电子技术基础模拟部分 第五版 主编康华光 高等教育出版社
高等教育出版社 电子技术基础模拟部分 第五版 主编康华光
1绪论 1.2信号的频谱 1.2.1写出下列正弦波电压信号的表达式（设初始相角为零）： (1)峰-峰值10V,频率10kHz: (2)有效值220V,频率50Hz: (3)峰-峰值100mV,周期1ms; (4)峰-峰值0.25V,角频率1000rad/s。 解：正弦波电压表达式为(t)=V.sin(at+8),由于0=0，于是得 (1)(t)=5sin(2×10mt)(V); (2)t(t)=2202sin(100mt)(V): (3)t(t)=0.05sin(2000rt)(V); (4)v(t)=0.125sin(1000t)(V)。 1.2.2图题1.2.2（主教材图1.2.2）中的方波电压信号加在一个电阻R 两端，试用公式P=宁巴计算信号在电阻上耗散的功率；然后根据式 (1.2.3)①分别计算方波信号的傅里叶展开式中直流分量、基波分量、三次谐 波分量在电阻上耗散的功率，并计算这3个分量在电阻上耗散功率之和占电阻 上总耗散功率的百分比。 解：(1)方波信号在电阻上的耗散功率： (2)由式(12.3)可知，直流分量、基被分量、三次谐被分量分别为号 华器。所以它们在电用上价耗微功率为 直流分量： R(告R器 ①指主教材中的公式号，后候章节类似情况均为此意
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图题1.2.2方波的时城表示 基波分量： 清器 三次谐波分量： 偿清器 (3)3个分量占电阻上总耗散功率的百分比： 2?2V 之和为：P,=P,+P+P4RRR0 所占百分比：(P/P,)x100%0.475/R 1009%=95% V/2R 1.4放大电路模型 1.4.1电压放大电路模型如图题1.4.1（主教材图1.4.2a)所示，设输出 开路电压增益A=10。试分别计算下列条件下的源电压增益A.=,/心，： (1)R,=10R,R=10R。; (2)R=R,R1=R; (3)R,=R/10,R,=R/10; (4)R=10R,R1=R./10。 解：由图可知，=定(R+R),。“R+ R. ·A,所以 ()）R=10R,R=10R时，=是(R+R)=品，灵风·A5 R 吕×10，则源电压增拉为人.长-10沿-826。 v.118,/10 同理可得
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图题1.4.【电压放大电路模型 (3)A.=.10e1=0.0826 V. 11w o)受带-a6 1.5放大电路的主要性能指标 1.5.1在某放大电路输人端测量到输人正弦信号电流和电压的峰-峰值 分别为54A和5mV,输出端接2kD电阻负载，测量到正弦电压信号峰-峰 值为1V。试计算该放大电路的电压增益A。、电流增益A,、功率增益A,并分 别换算成dB数表示。 解：电压增益 A=号-006y=200 201gA.|=201g200=46dB 电流增益 A==y200P=10m 5×106A 201gA,|=20lg100≈40dB 功率增益 4会528200 (1V)2/2000n 10lgA,=101g20000=43dB 1.5.2当负载电阻R1=1k时，电压放大电路输出电压比负载开路(R =。)时输出电压减少20%，求该放大电路的输出电阻R。 解：设负载开路时输出电压为，负载电阻R,=1k时输出电压为。， 根据题意 。=(1-209%)6=0.8mg ,/mg=R/(R。+R）
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R。=(/m。-1)R=(1/0.8-1)×1×103n=250n 1.5.3一电压放大电路输出端接1k负载电阻时，输出电压为1V,负 载电阻断开时，输出电压上升到1.1V,求该放大电路的输出电阻R,。 解：设为负载电阻断开时的输出电压，即。=1.1V;负载电阻R, 1k0时，输出电压为。=1V。根据，/=R/(R。+R),则输出电阻为 R。=(g/m。-1)R=(1.1V/1V-1)×1×1030=1000 1.5.4某放大电路输入电阻R,=10k0,如果用14A电流源（内阻为∞ 驱动，放大电路输出短路电流为10mA,开路输出电压为10V。求放大电路接 4k负载电阻时的电压增益A,、电流增益A、功率增益A,并分别换算成dB 数表示。 解：根据题意可得输出电阻 R。=10V/(10×10-3A)=1k0 由于放大电路开路输出电压为！=10V,电流信号源电流i,=1uA,负载电阻 R1=4k,于是可得 A=是.：R/R+R).10×4x10x102+4x10-80 i.*R. 1×10-6×10×103 20lg|A,|=20lg800≈58dB A=-☑R,+R2.10/(1x10+4x10=20 1×106 20lg|A,|=20lg2000=66dB 4 -/R-[D.R/R+R)]/R ·R =[10×4×103/1x103+4x10)]2/4×10 (1×10-6)2×10×10 =1.6×10 10lgA,=101g(1.6×10)≈62dB 1.5.5有以下三种放大电路备用：(1)高输人电阻型：R,=1MD,A =10,R1=10k;(2)高增益型：R2=10k,A2=100,Ra=1kn: (3)低输出电阻型：R。=10k,A=1,R。=20n。用这三种放大电路组 合，设计一个能在1002负载电阻上提供至少0.5W功率的放大器。已知信 号源开路电压为30mV(有效值)，内阻为R,=0.5Mn。 解：由于高输入电阻放大电路对电压信号源衰减小，所以输人级（第 级)宜采用高输人电阻型放大电路；低输出电阻放大电路带负载能力强，所以 输出级（第三级）宜采用低输出电阻型放大电路；中间级（第二级）用高增益型 于是三种放大电路模型互连组成的放大电路如图解1.5.5所示。 在该放大器中，输人信号源为，=30mV、内阻R,=0.5Mn的电压源；
