第3章_门电路 课后答案要点

第三章 门 电 路

【题3.1】 在图3.2.5所示的正逻辑与门和图3.2.6所示的正逻辑或门电路中,若改用负逻辑,试列出它们的逻辑真值表,并说明Y 和A,B 之间是什么逻辑关系。

图3.2.5的负逻辑真值表

图3.2.6的负逻辑真值表

【题 3.5】已知CMOS 门电路的电源电压5DD V V =，静态电源电流

2DD I A μ=，输入信号为200Z KH 的方波（上升时间和下降时间可忽略不

计），负载电容200L C pF =，功耗电容20pd C pF =，试计算它的静态功耗、动态功耗、总功耗和电源平均电流。 【解】

静态功耗 6

21050.01S D D D D

P I V m W m W -==??= 动态功耗

()()2125220020102105 1.10D L pd DD P C C fV mW mW -=+=+????=

总功耗 0.01 1.10 1.11T O T S D P P P m W

=+=+= 电源平均电流 1.11

0.225

TOT DD DD

P I mA mA V =

=

= 【题3.5】已知CMOS 门电路工作在5V 电源电压下的静态电源电流5A μ，在负载电容100L C pF 为，输入信号频率为500Z KH 的方波时的总功耗为1.56mW 试计算该门电路的功耗电容的数值。 【解】

首先计算动态功耗

()31.565510 1.54D TOT S

TOT DD DD

P P P P I V mW mW

-=-=-=-??≈

根据()

2

D L pd DD P C C fV =+得

312252

1.541010010135105D

pd L DD P C C F pF fV --???=

-=-?≈ ?????

【题3.7】 试分析图P3.7 中各电路的逻辑功能，写出输出逻辑函数式。

A

B C

DD Y

V DD

Y

（b）

A

A B

D

C INH

V DD

Y

图P3.7

【解】

（a ）Y A B C =++ （b ）Y A B C =?? （c ）Y AB CD INH =+?

【题3.11】 在图P3.11的三极管开关电路中,若输入信号I v 的高、低电平分别为50IH IL V V V V ==、,试计算在图中标注的参数下能否保证I IH v V =时三极管饱和导通、I IL v V =时三极管可靠地截止？三极管的饱和导通压降

()0.1CE sat V V =,饱和导通内阻()20CE sat R =Ω。如果参数配合不当，则在电

源电压和C R 不变的情况下，应如何修改电路参数？

-10V +10V

图P3.11

o

v I

v

【解】利用戴维宁定理接至基极与发射极间的外电路化简为由等效电压E

v 和等效电阻E R 串联的回路，如图A3.11(a)所示。其中

10 5.118 5.1I E I v v v +=-

?+，18 5.1

3.9718 5.1

E R K K ?=Ω=Ω+

若10,v V =则 2.2,E v V =-故三极管处于截止状态，010v V =。 若15v V =，则 1.690.7

1.69,0.25,3.97

E BE E B E v V v V i mA mA R --==

==而临界饱和基极电流()

()

()

()

100.1

0.323010.02CC CE sat BS C CE sat V v I mA R R β--=

=

=?++。

可见，,B BS i I <三极管不饱和，为了使三极管在5I v V =时能饱和导通，可以减小1R 的阻值或用β值更大的三极管。

图A3.11(a)

b

e

V E

b

e

5.1K Ω

I

v E

R

【题3.12】 在图P3.12两个电路中,试计算当输入分别接0V ,5V 和悬空时输出电压0v 的数值，并指出三极管工作在什么状态。假定三极管导通以后

0.7BE v ≈V ，电路参数如图中所注。三极管的饱和导通压降()0.1CE sat V V =,

饱和导通内阻()20CE sat R =Ω。

-8V 图

P3.12

v O

v

【解】当输入断悬空时，用戴维宁定理可将接至与发射极间的外电路等效地化为由E V 和E R 串联的单回路，如图A3.12(b)所示。 其中

5818(3 4.7)

5(3 4.7) 1.1, 5.43 4.71818 4.73

E E V V V R K K +?+=-

?+==Ω=Ω

++++。所以 1.10.70.0745.4

B i mA mA -==。而

()()()

()50.1

0.04

95020.02CC CE sat BS C CE sat V v I mA R R β--===?++ 故 ,B BS i I ?三极管

处于饱和导通状态，00.1CES V V V =≈。

图A3.12(a)

b

e

V E

b

e

E

R 3K

当输入端接有1V 时，仍将接至基极与发射极间的外电路简化为E V 与E R 串联的形式，如图A3.1(c)所示。其中

8 4.718

4.7, 3.74.718 4.718

I E I E v V v R K K +?=-

?=Ω=Ω++。

若10,V V =则 1.66,E V V =-三极管截止，05V V =。

若15V V =，则2.30.7

2

.3,0.43

3.7

E B V V i mA mA -

===。可见 ,B BS i I ? 三

极管饱和导通，00.1CES V V V =≈。

图A3.12(c)

b

e

V E

b

e

E

R v

【题3.13】试分析图P3.13中各电路的逻辑功能，写出输出逻辑函数式。

CC

A

B

(a)

Y

(b)

A

B

Y

V CC

(c)

1212(1)

(0)A G G Y G G ?+=?=??

+=?

