工程师应该掌握的20个模拟电路(详细分析及参考答案)
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2微分和积分电路电压变化过程分析,
在图4-17所示电路中，激励源为一矩形脉冲信号，响应是从电阻两 端取出的电压，即，电路时间常数小于脉冲信号的脉宽，通常取。
图4-17微分电路图
因为t<0时，，而在t = 0时，突变到，且在0< t < t1 期间有：，相当于在RC串联电路上接了一个恒压源，这实际上就是RC串 联电路的零状态响应：。由于，则由图4-17电路可知 。所以，即：输出电压产生了突变，从0 V突跳到。
2计算:滤波电容的容量和耐压值选择
电容滤波整流电路输出电压Uo在√2U ~0.9U之间，输出电压的平均值取决于22放电时间常数的大小。
电容容量RC≧（3~5）T/2其中T为交流电源电压的周期。实际中，经常进一步L近似为Uo≈1.2U整流管的最大反向峰值电压U=√2U，每个二极管的平均电2RM2流是负载电流的一半。
1电路的作用：积分电路：延迟、定时、时钟1.低通滤波2.3.改变相角（减）积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波，还可将锯齿波转换为抛物波。微分电路：
1.提取脉冲前沿
2.高通滤波
3.改变相角（加）
微分电路是积分电路的逆运算，波形变换。微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波。
与滤波器的区别和相同点：原理相同，应用场合不同。
，放处开始放电。因为，所以电容从由于 又发生了突变并周而复始地进电进行得极慢，当电容电压还未衰减到时，
所示。行。这样，在输出端就得到一个锯齿波信号，如图4-20锯齿波信号在示波器、显示器等电子设备中作扫描电压。
越大，充、放进行得越缓慢，锯齿波信号的4-20波形可知：若由图
线性就越好。 从图4-20波形还可看出，是对积分的结果，故称这种电路为积分电路。
因为，所以电容充电极快。当时，有，则。 故在期间内，电阻两端就输出一个正的尖脉冲信号，如图4-18所示。
在时刻，又突变到0 V，且在期间有：= 0 V，相当于将RC串联电路短接，这实际上就是RC串联电路的零输入响应状态：
。
时，由于，故。
时，有因为，使，所以电容的放电过程极快。当
期间，电阻两端就输出一个负的尖脉冲信号，如图4-18，故在所示。
RC积分电路应满足三个条件：①为一周期性的矩形波；②输出电 压是从电容两端取出；③电路时间常数远大于脉冲宽度，即。
图4-19积分电路图
画出变化波形图
.
3计算:时间常数：RC
电压变化方程：
积分：Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,当t=to时，Uc=Uo.随后C充电，由于RC≥Tk,充电很慢，所以认为Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故
桥式整流电路一、
结加正向电压，处于导通状态；加反向电二极管的单向导电性：二极管的PN1压，处于截止状态。
伏安特性曲线;理想开关模型和恒压降模型：
理想模型指的是在二极管正向偏置时,其管压降为0,而当其反向偏置时,认为它的电阻为无穷大,电流为零.就是截止。恒压降模型是说当二极管导通以后,其管压降为恒定值,硅管为0.7V，锗管0.5 V
。电路时间常数远小于脉冲宽度，即应必须是从电阻两端取出的电压；③ 为一矩形脉冲信号，响应是从电容两端取出所示电路中，激励源在图4-19
，且电路时间常数大于脉冲信号的脉宽，通常取。的电压，即 时，仍有0 V上升到t =0时刻突然从因为时，，在 ， 串联状态的零状态响RC期间内，，此时为故。在 。应，即 由于，所以电容充电极慢。当时，。电容尚未充电 至稳态时，输入信号已经发生了突变，从突然下降至0 V。则在期间内， ，此时为RC串联电路的零输入响应状态，即。
2桥式整流电流流向过程：
当u2是正半周期时，二极管Vd1和Vd2导通；而夺极管Vd3和Vd4截止，负载R是的电流是自上而下流过负载，负载上得到了与u 2正半周期相同的电压；在Lu 2的负半周，u 2的实际极性是下正上负，二极管Vd3和Vd4导通而Vd1和Vd2截止，负载R上的电流仍是自上而下流过负载，负载上得到了与u 2正半周期L相同的电压。
相同点：都是用电路的幅频特性来工作。
2LC串联和并联电路的阻抗计算:串联时，电路阻抗为Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL-1/ ωC)并联时电路阻抗为Z=1/jωC∥(R+jωL)=考滤到实际中，常 ≈ZL,R<<有ω所以有
幅频关系和相频关系曲线：
3画出通频带曲线：π√LCfo=1/2计算谐振频率：微分电路和积分电路四.
