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模拟电子技术期末考试
题型说明 各考点内容
符号 名称 考点 内容 考点 内容 考点 内容
A 填空题 01 半导体二极管基本电路 07 直流电源 13
B 选择题 02 晶体三极管基本放大电路 08
C 计算分析题 03 集成运算放大器单元电路 09
15 04 集成运算放大器基本应用 10
16 05 放大电路中的反馈 11
17 06 信号发生处理和变换电路 12
在纯净的半导体中掺入5价元素杂质，形成（ ）型半导体，在此种半导体中多数载流子是（
在纯净的半导体中掺入3价元素杂质，形成（ ）型半导体，在此种半导体中多数载流子是（
~0002 P,空穴
` PN结的导电特性是 。
` 为了使晶体管能有效地起放大作用，其管芯结构总是使：（1）发射区掺杂浓度 ；（2）集电结面积比发射结面积 。
` 夹断电压是（
）型场效应管的参数，开启电压是（ ）型场效应管的参数。
耗尽，增强
场效应管有（
）种载流子导电，场效应管是（
）型器件。
1，电压，电流
` 共射放大电路中输出电压与输入电压相位 。
` 在放大电路中，晶体管通常工作在 工作区。
~0008 放大
` 双极性晶体管工作在放大区的条件：发射结 ，集电结 。
~0009 正偏，反偏
` 场效应管三个电极分别为 极、 极和 极。
~0010 栅，源，漏
在单管共集放大电路中，输出电压与输入电压的极性 。
在单管共基放大电路中，输出电压与输入电压的极性 。
场效应管放大电路有共 、共 和共 三种基本形式 。
栅极，源极，漏极
` 场效应管从结构上可以分为
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模电模拟试题
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RC正弦波振荡电路
实​验​八​ ​ ​R​C​正​弦​波​振​荡​电​路
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于任务3.4 正弦波振荡器的制作与测试0的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：任务3.4 正弦波振荡器的制作与测试0 任务 3.4 正弦波振荡器的制作与测试【学习目标】本章从最基本的 555 信号发生器开始,依次介绍了 RC 正弦波振荡器、LC 正弦波振荡、石英晶体振荡器、集成芯片构成的波形变换器等,基本涵盖了在实际工作中比较常见的各类信号发生电路的基本原理,电路参数的计算、设计方法、仿真分析及实物制作。【基本要求】要求通过对本章的学习,达到的基本要求如下:了解函数信号发生器的组成;理解函数信号发生器的工作原理;熟悉电路设计的一般过程;会制作函数信号发生器;能调试、测量函数信号发生器;学习电路仿真与设计软件;会撰写函数信号发生器的设计与制作报告书。任务 1、 555 信号发生器任务描述1. 使用 555 设计一款信号发生器,功能要求如下:(1) 能同时产生三角波、方波和正弦波信号;(2) 产生信号的频率能在 0.867~1.144KHz 范围内可调;(3) 各类波形的失真较小。2. 备选器件:1)555 集成芯片一个;2)发光二极管 VD 一个;3)电阻:Rp 为 20KΩ电位器、R1=510Ω、R4=R5=R6=10KΩ、R2=1KΩ、R3=60KΩ;4 ) (来源：淘豆网[/p-9140468.html])电容: C1=100uF 、 C2=C3=0.01uF 、 C4=10uF 、 C5=0.47uF 、C6=C7==0.1uF。学习要求1. 培养文献检索与信息处理能力,如收集资料、消化资料;2. 掌握用 555 设计的信号发生器电路结构和电路原理;3. 了解用 555 设计信号发生器波形的转变方法;4. 掌握用简单元器件及芯片制作简单函数发生器的方法;5. 掌握电路仿真的分析方法,并根据结果分析影响测试的各种可能因素。