A

G

G V CC

Y

(d)图P3.13

【解】

（a ） Y A B =? （b ）Y A B =+

（c ）Y A B =+ （OC 门）

（d ） 当

（三态输出的反相器）

高阻态 当 【题3.16】

在图P3.16 有74系列TTL 与非门组成的电路中,计算门M G 能驱动多少同样的与非门。要求M G 输出的高，低电平满足 3.2,0.4OH

OL V

V V V ≥≤。

与非门的输入电流为111.6,40L H I mA I A μ≤-≤≤OL 。V 0.4V 时输出电流最大值为

(max)16, 3.2OL OH I mA V V

=≥时输出电流最大值为

(max)0.4OH M I mA G =-的输出电阻可忽略不计。

【解】 当00.4OL V V ==V 时，可求得

()116

101.6

OL mas L

I n I ≤

=

= 当 3.2O OH V V V ==时，可求得

()10.4

'5220.4

OH mas H

I n I ≤

=

=?

故M G 能驱动5个同样的与非门。

【题 3.17 】在图P3.17有74系列或非门组成的电路中，试求门M G 能驱动多少个同样的或非门。要求M G 输出的高、低电平满足

3.2,0.4OH OL V V V V ≥≤。或非门每个输入端的输入电流为1.6,40IL IH I mA V A μ≤-≤。0.4OL V V ≤时输出电流的最大值为

()16, 3.2OL mas OH I mA V V =≥时的输出电流的最大值为(max)0.4OH I mA =-，M G 的输出电阻可忽略不计。

【解】 当0.4O OL V V V ==时，可以求得

(max)16

522 1.6

OL IL

I n I ≤

=

=?

当 3.2O OH V V V ==时，又可求得

(max)0.4

'5220.04

OH IH

I n I ≤

=

=?

故M G 能驱动5个同样的或非门。

【题3.18】 试说明在下列情况下，用万用电表测量图P3.18的V 12端得到的电压各为多少：

图

P3.16

图P3.17

（1） v 11悬空； （2） v 11低电平（0.2 V ）；

（3） v 11高电平（3.2V ）；

（4） v 11经51 Ω电阻接地；

（5） v 11经10 kΩ 电阻接地。

图中的与非门为74系列的TTL 电路，万用电

表使用5V 量程，内阻为20 kΩ /V 。

【解】 这时相当于v 12 端经过一个100 kΩ 的电阻接地。假定与非门输入端多发射极三极管每个发射结的导通压降均为0.7V ，则有 （1） v 12 ≈ 1.4V （2） v 12 ≈ 0.2V （3） v 12 ≈ 1.4V （4） v 12 ≈ 0 V （5） v 12 ≈ 1.4V

【题3.19】 若将上题中的与非门改为74系列TTL 或非门，试用在上列五种情况下测得的v 12各为多少？

【解】 由图3.4.22可见，在或非门中两个输入端电平互不影响，故v 12 始终为1.4V 。

【题3.21】 在图P3.21 电路中12,R R 和C 构成输入滤波电路。当开关S 闭合时，要求门电路的输入电压10.4;L V V ≤当开关S 断开时，要求门电路的输入电压14,H V V ≥试求1R 和2R 的最大允许阻值。15~G G 为74LS 系列TTL 反相器，它们的高电平输入电流120,H I A μ≤ 低电平输入电流

10.4L I mA ≤-。

【解】当S 闭合时1R 被短路，故有12()10.4

0.2550.4

L mas L V R K K I =

=Ω=Ω? 当S 短开时，门电路的高电平输入电流流经1R 和2R ，故得到

112max 154

()10550.02

CC H H V V R R K K I --+=

=Ω=Ω?

因此1()(100.2)9.8mas R K K =-Ω=Ω

v 图P3.18

S

图P3.21

【题3.22】 试绘出图P3.22电路的高电平输出特性和低电平输出特性。已知V CC =5V ，R L =1 kΩ。OC 门截止时输出管的漏电流I OH =200Ua 。v 1=V IH 时OC 门输出管饱和导通，在i L

【解】 输出高电平时0(2)CC OH L L v V I i R =-+。当i L =0时，v O =4.6V ，如图A3.22所示。只有一个OC 门输出管导通时，输出低电平为

020(

)CC OL

L L

V V v i R -=+

O

V V 图P3.22

－2 －1 0 1 2

1/i mA

图A2.12

【题3.23】 计算图P3.23电路中上拉电阻L R 的阻值范围。其中1G 、2G 、

3G 是74LS 系列OC 门，输出管截止时的漏电流100OH I A μ≤，输出低电

平0.4OL V V ≤时允许的最大负载电流8LM I mA =。4G 、5G 、6G 为74LS 系列与非门，它们的输入电流为0.4,20IL IH I mA I A μ≤≤。OC 门的输出高、低电平应满足 3.2OH V V ≥、0.4OL V V ≤。 【解】(max)5 3.2

53330.130.02

CC OH L OH IH V V R K K I I --=

=Ω=Ω+?+?

(min)50.4

0.683830.4

CC OL L OL IL V V R K K I I --=

=Ω=Ω--?

