电工学(下册)习题及实验指导——电子技术基础(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-07-06 13:22:42

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作者:查丽斌

出版社:电子工业出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

电工学(下册)习题及实验指导——电子技术基础

电工学(下册)习题及实验指导——电子技术基础试读:

前言

本书是《电工学(下册)——电子技术基础》的配套用书,可以作为学生的习题册和实验指导书。

近年来,为了提高高等学校的教学质量,教育部和各高校都投入了大量的精力,采取了很多有效措施。为了提高“电子技术基础”课程的教学质量,除了要求学生在课堂上认真听讲外,还必须要求学生在课外多做练习,认真完成课外作业,同时加强实践性环节的训练。本书正是在这样的背景下为满足教学需要而编写的。

本书共9章,前8章对应主教材的内容,即模拟集成运算放大器及其应用、半导体二极管及直流稳压电源、晶体三极管及其放大电路、场效应管放大电路与功率放大电路、电子电路中的反馈、门电路与组合逻辑电路、触发器与时序逻辑电路,以及模拟量与数字量的转换等,每章包括知识要点总结、本章重点与难点、重点分析方法与步骤、填空题和选择题、习题等5部分内容。其中,知识要点总结、本章重点与难点、重点分析方法与步骤等内容,可帮助学生在完成课后作业前,系统地复习和总结每章的内容;填空题和选择题是对主教材内容的补充,有助于学生对基本概念的理解和掌握。第9章包含11个典型实验,由6个模拟电路实验和5个数字电路实验构成,每个实验都给出了实验内容和实验电路的设计方法,不给出具体参数,不针对具体的实验板设计,通用性较强。每个实验需要3~4学时,可以满足实验学时数在30学时以下的教学要求。

学生使用本书,可以省去抄题目和画图的时间,从而可以把更多的精力投入到题目的思考上,提高学习效率。交作业时,沿虚线撕下即可,建议每章交一次作业,内容较多的章节可以交两次作业。对于教师,本书可以减轻收发大量作业本的负担,提高批改作业的效率,从而可以把更多的精力投入到教学中。

本书向教师提供习题参考答案和实验参考结果,请登录华信教育资源网http://www.hxedu.com.cn注册下载。

本书由杭州电子科技大学信息工程学院查丽斌策划、组织和统稿,第1、2章由李自勤编写,第3、4、9章由查丽斌编写,第6、7章由辛青编写,第5、8章由孔庆鹏编写,刘建岚参与了第1章部分内容的编写。王宛苹、王勇佳、吕幼华、汪洁、胡体玲和李付鹏等老师都参与了本教材的编写、本书习题的解答及设计题目的模拟仿真工作,在结构和内容方面提出了很多重要的意见,张凤霞和钱文阳参与了本书的部分校对工作,钱梦楠与钱梦菲参与了本书部分文字和图的录入工作。在本书的编写过程中,我们得到了杭州电子科技大学信息工程学院的大力支持,许多兄弟院校的教师提出了诸多中肯的意见和建议,在此一并表示衷心的感谢!

由于作者水平有限且编写时间仓促,书中难免存在错误和不妥之处,诚恳地希望读者提出宝贵意见和建议,以便今后不断改进。

作 者

2015年1月第1章 模拟集成运算放大器及其应用1.1 知识要点总结一、放大的基本概念及性能指标

1.放大的基本概念

模拟电子电路是指包含电子管、晶体管、场效应管、运算放大器等有源器件,并完成一定功能的电路。放大是指在有源器件的控制下实现能量的转换。放大电路的功能是将微弱的电信号不失真地放大到所需的值。