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输入 中间级 输出级 图解1.5.5 前级放大电路的受控源及输出电阻是后级放大电路的信号源和内阻，而后级放 大电路的输入电阻则是前级放大电路的负载电阻。设三个放大电路模型的输入 电压分别为u、a和。，于是 1×10° mR+R“0.)+1)x10x0.03V=0.02V Ra 10×103 eR+Rg·Am10+10)x10x10x0.02V=0.1V R。 o元a+R·Aeea9010×100x0.1v=9v 10×103 RL 100 放大器输出功率 P.=6/R,=[(1000/132)2/100]W=0.574W>0.5W 1.5.6图题1.5.6所示电流放大电路的输出端直接与输人端相连，求输 入电阻R。 图题1.5.6电流放大电路 解：根据电路可得
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=i1+i2=i1+B,=(1+B)i1=(1+B),/R 则 R=,/i=R/(1+B) 1.5.7在电压放大电路的上限频率点，电压增益比中颜区增益下降 3B,这时在相同输入电压条件下，与中频区比较，输出电压下降到多少？ 解：设输人电压为'，；中频区输出电压为V。,电压增益为A0；上限频 率点输出电压为VH,增益Am。依题意 201g I Aml -201g I Arol =-3 dB 又因为 20lg|Am-20g|o=20(g1/,1-lg1它./，D=20g 所以 1a=0.708|v. 在相同输入电压条件下，上限频率点的输出电压约下降到中频区的 0.708
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2运算放大器 2.1集成电路运算放大器 2.1.1电路如图题2.1.1（主教材图2.1.3）所示，运放的开环电压增益 A。=10°，输入电阻：=102，输出电阻，=75，电源电压V.=+10V V.=-10V。(1)求运放输出电压为饱和值时输人电压的最小幅值tp-x=? (2)输人电流1=？ Awo(Up-UN) 图题2.1.1 解：(1)输入电压的最小幅值，-w=o/A,当o=±V=±10V时 ,-s=±10V/10=±10μV。· (2)输入电流i,=(p-w)/,=±10μV/10°n=±1×10‘μA。 2.1.2电路如图题2.1.1（主教材图2.1.3）所示，运放的A。=2×10,1,= 2Mn,T,=75,V,=12V,V.=-12V,设输出电压的最大饱和电压值 ±V。=±11V。(1)如果p=25uV,w=100μV,试求输出电压。=？实际 上o应为多少？(2)设V。=±11V,画出它的传输特性。 解：(1)o=A.(p-w)=2×103×(25-100)×106V=-15V。 因为此时运放已饱和，Vm=-11V,所以o不能小于-11V,因此o不 可能达到-15V。 (2)Vn=±11V时 2x10=±55uV 11V
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纵轴以oN取±11V,横轴取(p-w)/μV=±55uV,即取a(55uV、 11V)、b(-55uV、-11V)两点作传输特性，线性区斜率为A.=5×10V 1I V =2×103,参见图解2.1.2。 toNV 15 a lIv 10 A35x10 =2X10 -55uV -100V -5 -15 图解2.1.20=f,-w) 2.3基本线性运放电路 2.3.1设图题2.3.1中的A为理想器件，试求出图a、b、c、d中电路输 出电压。的值。 解：利用虚短和虚断的概念：。=，=0。 由图(a)可知 , 0-2V2V-v, 10kn=20kn,也=6V 由图(b)可得 +》,-1+8x2v=6y 由图(c)可知 ”n=。=0,8。=+2V 由图(d)可知 ,=,=+2V,=+2V
1上上2 R K2 10k 2v20k 20k b 20k 2V (d) 图题2.3.1 2.3.2 电路如图题2.3.2所示，设运放是理想的，图a电路中的，= 6V,图b电路中的=10sin(mV),图c电路中的u=0.6V、a=0.8V, 求各放大电路的输出电压？，和a、b图中各支路的电流。 解：图(a)利用虚短、虚断的概念：”，=”，i。=,=0 6 R,+R=12+6×6V=2V -+是，-82v=4v -=:-034 12k0 完=008A i=i4+i。 i。=i-i4=[0.8-(-0.2)]mA=1mA 图(b)因，="，=0，i。=i,=0