UI的取值范围为多少?
(3)若在电网电压为220V时,UI=32V,则变压器副边电压有效值U2约为多少伏?
解:(1)输出电压调节范围为
(2)根据方程组
输入电压的取值范围为22.1~37.5V。
(3)变压器副边电压有效值
11.10
电路如图P11.8所示。回答下列问题:
(1)电路中各电容的作用;
(2)二极管D5的作用;
(3)调整管为什么采用复合管。
解:(1)滤波。
(2)保护W117,使电路在断电时C3有一个放电回路,而不通过W117放电。
(3)在负载电流一定时,减小A的输出电流;或者说,在A的输出电流一定时,增大负载电流。
11.1
电路如图P11.1所示,其功能是实现模拟计算,求解微分方程。
(1)求出微分方程;
(2)简述电路原理。
图P11.1
解:(1)设A1、A3的输出电压分别为uO1、uO3。由于每个集成运放均引入了负反馈,根据“虚断”
和“虚短”可得下列关系式及微分方程:
(2)当参数选择合适时,输入合适uI,便可在输出得到模拟解uO。
11.2
图P11.2所示为反馈式稳幅电路,其功能是:当输入电压变化时,输出电压基本不变。主要技术指标为
(1)输入电压波动20%时,输出电压波动小于0.1%;
(2)输入信号频率从50~2000Hz变化时,输出电压波动小于0.1%;
(3)负载电阻从10kΩ变为5 kΩ时,输出电压波动小于0.1%。
要求:
(1)以每个集成运放为核心器件,说明各部分电路的功能;
(2)用方框图表明各部分电路之间的相互关系;
(3)简述电路的工作原理。
提示:场效应管工作在可变电阻区,电路通过集成运放A3的输出控制场效应管的工作电流,来达到调整输出电压的目的。
图P11.2
解:(1)A1:反相比例运算电路;A2:半波精密整流电路;A3:二阶低通滤波器;T:等效成可变电阻。
(2)图P11.2所示电路的方框图如解图P11.2所示。
解图P11.2
(3)当参数选择合适时,若ui幅值增大导致uO增大,则rds减小,使得uO1、uO2减小,从而使uO减小,趋于原来数值。过程简述如下:
uI↑→uO↑→rDS↓→uO1↓→uO2↓
uO↓←
若ui幅值减小,则各物理量的变化与上述过程相反。
11.3
在图P11.2所示电路中,参数如图中所标注。设场效应管D-S之间的等效电阻为rds。
(1)求出输出电压uO与输入电压uI、rds的运算关系式;说明当uI增大时,rds应如何变化才能使uO稳幅?
(2)当uI为1kHz的正弦波时,定性画出uO和uO2的波形。
(3)uO3是直流信号,还是交流信号,为什么?为使uO稳幅,当uI因某种原因增大时,uO3的幅值应当增大,还是减小,为什么?
(4)电位器RW的作用是什么?
解:(1)列A1反相输入端的节点电流方程可得
为了在uI
变化时uO
基本不变,uI增大时rds应减小。
(2)A2与D1、D2、R6等组成半波整流电路,uO2和uO的关系为
因此波形如解图P11.3所示。
(3)uO3为直流信号,因为A3组成了
解图P11. 3
二阶低通滤波器,所以uO3是uO2的平均值。
uI增大时uO3应增大;因为只有uO3增大rDS才会减小。
(4)调零。
11.4
在图P11.2所示电路中,设场效应管d-s之间的等效电阻为rds。为了使得输入电压uI波动20%时,输出电压uO波动小于0.1%,rds应变化百分之多少?
