电路分析简明教程(第二版)课后答案
《电路分析简明教程》（第二版）
习题解答
湖南工程学院
《电路分析简明教程》（第二版）习题解答
第一章
1-1 解：
习题1-1图
可知图由习题b)( 11-：
当A 2
1d d 21
s 20===< q i t q t ，则时， 0 s 3 =>i t 时， ∴0s 5.3A ；2s 5.2；A 5.0s 5.1======i t i t i t 时，时，时， 方向均为A 流向B 。 1-2 解： 习题1-2图 ，产生功率 参考方向相反同。 向均与图示参考方向相：电流、电压的实际方图习题W 1A 1V 1 )a ( 21-=?-=-=∴-UI P UI ，吸收功率 ）（参考方向相反向相反。实际方向与图示参考方参考方向相同；电压的电流的实际方向与图示图W 4A 22V - ： b)(=?-=-=∴UI P UI ，吸收功率 ）（参考方向相同与图示参考方向相反。 电流、电压的实际方向图W 12A 3-V 4 ： )(=?-==∴UI P UI C 1-3 解： 习题1-3图 V 20A 1W 20 W 201=== ==I P U UI P ，则）（ A 2V 10W 20 W 202=--=-=-=-=U P I UI P ，则）（ A 1V 10W 10 W 103=---==-==U P I UI P ，则）（ 1-4 解： (a) (b) 习题1-4图 的函数式为得出图由习题u a)( 41- t u t 10s 10=<<时， t u t 1020s 20-=<<时， 的函数式为得出由图 b)(i A 1s 10=< ∴t t ui P t 10110s 10=?==<<时， 2010)1()1020(s 20-=-?-==< 则P 的波形为习题1-4解图所示。 习题1-4解图 时s 30 在< ????=-+=?+-+==t t t t t t t P W 0 1 2 1 3 2 0J )5(J 5d 0d )2010(d 10d 1-5 解： 习题1-5图 得：由KCL A 10A 2A 8A 2A 8A )2(A )15(121-=--=--==--+=i i i 习题1-6解图 解图示虚线）得： 应用于习题由6-1KCL( A 20A 266-==+I I 据KVL ，列回路电压方程（取顺时针绕向），得 V 1V )10615(0V 10V 6)V 15(55=++-==----U U 1-7 解： 习题1-7解图 W 250W )8012050( W 250W )100150( W 80)A 4(V 20 5V 20V 50V 30 5KVL W 120)A 4(V 30 4 W 100A 2V 50 3A 2A )]4(13[ 3KCL W 50A 150V 的功率 2元件 150W 3A 50V 的功率 1元件 5423154321=++=++==+=+=-=-?===+-=-=-?===?===--+-=-=?-=-==?==P P P P P P P UI P U UI P UI P I UI P UI P UI 产生功率吸收功率的功率则元件的电压得元件由的功率元件的功率则元件的电流得元件由参考方向是否一致，得根据 解图习题 8-1 V 23 V 24 V 59 V 23V )]16(7[ V 24V ]168[ V 59V )]16()8(530[ KVL gd g fd f ad a gd fd ad -==-==-==-=-+-=-=--=-=-+-+--=U V U V U V U U U 故得由 A 6.1A )28.14.1(0A ](-2)8.14.1[ 8-1KCL(cd cd -=-+-==+--I I 则）得 解图示虚线假想闭合面应用于习题由 1-9 解： 注意这是电阻，应该取一致的方向。 习题1-9图 V 10V 110 ： a)( 9-1 -=?-=-=RI U 图习题 A 1V 55 ： b)( -=-===I I RI U ，则图 V 10V )1(10 ： c)( -=-?==RI U 图 mA 8.15mA 104010 3 2=?== =R P I RI P 故 V 632V 104010 32 =??===PR U R U P 故 1-11 解： 习题1-11图 V 5sin 100 ： a)( 11-1 t Ri u ==图习题 Ω===--4A 2V 8 ： b)( 66t t e e i u R 图 W 5sin 182)V 5sin 6( ： c)( 22 2) 2(t t R u p =Ω==Ω图W 5sin 123)V 5sin 6( 22) 3(t t p =Ω =Ω 1-12 解： 习题1-12图 V 5-V 5-V 10-V 10ab ： a)( 12-1 ==U 图习题 A 2 0A 2 KCL( ： b)( -==+I I 则应用于闭合面）得 由图 U =－2×3V=－6V 习题1-13解图 如习题1-13解图所示 1A A 10550.5A A 105 0.5A A 105 321=+===== I I I 据KCL 可得 -1.5A 1)A -(-0.5--00.5)A (-0.5- 1.5A A 1(0.532c 21b 31a ====+=+==+=+=I I I I I I )I I I 1-14 解： 习题1-14图 A 22V 4V 8 V 5V 3V 8 )1(ab =Ω -==-=I U (断路无电流,即5哦电阻无 电压) 点阻上电压未变。 因为中间支路电流无变化，（Ω2 )2 习题1-15解图 吸收功率得图解由习题W 50A 10V 5 ： a) 15-1 1=× =P ( 产生功率 ）（则而W 100A 20-V 5 A 20A 10A 10 2-=?=-=--=P I 产生功率 则W 100A 10V 10 V 10V 5V 5A 101 3-=?-=-=-+?Ω-=P U 吸收功率 W 50A 10V 5 4=?=P 产生功率得图由W 45A 3V 15 V 15V 9A 32 ： b)( 11-=?-==+?Ω=P U 产生功率 （则而W 36)4A -V 9 A 4A 2A 3-9A A 91V 9 221-=?=-=++==Ω = P I I 产生功率 则W 26A 2V 13 V 13V 9A 22 32-=?-==+?Ω=P U 1-16 解： 习题1-16解图 A 24A - A 212V 12V 3612V 12 A 2A 14 28 14 233211-===Ω -=Ω-===Ω= I I V I V I 5A )72(7A - 14A －I I =-== A 7A )]2(27[-A 7 315=---=-=I I I A 3A )47(4A - 56=-==I I 产生功率W 196 A 728A 7 11-=?-=?-=V P 产生功率）（）（W 80A 436-16A 4 322-=?=?-=V V P 3P =12×2I =（12×2）W =24W 吸收功率 1-17 解： 习题1-17解图 A 2A )237(-7 A 22V 4 A 34V 8V 4 21321=--=-==Ω ==Ω+= I I I I I A 4A )22( 324=+=+=I I I 吸收功率 W 8A 24V V 42A 4V 8V 8314=?