电路仿真与设计2016年12月期末大作业

1电子科技大学网络教育考卷（A2卷）(20年至20学年度第学期)考试时间年月日(90分钟)课程电路设计与仿真教师签名大题号一二三四五六七八九十合计得分[注意：所有题目的答案均填涂在答题卡上，写在本试卷上的答案无效]一、分析简答1、（5分）试说明下图所示电路中电阻的作用？如果去掉电阻会有什么影响？答：（1）对二极管起到保护作用（2）二极管会因电流过大而损坏2、（10）线性电源和开关电源有何区别？它们分别应用在什么场合为好？答：线性电源的电压反馈电路是工作在线性状态，开关电源是指用于电压调整的管子工作在饱和区和截至区即开关状态的。线性电源一般是将输出电压取样然后与参考电压送入比较电压放大器，此电压放大器的输出作为电压调整管的输入，用以控制调整管使其结电压随输入的变化而变化，从而调整其输出电压，但开关电源是通过改变调整管的开和关的时间即占空比来改变输出电压的。从其主要特点上看：线性电源技术很成熟，制作成本较低，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干扰与噪音，但其体积相对开关电源来说，比较庞大，且输入电压范围要求高；而开关电源与之相反。3、（10分）已知图P1.9所示电路中稳压管的稳定电压UZ＝6V，最小稳定电流IZmin＝5mA，最大稳定电流IZmax＝25mA。（1）分别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值；（2）若UI＝35V时负载开路，则会出现什么现象?为什么？答：（1）当UI＝10V时，若UO＝UZ＝6V，则1kΩ电阻的电流为4mA，则稳压管电流小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。图P1.9故V33.3ILLOURRRU同理，当UI＝15V时，稳压管中的电流仍小于最小稳定电流IZmin，所以UO＝5V当UI＝35V时，IZminIZIZM，UO＝UZ＝6V。（2）RUUI)(ZIDZ29mA＞IZM＝25mA，稳压管将因功耗过大而损坏。4、（15分）在图示CE放大器中，晶体管的静态VBE≈0.7V，β=100，'bb=200Ωr，rce=50kΩ，'bcr不计。（1）估算静态工作点IC和VCE。（2）求放大器在中频段的Ri，Ro，AV和AVS。解：（1）1593.652215BVV1.47BBECEEVVIIRmA姓名__________________专业名称__________________班号________________学号__________________教学中心_________________………………………………………密………………………………………封……………………………线………………………………………00000041429(22)1.473.1CEVV（2）38.556.6mCgIms*/1.77bemrg（k）1.97bebbberrr（k）////100150.81.97CLceVbeRRrAr12////22/15//19.71.61ibeRRRrk0//1.92CceRRrk1.61(49.8)30.211.61iVSVisRAARR*说明：该式/bemrg与使用(1)TbeEVrI的计算结果相同。若产生误差是用了CEII近似所致。5、（10分）在图所示电路中，R1＝240Ω，R2＝3kΩ；W117输入端和输出端电压允许范围为3～40V，输出端和调整端之间的电压UR为1.25V。试求解：（1）输出电压的调节范围；（2）输入电压允许的范围；解：（1）输出电压的调节范围V9.1625.1)1(REF12O～URRU（2）输入电压取值范围V25.41V20max12OminImaxmin12maxOIminUUUUUU6、（5分）请写出仿真软件Multisim能够实现的5种分析方法。(1)直流工作点分析（2）交流分析（3）瞬态分析（4）傅里叶分析（5）直流扫描分析7、（15分）下图为数字频率计硬件电路中的一部分，若闸门周期为2秒，描述5个信号之间的时序关系。并说明用何种电路可以实现锁存信号和复位信号。（1）当被测信号的某个上升沿来临时，闸门信号由低电平变为高电平，数字电路的计数信号开始计数，经过1s，闸门信号由高变低，计数停止，数字电路的锁存信号开始由高变低，一段时间后复位信号来临，锁存信号复位。经过一段时间，即闸门信号周期为2s的时候，重复以上。（2）锁存电路：晶体三极管锁存器3复位电路：8、（12分）请分析并解释下列与运算放大器相关的词汇。（1）、转换速率SR转换速率（SR）是运放的一个重要指标，也称压摆率，单位是V/μs。该指标越高，对信号的细节成分还原能力越强，否则会损失部分解析力。运放转换速率定义为，运放接成闭环条件下，将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。由于在转换期间，运放的输入级处于开关状态，所以运放的反馈回路不起作用，也就是转换速率与闭环增益无关。（2）、单位增益带宽GB单位增益带宽定义为，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个频率可变恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，随着输入信号频率不断变大，输出信号增益将不断减小，当从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db（或是相当于运放输入信号的0.707）时，所对应的信号频率乘以闭环放大倍数1所得的增益带宽积（3）、差模输入阻抗（也称为输入阻抗）差模输入电阻是指输入差模信号时,运放的输入电阻.为运放开环条件下,从两个差动输入端看进去的动态电阻。9、（10分）分析下面电路。（1）、简述此比较器电路功能。（2）、若Uo(sat)=±12V，RF=120k，R1=30k，求上、下门限电压。（1）由于理想运放的虚短虚断可知，U+=Uo*（R1/(R1+Rf)）Ui=U-U-=U+可知Uo/Ui=(R1+Rf)/R1该电路是同相比例放大器（2）代入数据得：Uo=5Ui即上门限电压为2.4v，下门限电压为-2.4v410、（8分）设计用下图运放电路实现运算，使Vo1=3Vi1+2Vi2，设计电路参数。由虚断虚短得：U+=U-U+=0由节点电流公式得：Ui1/R1=—Uo1/Rf1Ui2/R2=—Uo1/Rf1由叠加原理得：Ui1/R1+Ui2/R2=—Uo1/Rf1Uo1=—(Ui1*(Rf1/R1)+Ui2*(Rf1/R2))设Rf1=6R,则R1=2RR2=3R(少个负号是因为该电路为反相加法比例运算电路，当输入为负的时候输出为正)5