3计算:Vo,Io,二极管反向电压
Uo=0.9U, Io=0.9U /R,U=√2 U2RM22L
二.电源滤波器
1电源滤波的过程分析：电源滤波是在负载R两端并联一只较大容量的电容器。L由于电容两端电压不能突变，因而负载两端的电压也不会突变，使输出电压得以平滑，达到滤波的目的。
波形形成过程：输出端接负载R时，当电源供电时，向负载提供电流的同时也L向电容C充电，充电时间常数为τ=（Ri∥RC）≈RiC,一般Ri〈〈R忽略Ri压L,L充降的影响，电容上电压将随u 2迅速上升，当ωt=ωt时，有u 2=u 0,此后u 21低于u 0，所有二极管截止，这时电容C通过R放电，放电时间常数为RC，放LL电时间慢，u0变化平缓。当ωt=ωt时，u 2=u 0,ωt后u 2又变化到比u 022大，又开始充电过程，u 0迅速上升。ωt=ωt时有u 2=u 0，ωt后，电容通33过R放电。如此反复，周期性充放电。由于电容C的储能作用，R上的电压波动LL大大减小了。电容滤波适合于电流变化不大的场合。LC滤波电路适用于电流较大，要求电压脉动较小的场合。
三.信号滤波器
把输入信号中不需要的信号成分衰减到足够小的程度，但:1信号滤波器的作用同时必须让有用信号顺利通过。
与电源滤波器的区别和相同点：两者区别为：信号滤波器用来过滤信号，其通带是一定的频率范围，而电源滤波器则是用来滤除交流成分，使直流通过，从而保持输出电压稳定；交流电源则是只允许某一特定的频率通过。
u波形4-18微分电路的u与图Oi 也就为同一周期正负尖脉冲波信由于为一周期性的矩形脉冲波信号，则4-18所示。号，如图尖脉冲信号的用途十分广泛，在数字电路中常用作触发器的触发信号；
在变流技术中常用作可控硅的触发信号。故称这种电路为这种输出的尖脉冲波反映了输入矩形脉冲微分的结果，
微分电路。响激Leabharlann Baidu必须为一周期性的矩形脉冲；②微分电路应满足三个条件：①
在图4-17所示电路中，激励源为一矩形脉冲信号，响应是从电阻两 端取出的电压，即，电路时间常数小于脉冲信号的脉宽，通常取。
图4-17微分电路图
因为t<0时，，而在t = 0时，突变到，且在0< t < t1 期间有：，相当于在RC串联电路上接了一个恒压源，这实际上就是RC串 联电路的零状态响应：。由于，则由图4-17电路可知 。所以，即：输出电压产生了突变，从0 V突跳到。
2计算:滤波电容的容量和耐压值选择
电容滤波整流电路输出电压Uo在√2U ~0.9U之间，输出电压的平均值取决于22放电时间常数的大小。
电容容量RC≧（3~5）T/2其中T为交流电源电压的周期。实际中，经常进一步L近似为Uo≈1.2U整流管的最大反向峰值电压U=√2U，每个二极管的平均电2RM2流是负载电流的一半。
1电路的作用：积分电路：延迟、定时、时钟1.低通滤波2.3.改变相角（减）积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波，还可将锯齿波转换为抛物波。微分电路：
1.提取脉冲前沿
2.高通滤波
3.改变相角（加）
微分电路是积分电路的逆运算，波形变换。微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波。
与滤波器的区别和相同点：原理相同，应用场合不同。
，放处开始放电。因为，所以电容从由于 又发生了突变并周而复始地进电进行得极慢，当电容电压还未衰减到时，
所示。行。这样，在输出端就得到一个锯齿波信号，如图4-20锯齿波信号在示波器、显示器等电子设备中作扫描电压。
越大，充、放进行得越缓慢，锯齿波信号的4-20波形可知：若由图
线性就越好。 从图4-20波形还可看出，是对积分的结果，故称这种电路为积分电路。
因为，所以电容充电极快。当时，有，则。 故在期间内，电阻两端就输出一个正的尖脉冲信号，如图4-18所示。
在时刻，又突变到0 V，且在期间有：= 0 V，相当于将RC串联电路短接，这实际上就是RC串联电路的零输入响应状态：
。
时，由于，故。
时，有因为，使，所以电容的放电过程极快。当
期间，电阻两端就输出一个负的尖脉冲信号，如图4-18，故在所示。
RC积分电路应满足三个条件：①为一周期性的矩形波；②输出电 压是从电容两端取出；③电路时间常数远大于脉冲宽度，即。
图4-19积分电路图
画出变化波形图
.