=?=Ω=== I P I R 习题1-18图 6V A 321=×=Ωu A 2A 66 2A 612=×== ku i 据KCL 03-3-212=+i i i A 73)A 2(23)A (221=+×=+=i i 1-19 解： 习题1-19解图 A 2 105V )1703001004.0()1005(V 170V 3004.0 1=Ω -+?= Ω+-+= I I U I 则 吸收功率 W 20W )25(5 2 21=?=?Ω=I P 吸收功率W 400W )2100(100 222=?=?Ω=I P 产生功率W 600A 2V 300V 300 3-=?-=?-=I P 吸收功率 W 340A 2V 170V 170 4=?=?=I P I I I U P ??Ω?-=?-=)100(4.04.0 15 功率产生W 160A 2)A 2100(4.0-=??Ω?-= 习题1-20解图 A 3A 2A 1- A 212]V )1(630[126V .30 A 120V 30V 10 213121-=--===Ω -?+=Ω+=-=Ω -= I I I I I I 吸收功率 W 10)A 1(V 10V 10 11=-?-=?-=I P 产生功率 W 90)A 3(V 30V 30 32-=-?=?=I P 吸收功率 W 12A 2V )1(66 213=?-?-=?-=I I P 吸收功率）（ W 20W ]1-20[20 22 14=?=?Ω=I P 吸收功率 W 48W )212(12 22 25=?=?Ω=I P 第二章 2-1 解： （a ） (b) 习题 2-1 图 习题2-1Ω=Ω+Ω +Ω+Ω+ΩΩ+Ω?Ω+Ω+Ω=82101032) 1010()32(2 ： a)( ab R 图 Ω=++?++=33.1s 11)s 25.01s 11(s 11)s 25.01s 11(s 21 ： b)( ab R 图 2-2 解： 所示。解图简求得，其步骤如习题通过电阻串并联等效化图习题a)(2-2： a)( 2-2 习题2-2解图（a ） Ω=Ω ++ΩΩ +?Ω= 5.1)21(3)21(3 ab R 关系得 短路，故利用串、并联路中电位相等的点可以找出的等位点，由于电用电路的对称性虚线连接的两节点是利中解图在习题图习题，b)( 2-2： b)( 2-2 Ω+Ω+Ω+Ω=)2//2()2//2//2//2()2//2//2//2()2//2( ab R Ω=Ω+Ω+Ω+Ω=315.05.01 习题2-2解图（b ） 三角形联结。 构成的两个对称和三个效变换为三个为对称星形联结，可等三个电阻和节点联结的三个与中解图在习题图习题ΩΩΩΩ--63电阻21b 2a c)(2-2 ： c)(2-2 ，Ω=Ω+++?= 2.12//222)] 22//2[2 ab ） （（则R 习题2-2解图（c ） 为 联结，其三个电阻分别联接，可等效为三角形三个电阻为非对称星形、、三个节点联结的、、与中解图在习题图习题ΩΩΩ321321d)(2-2 ： d)(2-2 ， Ω=Ω?+?+?= 3 11 3133221 12R Ω=Ω?+?+?=111 1 33221 23R Ω=Ω?+?+?=211 2133221 31R Ω=Ω+=6.1]2 11 4////6//11311//2[ ab ）（）（则R 习题2-2解图（d ） 2-3 解： V 7.66V 100888828 8/)88(V 100//82//8 8k ： (a) 3 323=?+?+ +?=?+= Ω=R R u R 则时，当 mA 33821 k 8 8882V 100 32.)(i i =×+×+= =Ω V 80V 1008 28 ∞ ： (b) 2=?+==u R 则时， 当 mA 10k )82(V 100 2=Ω += i 0 3=i 0 ： c) 2==u R (则时， 当 0 2=i mA 50k 2V 100 3=Ω = i 2-4 解： 习题2-4解图 ）得解图（，由习题用“外加电压法”求解图习题a 4-2： a)( 4-2 1010 10 2 5)4(2323 1Ω====+=+ +=+=I I I U R I U U I U I I I I U ab 则即 ）得解图（，由习题用“外加电压法”求解图（习题b 4-2： b) 4-2 425.0 25.005.02.0105.05105.05 ab 1211Ω====+=+-+=++= +=-=u u i u R u u u u u u u u u i i i u u 则 2-5 解： 习题2-5解图 。 a 所示有伴受控电压源解图换如习题中的有伴受控电流源变图由习题b)(5-2)( 5-2 所示，得 解图如习题）中解图（习题先用“外加电压法”求b)(5-2,a 5-2b'a'R 10' ' 10'' '101.1''101.110'11 即10110'109910110'100'10)10100('1099100'''' 'b a'333333 33'21Ω===?≈+?=???+?+=?+?++=+=I I I U R U U U I I U U I U U I I I 则 得解图由习题a)(5-2 Ω=Ω+Ω=+Ω=35102525 b'a'ab R R 2-6 解： 应用Y-△等效变换，将习题2-6图中的三个2Ω电阻的Y 形联结变换为三个6Ω电阻的△形联结，如习题2-6解图所示。 习题2-6解图 Ω=Ω+++?= 5.16//6)6//6()6//3()] 66//()6//6[()6//3( ab ） （则R V 15A 105.1A 10 a ab =?=?=∴b R u 2-7 解： 解图所示，其中 联结，如习题变换为星形电阻的三角形联结等效、、图中的三个将习题7-2510107-2 ΩΩΩ 习题2-7解图 Ω=Ω++?= 45101010 10 10R Ω=Ω++?=2510105 10 20R Ω=Ω++?=25 10105 10 30R V 1V )5.025.04(24 A 5.0 A 5.0168)244(V 10 )2644()26(]2)26//()44(4[V 10 21121=?-?=?Ω-?Ω====Ω Ω ?Ω++= Ω +++Ω +? Ω++++=I I U I I I 则 2-8 解： 将习题2-8图等效为习题2-8解图，变换步骤如图（a ）―(e)所示，由图（e ）得 93 VAR 3 3 -=+= i u u i 则 （e ） 习题2-8解图 2-9 解： 习题2-9解图 将习题2-9图等效为习题2-9解图，得 V 18]V )3(2)3(8[28 A 3 23)22(812 11ab 11 1 1=-?+-?-=+-=-=+=++=i i u i i i i 则 2-10 解： 将习题2-10图等效为习题2-10解图，变换步骤如图（a ）(b)所示，(习题2-10图中与50V 电压源并联的10A 电流源和30Ω电阻及与5A 电流源串联的10V 电压源，对外电路而言均为多余元件)，由图（b ）得 A 4A 3 20 53A )535()2030(30 =?=+?