模拟电路典型例题讲解.docx

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1、频率响应典型习题详解【3-1】已知某放大器的传递函数为108sA(s)=试画出相应的幅频特性与相频特性渐近波特图，并指出放大器的上限频率fH,下限频率fL及中频增益 A各为多少【解】本题用来熟悉：(1 )由传递函数画波特图的方法；(2)由波特图确定放大器频响参数的方法。由传递函数可知，该放大器有两个极点：pi= 102rad/s , p2= 105rad/s和一个零点z=0。(1 )将A(s)变换成以下标准形式：10 sA(s)=(2 )将s=j 3代入上式得放大器的频率特性：10 j t、A t)=写出其幅频特性及相频特性表达式如下：10 3nt tA t) =0 ( t )= arctan

2、 arctan对A t)取对数得对数幅频特性：20lg A( t) =20lg10 20lg t 20lg 1+(t /10 2) 2 20lg 1+( t(3)在半对数坐标系中按20lg A 3)及0 ( 3 )的关系作波特图，如题图所示。(a)A 3 )/dB604020lg108/10 5)21 10 10 2 10 3 10-20lg 4+(3 /102)20lg10(b)题图由题图(a)可得，放大器的中频增益A=60dB,上限频率fH=105/2n,下限频率fl=102/2 n。【3-2】已知某放大器的频率特性表达式为200 X 106Aj 3 )=试问该放大器的中频增益、上限频率及

3、增益带宽积各为多少【解】本题用来熟悉：由放大器的频率特性表达式确定其频率参数的方法。将给出的频率特性表达试变换成标准形式:由卩(3 )的渐近波特图可知：卩0=100, 3B =4Mrad/s , w T=400Mrad/s。它是A(j3)=3 = 0时，A（0） =200,即为放大器的直流增益（或低频增益）。一200当3 =3 H 时，A 3 h)='6,求得：3 h=10 rad/s10 6相应的上限频率为fH =由增益带宽积的定义可求得:GBW= A(0) fH I思考：此题是否可用波特图求解【3-3】已知某晶体管电流放大倍数卩的频率特性波特图如题图（a）所示，试写出 卩的频率特性

4、表达式，分别指出该管的3 B、3 T各为多少并画出其相频特性的渐近波特图。(a)/ (Mrad/s)(b)题图【解】本题用来熟悉：晶体三极管的频率特性及其频率参数的确定方法。个单极点系统，故相应的频率特性表达式为:卩 0 200卩(j 3 )=wt也可按 w t 3 0 w b =100X 4=400 Mrad/s 求得。w0 b ( w )= arctan因此，可画出相频特性的渐近波特图如题图(b)所示。【3-4】已知某放大器的频率特性表达式为1310 ( j w +100)A(j w)=(1)试画出该放大器的幅频特性和相频特性波特图；(2)确定其中频增益及上限频率的大小。【解】本题用来熟悉

5、：(1)由放大器的频率特性表达式画波特图的方法；(2)由波特图确定放大器频响参数的方法。(1)将给定的频率特性表达式变换成标准形式1013( j w +100)102(1+ j w /102)A(j w)=2 2 2102 1+( w /10 ) A( )= ' nA( w )=相应的幅频特性及相频特性表达式为w w w0 ( w )= arctan arctan由此可画出其波特图如题图所示。A 3 )/dB1201008060+20dB/十倍频-20dB/十倍频1 10 102 10 3 10+20lg 1+(3 /102)1 10 10-20lg 1+(3/10 6)2、 、-20

6、lg T +(3 /10 )(a)幅频特性题图 由题图可知，该放大器的中频增益Av=120dB,上限频率fH=107/2 n。【3-5】已知某放大器的频率特性函数为1000A/(j3 )=试问：(1)其中、低频放大倍数 A；i= (2) A( 3 )及0( 3 )的表达式如何(3)画出其幅频特性波特图；(4)上限频率fH= 【解】本题用来熟悉：由放大器的频率特性函数确定放大器的频响参数及画波特图的 方法。(1)该放大器是一个三阶重极点、无零点系统，中、低频放大倍数Ai=60B。1000=)30 ( 3 ) = 3arctan60dB/十倍频1000当 3 =3 H时，A( 3H)=1000r厂

