(2)电路的振荡频率: fo?8.8电路如图P8.8所示。
1?9.95Hz 2?RC(1)为使电路产生正弦波振荡,标出集成运放的“+”和“-”;并说明电路是哪种正弦波振荡电路。
(2)若R1短路,则电路将产生什么现象? (3)若R1断路,则电路将产生什么现象? (4)若Rf短路,则电路将产生什么现象? (5)若Rf断路,则电路将产生什么现象?
解:(1)上“-”下“+ \
(2)输出严重失真,几乎为方波。
(3)输出为零。 图P 8.8 (4)输出为零。
(5)输出严重失真,几乎为方波。
8.9图P8.9所示电路为正交正弦波振荡电路,它可产生频率相同的正弦信号和余弦信号。已知稳压管的稳定电压±UZ =±6V,Rl= R2= R3 = R4 = R5 = R, Cl = C2 = C。
图P8.9
(1)试分析电路为什么能够满足产生正弦波振荡的条件; (2)求出电路的振荡频率;
(3)画出uO1和uO2的波形图,要求表示出它们的相位关系,并分别求出它们的峰值。
解:(1)在特定频率下,由A2组成的积分运算电路的输出电压uO2超前输入电压uO190o,而由A1组成的电路的输出电压uO1滞后输入电压uO290o,因而uO1和uO2互
为依存条件,即存在f0满足相位条件。在参数选择合适时也满足幅值条件,故电路在两个集成运放的输出同时产生正弦和余弦信号。
(2)根据题意列出方程组: 或改写为:2uP1?uO1
j?RC?uO2??uO1 解图8.9
2。即f0?RC解方程组,可得:(?RC)2?2,或??12?RC。
(3)输出电压u2最大值U02max =UZ=6V
对方程组中的第三式取模,并将?0?2?f0?2 2RC代入可得uO1?2uO2,故Uo1max?2Uo2max?8.5V。 若uO1为正弦波,则uO2为余弦波,如解图8.9所示。
8.10分别标出图P8.10所示各电路中变压器的同名端,使之满足正弦波振荡的相位条件。
(a) (b) (c) (d)
图P8.10
解:图P8.10所示各电路中变压器的同名端如解图P8.10所示。 (a) (b) (c) (d) 解图P8.10
8.11分别判断图P8.11所示各电路是否可能产生正弦波振荡。 (a) (b)
(c) (d)
图P8.11
解:(a)可能(电容三点式)
(b)不能 (电感与Re之间的连线应串入隔直电容) (c)不能(①同(b), ②同名端错误。) (d)可能 (电容三点式)
8.12改正图P8.11(b)、(c)所示两电路中的错误,使之有可能产生正弦波振荡。
解:应在(b)所示电路电感反馈回路中加耦合电容。
应在(c)所示电路放大电路的输入端(基极)加耦合电容,且将变压器的
同名端改为原边的上端和副边的上端为同名端,或它们的下端为同名端。改正后的电路如解图P8.11(b)、(c) 所示。
(b) (c)
解图P8.11
8.13试分别指出图P8.13所示电路中的选频网络、正反馈网络和负反馈网络,并说明电路是否满足正弦波振荡的条件。
(a) (b)
图P8.13
解:在图(a)所示电路中,选频网络:C和L;正反馈网络:R3、C2和Rw ;负反馈网络:C和L。电路满足正弦波振荡的相位条件。
在图(b)所示电路中,选频网络:C2和L;正反馈网络:C2和L ;负反馈
网络:R8。电路满足正弦波振荡的相位条件。
8.14试分别求解图P8.14所示各电路的电压传输特性。 (a) (b) (c) (d) (e)
图P8.14
解:图(a)所示电路为单限比较器,uO??UZ??18V,UT??3V,其电压传输特性如解图P8.14 (a)所示。
图(b)所示电路为过零比较器,UOL??UD??0.2V,UOH??UZ??6V,
UT?0V。其电压传输特性如解图P8.14(b)所示。
图(c)所示电路为反相输入的滞回比较器,uO??UZ??6V。令
求出阈值电压:UT1?0V,UT2?4V 其电压传输特性如解图P8.14(c)所示。
图(d)所示电路为同相输入的滞回比较器,uO??UZ??6V。令
求出阈值电压:UT1?1.5V,UT2?7.5V 其电压传输特性如解图P8.14(d)所示。
图(e)所示电路为窗口比较器,uO??UZ??5V, ?UT??3V,
其电压传输特性如解图P8.14(e)所示。
(a) (b) (c)
(d) (e)
解图P8.14
8.15 已知三个电压比较器的电压传输特性分别如图P8.15(a)、(b)、(c)所示,它们的输入电压波形均如图(d)所示,试画出uO1、uO2和uO3的波形。
(a) (b)
(c) (d) 图P8.15
解:根据三个电压比较器的电压传输特性,画出在输入电压作用下它们的输出电压波形,如解图P8.15 所示。
解图P8.15
8.16 图P8.16 所示为光控电路的一部分,它将连续变化的光电信号转换成离散信号(即不是高电平,就是低电平),电流I 随光照的强弱而变化。
(1)在Al和A2中,哪个工作在线性区?哪个工作在非线性区?为什么? (2)试求出表示uO与iI 关系的传输特性。
图P8.16
解:(1)Al工作在线性区(电路引入了负反馈); A2工作在非线性区(电路仅引入了正反馈)。
(2) uO1与iI 关系式为:uO1?iIR1?100iI
uO与uOl的电压传输特性如解图P8.16(a)所示(UT1?0.5V,UT2?5.5V),因此uO与iI 关系的传输特性如解图P8.16 (b)所示。与UT1、UT2所对应的iI1、iI2分别为:
5?A和55?A。
(a) (b)
解图P8.16
8.17设计三个电压比较器,它们的电压传输特性分别如图P8.15 (a)、(b)、(c)所示。要求合理选择电路中各电阻的阻值,限定最大值为50kΩ。
解:具有图P8.15 (a)所示电压传输特性的电压比较器为同相输入的单限比较