Ω+Ω= I 习题2-10解图 2-11 解： 习题2-11解图 由习题2-11解图，利用KCL 列出节点1的电流方程和利用KVL 列出回路L 的电压方程各一个，即 02 21=++-I I 015.121=-+I I 解得 A 2.1 1=I A 8.0A )2.15.11(5.11 12-=?-=-=I I 2-12 解： 标出各支路电流参考方向如习题2-12解图所示。 训练一 “电路分析基础”试题(120分钟)—III 一、单项选择题（在每个小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答 案的号码填入提干的括号内。每小题2分，共40分） 1、图示电路中电流i等于（） 1）1A 2）2A 3）3A 4）4A 2、图示单口网络的短路电流sc i等于（）1）1A 2）1.5A 3）3A 4）-1A 3、图示电路中电压u等于（） 1）4V 2）-4V 3）6V 4）-6V 4、图示单口网络的开路电压oc u等于（）1）3V 2）4V 3）5V 4）9V 7AΩ 2Ω 1 Ω 4 i 6V Ω 2 Ω 4 sc i Ω 2 Ω 4 + _ Ω 2 Ω 2 - 2V + - 10V + u - + Ω 1Ω 2 6V + _ 3V + _ + - oc u 5、图示电路中电阻R 吸收的功率P 等于（ ） 1）3W 2）4W 3）9W 4）12W 6、图示电路中负载电阻 L R 吸收的最大功率等于（ ） 1）0W 2）6W 3）3W 4）12W 7、图示单口网络的等效电阻等于（ ） 1）2Ω 2）4Ω 3）6Ω 4）-2Ω 8、图示电路中开关断开时的电容电压)0(+c u 等于（ ） 1）2V 2）3V 3）4V 4）0V 3V Ω 2+_ R Ω 1A 3Ω 3+ _ 6V 5:1 L R Ω 4- + i 2a b 4V Ω 2+ _ Ω 2+ - c u +_ 2V =t F 1 9、图示电路开关闭合后的电压)(∞c u 等于（ ） 1）2V 2）4V 3）6V 4）8V 10、图示电路在开关断开后电路的时间常数等于（ ） 1）2S 2）3S 3）4S 4）7S 11、图示电路的开关闭合后，电感电流)(t i 等于（） 1）t e 25- A 2）t e 5.05- A 3）)1(52t e -- A 4） )1(55.0t e -- A 12、图示正弦电流电路中电压)(t u 的振幅等于（） 1）1V 2）4V 3）10V 4）20V Ω46V Ω 2+ _ Ω 2+ - c u 0=t F 1- +1u 1 2u + - Ω 2+ _ Ω2+ - =t F 1F 25A Ω 20=t i 1H s 10+ _ + _ u 1H s u F 25.0V t t u s )2cos()(= 2-1 试用网孔电流法求图题2-1所示电路中电流i 和电压ab u 。 图题2-1 解：设网孔电流为123,,i i i ，列网孔方程： 1231231 2332783923512i i i i i i i i i --=??-+-=??--+=?解得123211i i i =??=??=-?，故133i i i A =-=，233()93ab u i i V =--=-。 2-2 图题2-2所示电路中若123121,3,4,0,8,24s s S R R R i i A u V =Ω=Ω=Ω=== 试求各网孔电流。 解：由于10s i =，故网孔电流M20i =。可列出网孔电流方程： M1M1M3M13M3M1M331 247244A (34)4A 88M M M i u i i i i u i i i i i =-?+==-???+=?????=-+=???-=? 2-6电路图如图题2-4所示，用网孔分析求1u 。已知：124535,1,2,2S u V R R R R R μ=====Ω=Ω=。 解：列网孔方程如下： 123123212 342022245i i i i i i u i i i --=??-+-=-??--+=-?， 再加上2132()u i i =-。解得：11113.75, 3.75i A u R i V =-=-= 2-12 电路如图题2-10所示，试用节点分析求各支路电流。 解：标出节点编号，列出节点方程 121111()27212211120()422227a a b a b b u V u u u u u V ??=++-=?????????-++=-=???? ，用欧姆定律即可求得各节点电流。 2-17电路如图题2-14所示，试用节点分析求12,i i 。 解：把受控电流源暂作为独立电流源，列出节点方程 12121 (11)4(11)2u u u u i +-=??-++=-? 控制量与节点电压关系为：111u i =Ω ，代入上式，解得 111222 1.61.610.80.81u i A u V u V u i A ?==?=??Ω???=-??==-??Ω 2-19 试列出为求解图题2-16所示电路中0u 所需的节点方程。 电路分析基础作业参考 解答 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】 《电路分析基础》作业参考解答 第一章（P26-31） 1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率（须说明是吸收还是发出）。 （a ）解：标注电压如图（a ）所示。 由KVL 有 故电压源的功率为 W P 302151-=?-=（发出） 电流源的功率为 W U P 105222=?=?=（吸收） 电阻的功率为 W P 20452523=?=?=（吸收） （b ）解：标注电流如图（b ）所示。 由欧姆定律及KCL 有 A I 35 152==，A I I 123221=-=-= 故电压源的功率为 W I P 151151511-=?-=?-=（发出） 电流源的功率为 W P 302152-=?-=（发出） 电阻的功率为 W I P 459535522 23=?=?=?=（吸收） 1-8 试求题1-8图中各电路的电压U ，并分别讨论其功率平衡。 （b ）解：标注电流如图（b ）所示。 由KCL 有 故 由于电流源的功率为 电阻的功率为 外电路的功率为 且 所以电路的功率是平衡的，及电路发出的功率之和等于吸收功率之和。 1-10 电路如题1-10图所示，试求： （1）图（a ）中，1i 与ab u ； 解：如下图（a ）所示。 因为 所以 1-19 试求题1-19图所示电路中控制量1I 及电压0U 。 解：如图题1-19图所示。 由KVL 及KCL 有 整理得 解得mA A I 510531=?=-，V U 150=。 补充题： 1. 如图1所示电路，已知图1 解：由题得 I 3 2=0 第五章 信号运算电路 5-1推导题图5-43中各运放输出电压，假设各运放均为理想运放。 (a)该电路为同相比例电路，故输出为： ()0.36V V 3.02.01o =?+=U (b)该电路为反相比例放大电路，于是输出为： V 15.03.02 1 105i o -=?