3.4.1.1 背景知识1.555 时基电路的型号、参数我国目前广泛使用的 555 时基电路的统一型号是:双极型为 CB555,CMOS型为 CB7555。这两种电路每个集成片内只有一个时基电路,称为单时基电路。此外还有一种双时基电路,在一个集成片内包含有两个完全相同、又各自独立的时基电路。它们的型号分别是 CB556 和 CB7556。双极型和 CMOS 型时基电路在电特性上是有差别的,应该分别给出。至于双时基电路和单时基电路,除了静态电流,双时基电路应该是单时基电路的一倍以(来源：淘豆网[/p-9140468.html])外,其余参数是完全相同的。CB555 和 CB7555 的主要参数为:1)电源电压和静态电流CB555 使用的电源电压是 4.5~16 伏,CB7555 的电压范围比较宽,可以从 3~18 伏。静态电流也叫电源电流,是空载时消耗的电流。在电源电压是 15 伏时,CB555 的静态电流典型值是 10mA,CB7555 是 0.12mA。电源电压和静态电流的乘积就是静态功耗。可见 CMOS 型时基电路的静态功耗远小于双极型时基路。2)定时精度555 电路在作定时器使用时,CB555 和 CB7555 的定时精度分别是 l%和 2%。3)阈值电压和阈值电流当 555 电路阈值输入端所加的电压≥2/(或 VDD)时,能使它的输出从高电平 1 翻转成低电平 0。电压值 2/ 就是它的阈值电压 VTH。促使它翻转所需的电流称为阈值电流 ITH。CB555 的 ITH 值约为 0.1mA;而 CB7555 的 ITH 值只需 50pA(1pA=10-9mA)。4)触发电压触发电流当 555 电路触发输入端所(来源：淘豆网[/p-9140468.html])加的电压≤1/(或 VDD)时,能使它的输出从0 翻转成 1。电压值 1/ 就是它的触发电压 VTR。促使它翻转所需的电流称为触发电流 ITR。CB555 的 ITR 值约为 0.5mA;而 CB7555 的 ITR 值只需 50pA。5)复位电压和复位电流在 555 电路的主复使端上加低电平可以使输出复位,即 Vo=0。所加的复位电压 VMR 应低于 1 伏。复位端所需的电流称为复位电流 IMR。CB555 的 IMR 约为400mA;而 CB7555 的 IMR 只需 0.1mA。6)放电电流555 电路在作定时器或多谐振荡器使用时,常常利用放电端给外接电容一个接地放电的通路。放电电流要通过放电管,因此它的电流要受到限制,电流太大会把放电管烧坏。规定 CB555 的放电电流 IDIS 不大于 200mA。CB7555 因为受MOS 管几何尺寸的限制,放电电流 IDIS 的值比较小,约在 10 ~ 50mA 之间,而且是随电源电压 VDD 的数值变化的;使用的电源电压越高,放电电流值越大。7(来源：淘豆网[/p-9140468.html]))驱动电流驱动电流是指 555 电路向负载提供的电流,也叫负载电流 IL。根据 555 电路的输出状态和负载的接法可以分成拉出电流和吸入电流两种。当输出是高电平而负载的一端接地时,负载电流从 555 电路内部流出经过负载入地,因此称为拉出电流。当输出是低电平而负载的一端接在电源正极时,负载电流从电源正极通过负载流入 555 内部后入地,因此称为吸入电流。这两种电流都起到驱动负载的作用,因此统称为负载电流或驱动电流。对 CB555 来讲,这两种电流的最大值都是200mA。对 CB7555 来讲,吸入电流稍大,大约是 5~20mA;拉出电流较小,约是 1~5mA。而且它们的数值也是随着电源电压的提高而增大的。8)最高工作频率555 电路在作振荡器使用时,输出脉冲的最高频率可达 500kHz。2.CB555 与 CB7555 的性能比较和选用从以上介绍看到,CB556 的突出优点是驱动能力强,而 CB 7555 的突出优点是电源电压范围宽、输入阻抗高、功耗低。因此在实际应用中,在负载轻、要求功耗低和(来源：淘豆网[/p-9140468.html])使用较低电源电压以及定时要求长(定时电阻&10 兆欧)的场合,应核选用 CB7555 或 CB7556。