39kΩ T1 50kΩ U2π S1 - + + N1 ∞ 300pF2.7kΩ 2.7kΩ ∞ 2.7kΩ UA T2 I3 - + + N2 Uλa 300pF2.7kΩ RP T3 300pF2.7kΩ 2.7kΩ UB T4 ∞ - + N4 + 50kΩ URa - ∞ + + N3 2.7kΩ 2.7kΩ 300pF2.7kΩ2.7kΩ 50kΩ UΔa

为了获得平均波长λa, 需将Ra乘以2π再除以Δa，为实现这一运算采用N1、N3、N4

三个对数运算电路，其输入分别为代表2π、Ra和Δa的电压U2π、URa和UΔa。UA等于T1和T3的-Ube之和，它与?ln2??lnRa??ln(2?Ra)成正比，UB与

-lnΔa成正比。N2是指数电路，T2的-Ube等于UB-UA，它与ln经T2的Ia与

2?Ra成正比，从而T2输出与λa成正比的电压。 ?a

2?Ra成正比，流 ?a5-4 图5-38中所示是利用乘法器和运算放大器组成的功率测量电路。设

ui?2Usin?t，iL?2Isin(?t??)，Ri??ZL，ZL是负载，iR3和iL相比可以忽

略，试写出uo和ui、iL的关系式，并证明当uo经过RC滤波器(RC??2π/?)后，其平均值Uo代表有功功率。

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R1ui~R2RiiLR4R3iR3xyzZLN1xyzN2uoRCUo图5-38 第五章题4图5-5

如何用乘法器构成立方运算电路？

Uilg?3lg-1Uo=Ui35-6

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。

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。

Uo/V100-2203040t/ms5-8

试说明串联电阻提高微分电路高频稳定性的原理。

o

电路在高频时，反馈网络产生了一个接近于90相位滞后，它与运放的滞后结合在一

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起，很容易产生自激振荡，串联电阻在输入端，可以降低相移，从而提高微分电路高频稳定性。

5-9 如何通过实验校准PID调节器。

图5-26a电路的调整和校准如下:首先，闭合开关S，使积分电容CI充分放电；调整

RD?0，使微分器无输出，此时电路相当于纯比例调节器；然后在输入端加入方波信号，

调节RP，使AP从零逐渐增大，直到产生如图5-26 b上方曲线所示的有轻度衰减的振荡，这相当于无微分环节时，相位裕度??15?；再通过逐步增加RD来降低微分临界频率fD，使其从无穷大下降，直到出现图b中下部曲线；最后，调节偏差W-X的过渡状态，这时断开开关S，调节RI使积分临界频率fI增加，直到过渡状态持续时间最小。

5-10 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 R 1 Ui N1 U1 V D1 R 2 UC N 2 U o

S V D2

第六章 信号转换电路

6-1 常用的信号转换电路有哪些种类？试举例说明其功能。

C 常用的信号转换电路有采样/保持（S/H）电路、电压比较电路、V/f（电压/频率）转换器、f/V（频率/电压）转换器、V/I（电压/电流）转换器、I/V（电流/电压）转换器、A/D（模/数）转换器、D/A（数/模）转换器等。

采样/保持（S/H）电路具有采集某一瞬间的模拟输入信号，根据需要保持并输出采集的电压数值的功能。这种电路多用于快速数据采集系统以及一切需要对输入信号瞬时采样和存储的场合，如自动补偿直流放大器的失调和漂移、模拟信号的延迟、瞬态变量的测量及模数转换等。

模拟电压比较电路是用来鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路。比较器的输出反映两个输入量之间相对大小的关系。比较器的输入量是模拟量，输出量是数字量，所以它兼有模拟电路和数字电路的某些属性，是模拟电路和数字电路之间联系的桥梁 ，是重要的接口电路。可用作鉴零器、整形电路，其中窗口比较电路的用途很广，如在产品的自动分选、质量鉴别等场合均用到它。

V/f（电压/频率）转换器能把输入信号电压转换成相应的频率信号，广泛地应用于调频、调相、模/数转换器、数字电压表、数据测量仪器及远距离遥测遥控设备中。f/V（电

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压/频率）转换器把频率变化信号线性地转换成电压变化信号。广泛地应用于调频、调相信号的解调等。

V/I（电压/电流）转换器的作用是将电压转换为电流信号。例如，在远距离监控系统中，必须把监控电压信号转换成电流信号进行传输，以减少传输导线阻抗对信号的影响。I/V（电流/电压）转换器进行电流、电压信号间的转换。例如，对电流进行数字测量时，首先需将电流转换成电压，然后再由数字电压表进行测量。在用光电池、光电阻作检测元件时，由于它们的输出电阻很高，因此可把他们看作电流源，通常情况下其电流的数值极小，所以是一种微电流的测量。随着激光、光纤技术在精密测量仪器中的普及应用，微电流放大器越来越占有重要的位置。

在以微型计算机为核心组成的数据采集及控制系统中，必须将传感器输出的模拟信号转换成数字信号，为此要使用模/数转换器（简称A/D转换器或ADC）。相反，经计算机处理后的信号常需反馈给模拟执行机构如执行电动机等，因此还需要数/模转换器（简称D/A转换器或DAC）将数字量转换成相应的模拟信号。

6-2 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。 选择要求如下：

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。

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。 uGS>UT>0, uDS> uGS- UT

6-4 试用多路模拟开关CD4051（参见图6-7）设计一程控放大电路

INH A R3 R4 R5 12B10 C

16 1 5 6 11 9 CD4051 3 8-E+E R f1

+

ui i_ +R1 R22 uoo 图X6-1

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。

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