-=-=U U (c)设第一级运放的输出为1o U ，由第一级运放电路为反相比例电路可知： ()15.03.0*2/11-=-=o U 后一级电路中，由虚断虚短可知，V 5.0==+-U U ，则有： ()()k U U k U U o 50/10/1o -=--- 于是解得： V 63.0o =U (d)设第一级运放的输出为1o U ，由第一级运放电路为同相比例电路可知： ()V 45.03.010/511o =?+=U 后一级电路中，由虚断虚短可知，V 5.0==+-U U ，则有： ()()k U U k U U o 50/10/1o -=--- 于是解得： V 51.0o =U 5-2 11 图X5-1 u 5-3由理想放大器构成的反向求和电路如图5-44所示。 （1）推导其输入与输出间的函数关系()4321,,,u u u u f u o =； （2）如果有122R R =、134R R =、148R R =、Ω=k 101R 、Ω=k 20f R ，输入4 321,,,u u u u 的范围是0到4V ，确定输出的变化范围，并画出o u 与输入的变化曲线。 （1）由运放的虚断虚短特性可知0==+-U U ，则有： f R u R u R u R u R u 0 44332211-=+++ 于是有： ??? ? ??+++-=44332211o U R R U R R U R R U R R U f f f f （2）将已知数据带入得到o U 表达式： ()4321o 25.05.02i i i i U U U U U +++-= 函数曲线可自行绘制。 5-4理想运放构成图5-45a 所示电路，其中Ω==k 10021R R 、uF 101=C 、uF 52=C 。图5-54b 为输入信号波形，分别画出1o u 和2o u 的输出波形。 前一级电路是一个微分电路，故()dt dU dt dU C R R i U i i o //*1111-=-=-= 输入已知，故曲线易绘制如图X5-2所示。 图X5-2 后一级电路是一个积分电路，故()??-=-=dt U dt U C R V o o 1122out 2/1 则曲线绘制如图X5-3所示。 图X5-3 /V 第2章作业参考答案 2-1为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？ 答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁 路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函 数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变 换为常系数微分方程。 2-2无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分 量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明 它们是如何产生的？ 答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含： a）基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数为T d’。 b）直流分量（自由分量），其衰减时间常数为Ta。 c）倍频交流分量（若d、q磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为Ta。 转子电流中出现的分量包含： a）直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为Td’。 b）基频分量（自由分量），其衰减时间常数为Ta。 产生原因简要说明： 1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f 绕组中磁链突然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定 子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的 自由分量要衰减为0）. 2)同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称）， 该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感 应出基频交流分量。这些量均为自由分量，最后衰减为0。 2-3有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分 量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？ 第一章习题 1.1 题1.1图示一段电路N，电流、电压参考方向如图所标。 (1)若 1 t t=时 1 ()1 i t A =， 1 ()3 u t V =，求 1 t t=时N吸收的功率 1 () N P t。 (2) 若 2 t t=时 2 ()1 i t A =-， 2 ()4 u t V =，求 2 t t=时N() P t 解：(1) 111 ()()()313 N P t u t i t W ==?= (2) 222 ()()()414 N P t u t i t W ==?-=- 1.2 题1.2图示一段直流电路N，电流参考方向如图中所示，电压表内阻对测试电路的影响忽略不计，已知直流电压表读数为5V， 求电流I。 解： 1.3 题1.3图示一个3A 解： (a) (b) 3515 s P I V W ==?=电流源输出功率 (c) 31030 s P I V W ==?-=-电流源吸收功率 1.4 题1.4图示某电路的部分电路，各已知的电流及元件值已标出在图中， 求I、 s U、R。 解：流过3Ω电阻的电流为12A+6A=18A 流过12Ω电阻的电流为18A-15A=3A 流过电阻R的电流为3A-12A-5A=-14A 可得：I=-14A+15A=1A 1.5 题1.5图示电路，已知U=28V，求电阻R 解：根据电源等效，从电阻R两端 可等效为如下图等效电路。 有：' 415 15 442 I A =?= + 可得： ' 28 7 1528 28 U R U I R ===Ω -- 1.6 求题1.6图示各电路的开路电压。 2文档收集于互联网，如有不妥请联系删除. (b) 开路时，流过8Ω电阻的电流为 9 31189A ?=+ 流过6Ω电阻的电流为 18 32189A ?=+ 可得： 26184OC U V =?-?= (c) 开路时，8Ω电阻的电压为 8 208128 V ?=+ 2Ω电阻的电压为 5210A V ?Ω= 可得： 82100OC U V V V V =+-= I 显然 0I = (d) 电压源供出的总电流为： 2121 3 13//6 12//612 4 I A = ==++++ 根据分流关系，流过3Ω电阻的电流为 6 3236A ?=+ 流过12Ω电阻的电流为 6 31126 A ?=+ 可得： 211I A A A =-= 1.8求题1.8图示各电路的电压U 。 