故应取0.685L K R K Ω<<Ω。

V cc =5V 图P3.23

【题3.25】图P3.25是一个继电器线圈驱动电路。要求在I IH v V =时三极管T 截止，而0I v =时三极管T 饱和导通。已知OC 门输出管截止时的漏电流100OH I A μ≤，导通时允许流过的最大电流10LM I mA =，管压降小于0.1V 。三极管50β=，继电器线圈内阻240Ω，电源电压CC V ＝12V 、

8EE V V =-，2 3.2R K =Ω，318R K =Ω，试求1R 的阻值范围。

EE v 1

D

图P3.25

【解】（1）根据0I v =时三极管需饱和导通的要求，计算1R 的最大允许值。 由图A3.25（a ）可知，此时应满足

12

1500.24CC B C V i mA mA R β=

==? 10.7(8)

0.518

i mA mA --=

≈

21 1.5B i i i mA =+= 23.30.7 5.7P v i V =+=

故得1(max)212 5.7 6.3

3.91.6

OH R K i I -=

==Ω+。

（2）根据I IH v V =时三极管应截止，计算1R 的最小允许值。 由图A3.25（b ）可知，这时0.1P v V =，0B i =，10LM i mA =

10.1(8)

0.383.318

i mA mA --=

=+

2110.38L i i i mA =+=

(a)

(b)

图A3.25

EE

D

EE D

IH

v

故得1(min)2120.1120.1

1.110.38

R K K i --=

=Ω=Ω。 所以应取11.1 3.9K R K Ω<<Ω。

【题 3.26】在图P3.26（a ）电路中已知三极管导通时0.7BE V V =，饱和压降()0.3CE sat V V =，三极管的电流放大系数100β=。OC 门1G 输出管截止时的漏电流约为50A μ，导通时允许的最大负载电流为16mA ，输出低电平

0.3V ≤。25~G G 均为74系列TTL 电路，其中2G 为反相器，3G 和4G 是

与非门，5G 是或非门，它们的输入特性如图P3.26（b ）所示。试问

（a ）

/V

（1） 在三极管集电极输出的高、低电压满足 3.5OH V V ≥、0.3OL V V ≤的条件下，B R 的取值范围有多大？

（2）若将OC 门改成推拉式输出的TTL 门电路，会发生什么问题？

【解】 （1）根据三极管饱和导通时的要求可求得R B 的最大允许值。三极

管的临界饱和基极电流应为

1150.355 1.60.09100 4.7CC CES BS IL C V V I I mA mA R β??--??=

+=+?= ? ?????

故得到

0.090.050.14CC BE

b

V V R -=+=。

4.3

30.70.140.14

CC BE B V V R k k -=

=Ω=Ω

又根据OC 门导通时允许的最大负载电流为16mA ，可求得R n 的最小允

许值。

4.7

0.291616

CC OL B V V R K K -=

=Ω=Ω

故应取0.29 kΩ

（2）若将OC 门直接换成推拉式输出的TTL 门电路，则TTL 门电路输出高电平时为低内阻，而且三极管的发射结导通时也是低内阻，因此可能因电流过大而使TTL 门电路和三极管受损。

【题3.27】 计算图P3.27电路中接口电路输出端C v 的高、低电平，并说明接口电路参数的选择是否合理。CMOS 或非门的电源电压10DD V V =，空载输出的高、低电平分别为9.95OH V V =、0.05OL V V =，门电路的输出电阻小于200Ω。TTL 与非门的高电平输入电流20IH I A μ=，低电平输入电流0.4IL I mA =-。

图P3.27

【解】 （1） CMOS 或非门输出为高电平时，由图P3.27可得到

9.950.7

0.18510.251.2

OH BE B V V I mA mA --=

==+

三极管临界饱和的基极电流为

1150.3220.40.11302

CE CES BS IL C V V I I mA mA R β??--??

=

+=+?= ?

?????

可见，B BS I I >，故三极管处于饱和导通状态，0.3C V V ≈。 （2） CMOS 或非门输出为低电平时，三极管截止，因此得到

4I (540.022) 4.84C CC IH C V V R V V =-=-??=

由此可知，接口电路的参数选择合理。

【题3.28】 图P3.28是用TTL 电路驱动CMOS 电路的实例，试计算上拉电阻

L R 的取值范围。

TTL 与非门在0.3OL V V ≤时的最大输出电流为8mA ，输出端的5T 管截止时有50A μ的漏电流。CMOS 或非门的输入电流可以忽略。要求加到CMOS 或非门输入端的电压满足4,0.3IH IL V V V V ≥≤。给定电源电压5DD V V =。

DD CMOS

图P3.28

【解】 （1）根据4IH V V ≥的要求和TTL 与非门的截止漏电流可求得L R 的最大允许值

54

200.050.05

CC IH L V V R K K --=

=Ω=Ω

（1）

根据0.3IL V V ≤及TTL 与非门的最大负载电流可以求出L R 的最小允许值

50.3

0.5988

CC IL L V V R K K --=

=Ω=Ω

故应取0.5920L K R K Ω<<Ω。

【题3.29】试说明下列各种门电路中哪些可以将输入端并联使用（输入端的状态不一定相同）。

（1） 具有推拉式输出级的TTL 电路； （2） TTL 电路的OC 门；

（3） TTL 电路的三态输出门； （4） 普通的CMOS 门；

（5） 漏极开路输出的CMOS 门； （6） CMOS 电路的三态输出门。 【解】 （1）、（4）不能，（2）、（3）、（5）、（6）可以。

【题3.13】 在图P3.13电路中，为保证v O1 =0.2V 时v 12 ≤ 0.5V ，试计算G 1和G 2为74系列，74H 系列，74S 系列，74LS 系列与非门时R 的最大允许值。74系列，74H 系列，74S 系列，74LS 系列与非门的电路结构和电路参数详见图3.4.20、图3.4.34、图3.4.37、图3.4.39。 【解】 对74系列，74H 系列，74S 系列而言，输入端的电路结构如图A3.13（a ）所示，

