第8章 信号处理电路
一、填空题
1.有源滤波电路中的集成运放工作在 线性 区,集成运放的作用是作为 放大 元件,电路中通常引入一个 负反馈 。
2.电压比较器中的集成运放工作在 非线性 区,集成运放的作用是作为 开关 元件,集成运放一般工作在 开环 状态。
3. 信号处理电路中,为了在有效信号中抑制50Hz的工频干扰, 应该选用 带阻 滤波器;为了抑制频率高于20MHz的噪声,应该选用 低通 滤波器。
4. 信号处理电路中,为了保证有效信号为20Hz至200kHz的音频信号,而消除其他频率的干扰及噪声,应该选用 带通 滤波器;为了抑制频率低于100Hz的信号,应该选用 高通 滤波器。
二、选择题
1. 某一滤波电路,只允许频率低于200Hz或者高于300kHz的信号通过,则该电路是(D ) A、高通滤波器 B、低通滤波器 C、带通滤波器 D、带阻滤波器 2. 某一滤波电路,能够将频率高于800KHz的信号全部过滤掉,则该电路是(B ) A、高通滤波器 B、低通滤波器 C、带通滤波器 D、带阻滤波器 3. 某一滤波电路,只有频率在80Hz至120kHz之间的信号才能通过,则该电路是(C ) A、高通滤波器 B、低通滤波器 C、带通滤波器 D、带阻滤波器 4. 某一滤波电路,能够将频率低于50MHz的信号全部过滤掉,则该电路是(A ) A、高通滤波器 B、低通滤波器 C、带通滤波器 D、带阻滤波器
三、判断题
1、电压比较器的输出只有两种状态:高电平和低电平。(对) 2、在电压比较器中,集成运算放大器常工作在非线性区。(对) 3、在电压比较器中,集成运算放大器常工作在线性区。(错)
4、从电路结构看,电压比较器中的集成运算放大器常处于开环状态。(对)
5、从电路结构看,电压比较器中的集成运算放大器常处于闭环状态。(错) 6、过零比较器的门限电平等于零。(对)
7、单限比较器是指只有一个门限电平的比较器。(对)
8、为了使电压比较器输出状态的转换更加快速,可以在电路中引入正反馈。(对) 9、为了使电压比较器输出状态的转换更加快速,可以在电路中引入负反馈。(错)
四、计算题
1. 在如图所示的比较器电路中,已知稳压管的稳压值为UZ = ±7V, (1)说明该电路是什么类型的比较器。
(2)给出该比较器的门限电平,并画出电路的传输特性。
解:
(1)该电路为过零比较器。 (2)该比较器的门限电平为:UT=0V,
电路的输出电压为 uO = UZ = ±7V,电路的传输特性如下图所示。
2. 在如图所示的比较器电路中,假设集成运放为理想运放,参考电压UREF = -3V,稳压管的反向击穿电压UZ = ±5V,电阻R1 = 20kΩ,R2 = 30kΩ。 (1)说明该电路是什么类型的比较器。
(2)给出该比较器的门限电平,并画出电路的传输特性。
解:(1) 该电路为单限比较器。 (2) 该比较器的门限电平为UTR120UREF(3)V=2V, R230电路的输出电压为 uO = UZ = ±5V,电路的传输特性如下图所示。
3. 如图所示的比较器电路,若已知运放输出UOM = ±15V,R1=R2=10kΩ,稳压管的稳压值为
UZ = ±6V,参考电压UR = 3V。
(1)说明该电路是什么类型的比较器。
(2)给出该比较器的门限电平,并画出电路的传输特性。
解: (1) 该电路为单限比较器。 (2) 该比较器的门限电平为 UTR210UR(3)V=3V, R110电路的输出电压为 uO = UZ = ±6V,电路的传输特性如下图所示。
4. 在如图所示的滞回比较器电路中,已知R1 = 68kΩ,R2 = 100kΩ,RF = 200kΩ,R = 2kΩ。稳压管的稳压值为UZ = ±6V,参考电压UREF = 8V,试估算其两个门限电平UT+和UT-以及 门限宽度ΔUT的值,并画出滞回比较器的传输特性。
解:滞回比较器的两个门限电平分别为:
UTRFR2200100UREFUZ8V+6V R2RFR2RF100200100200 5.3V+2V=7.3VUTRFR2200100UREFUZ8V6V R2RFR2RF100200100200 5.3V2V=3.3V门限宽度为:
UTUTUT7.3V3.3V4V
滞回比较器的传输特性如下图所示。
5. 在如图所示的电路中,已知稳压管的稳压值为UZ = ±7V,且UREF = 6V, R1 = Ω,
R2 = 50kΩ,RF = 10kΩ,试给出该电路的名称,并估算其两个门限电平UT+和UT-以及门限宽度ΔUT的值。
解:该电路为滞回比较器,其两个门限电平分别为:
UTRFR21050UREFUZ6V+7V R2RFR2RF10501050 1V+5.8V=6.8VUTRFR21050UREFUZ6V7V R2RFR2RF10501050 1V5.8V=4.8VUTUTUT6.8V(4.8)V11.6V
第9章 波形发生电路
一、填空题
1. 产生正弦波振荡的条件是 AF1 。
2. 正弦波振荡电路一般包括 放大电路 、 反馈电路 、 选频网络 、 稳幅环节 四个
组成部分。
3. RC正弦波振荡电路的选频网络由 电阻 和 电容 元件组成。
4. LC振荡电路以 电感 和 电容 元件组成选频网络,一般可以产生几十兆赫以上的正弦波信号。 二、判断题
1、各种RC振荡电路的振荡频率均与 R、C的乘积成反比。(对) 2、RC正弦波振荡电路的选频网络由电阻和电感元件组成。( 错) 3、RC正弦波振荡电路的选频网络由电阻和电容元件组成。(对) 4、产生正弦波振荡的条件是AF1。(对)
5、LC振荡电路的选频网络由电阻和电容元件组成。(错) 6、LC振荡电路的选频网络由电感和电容元件组成。(对) 三、简答题
1.试用相位平衡条件和幅度平衡条件,判断下图中各电路是否可能发生正弦波振荡,简述理由。
(a) (b) (c)
【简答题答案】
1. (a) 不能振荡。因A180,F90~90,故不能满足相位平衡条件。
(b) 不能振荡。虽然电路能够满足相位平衡条件,但当F0时,|F|跟随器的|Au|1,故不能同时满足幅度平衡条件。
(c) 不能振荡。A180,两节RC电路的F0~180,但当F接近180时,其输出电压接近于零,故无法同时满足幅度平衡条件和相位平衡条件。
四、计算题
1,而电压31. 在如图所示电路中:
(1) 将图中A、B、C、D四点正确连接,使之成为一个正弦波振荡电路。 (2) 根据图中给定的电路参数,估算振荡频率f0。 (3) 为保证电路起振,R2应为多大
2. 欲采用如图所示的文氏电桥式振荡电路产生频率为5kHz的正弦波,给定电容C1=C2= C=,
R′=1kΩ,要求R1 =R2 = R,试估算电阻R和RF的阻值。
3. 在如图所示的波形发生电路中,假设集成运放和二极管均为理想的,已知电阻R = 10kΩ,
R1 = 12kΩ,R2 = 15kΩ,R3 = 2kΩ,电位器RW = 100kΩ,电容C=,稳压管的稳压值UZ = ±6V。
如果电位器的滑动端调在中间位置。
(1) 画出输出电压uo和电容上电压uC的波形; (2) 估算输出电压的振荡周期T;
(3) 分别估算输出电压和电容上电压的峰值Uom和UCm。
【计算题答案】
1. 解:(1)为了使电路能够产生正弦波振荡,应将A接D,B接C。
(2) 电路的振荡频率为
f01131.06101.06k 362RC27.5100.0210(3) 为保证电路起振,应满足
R2>2 R1=2×10 kΩ =20 kΩ
2.解:根据振荡频率f0的表达式,可得
R11318 362f0C25100.110为了满足起振条件,要求
RF>2 R′=2×1 kΩ =2 kΩ
因此选频网络的电阻应为318 Ω,反馈电阻应大于2 kΩ。
3. 解:(1) 输出电压uo和电容上电压uC的波形如下图所示。
(2) 输出电压的振荡周期为
T2(R0.5RW)Cln(12R1212)[26104108ln(1)]sR215
1.15103s =1.15 ms(3) 输出电压的峰值Uom为:
UomUZ6V
电容上电压的峰值UCm为: UCm
R112UZ6V2.7 V
R1R21215