可得： (93)U =-(c) 根据分压关系，与电压源负极相连2Ω电阻的电压为4V ，与电压源负极相连1Ω电阻的电压为2V ，故得： 422U V V V =-= 1.9 题1.9图示各电路，求： (1) 图(a)中电流源S I 产生功率S P (2) 图(b)中电流源S U 产生功率S P 一．1测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？ 传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。 2影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？ 影响测控电路精度的主要因素有： （1）噪声与干扰； （2）失调与漂移，主要是温漂； （3）线性度与保真度； （4）输入与输出阻抗的影响。 其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。 3为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面？ 为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。它包括： （1）模数转换与数模转换； （2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换； （3）量程的变换； （4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等；对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等 二．2-1 何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？ 在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压，电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路，亦称仪用放大电路。对其基本要求是：①输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配； ②一定的放大倍数和稳定的增益；③低噪声；④低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移；⑤足够的带宽和转换速率（无畸变的放大瞬态信号）；⑥高输入共模范围（如达几百伏）和高共模抑制比；⑦可调的闭环增益；⑧线性好、精度高；⑨成本低 2-7什么是高共模抑制比放大电路？应用何种场合？ 有抑制传感器输出共模电压（包括干扰电压）的放大电路称为高共模抑制比放大电路。应用于要求共模抑制比大于100dB的场合，例如人体心电测量。 2-8 图2-8b所示电路，N1、N2为理想运算放大器，R4=R2=R1=R3=R，试求其闭环电压放大倍数。 由图2-8b和题设可得u01 =u i1 (1+R2 /R1) = 2u i1 , u0=u i2 (1+R4 /R3 )–2u i1 R4/R3 =2u i2–2 电路分析基础 练习题 复刻回忆 1-1 在图题1-1所示电路中。元件A 吸收功率30W,元件B 吸收功率15W,元件C 产生功率30W ,分别求出三个元件中得电流I 1 、I 2 、I 3。 解 A,A,A 1-5 在图题 。 解 A,V 1-6 在图题1-6所示电路中,求电压U 。 解 , 1-8 解 电阻功率:W, W 电流源功率:, W 电压源功率:W, W 2-7 电路如图题2-7 解 V A A A 2-9 电路如图题2-9 解 从图中可知,2Ω与3Ω并联, 由分流公式,得 A 所以,有 解得 A 2-8 电路如图题2-8所示。已知,解 KCL: 解得 mA, mA 、 R 为 k Ω 解 (a)由于有短路线,, (b) 等效电阻为 2-12 电路如图题2-12所示。求电路AB 间得等效电阻。 解 (a) (b) 3-4 用电源变换得方法求如图题3-4所示电路中得电流I 。 解 或由( A,A, A 所以 A 4-3 用网孔电流法求如图题4-3 解 显然,有一个超网孔,应用KVL 即 电流源与网孔电流得关系 解得: A,A 电路中各元件得功率为 W,W, W,W 显然,功率平衡。电路中得损耗功率为740W 。 4-10 用节点电压法求如图题4-10所示电路中得电压。 解 只需列两个节点方程 解得 V ,V 所以 V 4-13 电路如图题4-13所示,求电路中开关S 打开 与闭合时得电压。 解 由弥尔曼定理求解 开关S 打开时: V 开关S 闭合时 5-4 用叠加定理求如图题5-4所示电路中得电压U 。 解 应用叠加定理可求得 10V 电压源单独作用时: 5A 电流源单独作用时: 电压为 5-8 图题5-8所示无源网络N 外接U S =2V , I S =2A 时, U S =2V ,I S =0A 时, 响应I =5A 。现若U S =4V,I S =2A 时,则响应I 为多少? 解 根据叠加定理: I ＝K 1U S ＋K 2I S 当U S =2A 、 I S =0A 时 I =5A ∴K 1=5/2当U S =2V 、 I S =2A 时I =10A ∴K 2=5/2 当U S =4V 、 I S =2A 时 响应为 I =5/2×4+5/2×2=15A 5-10 求如图题5-10 解 用叠加定理求戴维南电压 V 戴维南等效电阻为 5-16 用诺顿定理求图题5-16示电路 中得电流I 。 解 短路电流 I SC =120/40=3A 等效电阻 R 0=80//80//40//60//30=10Ω 5-18 电路如图题5-18所示。求R L 为何值时 解 用戴维南定理有,开路电压: V 戴维南等效电阻为 所以,R L =R 0 = 4、8Ω时,R L 可获得最大功率, 其最大功率为 5-20 如图题5-20所示电路中,电阻R L 可调,当R R ＝？ 解:先将R L 移去,求戴维南等效电阻: R 0 =(2+R)//4 Ω 由最大传输定理: 用叠加定理求开路电压: 由最大传输定理: , 故有 U S =16V 6-1 参见图题6-1:(a)画出ms ;(c)求电感提供最大功率时得时刻;(d)求ms 时电感贮存得能量。 2-1 K 解:) (6A = 闭合时: 总电阻Ω = + ? + =4 6 3 6 3 2 R ) (5.7 4 30 30 1 A R I= = = 此时电流表的读数为:) (5 5.7 3 2 6 3 6 1 A I I= ? = + = 2-2 题2-2图示电路，当电阻R2=∞时，电压表12V；当R2=10Ω时，解:当∞ = 2 R时可知电压表读数即是电源电压 S U. . 12V U S = ∴ 当Ω =10 2 R时,电压表读数:4 12 10 10 1 2 1 2= ? + = + = R U R R R u S (V) Ω = ∴20 1 R 2-3 题2-3图示电路。求开关K打开和闭合情况下的输入电阻R i。 解：K )(18.60//(10Ω+=∴i R K )(8//30//(10Ω==∴i R 2-4 求题2-3图示电路的等效电阻R ab 、R cd 。 