7、求得:3 hx 107rad/s(3 )幅频特性波特图如题图所示。Av( 3 )/dB6040203 H -X 10 相应的上限频率为f H =【3-6】一放大器的中频增益为Ai=40dB,上限频率f H=2MHz下限频率 2100Hz,输i)vi (t ) =(2 nX4i04t) (V)2)vi (t ) =i0sin(2nX63Xi06t ) (mV)3)vi (t ) =i0sin(2nX400t)+i0sin(26nX iOt) (mV)4)vi (t ) =i0sin(2nXi0t)+i0sin(2nX 5 X i04t) (mV)5)vi (t ) =i0sin(2nX3i03t

8、)+i0sin(2nX i07t) (mV)1 )输入信号为一单一频率正弦波, 真问题。但由于输入信号幅度较大() 已大大超出输出不失真的动态范围为 (波形出现限幅状态) 。2)输入信号为一单一频率正弦波, 真问题。又由于输入信号幅度较小f=10kHz,由于fLV f v fH,所以，不存在频率失，经100倍的放大后峰峰值为X 2 X 100=20V,VOpp=10V,故输出信号将产生严重的非线性失真f=1MHz由于fLV f v作，所以，不存在频率失(),经100倍的放大后峰峰值为X 2 X 100=2Vv VOpp解】本题用来熟悉：放大器的频率失真问题。(10V),所以，也不会出现非线性失

9、真。(3)输入信号的两个频率分量为 fi=400Hz, f2=1MHz均处在放大器的中频区，所以， 不存在频率失真问题。又由于输入信号幅度较小() ，所以，也不会出现非线性失真。(4) 输入信号的两个频率分量为fi=1OHz, f 2=50kHz, f iv f l, fLV f2V fH,所以，放大 后会出现低频频率失真。又由于输入信号幅度较小() ，叠加后也未超出线性动态范 围，所以，不会出现非线性失真。，叠加后也未超出线性动态(5) 输入信号的两个频率分量为f i=1kH z, f2=10MHz fL v fiV fH , f2> fH,所以，放 大后会出现高频频率失真。又由于输入

10、信号幅度较小() 范围，所以，不会出现非线性失真。【3-7】分相器电路如题图所示。该电路的特点是RC=Re,在集电极和发射极可输出一则由对等值反相的信号。 现如今有一容性负载 CL，若将Q分别接到集电极和发射极,CL引入的上限频率各为多少不考虑晶体管内部电容的影响。【解】本题用来熟悉：负载电容对放大器高频响应的影响。题图(1 )若将开关S接a点，则负载电容CL接至集电极，由此引入的上限频率f Ha为f Ha =(2)若将开关S接b点，则负载电容 Q接至发射极，由此引入的上限频率f Hb为f Hb =r be2 n (R /可见，fHb>> fHa,这是因为射极输出时的输出电阻R&g

11、t;b很小，带负载能力强的缘故。【3-8】放大电路如题图(a)所示。已知晶体管参数3 =100 , r bb =100 Q, r beQ,Cbez =60pF, 6' =4pF,电路参数如图所示，要求的频率特性如题图( b)所示。试回答：(1) R=(首先满足中频增益的要求)(2) C= (3) f h=题图【解】本题用来熟悉：放大器频率响应的分析方法。(1)由题图(b)可知，中频增益AvsM=40dB,即100倍。而Avsm =100x FG100故 F=Q(2)由题图(a)可知，G决定了下限频率，由题图(b)又可知，fL=10Hz,则有;=10取C =10卩F。(3)FCx 103

12、其中，Ci =Gc' (1+ )=4 x (1+) Ci、C2、C3【3-9】放大电路如题图所示。要求下限频率fL=10Hz,若假设rbe=Q,对下限频率的贡献是一样的，试分别确定C、C2、G的值。题图f L= f Li'+f L22+f L32【解】本题用来熟悉：放大器下限频率的分析方法根据题图和题意可得:fL 10因此 f =f =f =1而 fL1(仅考虑C的影响)1f L22丄II R+rbe |7tR /11故c=卩F11C2=卩F11G|R+r be) (1+ - 766 i F2 n Re IIf 2 XXX取 C=10 卩 F, C2=10u F, C3=100

13、0 u F。【3-10】在题图中，若下列参数变化，对放大器性能有何影响（指Icq Am、R、R、fH、fL 等）（1）R.变大；（2）CL变大；（3）FE变大；（4）C变大。【解】本题用来熟悉：电路参数对放大器性能的影响。（1）R变大，对Icq R、R无影响。卩（R? I R）_但Am变大，因为A =_。1f h减小，因为f H = r jf L减小，因为 仏=(2) CL变大，对Icq Am、R、RO均无影响，但会使 作减小，因为1f H2=F2(3)Re变大，将使Icq减小，因为 2326mVR增大，因为R 吊1 / FB2/ rbe,而 r =r'+(1+ 卩)Am增大，因为be