2.放大的模型和性能指标

放大电路可视为双口网络。根据输入/输出量的不同,可将放大电路分为电压放大、电流放大、互阻放大和互导放大4种电路形式。

放大电路的性能指标主要包括增益、输入电阻、输出电阻、通频带、非线性失真、功率和效率等。二、模拟集成运算放大器组成及特点

1.模拟集成运算放大器组成

模拟集成运算放大器是高性能的直接耦合集成电压放大电路,通常由输入级、中间级、输出级和偏置电路4部分电路组成。

2.集成运算放大电路的电压传输特性

集成运算放大电路的电压传输特性是指输出电压与输入电压的关系曲线,即u =f(u ),如图1.1.1所示。oid图1.1.1 集成运放的电压传输特性三、理想集成运算放大电路

1.理想集成运算放大电路的特点

所谓理想运放,就是将集成运放的性能指标理想化,即(1)开环差模电压增益A=∞od(2)开环差模输入电阻 r=∞id(3)开环输出电阻 r =0o(4)共模抑制比K=∞CMR(5)转换速率 S=∞R

一个理想运放可看成一个由差模电压u控制的受控电压源。id

2.理想集成运算放大电路工作在线性区的特点

当运放工作在线性区,即输出电压与输入电压呈线性关系时,具有两个主要特点。(1)u=u(“虚短”)+-(2)“虚断”)“虚短”和“虚断”是两个非常重要的概念,是分析工作在线性区的理想运放应用电路中输入与输出函数关系的基本关系式。集成运放必须引入深度负反馈,才能保证其工作在线性区,工作在线性区的应用电路主要包括运算电路、有源滤波电路等。

3.理想集成运算放大电路工作在非线性区的特点

当运放工作在非线性区时,同样具有如下两个主要特点。(1)(2)i=i=0-+四、基本运算电路

由理想运放组成的基本运算电路如表1.1.1所示。五、电压比较器

功能:比较两个电压的大小,并可将任意形状和幅值的波形整形为矩形波。

运放工作状态:通常为开环或正反馈状态,输出只有高、低两种电平,因此集成运放工作在非线性区。

比较器分类:(1)按进行比较的电压u与参考电压U 接入方式不同,分为iREF串联型和并联型。串联型u与U 从运放的不同输入端输入,并联iREF型u与U 从运放的同一输入端输入。iREF(2)按u的输入端子不同,分为同相输入和反相输入。同相输入iu接运放的同相端,反相输入u接运放的反相端。ii(3)按门限电压的不同,分为单门限电压比较器、迟滞电压比较器和窗口电压比较器等。单门限电压比较器灵敏度高,抗干扰能力差;迟滞电压比较器抗干扰能力强,但灵敏度较低。1.2 本章重点与难点(1)放大的基本概念和放大电路的性能指标。(2)集成运放的组成和理想集成运放的特性。(3)利用虚短、虚断的概念分析由集成运放组成的各种运算电路。(4)各种电压比较器的特点,电压传输特性曲线的绘制。1.3 重点分析方法与步骤一、运算电路的分析方法

1.利用“虚短”和“虚断”进行分析(1)根据电路结构判断运放是否工作在线性区,若除运放外还有其他的元器件连接输出端和反相输入端,则判断运放工作在线性区,可应用“虚短”和“虚断”。(2)利用KCL列写节点电流方程∑i=0。注意,不要列写运放输出端的节点方程,因为输出电流未知。(3)将“虚断”i=i=0和“虚短”u=u的关系式代入节点电流-++-方程,求运算电压的运算关系式。

2.利用叠加定理进行分析

由于许多运算电路都是在反相比例电路、同相比例电路或积分电路的基础上发展起来的,所以在分析方法上,除了可以采用“虚短”和“虚断”进行分析外,还可以采用叠加定理进行分析,具体分析步骤如下:(1)保留其中任一输入电压,令其他输入电压为零;(2)利用同相比例电路、反相比例电路或积分电路的基本关系式,求出任一输入电压作用时的输出电压;(3)根据电路的“叠加定理”,求出电路总的运算关系。表1.1.1 基本运算电路(续表)二、绘制电压比较器的电压传输特性的步骤和方法