R 的最大允许值为

1

2

图P2.13

已知74系列TTL 与非门的R I 为4 kΩ ，代入上式得到R=316 Ω。而74H 系列，74S 系列的1R 为2.8K Ω，代入上式得到220R =Ω。

对74LS 系列而言，输入端的电路结构如图A3.13（b ）所示，R 的最大允许值为：

211201

2

1

I O CC D I v v v v R V v v I R --=

=-- 其中D v 为输入端SBD 的导通压降，约为0.4V ，1R ＝20K Ω。

12011201

121

11

0.50.2

0.07950.70.5

CC BE v v v v R V v v I

R R R --=

=

---=

=--

故得到0.50.2

20 1.4650.40.5

R K K -=

?Ω=Ω--。

V CC =5V

V O1V I2(a)

V CC =5V

V O1(b)

V I2图A2.13

【题3.15】 双极型数字集成电路有哪些类型？各有什么特点？ 【解】见本章第3.5节。

【题3.16】若将图P3.10中的门电路改为CMOS 与非门，试说明当1I V 为[题3.10]给出的五种状态时测得的2I V 各等于多少？

【解】因为CMOS 与非门的两个输入端都有独立的输入缓冲器，所以两个输入端的电平互不影响。2I V 端经电压表的内阻接地，故2I V ＝0。

【题3.18】 在CMOS 电路中有时采用图P3.18（a ）～（d ）所示的扩展功能用法，试分析各图的逻辑功能，写出14~Y Y 的逻辑式。已知电源电压

10DD V V =，二极管的正向导通压降为0.7V 。

【解】

A

B C D E 1

(a)

C 2

(b)

E

3

(d)

Y 4

图P2.18

（a ） 1Y ABCDE = （b ）2Y A B C D E =++++ （c ）3Y ABC DEF =+

（d ）4Y A B C D E F =++?++

【题3.19】 上题中使用的扩展方法能否用于TTL 门电路？试说明理由。 【解】 不能用于TTL 电路。在图（a ）电路中，当C 、D 、E 任何一个为低电平时，分立器件与门的输出将高于TTL 与非门的(max)IL V 值，相当于TTL 电路的逻辑1状态，分立器件的与门已不能实现与的逻辑功能了。同理，图（d ）电路也不能用于TTL 电路。

在图（b ）电路中，当C 、D 、E 均为低电平时，三个二极管截止。TTL 或非门输入端对地接有100K Ω电阻，将使该输入端为逻辑1状态，故分立器件的或非门已失去作用。图（c ）电路也不能用于TTL 电路，因为3Y 的高电平有可能低于TTL 电路要求的(min)IH V 值。

测控电路第五版李醒飞第五章习题答案

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

电路理论基础

1：电位是相对的量，其高低正负取决于（）。 回答：参考点 2：不能独立向外电路提供能量，而是受电路中某个支路的电压或电流控制的电源叫（）。 回答：受控源 3：振幅、角频率和（）称为正弦量的三要素。 回答：初相 4：并联的负载电阻越多（负载增加），则总电阻越（）。 回答：小 5：任一电路的任一节点上，流入节点电流的代数和等于（）。 回答：零 6：电流的基本单位是（）。 回答：安培 7：与理想电压源（）联的支路对外可以开路等效。 回答：并 8：电气设备只有在（）状态下工作，才最经济合理、安全可靠。 回答：额定 9：通常规定（）电荷运动的方向为电流的实际方向。 回答：正 10：电容元件的电压相位（）电流相位。 回答：滞后 11：两个同频率正弦量之间的相位差等于（）之差。 回答：初相 12：电位是相对于（）的电压。 回答：参考点 13：支路电流法原则上适用适用于支路数较（）的电路。 回答：少 14：电压定律是用来确定回路中各段（）之间关系的电路定律。 回答：电压

15：KCL和KVL阐述的是电路结构上（）的约束关系，取决于电路的连接形式，与支路元件的性质（）。 回答：电压与电流、无关 16：各种电气设备或元器件的电压、电流及功率都规定一个限额，这个限额值就称为电气设备的（）。 回答：额定值 17：节点电压法适用于支路数较（）但节点数较少的复杂电路。 回答：多 18：三个电阻元件的一端连接在一起，另一端分别接到外部电路的三个节点的连接称（）连接。 回答：星形 19：提高功率因数的原则是补偿前后（）不变。 回答：P U 20：交流电可通过（）任意变换电流、电压，便于输送、分配和使用。回答：变压器 1：任一时刻，沿任一回路参考方向绕行方向一周，回路中各段电压的代数和恒等于（）。 回答：零 2：对于两个内部结构和参数完全不同的二端网络，如果它们对应端钮的伏安关系完全相同，则称N1和N2是（）的二端网络。 回答：相互等效 3：叠加定理只适用于线性电路求（）和（） 回答：电压电流 4：对一个二端网络来说，从一个端钮流入的电流一定等于另一个端钮（）的电流。 回答：流出