14、增大。R基本不变，f H基本不变，f L将减小。(4)C变大，Icq Arm R、R» fH基本不变，而 f L将减小。【3-11】一阶跃电压信号加于放大器输入端，用示波器观察输出信号，显示如题图(b)所示的波形，试估计该放大器的建立时间tr和上限频率fH。(假设示波器本身的带宽远大于被测放大器带宽，且放大器为单极点系统)。【解】本题用来熟悉：建立时间tr的概念以及建立时间tr与上限频率fH之间的关系。建立时间tr定义为输出电压从10%A上升到90%A所需要的时间。由题图(b)可得：t r= = S示波器丄+放大器Vo( t(b)t/卩sE5-2 R=1K Q, E=10V, ui=

15、20sin( 31) V,分别画出输出电压 uo的波形。二极管的正 Uo 向压降忽略不计。L_H RI+ C7 +)u oNVJ+ D2R 1+ui+ C)u O+解：-20V< ui<10V，D1 截至，uo=ui10V< ui<20V，D1 导通，uo=10V解：-20V< ui<10V，D2 截至，uo=10V10V< ui<20V，D2 导通，uo=ui【6-1】有两个晶体管分别接在电路中，工作在放大状态时测得三个管脚的电位分别如下，试判断晶体管的三个电极及类型(硅管、锗管、NPN型管、PNP型管)晶体管II晶体管1管脚123管脚123电

16、位/V-6-2电位/V9解:晶体管II为锗管，1 集电极，2基极，3发射极晶体管I为硅管，1 基极，2发射极，3集电极【6-2】判断晶体管的状态+6V+0.1V 丿3 T-0.2V-12V-12.3V QR T-18V-3V-6.3V 丿冷T-5.6V1.6V2V1.4V放大放大截止饱和(a)图为NPN型三极管，Vb>Ve,发射结正偏；VC>Vb,集电结反偏，所以三极管处于放大状态(b)图为PNP型三极管，Vb<Ve,发射结正偏；VC<Vb,集电结反偏，所以三极管处于放大状态(c)图为NPN型三极管,Vb<Ve,发射结反偏;V>Vb,集电结反偏，所以三极管处

17、于截止状10563【6-4 】放大电路如下图。已知 Vc(=12V,Rc=3KQ , R b=240KQ , 3 =60,Ube=。(1)估算Q点；(2)静态时，C1,C2上的电压各为多少并标出极性。VCC Ubeq 12_07解：(1) I BQ =0 =47 A, Icq Ibq 60 472.8mARb240Kq qU ceq Vcc I cq Rc=12-2.8m 3K 3.6V 静态时，C1上电压为，C2上电压为，极性如图所示。【6-7】续6-4 ,画出微变等效电路，并分别求以下两种情况下的电压放大倍数Au： (1)负载开路，(2) R.=6KQo26 mV47 A解：微变等效电路:

18、26mVfbe rbb' '丨BI+ui RbRl工代。320（3K6K）2130.563K负载开路：ibRc八 _ % _ FC _ 60 3Kuirbe0.563K （2） Rl=6K :A =Uo= （Rc/Rl）= 60 Au = =-=-Uirbe【6-9 】电路如下图，已知 VCc=12V,Rc=3KQ , R bi=68KQ , R B2=22KQ , R e=2KQ , R l=6KQ , 3 =60,设 Rs=0,Ube=。(1) 估算Q点；(2)画出微变等效电路，求电压放大倍数Au,输入电阻ri,输出电阻r o1 EQ68K+22K=2.9V，22 KVb

19、Ube 2.9 0.7 一 “1.1mA, Re2KVCCI CQ（ & +RE）=12-1 1m1 eq 1.1mI BQ -18 A1 61(2)微变等效电路：rbe rbb' 26mV 102：m：1.4KIB18 AU CEQ（3K+2K）6.5VI11lb+Rb1RB2UiRcRlUoR=6K : Au =也=-（佻*60（3K/6K）86Uiu1.4 K输入电阻 ri二RBiRB2rbe 68K/22K/1.4K1.4K求输出电阻r。等效电路如下:ro=Rc=3K【6-10】续6-9，若旁路电容端开，（1）静态值有无改变（2）画出此时微变等效电路,求电压放大倍数 A