绘制电压传输特性的3个要素是:门限电压U 、高低电平U 、THOHU 和状态的翻转方向。分析步骤如下。OL(1)根据电路的结构判断电压比较器的类型。若电路是开环的,则是简单电压比较器。简单电压比较器只有一个门限电压。若存在正反馈,则是迟滞电压比较器,它有两个门限电压。H(2)求门限电压U 。电压比较器不具有“虚短”的特性,但T在电路的输出状态发生变化的瞬间,集成运放的同相端和反相端的电压相等,所以令u=u求出输入电压u ,该u即为门限电压U 。+-iiTH(3)确定输出电压的高低电平U 、U 。若输出端无稳压二OHOL极管限幅,u≈±V;若输出端接有双向稳压二极管,则u≈±U 。oCCoZ(4)确定输出状态发生变化时的方向:

① 同相输入的比较器,u=U 时,曲线水平部分往横轴的正方oOH向延伸;u=U 时,曲线水平部分往横轴的负方向延伸。oOL

② 反相输入的比较器,u=U 时,曲线水平部分往横轴的负方oOH向延伸;u=U 时,曲线水平部分往横轴的正方向延伸。oOL1.4 填空题和选择题

一、填空题

1.4.1 放大电路有__________,__________,__________,__________4种电路形式。

1.4.2 某放大电路的上、下限截止频率分别为20Hz和100kHz,则通频带f≈__________。BW

1.4.3__________比例运算电路可实现A> 1的放大,而u__________比例运算电路可实现A<0的放大。u

1.4.4 理想集成运放的A=__________,差模输入电阻odr=__________,差模输出电阻r=__________,共模抑制比idodK=__________。CMR

1.4.5 某集成运放的共模抑制比K=1000,则表示为分贝CMR__________dB。

1.4.6 电压跟随器的输出电压u__________输入电压u ,即电压oi增益A=__________。uf

1.4.7 一放大电路的中频增益为 60dB,则在截止频率处,实际的增益为__________dB。

1.4.8__________比例运算电路中,运放的反相输入端为虚地,而__________比例运算电路中,运放的两个输入端对地电压基本上等于输入电压。

1.4.9__________比例运算电路的特例是电压跟随器,它具有输入电阻大和输出电阻小的特点,常用做缓冲器。

1.4.10 流过__________求和电路反馈电阻的电流等于各输入电流的代数和。

1.4.11 简单电压比较器只有__________个门限电压,而迟滞比较器则有__________个门限电压值。

1.4.12 若希望在u <+3V时,u有高电平,而在u >+3V时,uioio有低电平,则可以采用__________输入的单门限电压比较器。

1.4.13 设集成运放的最高输出电压为±U ,则由它组成的运算om电路的电压输出范围为__________,电压比较器的输出为__________。

二、选择正确的答案填空

1.4.14 与工作在电压比较器中的运放不同,运算电路中的运放通常工作在__________。

A.开环 B.深度负反馈状态 C.正反馈状态

1.4.15 一个大小合适的正弦信号通过一个积分电路,输出信号与输入信号相比__________。

A.没有什么变化 B.变为方波

C.有180°的移相 D.有90°的移相

1.4.16 当集成运放工作在线性放大状态时,可运用__________两个重要的概念。

A.开环和闭环 B.虚短和虚断

C.虚短和虚地 D.线性和非线性

1.4.17 某放大电路在负载开路时的输出电压为 4V,接入 12kΩ的负载电阻后,输出电压降为3V,则放大电路的输出电阻为__________。

A.10kΩ B.4kΩ C.3kΩ D.2kΩ

1.4.18 某放大电路负载开路时,输出电压为4V,负载短路时,输出电流为10mA,则该电路的输出电阻为__________。

A.200Ω B.300Ω C.400Ω D.500Ω

1.4.19 要实现u=-(u+u )的运算,应采用__________运算oi1i 2电路。

A.反相比例 B.反相积分 C.减法 D.反相加法

1.4.20 集成运算放大器实质上是一种__________。

A.高增益的直接耦合电压放大器

B.高增益的阻容耦合电压放大器

C.高增益的直接耦合电流放大器

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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