解：电路图可变为： ) (1548 82.2148 82.2148//82.21)4040//10//(80//30) (08.1782.294082 .294082.29//40)80//3040//10//(40)(4020 800)(8010800) (4020 800 20201020202010123123Ω=+?==+=Ω=+?==+=Ω==Ω==Ω==?+?+?=cd ab R R R R R 2-5 求题2-5图示电路的等效电阻 R ab 。 题2-59Ω Ω Ω 解：(a)图等效为： 5k Ω 4k Ω 4k Ω 8k Ω a b 5k Ω 2k Ω 8k Ω a b )(73.315 56 8787)25//(8Ω==+?=+=∴ab R (b)图等效为： 5Ω 5Ω 15Ω a b 3Ω )(96325 150 310153)55//(153Ω=+=+=?+=++=∴ab R (c)图等效为： b a 9Ω 10Ω 5Ω 2Ω 4Ω 8Ω 注意到54210?=?，电桥平衡，故电路中9 电阻可断去 )(67.127 147 148)25//()410(8Ω=+?+=+++=∴ab R (d)图等效为： b a 54Ω 14Ω R 12 R 23 R 31 18 1818912+?= R 第四章信号分离电路 4-1简述滤波器功能，按照功能要求，滤波器可分为几种类型？ 滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统，即对不同频率信号的幅值有不同的增益，并对其相位有不同的移相作用。按照其功能要求，滤波器可分为低通、高通、带通、带阻与全通五种类型。 4-2按照电路结构，常用的二阶有源滤波电路有几种类型？特点是什么？ 常用的二阶有源滤波电路有三种：压控电压源型滤波电路、无限增益多路反馈型滤波电路和双二阶环型滤波电路。 压控电压源型滤波电路使用元件数目较少，对有源器件特性理想程度要求较低，结构简单，调整方便，对于一般应用场合性能比较优良，应用十分普遍。但压控电压源电路利用正反馈补偿RC网络中能量损耗，反馈过强将降低电路稳定性，因为在这类电路中，Q值表达式均包含-Kf项，表明Kf过大，可能会使Q 值变负，导致电路自激振荡。此外这种电路Q值灵敏度较高，且均与Q成正比，如果电路Q值较高，外界条件变化将会使电路性能发生较大变化，如果电路在临界稳定条件下工作，也会导致自激振荡。 无限增益多路反馈型滤波电路与压控电压源滤波电路使用元件数目相近，由于没有正反馈，稳定性很高。其不足之处是对有源器件特性要求较高，而且调整不如压控电压源滤波电路方便。对于低通与高通滤波电路，二者Q值灵敏度相近，但对于图4-17c所示的带通滤波电路，其Q值相对R，C变化的灵敏度不超过1，因而可实现更高的品质因数。 双二阶环型滤波电路灵敏度很低，可以利用不同端输出，或改变元件参数，获得各种不同性质的滤波电路。与此同时调整方便，各个特征参数可以独立调整。适合于构成集成电路。但利用分立器件组成双二阶环电路，用元件数目比较多，电路结构比较复杂，成本高。 4-3测控系统中常用的滤波器特性逼近的方式有几种类型？简述这些逼近方式的特点。 测控系统中常用的滤波器特性逼近的方式可分为巴特沃斯逼近、切比雪夫逼近与贝赛尔逼近三种类型。 巴特沃斯逼近的基本原则是在保持幅频特性单调变化的前提下，通带内最为平坦。其特点是具有较为理想的幅频特性，同时相频特性也具有一定的线性度。 切比雪夫逼近的基本原则是允许通带内有一定的波动量ΔKp，故在电路阶数一定的条件下，可使其幅频特性更接近矩形，具有最佳的幅频特性。但是这种逼近方式相位失真较严重，对元件准确度要求也更高。 贝赛尔逼近的基本原则是使相频特性线性度最高，群时延函数τ(ω)最接近于常量，从而使相频特性引起的相位失真最小，具有最佳的相频特性。但是这种 第一章绪论 1-1为什么说在现代生产中提高产品质量与生产效率都离不开测量与控制技术？ 为了获得高质量的产品，必须要求机器按照给定的规程运行。例如，为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。 为了保证产品质量，除了对生产过程的检测与控制外，还必须对产品进行检测。这一方面是为了把好产品质量关，另一方面也是为了检测机器与生产过程的模型是否准确，是否在按正确的模型对机器与生产过程进行控制，进一步完善对生产过程的控制。 生产效率一方面与机器的运行速度有关，另一方面取决于机器或生产系统的自动化程度。为了使机器能在高速下可靠运行，必须要求机器本身的质量高，其控制系统性能优异。要做到这两点，还是离不开测量与控制。 产品的质量离不开测量与控制，生产自动化同样一点也离不开测量与控制。特别是当今时代的自动化已不是本世纪初主要靠凸轮、机械机构实现的刚性自动化，而是以电子、计算机技术为核心的柔性自动化、自适应控制与智能化。越是柔性的系统就越需要检测。没有检测，机器和生产系统就不可能按正确的规程自动运行。自适应控制就是要使机器和系统能自动地去适应变化了的内外部环境与条件，按最佳的方案运行，这里首先需要的是对外部环境条件的检测，检测是控制的基础。智能化是能在复杂的、变化的环境条件下自行决策的自动化，决策的基础是对内部因素和外部环境条件的掌握，它同样离不开检测。 1-2试从你熟悉的几个例子说明测量与控制技术在生产、生活与各种工作中的广泛应用。 为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。 计算机的发展首先取决于大规模集成电路制作的进步。在一块芯片上能集成多少个元件取决于光刻工艺能制作出多精细的图案，而这依赖于光刻的精确重复定位，依赖于定位系统的精密测量与控制。航天发射与飞行，都需要靠精密测量与控制保证它们轨道的准确性。 一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器，对点火时间、燃油喷射、空 2-2(1)．求图示电路在开关K 断开和闭合两种状态下的等效电阻ab R 。 解：先求开关K 断开后的等效电阻： ()()Ω=++=9612//126ab R 再求开关K 闭合后的等效电阻： ()()Ω=+=86//1212//6ab R 2-2(2)．求图示电路在开关K 断开和闭合两种状态下的等效电阻ab R 。 解：先求开关K 断开后的等效电阻： ()Ω=+=384//4ab R 再求开关K 闭合后的等效电阻： Ω==24//4ab R 2-3．试求题图2－3所示电路的等效电阻ab R 。 （a ） 解： 题图2-3（a ） a Ω Ωa Ω Ω a 题图2-2（1） 题图2-2（2） a b Ω 4Ω 8 240//360144ab R =ΩΩ=Ω （b ） 解： 40ab R =Ω 题图2-3（b ） a b a b 20Ω60 Ω a 40 Ω a b 20 Ω60 Ω a 20ΩΩ a Ω Ω a a a a Ω 2-25（1）. 求图示电路a 、b 两点间的等效电阻ab R 。 解：在图中画一条垂线，使左右两边对称，参见图中虚线所示。显然虚线为等位线，没有电流流过，故图中电阻0R 可去掉，其等效电阻为： ()()[]Ω=++=48//88//88ab R 2-25（2）. 求图示电路a 、b 两点间的等效电阻ab R 。 解：此题与上题相同，只是其中电阻的阻值不同，但仍保持其对称性。