解:当uI变化20%时,uO变化0.1%。根据
,
此时( )变化0.5%,即 变化0.5% 。
11.5
五量程电容测量电路如图P11.5所示,CX为被测电容,输出电压uO是一定频率的正弦波,uO经AC/DC转换和A/D转换,送入数字显示器,即可达到测量结果。
(1)以每个集成运放为核心器件,说明各部分电路的功能;
(2)用方框图表明各部分电路之间的相互关系;
(3)简述电路的工作原理。
图P11.5
解:(1)A1:文氏桥振荡电路;A2:反相比例运算电路;A2:C-AC(电容-交流电压)转换电路;A4:带通滤波器。
(2)图P11.5所示电路的方框图如解图P11.5所示。
解图P11.5
(3)文氏桥振荡电路输出频率为f0的正弦波,经反相比例运算电路作用于被测电容,通过C-AC电路转换成与电容容量成正比的交流电压,再通过中心频率为f0的带通滤波器输出频率为f0的交流信号,因此输出交流电压的幅值正比于电容容量。
为了保证在每个测量档内被测电容所转换的输出电压最大值均相等,C-AC电路在不同档的反馈电阻阻值不同,容量越高的档,阻值越小,以保证转换系数的最大值基本不变。
可参考P575~P576。
11.6
电路如图P11.5所示,试求解:
(1)uO1的频率;
(2)uO2与uO1的运算关系式;
(3)在五个量程中,uO3与uO2的各运算关系式;
(4)A4及其有关元件所组成的电路的中心频率为多少?
解:(1)uO1的频率
(2)uO2与uO1的运算关系式
(3)uO3与uO2的各运算关系式
测量档自低向高Rf分别为1MΩ、100kΩ、10kΩ、1kΩ、100Ω。
(4)带通滤波器的中心频率
11.7
电路如图P11.5所示。回答下列问题:
(1)在不同量程下,uO3与uO2转换系数的最大值为多少?为什么这样设计?简述理由。
(2)为什么uO1的频率和由A4及其有关元件所组成的电路的中心频率相同?简述理由。
(3)二极管D1~D4的作用是什么?
解:(1)在不同量程下,uO3与uO2转换系数的最大值均为 。
为了保证在每个测量档内被测电容所转换的输出电压最大值均相等,以便作为所接A/D转换电路的输入电压,C-AC电路在不同档的反馈电阻阻值不同,容量越高的档,阻值越小,以保证转换系数的最大值基本不变。
(2)为了滤去其它频率的干扰和噪声,便于测量。
(3)二极管D1~D4起限幅作用,D1、D2限制A2的输出电压幅值,D3、D4限制A3的净输入电压幅值,以保护运放。此外,在误操作(即带电操作)时,也为被测电容提供低阻放电回路,以保护测量电路。
11.8
直流稳压电源如图11.8所示。
(1)用方框图描述电路各部分的功能及相互之间的关系;
(2)已知W117的输出端和调整端之间的电压为1.25V,3端电流可忽略不计,求解输出电压UO1和UO2的调节范围,并说明为什么称该电源为“跟踪电源”?
图P11.8
解:(1)方框图如解图P11.8所示。
解图P11.8
(2)输出电压调节范围为
因为在调节R2时,UO2的数值始终和UO1保持相等,故称之为“跟踪电源”。
11.9
电路如图P11.8所示。已知W117的输出端和调整端之间的电压为1.25V,3端电流可忽略不计,输出电流的最小值为5mA;1和2端之间电压大于3V才能正常工作,小于40V才不至于损坏;晶体管T1饱和管压降的数值为3V;电网电压波动范围为±10%
。
(1)求解输出电压UO1和UO2的调节范围;
(2)为使电路正常工作,在电网电压为220V时,UI的取值范围为多少?
(3)若在电网电压为220V时,UI=32V,则变压器副边电压有效值U2约为多少伏?
解:(1)输出电压调节范围为
(2)根据方程组
输入电压的取值范围为22.1~37.5V。
(3)变压器副边电压有效值
11.10
电路如图P11.8所示。回答下列问题:
(1)电路中各电容的作用;
(2)二极管D5的作用;
(3)调整管为什么采用复合管。
解:(1)滤波。
(2)保护W117,使电路在断电时C3有一个放电回路,而不通过W117放电。
(3)在负载电流一定时,减小A的输出电流;或者说,在A的输出电流一定时,增大负载电流。
怎么看不到图啊?请楼住赐教
http://jwc.ncist.edu.cn/jpkc/moni/site/moni/xitijieda/3/11x.htm因为网页脚本保护,不可以转载图片,请到上面的网上参看,请谅解!
这个图的确可以拿来讨论讨论
代码太乱了,想编辑下,太麻烦了
我把上面的内容已经有整理了,方便大家查看:http://bbs.eeworld.com.cn/thread-95142-1-1.html
每楼一道题目,大家可以共同研究一下