测控电路课后答案(张国雄 第四版)第五章

第五章信号运算电路 5-1 图5-37中所示的电路称为放大极性系数电路，试推导出其输出电压U o 与输入电压 U i 的关系表达式。 输出电压U o 与输入电压U i 的关系表达式为： ()i o 2U n nq U ?=5-2 试画出一个能实现()()5i 2i 1i 5i 2i 1i o 5 151 U U U U U U U ′++′+′?+++= ??的加减混合运算电路。 该加减混合运算电路如图X5-1所示。 5-3 在粗糙度的标准中，平均波长a λ定义为a a a /π2?=R λ，现有代表a R 和a ?的电压信号a a ?U U R ，，试设计一电路，使其输出电压代表平均波长a λ 。 图X5-1 图5-37 第五章题1图 U o

a a 134个对数运算电路，其输入分别为代表2π、R a 和Δa 的电压U 2π、U R a 和U Δa 。U A 等于T 1和T 3的-U be 之和，它与)2ln(ln 2ln a a R R ππ?=??成正比，U B 与 -lnΔa 成正比。N 2是指数电路，T 2的-U be 等于U B -U A ，它与a R a ?π2ln 成正比，流经T 2的I a 与 a R a ?π2成正比，从而T 2输出与λa 成正比的电压。5-4图5-38中所示是利用乘法器和运算放大器组成的功率测量电路。设 t U u ωsin 2i =，)sin(2L ?ω?=t I i ，L i Z R <<，Z L 是负载，i R 3和i L 相比可以忽略， 试写出u o 和u i 、i L 的关系式，并证明当u o 经过RC 滤波器)/π2(ω>>RC 后，其平均值 U o 代表有功功率。 a

测控电路课后答案

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

电路理论基础课后习题答案 陈希有主编 第一章

答案1.1 解：图示电路电流的参考方向是从a 指向b 。当时间t <2s 时电流从a 流向b,与参考方向相同，电流为正值；当t >2s 时电流从b 流向a ，与参考方向相反，电流为负值。所以电流i 的数学表达式为 2A 2s -3A 2s t i t ? 答案1.2 解：当0=t 时 0(0)(59e )V 4V u =-=-<0 其真实极性与参考方向相反，即b 为高电位端，a 为低电位端； 当∞→t 时 ()(59e )V 5V u -∞∞=-=>0 其真实极性与参考方向相同， 即a 为高电位端，b 为低电位端。 答案1.3 解：(a)元件A 电压和电流为关联参考方向。元件A 消耗的功率为 A A A p u i = 则 A A A 10W 5V 2A p u i === 真实方向与参考方向相同。 (b) 元件B 电压和电流为关联参考方向。元件B 消耗的功率为 B B B p u i = 则 B B B 10W 1A 10V p i u -===- 真实方向与参考方向相反。 (c) 元件C 电压和电流为非关联参考方向。元件C 发出的功率为 C C C p u i = 则 C C C 10W 10V 1A p u i -===-

真实方向与参考方向相反。 答案1.4 解：对节点列KCL 方程 节点③: 42A 3A 0i --=，得42A 3A=5A i =+ 节点④: 348A 0i i --+=，得348A 3A i i =-+= 节点①: 231A 0i i -++=，得231A 4A i i =+= 节点⑤: 123A 8A 0i i -++-=，得123A 8A 1A i i =+-=- 若只求2i ，可做闭合面如图(b)所示，对其列KCL 方程，得 28A-3A+1A-2A 0i -+= 解得 28A 3A 1A 2A 4A i =-+-= 答案1.5 解：如下图所示 (1)由KCL 方程得 节点①： 12A 1A 3A i =--=- 节点②： 411A 2A i i =+=- 节点③： 341A 1A i i =+=- 节点④： 231A 0i i =--= 若已知电流减少一个，不能求出全部未知电流。 (2)由KVL 方程得

测控电路课后习题答案

第一章绪论 1-1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。 1-2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。 1-3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； （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、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。 1-4测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响试述模拟式测量电路与增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。 随着传感器类型的不同，输入信号的类型也随之而异。主要可分为模拟式信号与数字式信号。随着输入信号的不同，测量电路的组成也不同。 图X1-1是模拟式测量电路的基本组成。传感器包括它的基本转换电路，如电桥，传感器的输出已是电量（电压或电流）。根据被测量的不同，可进行相应的量程切换。传感器的输出一般较小，常需要放大。图中所示各个组成部分不一定都需要。例如，对于输出非调制信号的传感器，就无需用振荡器向它供电，也不用解调器。在采用信号调制的场合，信号调制与解调用同一振荡器输出的信号作载波信号或参考信号。利用信号分离电路（常为滤波器），将信号与噪声分离，将不同成分的信号分离，取出所需信号。有的被测参数比较复杂，或者为了控制目的，还需要进行运算。对于典型的模拟式电路，无需模数转换电路和计算机，而直接通过显示执行机构输出，因此图中将模数转换电路和计算机画在虚线框内。越来越多的模拟信号测量电路输出数字信号，这时需要模数转换电路。在需要较复杂的数字和逻辑运算、或较大量的信息存储情况下，采用计算机。

测控电路第五版李醒飞第4章习题答案

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

测控电路李醒飞习题答案

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。

测控电路课后答案(张国雄 第四版)