采用同样的方法处理，有： ()()[]Ω=++=7 12 4//22//66ab R 2-25（3）. 求图示电路a 、b 两点间的等效电阻ab R 。 解：在图中画一条垂线，使左右两边对称，参见图中虚线所示。显然虚线为等位线，没有电流流过，故可将图中c 点分开，参见其等效图（题图2-25（3-1））所示，其等效电阻为： ()[]R R R R R R R ab 9 10 2//2//2//2= += 2-8．求图示电路的等效电压源模型。 （1）解：等效电压源模型如题图2-8（1-1）所示。 题图2-25（1） 题图2-25（2） 题图2-8（1） a b V 10题图2-8（1-1） 题图2-25（3） 题图2-25（3-1） R 作业一 1、什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？ 答：把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。 电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。 电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网 当输送的功率和距离一定时，线路的电压越高，线路中的电流就越小，所用导线的截面积可以减小，用于导线的投资也越小，同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。2、为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？答：为了使电力设备生产实现标准化和系列化，方便运行、维修，各种电力设备都规定额定电压。 电力系统的额定电压和用电设备的额定电压相等。 发电机的额定电压比网络的额定电压高５％。 变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等，但直接与发电机连接时，其额定电压等于发电机额定电压。变压器二次绕组的额定电压定义为空载时的额定电压，满载时二次绕组电压应比网络额定电压高１０％。 3、我国电网的电压等级有哪些？ 答：０.２２ｋｖ、０.３８ｋｖ、３ｋｖ、６ｋｖ、１０ｋｖ、３５ｋｖ、１１０ｋｖ、２２０ｋｖ、３３０ｋｖ、５００ｋｖ、７５０ｋｖ、１０００ｋｖ 4、标出图1-7电力系统中各元件的额定电压。 答：1T：１０.５ｋｖ、１２１ｋｖ、２４２ｋｖ T：２２０ｋｖ、１２１ｋｖ、 2 T：１１０ｋｖ、６.６ｋｖ、３８.５ｋｖ 3 T：３５ｋｖ、１１ｋｖ 4 T：１０ｋｖ、４００ｋｖ 5 T：１１０ｋｖ、３８.５ｋｖ 6 7T ：３５ｋｖ、６６ｋｖ 8T ：６ｋｖ、４００ｋｖ 9T ：１０.５ｋｖ、４００ｋｖ 作业二 1、一条110kV 、80km 的单回输电线路，导线型号为LGJ-150，水平排列，其线间距离为4m ，导线的计算外径为17mm,求输电线路在40°C 的参数，并画出等值电路。解： 对LGJ-150型号导线经查表得，直径d=17mm,km 2mm 5.31Ω=ρ。 于是有：半径r=17/2=8.5mm ，mm m D D D D ca bc ab 504004.5424433m ==???==单位长度的电阻：2031.5r 0.21(/)150 km s ρ===Ω()()() 140201200.21*10.003640200.225/r r r t km α==+-=+-=Ω????????单位长度的电抗为 m 150400.144510.01570.144510.01570.416(/)8.5D x lg lg km r =+=+=Ω单位长度的电纳为()66617.587.58b *10 2.73*10/5040lg lg 8.5m S km D r ---===集中参数为 () 1r 0.0225*8018R l ===Ω() 1x 0.416*8033.3X l ===Ω() 641b 2.73*10*80 2.18*10B l S --===()41.09*102 B S -=等值电路如图1 所示 第三章 信号调制解调电路 3-1 什么是信号调制？在测控系统中为什么要采用信号调制？什么是解调？在测控系统中常用的调制方法有哪几种？ 在精密测量中，进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测量电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋以一定特征，这就是调制的主要功用。调制就是用一个信号（称为调制信号）去控制另一作为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数按前者变化。在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。 在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。 3-2 什么是调制信号？什么是载波信号？什么是已调信号？ 调制是给测量信号赋以一定特征，这个特征由作为载体的信号提供。常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信号。用需要传输的信号去改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位。这个用来改变载波信号的某一参数的信号称调制信号。在测控系统中需传输的是测量信号，通常就用测量信号作调制信号。经过调制的载波信号叫已调信号。 3-3 什么是调幅？请写出调幅信号的数学表达式，并画出它的波形。 调幅就是用调制信号x 去控制高频载波信号的幅值。常用的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按调制信号x 线性函数变化。调幅信号s u 的一般表达式可写为： t mx U u c m s cos )(ω+= 式中 c ω──载波信号的角频率； m U ──调幅信号中载波信号的幅度； m ──调制度。 图X3-1绘出了这种调幅信号的波形。 第二章习题 2.1 如题2.1图所示有向拓扑图，试选2种树，并标出2种树所对应的基本 (a) 树一1T 如图所示。 基本割集为：c1{1,2,4}, c2{1,3,7}, c3{1,3,6,8}, c4{1,3,6,5,4} 基本回路为：l1{5,6,8}, l2{2,4,5}, l3{3,5,8,7}, l4{1,2,5,8,7} (b) 树二2T 如图所示。 基本割集为：c1{4,5,8}, c2{5,7,8}, c3{1,3,7}, c4{4,2,3,7} 基本回路为：l1{2,4,5}, l2{5,6,8}, l3{1,2,3}, l4{1,2,6,7} 2.2 题2.2图示电路，求支路电流1I 、2I 、3I 解：列两个KVL 回路方程： 051)54211=-+++I I I （ 021)510212=-+++I I I （ 整理为： 45921=+I I 115521=+I I 解得：A I 5.01= A I 1.02-= 而 A I I I 4.0)213-=+- =（ 2.3 如题2.3图所示电路，已知电流A I 21=解：可列KVL 回路方程： 2I+2+(i-3)R=3 已知 i=2A ，代入上式可得： R=3Ω 2.4 如题2.4图所示电路，试选一种树，确定基本回路，仅用一个基本回路方程求解电流i 。 