而在负载较重的场合则应选用 CB 555 或 CB5563.注意特殊型号和特殊封装在使用中有时会遇到一些特殊型号和特殊封装,这时首先应核查阅资料,弄清它们的型号、封装和引脚以及电特性。例如日本三菱公司的 M51841 是时基电路;而美国国家半导体公司的 MM555 是模拟门开关电路。3.4.1.2 案例分析1.方案设计波形转变方框图如图 3.1 所示。图 3.1 NE555 振荡器方框图2.硬件设计1)器件介绍NE555 集成电路是日本东芝公司的产品,它是一种多用途的单片中规模集成电路,具有定时精度高、温度漂移小、速度快、可直接与数字电路相连、结构简单、功能多、驱动电流较大等优点。NE555 是属于 555 系列计时 IC 的其中一种型号,555 系列 IC 的引脚功能及运用都是相似的,只是型号不同和价格不同而已,其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同。555 是一个用途很广且相当(来源：淘豆网[/p-9140468.html])普遍的计时IC,只需少数电阻和电容,便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉冲信号。NE555 的特点为以下内容:a.只需简单的电阻器、电容器,即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广,可由几微秒至几小时之久;正弦波多谐振荡器方波三角波积分滤波积分器(低通滤波)b.其操作电源范围极大,可与 TTL、CMOS 等逻辑闸配合,也就是其输出准位及输入触发准位,均能与这些逻辑系列的高、低态组合;c.其输出端的供给电流大,可直接推动多种自动控制的负载;d.其计时精确度高,温度稳定度佳,而且价格便宜。(1)NE555 的基本结构与引脚功能。NE555 为 8 脚时基集成电路。它的内部一共集成了 21 个晶体管、4 个二级管和 16 个电阻器,含有两个电压比较器,一个由 3 只 5
电阻组成分的分压器,一个 RS 触发器,一个放电晶体管和一个功率输出级。(a)NE555 的基本结构(b)NE555 的引脚图 3.2 NE555 的基本结构及引脚图中,各引脚的功能参数如表 3-1 所示。表 3-1 NE55(来源：淘豆网[/p-9140468.html])5 引脚功能参数引脚编号英文缩写引脚功能○1 GND 接地○2 VI2(—T—R) 触发○3 Vo 输出○4—RD 复位○5 Vco 控制电压○6 VI1(TH) 阀值○7 Vo(DISC) 放电○8 Vcc 电源(+5V)(2)NE555 的工作过程555 定时器的工作原理为:当 5 脚悬空时,比较器 1V 和 2V 的比较电压分别为2/V 和 1/V 。a.当 6 脚的电压大于 2/V ,2 脚的电压大于 1/V 时,比较器 1V 输出低电平, 2V 输出高电平,基本 RS 触发器被置 0,放电三极管 T 导通,输出端 OUT为低电平;b.当 6 脚的电压小于 2/V ,2 脚的电压小于 1/V 时,比较器 1V 输出高电平, 2V 输出低电平,基本 RS 触发器被置 1,放电三极管 T 截至,输出端 OUT 为高电平;c.当 6 脚的电压小于 2/V ,2 脚的电压大于 1/V 时,比较器 1V 输出高电平, 2V 也输出高电平,即基本触发器 R=1,S=1,触发器状态不变,电路亦保持原(来源：淘豆网[/p-9140468.html])状态不变。由于阀值输入端(TH)为高电平(&2/V )时,定时器输出低电平,因此也将该端称为高触发端;由于阀值输入端( RT )为低电平(&1/V )时,定时器输出高电平,因此也将该端称为低触发端。如果在电压控制端(5 脚)施加一个外加电压(其值在 0~ CCV 之间),比较器的参考电压将发生变化,电路相应的阀值、触发电平也将随之变化,并进而影响电路的工作状态。另外, R 为复位输入端,当 R 为低电平时,不管其他端输入端的状态如何,输出 OUT 为低电平,即 R 的控制级别最高。正常工作时,一般应将其接高电平。