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

电路原理课后习题答案

第五版《电路原理》课后作业 第一章“电路模型和电路定律”练习题 1-1说明题1-1图（a）、（b）中：（1）u、i的参考方向是否关联？（2）ui乘积表示什么功率？ （3）如果在图（a）中u>0、i<0；图（b）中u>0、i>0，元件实际发出还是吸收功率？ （a）（b） 题1-1图 解 （1）u、i的参考方向是否关联？ 答：(a) 关联——同一元件上的电压、电流的参考方向一致，称为关联参考方向； (b) 非关联——同一元件上的电压、电流的参考方向相反，称为非关联参考方向。（2）ui乘积表示什么功率？ 答：(a) 吸收功率——关联方向下，乘积p = ui > 0表示吸收功率； (b) 发出功率——非关联方向，调换电流i的参考方向之后，乘积p = ui < 0，表示 元件发出功率。 （3）如果在图(a) 中u>0，i<0，元件实际发出还是吸收功率？ 答：(a) 发出功率——关联方向下，u > 0，i < 0，功率p为负值下，元件实际发出功率； (b) 吸收功率——非关联方向下，调换电流i的参考方向之后，u > 0，i > 0，功率p为正值下，元件实际吸收功率； 1-4 在指定的电压u和电流i的参考方向下，写出题1-4图所示各元件的u和i的约束方程（即VCR）。 （a）（b）（c） （d）（e）（f） 题1-4图 解（a）电阻元件，u、i为关联参考方向。 由欧姆定律u = R i = 104 i （b）电阻元件，u、i为非关联参考方向 由欧姆定律u = - R i = -10 i （c）理想电压源与外部电路无关，故u = 10V （d）理想电压源与外部电路无关，故u = -5V

《电路理论基础》(第三版 陈希有)习题答案

答案2.1 解：本题练习分流、分压公式。设电压、电流参考方向如图所示。 (a) 由分流公式得： 23A 2A 23 I R Ω?==Ω+ 解得 75R =Ω (b) 由分压公式得： 3V 2V 23 R U R ?==Ω+ 解得 47 R =Ω 答案2.2 解：电路等效如图(b)所示。 20k Ω 1U + - 20k Ω (b) + _ U 图中等效电阻 (13)520 (13)k //5k k k 1359 R +?=+ΩΩ=Ω=Ω++ 由分流公式得： 220mA 2mA 20k R I R =?=+Ω 电压 220k 40V U I =Ω?= 再对图(a)使用分压公式得： 13==30V 1+3 U U ? 答案2.3 解：设2R 与5k Ω的并联等效电阻为 2325k 5k R R R ?Ω = +Ω (1) 由已知条件得如下联立方程：

32 113 130.05(2) 40k (3) eq R U U R R R R R ?==?+??=+=Ω ? 由方程(2)、(3)解得 138k R =Ω 32k R =Ω 再将3R 代入(1)式得 210k 3 R = Ω 答案2.4 解：由并联电路分流公式，得 1820mA 8mA (128)I Ω =? =+Ω 2620mA 12mA (46)I Ω =? =+Ω 由节点①的KCL 得 128mA 12mA 4mA I I I =-=-=- 答案2.5 解：首先将电路化简成图(b)。 图 题2.5 120Ω (a) (b) 图中 1(140100)240R =+Ω=Ω 2(200160)120270360(200160)120R ??+?=+Ω=Ω??++?? 由并联电路分流公式得 2 112 10A 6A R I R R =? =+ 及

电路理论基础试卷

一、填空题：（每空1分，1x20=20分） 1．线性电路线性性质的最重要体现就是性和性，它们反映了电路中激励与响应的内在关系。 2．理想电流源的是恒定的，其是由与其相连的外电路决定的。 3．KVL是关于电路中受到的约束；KCL则是关于电路中 受到的约束。 4．某一正弦交流电压的解析式为u=102cos（200πt＋45°）V，则该正弦电流的有效值U= V，频率为f= H Z，初相φ= 。当t=1s 时，该电压的瞬时值为V。 5．一个含有6条支路、4个节点的电路，其独立的KCL方程有_____ _个，独立的KVL 方程有个；若用2b方程法分析，则应有_ _ ___个独立方程。 6．有一L=0.1H的电感元件，已知其两端电压u=1002cos（100t－40°）V，则该电感元件的阻抗为____________Ω，导纳为___________S，流过电感的电流(参考方向与u关联)i= A。 7．已知交流电流的表达式：i1= 10cos（100πt－70°）A ，i2=3cos（100πt＋130°）A，则i1超前（导前）i2_________ 。 8．功率因数反映了供电设备的率，为了提高功率因数通常采用 补偿的方法。 9．在正弦激励下，含有L和C的二端网络的端口电压与电流同相时，称电路发生了。 二、简单计算填空题：（每空2分，2x14=28分） 1．如图1所示电路中，电流i= A。 2．如图2所示电路中，电压U ab= V。

3．如图3所示二端网络的入端电阻R ab= Ω。 4．如图4所示电路中，电流I= A。 5．如图5所示为一有源二端网络N，在其端口a、b接入电压表时，读数为10V，接入电流表时读数为5A，则其戴维南等效电路参数U OC= V， R O= Ω。 6．如图6所示为一无源二端网络P，其端口电压u与电流i取关联参考方向，已知u=10cos(5t ＋30°)V, i=2sin(5t＋60°)A,则该二端网络的等效阻抗Z ab= Ω，吸收的平均功率P= W，无功功率Q= Var。

测控电路复习习题及答案

试题一答案 一、选择题 1．右图所示电路为自举组合电路，其输入电流i 为 A. 0 B. u i /10kΩ C. u i /20kΩ D. u i /30kΩ （ C ） 2．右图所示电路的输出电压为 A. )1/(δδ+=i o u u B. )1/(δδ+-=i o u u C. )1/(δδ-=i o u u D. )1/(δδ--=i o u u （ D ） 3．公式2 022 02) ()(ωαωω+++=S S S K S H P 为 A. 二阶有源低通滤波器的传递函数 B. 二阶有源高通滤波器的传递函数 C. 二阶有源带通滤波器的传递函数 D. 二阶有源带阻滤波器的传递函数 （ D ） 4．一个10bit 逐次逼近A/D 转换器，其满量程电压为10V, 若模拟输入电压V 1=i u ,其数字输出量的数值为 u i

