4-8 一电路结构如图4-26。其中R0?R1?R5?10k?，R2?4.7k?，R3?47k?，
R4?33k?，C1?C2?0.1?F。试确定当电阻R0断开与接入时电路功能分别是什么？并计算相应的电路参数Kp、f0与Q。
令R0断路，输出Uo1(s)?f1(s)Ui(s)；令R1断路，输出Uo2(s)?f2(s)Uo(s)。
因R0?R1， 故f1(s)?f2(s)?f(s),
Uo(s)?f1(s)Ui(s)?f2(s)Uo(s)?f(s)[Ui(s)?Uo(s)]
R5 R0 R1 C1 ui(t) R2 C2 R3 - ∞ + R4 - ∞ + uo(t)
+ N1 + N2 习题4-8图
电阻R0断开时，前级电路与图4-14c完全一样，是一个无限增益多路反馈型二阶带通滤波器，后级是一个反相放大器，增益为?R5/R4??0.3030。
sUoR5R1C2?UiR4s2?1(1?1)s?R1?R2R3C1C2R1R2R3C1C2这时电路功能仍为带通滤波器
1R5R3C1f?Kp??0.7121，02πR4R1(C1?C2)R1?R2?129.8Hz
R1R2R3C1C2??2R1R2?0.522
R3(R1?R2)电阻R0接入时，最后可得到其传递函数
R5sUoR1R4C2? R5R1?R2111Ui2s?[(?)?]s?R3C1C2R1R4C2R1R2R3C1C2在选定参数情况下仍为带通滤波器，电路参数f0不变，Kp?2.474，??0.15。 4-11 一个二阶带通滤波器电路如图4-11 c所示，其中R1?56k?，R2?2.7k?，
R3?4.7k?，R0?20k?，R?33.k?，C1?1?F，C2?0.1?F。求电路品质因
数Q与通带中心频率f0。当外界条件使电容C2增大或减小1%时，Q与f0变为多少？当电阻R2增大或减小1%，或当电阻R2减小5%时Q与f0变为多少？
由式(4-36)与(4-37)可得到：
11
f0?12πR1?R2?111R0????113.6r/s ?144.6Hz 0?QR1C1R3C1R3C2RR2C1R1R2R3C1C2Q?8.000
当电容C2增大1%时，仍按上面两式计算得到f0?143.9Hz，Q=9.772。当电容C2减小1%时，f0?145.4Hz，Q=6.762。当电阻R2增大1%时，f0?144.0Hz，Q=6.659。当电阻R2减小1%时f0?145.3Hz，Q=10.04。当电阻R2减小5%时，Q值变负，电路自激振荡。 4-12在图4-19中，当R03开路，并且R01R3?R02R2时u0为高通输出，u1输出性质如何？
因为u0为高通输出，u0经过一个积分环节输出，相当于乘以一个积分运算符
?1/(R5C2s)，所以u1为带通输出。从传递函数也可以证明这一点，令第一级运放输出为u2：
u2(s)??R2R2ui(s)?u1(s)
R01(1?sR2C1)R1(1?sR2C1)1R4R4uo(s) uo(s)??u2(s)?ui(s)，u1(s)??R3R02R5C2s解之得到
R4R411s?(?)R5C1C2R02R2R01R3u1(s)R02R5C2 ?R1ui(s)4s2?s?R2C1R1R3R5C1C2因为R01R3?R02R2，所以u1为带通输出。
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Uo与输入电压Ui的关系表达式。
R1/nR1UiR1/(n-1)qR2R2UoN图5-37 第五章题1图
输出电压Uo与输入电压Ui的关系表达式为：
Uo??2nq?n?Ui
5-5
图5-14 a所示的积分电路中，积分电容C=1?F，? =100ms，若放大器的U0s=2mV，要求输入偏置电流Ib对积分器的影响不超过U0s影响，试选择运算放大器的Ib。
12
Ib?U0sC??20nA
5-7 图5-22所示的积分电路中， 若Ui为占空比1:1的方波信号，其幅值为 ±2V，周期为20ms，试画出相应的Uo波形图。设t=0时，Uo=0， R1=R2=10k?，C=1?F。 5-8 试画出能检测一个任意波形的正向峰值电压的电路原理图。
R 1 Ui N1 R 1 V D1 R 2 S Uo/V U1 UC C N 2 Uo
V D2 10 20 30 40 t/ms 0 -2
第六章 信号转换电路
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。 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。