3计算:时间常数：RC
电压变化方程：
积分：Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,当t=to时，Uc=Uo.随后C充电，由于RC≥Tk,充电很慢，所以认为Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故
桥式整流电路一、
结加正向电压，处于导通状态；加反向电二极管的单向导电性：二极管的PN1压，处于截止状态。
伏安特性曲线;理想开关模型和恒压降模型：
理想模型指的是在二极管正向偏置时,其管压降为0,而当其反向偏置时,认为它的电阻为无穷大,电流为零.就是截止。恒压降模型是说当二极管导通以后,其管压降为恒定值,硅管为0.7V，锗管0.5 V
。电路时间常数远小于脉冲宽度，即应必须是从电阻两端取出的电压；③ 为一矩形脉冲信号，响应是从电容两端取出所示电路中，激励源在图4-19
，且电路时间常数大于脉冲信号的脉宽，通常取。的电压，即 时，仍有0 V上升到t =0时刻突然从因为时，，在 ， 串联状态的零状态响RC期间内，，此时为故。在 。应，即 由于，所以电容充电极慢。当时，。电容尚未充电 至稳态时，输入信号已经发生了突变，从突然下降至0 V。则在期间内， ，此时为RC串联电路的零输入响应状态，即。
2桥式整流电流流向过程：
当u2是正半周期时，二极管Vd1和Vd2导通；而夺极管Vd3和Vd4截止，负载R是的电流是自上而下流过负载，负载上得到了与u 2正半周期相同的电压；在Lu 2的负半周，u 2的实际极性是下正上负，二极管Vd3和Vd4导通而Vd1和Vd2截止，负载R上的电流仍是自上而下流过负载，负载上得到了与u 2正半周期L相同的电压。
相同点：都是用电路的幅频特性来工作。
2LC串联和并联电路的阻抗计算:串联时，电路阻抗为Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL-1/ ωC)并联时电路阻抗为Z=1/jωC∥(R+jωL)=考滤到实际中，常 ≈ZL,R<<有ω所以有
幅频关系和相频关系曲线：
3画出通频带曲线：π√LCfo=1/2计算谐振频率：微分电路和积分电路四.
3计算:Vo,Io,二极管反向电压
Uo=0.9U, Io=0.9U /R,U=√2 U2RM22L
二.电源滤波器
1电源滤波的过程分析：电源滤波是在负载R两端并联一只较大容量的电容器。L由于电容两端电压不能突变，因而负载两端的电压也不会突变，使输出电压得以平滑，达到滤波的目的。
波形形成过程：输出端接负载R时，当电源供电时，向负载提供电流的同时也L向电容C充电，充电时间常数为τ=（Ri∥RC）≈RiC,一般Ri〈〈R忽略Ri压L,L充降的影响，电容上电压将随u 2迅速上升，当ωt=ωt时，有u 2=u 0,此后u 21低于u 0，所有二极管截止，这时电容C通过R放电，放电时间常数为RC，放LL电时间慢，u0变化平缓。当ωt=ωt时，u 2=u 0,ωt后u 2又变化到比u 022大，又开始充电过程，u 0迅速上升。ωt=ωt时有u 2=u 0，ωt后，电容通33过R放电。如此反复，周期性充放电。由于电容C的储能作用，R上的电压波动LL大大减小了。电容滤波适合于电流变化不大的场合。LC滤波电路适用于电流较大，要求电压脉动较小的场合。
三.信号滤波器
把输入信号中不需要的信号成分衰减到足够小的程度，但:1信号滤波器的作用同时必须让有用信号顺利通过。
与电源滤波器的区别和相同点：两者区别为：信号滤波器用来过滤信号，其通带是一定的频率范围，而电源滤波器则是用来滤除交流成分，使直流通过，从而保持输出电压稳定；交流电源则是只允许某一特定的频率通过。
u波形4-18微分电路的u与图Oi 也就为同一周期正负尖脉冲波信由于为一周期性的矩形脉冲波信号，则4-18所示。号，如图尖脉冲信号的用途十分广泛，在数字电路中常用作触发器的触发信号；
在变流技术中常用作可控硅的触发信号。故称这种电路为这种输出的尖脉冲波反映了输入矩形脉冲微分的结果，
微分电路。响激Leabharlann Baidu必须为一周期性的矩形脉冲；②微分电路应满足三个条件：①