模拟电子书后习题答案第9章

【9-1】在下列各种情况下，应分别采用哪种类型(低通、高通、带通、带阻)的滤波电路？ 1．抑制50H Z 交流电源的干扰；
2．处理具有1kH Z 固定频率的有用信号； 3．从输入信号中取出低于2kH Z 的信号； 4．抑制频率为100kH Z 以上的高频干扰。

解：
1. 带阻；
2. 带通；
3. 低通；
4. 低通。

【9-2】试说明图9.11.1所示各电路，属于哪种类型的滤波电路，是几阶滤波电路，图(b)中2
R o
【2kH Z 解：
【路?图9.11.2 题9-4电路图
解：
（a ）高通滤波器，o 20i 111j U R U R ωω
=-⋅- ， 截止频率011
1
2πf R C =
（b ）低通滤波器，o 2i 10
11j U R U R ωω=-⋅+ ，截止频率021
2πf R C
=
【9-5】在图9.11.3所示电路中，已知通带放大倍数为2，截止频率为1kH Z ，C 1＝C 2=1μF 。

试选取电路中各电阻的阻值。

U i (s )
o (s )
解：
1210k R R == R =0.16k
【9-6】简述开关电容滤波电路的特点。

解：
1. 易集成，单片集成化。

2. 其时间常数依赖于电容的比值，可以实现大时间常数，且滤波器的参数准确性和稳定性高。

3. 与数字滤波器相比，它可以对模拟量的离散值直接进行处理，不需要模/数转换器，省略量化过程。

【9-7】什么是调制？什么是调幅、调频和调相？什么是解调 ？ 解：
将低频信息加载到作为信息载体的高频信号上，以便传输的信号处理过程，称为调制；解调是调制的逆过程，是指将调制信号与载波信号分离的信号处理过程。

用调制信号改变载波信号的幅度、频率、相位，相应的调制方法分别称为调幅、调频和调相调幅波的特点是频率与载波信号的频率相等，幅度随输入信号幅度的变化而变化；调频波的特点是幅度与载波信号的幅度相等，频率随输入信号幅度的变化而变化；调相波的特点是幅度与载波信号的幅度相等，相位随输入信号幅度的变化而变化。

【9-8】电路的波形图如图9.11.4所示，它是什么调幅波形？在图中标出调制信号和载波信号。

图9.11.4 题9-8波形图
解：
标准调幅波，（a ）为调制信号，（b ）为载波信号。

【9-9】如图9.11.5所示，如果F 1和F 2分别表示调制信号频率的上下限，C f 为载波信号频率，试写出上下边带范围。

图9.11.5 题9-9频带图
解：
下边带：c 2c 1()~()f F f F --，上边带：c 1c 2()~()f F f F ++
【9-10】 一个调幅电路，调制信号的频率为10kH Z ~20kH Z ，载波信号频率为10MH Z ，试画出该调幅波的频谱图。

解：
【9-11】图9.11.6(a)和(b)均为调幅波电路原理图，问同步检波器和峰值检波器分别可以对哪一种调幅波电路进行解调，为什么？
(a)
(b)
图9.11.6 题9-11电路图
解：
（a）同步检波；（b）峰值检波；（a）图产生的为双边带信号，无法用峰值检波。

【9-12】对于峰值检波器电路，调制信号的频率范围100Hz～10kHz，载波信号频率1MHz，峰值检波器的负载R=3kΩ，试计算电容参数和选择检波二极管的型号。

解：
根据峰值检波电路的原理，其时间常数应远大于载波信号的周期，才能保证将载波信号滤出；而又必须远小于调制信号的周期，才能保证输出能跟上调制信号的变化。

故有
，可求得330pF0.033F
Cμ
；可取C=3300pF
μμ
1s100s
RC
【9-13】锁相环有什么特点？如何利用锁相环实现调频信号的解调？
解：
锁相环电路是一个自动相位控制系统，在输入信号频率改变或含有噪声的情况下，产生与输入信号频率保持同步的输出信号。

环路锁定时，其输出信号频率与输入信号频率相等，二者保持一个固定的相位差值。

调频波的特点是频率随调制信号幅度的变化而变化。

当载波信号的频率与锁相环的固有振荡频率ω0相等时，压控振荡器输出信号的频率将保持ω0不变。

若压控振荡器的输入信号除了有锁相环低通滤波器输出的信号u c外，还有调制信号u i，则压控振荡器输出信号的频率就是以ω0为中心，随调制信号幅度的变化而变化的调频波信号。

由此可得调频电路可利用锁相环来组成，由锁相环组成的调频电路组成框图如图所示。

【9-14】 有一个频率合成电路如图9.11.7所示。

已知kHz 1000R =f ，分频系数M =5、N =10，写出信号的频率=o f ？
f f M
f /R
图9.11.7 题9-14方框图
解：
f R /M=f o /N f 0=N/M* f R =2000kHz
【9-15】设图9.11.8中模拟乘法器(K > 0)和运算放大器均为理想器件。

1．该电路能在几个象限工作？
2．推导u o 与u i1、u i2之间的关系式，指出该电路具有何种运算功能。

3．设K =0.1V -1，R 1=10k Ω，R 2=1k Ω，u i1和u i2极性相同且绝对值均为10V ，问输出电压u o =？
图9.11.8 题9-15电路图
解：
1. 要求u I2＞0，即为正极性，该电路只能在第一、第二象限工作。

2. 2i 1
o 1i 2
1R u u R K u =-
⋅⋅，该电路具有除法运算功能。

3. o 1V u =-
【9-16】 图9.11.9中的运算放大器和模拟乘法器都具有理想的特性，求o u 的表达式，已知0REF >U 。

图9.11.9 题9-16电路图
解：
在保证V REF >0的条件下，乘法器引入的是负反馈，用虚短、虚断的概念不难得到： u o =（1/K ）（1+R 1/R 2）（u i /U REF ）
【9-17】电路如图9.11.10所示，设图中器件均具有理想的特性，且 ,V 5i =U 1V 1.0-=K ，123f 10k R R R R ====Ω，计算?o =u
图9.11.10 题9-17电路图
【9-18】电路如图9.11.11所示，设所有器件均为理想的，乘法器的10.1V K -=，参考电压REF 0U a =，而1a 、2a 、3a 都是系数，求o U 的表达式。

u
图9.11.11 题9-18电路图
解：
2
o 1I 2.5V
u K u =⋅= 23
o2I o1I 1.25V u K u u K u =⋅⋅=⋅=
F F F o I o1o2122I o1o2()8.75V
R R R u u u u R R R u u u =-
⋅-⋅-⋅=-++=-
【9-19】用集成运放和模拟乘法器组成实现332210)(x a x a x a a x f +++=的运算电路。

解：
R
i
u
【9-20】电路如图9.11.12所示。

已知模拟乘法器及集成运放均为理想器件，电容C 上的初始电压为零，u i 为一交流输入电压。

试说明M 1、A
1、M 2和A 2各组成什么电路，写出u o1、u o2和u o 的表达式，并分析该电路的功能。

o
u
图9.11.12 题9-20电路图
解：
M 1构成平方电路，A 1构成积分器，M 2和A 2构成开平方电路。

整体为一个均方根电路。

2o1i 2
o2i o 1d u Ku u Ku t RC u ==-=
⎰。