总上,列出 555 定时器的功能表为:表 3-2 555 定时器的功能输入输出TH RT R OUT VT× × 0 0 导通&2/V &1/V 1 0 导通&2/V &1/V 1 不变不变&2/V &1/V 1 1 截止从它的工作过程可以看出,它的输入可以不一定是逻辑电平,可以是模拟电平,因此,该集成电路兼有模拟和数(来源：淘豆网[/p-9140468.html])字电路的特色。2)电路设计(1)555 组成的多谐振荡器图 3.3 555 组成的多谐振荡器接通电源后,电容 C2 被充电,当 Vcc 上升到 2/ 时,,振荡器 Vo 输出为 0,此时放电管导通,使放电端(DIS)接地,电容 C2 通过 RP、R3 对地放电,使 Vcc 下降。当 Vcc 下降到 1/ 时,振荡器 Vo 输出翻转成 1,此时放电管又截止,使放电端(DIS)不接地,电源 Vcc 通过 R2、RP 和 R3 又对电容 C2 充电,又使 Vcc 从 1/ 上升到2/,触发器又发生翻转,如此周而复始,从而在输出端 Vo 得到连续变化的振荡脉冲波形。电容放电时间常数为:TPl=(RP+R3)*C2电容充电时间常数为:TPh=(R3+RP+R2)*C2占空比=TPh/TPh+TPl (3.1)振荡频率 f=1/TPh+TPl (3.2)(2)积分电路图 3.4 积分电路图电路的时间常数 R*C,构成积分电路的条件是电路的时间常数必须大于或等于10 倍于输入波形的宽度。(3)RC 低通滤波(来源：淘豆网[/p-9140468.html])器让低频信号通过,而对对高频信号起衰减作用。图 3.5 RC 积分电路图(4)总体电路图 3.6 NE555 信号发生器电路图发光二极管用作电源指示(连通电源时亮),C1 是电源滤波电容。C2 为定时电容,C2 的充电回路是 R2→R3→RP→C2;C2 的放电回路是 C2→RP→R3→IC 的 7 脚(放电管)。电位器 RP 可以调节占空比,在本电路中由于 R3+RP》R2,所以充电时间常数(R3+RP+R2)*C2 与放电时间常数(RP+R3)*C2 近似相等,所以由多谐振荡器的 3脚输出的是近似对称方波。按图所示元件参数,根据公式(3.2)可以求得其频率为 0.867~1.144KHz,同时调节电位器 RP 可改变振荡器的频率。方波信号经 R4、C5 积分网络后,输出三角波。三角波再经 R5、C6 低通滤波器(能够让低频信号通过而不让中、高频信号通过的电路,其作用是滤去音频信号中的中音和高音成分,增强低音成分),输出近似正弦波。该信号发生器如图 3.6 所示电路可同时产生方波、三角波、正弦波并输出,特别适合电子爱好者或学生制作。电路简单、成本低廉、调整方便。3)元件参数的计算因为 RP+R3》R2,由式(6.1)可知,占空比=TPh/TPh+TPl=R3+RP+R2/R3+RP+R2+R3+RP≈50%由式(6.2)可知,振荡频率 f=1/TPh+TPl≈1.43/(2R3+2RP+R2)*C2当 RP=0 时,f=1.144KHz,当 RP=20KΩ时,f=0.867KHz。3.4.1.3 电路仿真分析Multisim 仿真的电路图如下。图 3.7 NE555 信号发生器仿真电路图1.当 RP=0%时的波形图 3.8 (a)方波输出图 3.8 (b)三角波输出图 3.8 (c)正弦波输出2.当 RP=100%时的波形图 3.8 (d)方波输出图 3.8 (e)三角波输出图 3.8 (f)正弦波输出播放器加载中，请稍候...
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任务3.4 正弦波振荡器的制作与测试0 任务 3.4 正弦波振荡器的制作与测试【学习目标】本章从最基本的 555 信号发生器开始,依次介绍了 RC 正弦波振荡器、LC 正弦波振荡、石英晶体振荡器、集成芯片构成的波形变换器等,基本涵盖了在实际工作中比较常见的各类信号发生电路的基本原理,电路参数的计算、设计方法、仿真分析及实物制...
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