运算放大器：选用输入偏置电流小、带宽宽及转换速率（上升速率）大的运算放大器；输入运放还应具有大的输出电流。 3、存储电容：
选用介质吸附效应小和泄漏电阻大的电容器，如聚苯乙烯，钽电容和聚碳酸脂电容器等。
(原因：当电路从采样转到保持，介质的吸附效应会使电容器上的电压下降，被保持的电压低于采样转保持瞬间的输入电压，峰值检波器复位时，电容放电，介质吸附效应会使放电后的电容电压回升，引起小信号峰值的检波误差。电容器的泄漏电阻引起电容上的保持电压随时间逐渐减小，降低保持精度） 4、什么是电容的吸附效应？
在实际电容器中，电容器介质的偶极子及其界面极化的形成和消失都不可能瞬时实现，往往需要一定的时间，因而使电介质常数随信号频率和环境温度变化，不能近似为常数 5、从元件方面来看，提高精度的重要措施是：
1、减小各种漏电流和偏置电流，选用介质吸附效应小的电容器，减小开关导通电阻等的影响。
2、提高工作速度的措施是提高开关速度，减小开关极间电容的影响，选用上升速率和输出电流大的运算放大器。
6-3 为了使NMOS场效应晶体管工作在饱和区（或放大区），请写出UGS、UDS应有的极性和UDS
应有的大小范围。
13
uGS>UT>0, uDS> uGS- UT
6-5 试分析图6-36中各电路的工作原理，并画出电压传输特性曲线。
VS1 VS2 R1 R2 ∞ - + + N R3 R a)
图6-36 题6-5图
此电路为一施密特电路。比较器输出的高、低电压分别为稳压管稳压值UZ、-UZ，因此运算放大器同相端两个门限电压为：
b) uo
ui UR R2 R1 - + + N VD2 uo VS
R3 VD1 ∞ ui UR U1?R3R2UZ?URR2?R3R2?R3,U2??R2R3UZ?URR2?R3R2?R3当ui< UR时，VD1截止，uo输出为稳压管稳压值UZ ；当ui> UR时，VD1导通，运算放大器输出负向饱和电压-E，VD2截止，uo=0，此时运算放大器同相端门限电压为： 当 ui由大变小并小于UT时，uo = UZ。
UT??uo UZ R2RUZ?URR2?RR2?Ruo UZ O -UZ U2 U1 ui
O a)
图X6-2
UT UR ui
b) 其电压传输特性如图X6-2所示：
6-6 如果要将4～20mA的输入直流电流转换为0～10V的输出直流电压， 试设计其转换电路。 该转换电路如图X6-3所示。 根据图X6-3电路，有
uo?(1?R3R)iR1R?3 3UbR2R2∞ - R2 Ub
ui i R1 R4 14 + N + uo
图X6-3 取R1=250Ω，当i=4mA时，ui=1V，当i=20mA时，ui=5V。 因此要求
R3Ub?1,R2(1?R3)?5?11R2有 R3/ R2=6/5，Ub=5/6(V)，取R2=10k，R3=12k，R4= R2// R3=5.45k，取R4=5.6k 。
6-7 如果要求一个D/A转换器能分辨5mV的电压，设其满量程电压为10V，试问其输入端数字
量要多少数字位。
当满量程电压为UF =10V时，有：
UF?5mV,n2取n=11，即输入端数字量要11位。
2n?20006-8 图6-25所示为加权电阻网络D/A转换器，若取n=8，UR=10V， R=2R1， 试求Din=00110011
时的值。 根据公式
2URR1uo??IoR1??R当Din=00110011时，输出电压为：
?di?1ni?2?iuo??2?10?R10?2?1?0?2?2?1?2?3?1?2?4?0?2?5?0?2?6?1?2?7?1?2?82R1??uo??1.996-9 一个6bit的D/A转换器，具有单向电流输出，当Din=110100时，io=5mA，试求Din =110011
时的io值。 当
io?k?D525?????D020?,k?Din=110100时，k值为：
55?42522?2?25 因此当Din =110011时，io为：
55?2?24?21?1??4.904mAio?526-10 一个6bit逐次逼近式A/D转换器，分辨率为0.05V，若模拟输入电压ui =2.2V，试求其
数字输出量的数值。
根据题意可知，2.2V的输入电压对应的数字量为101100。
第七章 信号细分与辨向电路
7-1
图7-31为一单稳辨向电路，输入信号A、B为相位差90?的方波信号，分析其辨向原理，并分别就A导前B 90?、B导前A 90?的情况，画出A?、Uo1、Uo2的波形。
A?、Uo1、Uo2的波形如图X7-1所示。
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(完整版)测控电路课后习题答案