解： 10(i-6)+5(0.4i+i)+13i=0 解得： i=2A 2.5 如题2.5图所示电路，试选一种树，确定基本割集，仅用一个基本割集方程求解电压u 。若用节点法，你将选择哪一个节点作参考点？试用一个节点方程求电压u 。 解：① ② 选3为参考节点，列方程如下： 520 1 8120124-=-+u u ）（ 已知V u 122-=，代入上式，有： 520 12812014-=++u ）（ 解得节点点位： V u 324-= 又可知 0124=++u u 得： V u u 201232124=-=--= 《电路分析简明教程》（第二版） 习题解答 湖南工程学院 《电路分析简明教程》（第二版）习题解答 第一章 1-1 解： 习题1-1图 可知图由习题b)( 11-： 当A 2 1d d 21 s 20===< ，吸收功率 ）（参考方向相反向相反。实际方向与图示参考方参考方向相同；电压的电流的实际方向与图示图W 4A 22V - ： b)(=?-=-=∴UI P UI ，吸收功率 ）（参考方向相同与图示参考方向相反。 电流、电压的实际方向图W 12A 3-V 4 ： )(=?-==∴UI P UI C 1-3 解： 习题1-3图 V 20A 1W 20 W 201=== ==I P U UI P ，则）（ A 2V 10W 20 W 202=--=-=-=-=U P I UI P ，则）（ A 1V 10W 10 W 103=---==-==U P I UI P ，则）（ 1-4 解： (a) (b) 习题1-4图 的函数式为得出图由习题u a)( 41- t u t 10s 10=<<时， t u t 1020s 20-=<<时， 的函数式为得出由图 b)(i A 1s 10=< 习题参考答案 （时间仓促，难免有误，请指正，谢谢！） 1-3试从你熟悉的几个例子说明测量与控制技术在生产、生活与各种工作中的广泛应用。 为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。 计算机的发展首先取决于大规模集成电路制作的进步。在一块芯片上能集成多少个元件取决于光刻工艺能制作出多精细的图案，而这依赖于光刻的精确重复定位，依赖于定位系统的精密测量与控制。航天发射与飞行，都需要靠精密测量与控制保证它们轨道的准确性。 一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器，对点火时间、燃油喷射、空气燃料比、防滑、防碰撞等进行控制。微波炉、照相机、复印机等中也都装有不同数量的传感器，通过测量与控制使其能圆满地完成规定的功能。 1-4测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？ 传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。 1-5影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？ 影响测控电路精度的主要因素有： （1）噪声与干扰； （2）失调与漂移，主要是温漂； （3）线性度与保真度； （4）输入与输出阻抗的影响。 其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。 1-7为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面？ 为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。它包括： （1）模数转换与数模转换； （2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换； （3）量程的变换； （4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等； （5）对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、 第六章信号转换电路 6-1 常用的信号转换电路有哪些种类？试举例说明其功能。 常用的信号转换电路有采样/保持（S/H）电路、电压比较电路、V/f（电压/频率）转换器、f/V（频率/电压）转换器、V/I（电压/电流）转换器、I/V（电流/电压）转换器、A/D（模/数）转换器、D/A（数/模）转换器等。 采样/保持（S/H）电路具有采集某一瞬间的模拟输入信号，根据需要保持并输出采集的电压数值的功能。这种电路多用于快速数据采集系统以及一切需要对输入信号瞬时采样和存储的场合，如自动补偿直流放大器的失调和漂移、模拟信号的延迟、瞬态变量的测量及模数转换等。 模拟电压比较电路是用来鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路。比较器的输出反映两个输入量之间相对大小的关系。比较器的输入量是模拟量，输出量是数字量，所以它兼有模拟电路和数字电路的某些属性，是模拟电路和数字电路之间联系的桥梁，是重要的接口电路。可用作鉴零器、整形电路，其中窗口比较电路的用途很广，如在产品的自动分选、质量鉴别等场合均用到它。 V/f（电压/频率）转换器能把输入信号电压转换成相应的频率信号，广泛地应用于调频、调相、模/数转换器、数字电压表、数据测量仪器及远距离遥测遥控设备中。f/V（电压/频率）转换器把频率变化信号线性地转换成电压变化信号。广泛地应用于调频、调相信号的解调等。 V/I（电压/电流）转换器的作用是将电压转换为电流信号。例如，在远距离监控系统中，必须把监控电压信号转换成电流信号进行传输，以减少传输导线阻抗对信号的影响。I/V（电流/电压）转换器进行电流、电压信号间的转换。例如，对电流进行数字测量时，首先需将电流转换成电压，然后再由数字电压表进行测量。在用光电池、光电阻作检测元件时，由于它们的输出电阻很高，因此可把他们看作电流源，通常情况下其电流的数值极小，所以是一种微电流的测量。随着激光、光纤技术在精密测量仪器中的普及应用，微电流放大器越来越占有重要的位置。 在以微型计算机为核心组成的数据采集及控制系统中，必须将传感器输出的模拟信号转换成数字信号，为此要使用模/数转换器（简称A/D转换器或ADC）。相反，经计算机处理后的信号常需反馈给模拟执行机构如执行电动机等，因此还需要数/模转换器（简称D/A转换器或DAC）将数字量转换成相应的模拟信号。 6-2 试述在S/H电路中对模拟开关、存储电容及运算放大器这三种主要元器件的选择有什么要求。 选择要求如下： 模拟开关：要求模拟开关的导通电阻小，漏电流小，极间电容小和切换速度快。 存储电容：要选用介质吸附效应小的和泄漏电阻大的电容。电路分析基础试题大全及答案
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