A. 0001100101 B. 0001100110 C. 0001000110 D. 0001010101 ( B ) 5．在相位跟踪细分电路中，相位基准 A. 既是反馈环节，又是细分机构，分频数等于细分数 B. 是反馈环节，但不是细分机构 C. 是细分机构，且分频数等于细分数，但不是反馈环节 D. 既是反馈环节，又是细分机构，细分数是分频数的2倍( A ) 6．右图是晶体管三相桥式逆变器，对其特点的叙述哪一个是不正确的 A. 每一相上桥臂晶体管与下桥臂晶体管 各导通1200 B. 上、下桥臂晶体管导通状态互相间隔600 C. 各相之间相位差为1200 D. 换流只能在上下桥臂间进行（ D ） 7．在PWM功率转换电路中，有制动工作状态和不可逆的意思是 A. 电路不能提供电动机电枢的反相电流和反相电压 B. 电路能提供电动机电枢的反相电流但不能提供反相电压 C. 电路不能提供电动机电枢的反相电流但能提供反向电压

测控电路课后习题汇总

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、

燕山大学电路原理课后习题答案第五章

第五章习题解答 5-1 在题5-1图示对称三相电路中，电源相电压为220V ，端线阻抗 ()0.10.17l Z j =+Ω，负载阻抗()96Z j =+Ω。试求负载相电流'' A B I 和线电流A I 。 N A U -+ 题5-1图 解：该电路可以变换为Y 形负载电路，如题解5-1图所示。 N A U -+ ' 题解5-1图 图中'Z 为 ()'323 Z Z j = =+Ω 设2200A U =∠ V ，则线电流A I 为 ' 220058.14353.1 2.17 A A U I Z Z j ∠===∠-++ A 所以相电流A B I 为

''3033.575A A B I = =∠- A 5-2 题5-2图所示对称三相电路中，已知星形负载相阻抗 ()19628Z j =-Ω，星形负载相电压有效值为220V ；三角形负载阻抗()214442Z j =+Ω，线路阻抗 1.5l Z j =Ω。求：(1) 线电流A I 、B I 、C I ；(2) 负 载端的线电压''A B U 。 2 Z A B C Z ' 题5-2图 解：该电路可做如下变换，如题解5-2图所示。 A B C Z ' ' N 题解5-2图 图中'Z 为 ()'2 248143 Z Z j = =+Ω 设2200A U =∠ V ，则线电流A I 为

' 12200 6.337.9434.4 4.8A A l l U I j Z Z Z ∠===∠-++ A 根据对称性可以写出 2 6.3312 7.94B A I a I ==∠- A 6.33112.06C A I a I ==∠ A (2) 'A 端的相电压为 () ()'''12 6.337.9434.4 3.3218.76 2.46A N A U I Z Z j =?=∠-?+=∠- V 所以负载端的线电压''A B U 为 '' ''30378.9027.54A B A N U =∠=∠ V 5-3 对称三相电路的线电压230l U =V ,负载阻抗()1216Z j =+Ω。求：(1) 星形连接负载时的线电流及负载吸收的总功率；(2) 三角形连接负载时的线电 流、相电流和吸收的总功率；(3) 比较(1)和(2)的结果能得到什么结论? 解：星形连接负载时，把三相电路归结为一相(A 相) 计算。令电源相电压 0132.790A U = =∠ V ， 且设端线阻抗10Z =，根据一相计算电路，有线电路A I 为 132.790 6.6453.131216 A A U I Z j ∠===∠-+ A 根据对称性可以写出 2 6.64173.13B A I a I ==∠- A 6.6466.87C A I a I ==∠ A 所以星形连接负载吸收的总功率为 cos 1587.11l l P I ==?W (2)三角形连接负载时，令负载端线电压'' 102300A B AB U U U ==∠=∠ V ,则三 角形负载中的相电流''A B I 为

《电路原理》课后习题答案

第五版《电路原理》课后作业答案 第一章“电路模型和电路定律”练习题 1-1说明题1-1图（a）、（b）中：（1）u、i的参考方向是否关联（2）ui乘积表示什么功率（3）如果在图（a）中u>0、i<0；图（b）中u>0、i>0，元件实际发出还是吸收功率 （a）（b） 题1-1图 解 （1）u、i的参考方向是否关联 答：(a) 关联——同一元件上的电压、电流的参考方向一致，称为关联参考方向； (b) 非关联——同一元件上的电压、电流的参考方向相反，称为非关联参考方向。" （2）ui乘积表示什么功率 答：(a) 吸收功率——关联方向下，乘积p = ui > 0表示吸收功率； (b) 发出功率——非关联方向，调换电流i的参考方向之后，乘积p = ui < 0，表示 元件发出功率。 （3）如果在图(a) 中u>0，i<0，元件实际发出还是吸收功率 答：(a) 发出功率——关联方向下，u > 0，i < 0，功率p为负值下，元件实际发出功率； (b) 吸收功率——非关联方向下，调换电流i的参考方向之后，u > 0，i > 0，功率p为正值下，元件实际吸收功率； 1-4 在指定的电压u和电流i的参考方向下，写出题1-4图所示各元件的u和i的约束方程（即VCR）。 — （a）（b）（c） （d）（e）（f） 题1-4图 解（a）电阻元件，u、i为关联参考方向。 由欧姆定律u = R i = 104 i （b）电阻元件，u、i为非关联参考方向 由欧姆定律u = - R i = -10 i