20、u,输入电阻ri ,输出电阻ro并说明发射极电阻对它们的影响。解：（1）静态值不变。26mV101.4K18 AUo(RC R_) ， Ui ibrbe (1)ibRE(Rc/ Rl)60 (3K/6K)Uirbe (1)Re1.4K 61 2K0.98输入电阻u斤二RbR'，其中 R' -rbe(1ib)Re = 1.4K61 2K 123K所以，r=RB/R'=68K/22K/123 K 15K求输出电阻ro等效电路如下:ib -Re12ro=Rc=3K【6-13 】射极输出器电路如下，已知VCc=12V, Rb=100KQ , R e=2KQ , R s=100Q

21、 , R l=4KQ , 3 =100,设 UBe=o(1) 估算Q点；(2)画出微变等效电路，求电压放大倍数Au,输入电阻ri,输出电阻Vccro解: (1) IbqICQ1 BQRb (1)Re 100K+101 2K=40 A，4mA, UceqVcc IcqRe=12-4e 2K 4V(2 )微变等效电路：臥虹26mV1026mV40 A660Uo (1代养U)(恳 Rl) , Uiibrbe(1)(Re Rl)输入电阻所以，ri求输出电阻一Rsrb(1)(ReRl)rbe (1)(ReRl)101 (2K/4K)0.66K 101 (2K/4K)ri=RB/R'，其中 R&#

22、39;l rbe (1)(RE RL)=0.6K+101 1.3K 131Kib=Rb/R'=100K/131 K 57Kr。等效电路如下:beHT 4+ u -ro二ReR'，其中 R'u(1 )ibIbWbe(RsRb)(1 )Ib0.6K(0.1K/100K)101所以，rO 二ReR'=2K/77【1】电路如图所示，晶体管的 =60 , rbb 10 。 Ube 0.7V(1) 估算静态工作点Q,(2) 估算晶体管的输入电阻rbe,画出放大电路的微变等效电路；计算Au、R和Ro;(3) 设 Us = 10mV (有效值)，问 U i = U o =若 C

23、3 开路，则 Ui = U° =【2】,已知晶体管 T 的 =80, rbb=10Q, Ube 0.6V。(1) 估算静态工作点Q,(2) 估算晶体管的输入电阻rbe,画出放大电路的微变等效电路；计算Au、R和Ro;(3) 若电容G开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化如何变化E6-21 在两级放大电路中：(1)哪些是直流负反馈(2)哪些是交流负反馈并说明其 类型(3)如果RF不接在T2的集电极，而是接在 C2与RL之间，两者有何不同(4) 如果RF的另一端不接在 T1的发射极，而是接在它的基极，有何不同是否会变为正反馈VCc+Uo(1) R E2为T2级中的直流负反馈R E1为T

24、1级中的交直流负反馈，类型：电流串联负反馈；Rf为T1级到T2级的交直流负反馈，类型：电压串联负反馈。(3) 如果RF接在C2与RL之间，则只有交流信号才能通过RF,变为交流负反馈。(4) 如果RF的另一端接在T1的基极，则反馈类型变为电压并联正反馈(瞬时极性如 下图)。+UoE6-23如果需要实现下列要求，交流放大电路中应引入哪种类型的负反馈(1 )要求输出电压基本稳定，并能提高输入电阻答：应引入电压串联负反馈(2 )要求输出电流基本稳定，并能提高输入电阻答：应引入电流串联负反馈(3)要求提高输入电阻，减少输出电阻答：应引入电压串联负反馈E7-2理想运算放大器组成的电路如下图所示，写出UO

25、UI的表达式。+UIUo+解:A1:由同相端的虚断可得，U+=0由虚短可得,U-=U+=Q由反相端的虚断可得，R严Uo1R=i也UU | 0RiA2：由反相端的虚断可得,U-=Uo由虚短可得，U+=U-=Uo ；由同相端的虚断可得,UoR3&Uo1 0Uo邑也U|R3民 R1E7-3电路如图，已知Uii0.1V，U|20.8V，U|3 0.2V，Ri 60K ，R230K ，R|320K，Rf 200K，并且运放是理想的。 计算电路的输出电压 UO和平衡电R1FF阻R2。由同相端的虚断可得，U+=0由虚短可得，U-=U+=Q由反相端的虚断可得Ui1U I 2U| 3UoJU|1UoRf(UI2UI3)3.67V。R1R12R13RfR1&2&3平衡电阻 皆 Rii| R 12 |R i3|Rf=10KQ【1】1v R4 100kUo2】1 10 10 1 2 10 3 10 4 1 106 1 07 1 08 1 09题图