（c ）理想电压源与外部电路无关，故 u = 10V （d ）理想电压源与外部电路无关，故 u = -5V $ (e) 理想电流源与外部电路无关，故 i=10×10-3A=10-2A （f ）理想电流源与外部电路无关，故 i=-10×10-3A=-10-2A 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）。 15V + - 5Ω 2A 15V +-5Ω 2A 15V + - 5Ω2A （a ） （b ） （c ） 题1-5图 " 、 解 （a ）由欧姆定律和基尔霍夫电压定律可知各元件的电压、电流如解1-5图（a ） 故 电阻功率 10220W R P ui ==?=吸（吸收20W ） 电流源功率 I 5210W P ui ==?=吸（吸收10W ） 电压源功率 U 15230W P ui ==?=发（发出30W ） （b ）由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解1-5图（b ） 故 电阻功率 12345W R P =?=吸（吸收45W ） 电流源功率 I 15230W P =?=发（发出30W ） 电压源功率 U 15115W P =?=发（发出15W ） （c ）由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解1-5图（c ） 故 电阻功率 15345W R P =?=吸（吸收45W ） ~ 解1-5图 解1-5图 解1-5图

测控电路6习题答案

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。

测控电路 课后答案 第二章

第二章信号放大电路 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。 2-2 图2-2a所示斩波稳零放大电路中，为什么采用高、低频两个通道，即R3、C3组成的高频通道和调制、解调、交流放大器组成的低频通道？ 采用高频通道是为了使斩波稳零放大电路能在较宽的频率范围内工作，而采用低频通道则能对微弱的直流或缓慢变化的信号进行低漂移和高精度的放大。 2-3 请参照图2-3，根据手册中LF347和CD4066的连接图（即引脚图），将集成运算放大器LF347和集成模拟开关CD4066接成自动调零放大电路。 LF347和CD4066接成的自动调零放大电路如图X2-1。 图X2-1 2-4 什么是CAZ运算放大器？它与自动调零放大电路的主要区别是什么？何种场合下采用较为合适？ CAZ运算放大器是轮换自动校零集成运算放大器的简称，它通过模拟开关的切换，使内部两个性能一致的运算放大器交替地工作在信号放大和自动校零两种不同的状态。它与自动调零放大电路的主要区别是由于两个放大器轮换工作，因此始终保持有一个运

算放大器对输入信号进行放大并输出，输出稳定无波动，性能优于由通用集成运算放大器组成的自动调零放大电路，但是电路成本较高，且对共模电压无抑制作用。应用于传感器输出信号极为微弱，输出要求稳定、漂移极低，对共模电压抑制要求不高的场合。 2-5 请说明ICL7650斩波稳零集成运算放大器是如何提高其共模抑制比的？ ICL7650的输出c c10s11i 2' 11o )(U K U K U K K K U +++=（见式2－6），其共模信号误差项 K c1U c 相当于输入端的共模误差电压U c ˊ，即 CMRR U CMRR K U K K U K K K K U K U 'c 1 2c 21c 1c 211c 1c c ==≈+=' 式中K 1、K c1分别为运算放大器N 1的开环放大倍数和开环共模放大倍数；K 1＇为运算放大器N 1由侧向端A 1输入时的放大倍数；K 2为运算放大器N 2的开环放大倍数。设计中可使K 1＇≈K 1， K 2>>1，所以12CMRR K CMRR =，因此整个集成运算放大器的共模抑制比CMRR 比运算放大器N 1的共模抑制比CMRR 1（一般可达80dB ）提高了K 2倍。 2-6 何谓自举电路？应用于何种场合？请举一例说明之。 自举电路是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位，减小向输入回路索取电流，从而提高输入阻抗的电路。应用于传感器的输出阻抗很高（如电容式，压电式传感器的输出阻抗可达108Ω以上）的测量放大电路中。图2-7所示电路就是它的例子。 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，N 1、N 2为理想运算放大器，R 4=R 2=R 1=R 3=R ，试求其闭环电压 放大倍数。 由图2-8b 和题设可得u 01 =u i1 (1+R 2 /R 1) = 2u i1 , u 0=u i2 (1+R 4 /R 3 )–2u i1 R 4/R 3 =2u i2–2 u i1=2(u i2-u i1)，所以其闭环电压放大倍数K f =2。 2-9 图2-9所示电路，N 1、N 2、N 3工作在理想状态，R 1=R 2=100k Ω，R P =10k Ω， R 3=R 4=20k Ω，R 5=R 6=60k Ω，N 2同相输入端接地，试求电路的差模增益？电路的共模抑制能力是否降低？为什么？ 由图2-9和题设可得u o = (u o2–u o1) R 5 / R 3 =3(u o2–u o1 ), u o1 = u i1 (1 + R 1 /R p )–u i2 R 1/R p =11u i1, u o2= u i2(1+R 2/R p )–u i1 R 2/R p =–10u i1, 即u o =3（–10u i1–11u i1）=–63u i1，因此，电路的差模增益为63。电路的共模抑制能力将降低，因N 2同相输入端接地，即u i2=0，