电工电子技术实验仿真EWB仿真

1、电工电子技术实验仿真EWB仿真第8章 模拟电子电路的分析与应用81 二极管的应用二极管的基本特性是单向导电性。利用它的单向导电性，二极管可以有多种用途。如整流、限幅、开关等。8.1.1 普通二极管1. 整流练习题8-1-1 电路如图8-1-1所示。已知，负载电阻，试画出、的波形，并求、 。图8-1-1 题8-1-1的 电路首先，说明二极管型号及参数的选择：用鼠标左键双击二极管，出现属性/模型标签页，如图8-1-2所示，选择National公司或Motorol2公司，然后选择二极管型号IN4150，接下来使用编辑（Edit）按钮查看二极管的参数，二极管的参数很多，但最重要的参数有两个，即正向压降

2、VJ和反向耐压参数BV，因为正向压降会影响输出电压的大小，而耐压不够，则会出现击穿。图8-1-2 二极管型号及参数的选择当二极管型号选定后，连接图8-1-3所示的测量电路，从电流表、电压表直接读数，即可得出、的值。图8-1-3 题8-1-1的测量电路然后用鼠标左键双击示波器，就会观察到半波整流的输出电压波形，如图8-1-4所示。由于，故波形的形状和的相同。注意，用示波器观察波形时，要选择合适的Time base档和V/Div档，否则观察不到真实的波形。若将二极管参数中的BV值改为10V，那么二极管就会反向击穿，波形见图8-1-5。 图8-1-4 半波整流的输出电压波形图8-1-5 二极管反向击

3、穿后的波形结论：该半波整流电路中，测得输出电压为4.122V，整流电流平均值为17.17V，与理论值， 近似吻合。练习题8-1-2 电路如图8-1-6所示，测量下列几种情况下的输出电压，并观察输出电压波形。（1）可变电容C = 0 uF ；（2）可变电容C为1%最大值（C=10uF）;（3）可变电容C为25%最大值；（4）可变电容C为95%最大值；（5）可变电容 C=1000uF，且负载开路（去掉RL = 100）图8-1-6 题8-1-2的电路图测量电路如图8-1-7所示，图8-1-7 题8-1-2的测量电路测量结果为： 该题使用了可变电容，通过改变可变电容的电容量（按键C或Shift-C）

4、，可以观察到桥式整流、桥式整流并带有电容滤波以及负载开路三种不同情况下输出电压大小的变化，同时还可以观察到电容容量的大小对输出电压纹波的影响。下面是题目中五种不同情况下测出的输出电压和用示波器观察到的输出电压波形：（1）桥式整流、无电容滤波时，输出电压为19.41V，波形如图8-1-8所示。图8-1-8（2）桥式整流、用较小的电容（C=10uF）滤波时，输出电压为19.80V，波形如图8-1-9所示。图8-1-9注意，此时的波形不同于第（1）种情况，它是高于水平线的。（3）桥式整流、用稍大一点的电容（C=250uF）滤波时，输出电压为25.86V，波形如图8-1-10所示。图8-1-10（4）

5、桥式整流、用再大一点的电容（C=950uF）滤波时，输出电压为26.32V，波形如图8-1-11所示。图8-1-11（5）桥式整流、电容（C=1000uF）滤波，且负载开路（去掉RL = 100）时，输出电压为33.74V，波形如图8-1-12所示。图8-1-12 注意上述示波器的V/Div档已由原来的10V/Div调为20V/Div 。结论：（1）桥式整流、无电容滤波时，测得输出电压为19.41V，与理论值，近似吻合；（2）桥式整流、电容滤波时，随着电容值的增加，输出电压的平均值增大，纹波减小；（3）桥式整流、电容滤波，但负载开路时，输出电压为一条直线，其值为33.74V，与理论值，近似吻合

6、。2. 限幅 练习题8-1-3 电路如图8-1-13所示，求AO两端的电压UAO，并判断二极管是导通，还是截止。图8-1-13 练习题8-1-3的电路测量时将电压表直接接到A、O两端，如图8-1-13所示，测量结果为 UAO = 6.618V 。由此可以判断出二极管处于导通状态。 该电路由于二极管的限幅作用，输出电压UAO被箝制在 6V左右。练习题8-1-4 求图8-1-14所示电路中AO两端的电压UAO，并判断二极管D1、D2是导通，还是截止。图8-1-14 练习题8-1-4的电路 测量时将电压表直接接到A、O两端，如图8-1-14所示，电压表显示 UAO = 5.262V，二极管D2两端为

7、正向电压，故该电路中D2优先导通，所以使UAO被箝制在 6V左右，这样D1两端为反向电压，故截止。 3. 开关二极管正向导通时相当于开关闭合，二极管反向截止时相当于开关断开。练习题8-1-5 电路如图8-1-15所示，已知 E = 5V， ，试画出输出电压的波形。图8-1-15 练习题8-1-5的电路观察波形需要用示波器。为了便于输出波形和输入波形对应观察，本例中示波器接入了两路信号，即A通道接输入信号、B通道接输出信号，观察波形时除了要选择合适的Time base档和V/Div档外，还要调节两个通道的水平位置，即Channel A和 Channel B的Y position，这样两路信号才能

8、上下错开，测量电路及示波器的档位选择如图8-1-15、图8-1-16所示。双击示波器，观察到的波形见图8-1-16。 图8-1-16 练习题8-1-5的测量波形从上述波形可以看出，当输入信号高于约5V电压时，二极管导通，可近似认为短路，故输出电压近似等于E值；当输入信号低于约5V电压时，二极管截止，可近似认为开路，故输出电压等于输入电压。练习题8-1-6 电路如图8-1-17所示，已知 E = 5V， ，试画出输出电压的波形。 图8-1-17 练习题8-1-6的电路测量电路及测量结果见图8-1-17、图8-1-18。图8-1-18 练习题8-1-5的测量波形8.1.2 特殊二极管1. 发光二极

9、管发光二极管外加正向偏置电压时会发光。通过下面的练习，会看到模拟的发光二极管发光。练习题8-1-7 电路如图8-1-19所示，观察发光二极管的发光情况。图8-1-19 练习题8-1-7的电路电路接好后，单击屏幕右上角的电源按钮，让开关K动作，就会观察到发光二极管的发光情况。 2. 稳压管稳压管是利用二极管的反向击穿特性来实现稳压的。在反向击穿区的一定范围内，即使流过管子的电流变化较大，管子两端的电压也会基本保持不变。从下面的例子可以进一步理解稳压电路的工作原理。练习题8-1-8 测量图8-1-20所示电路中的各支路电流，并观察负载电阻变化对各支路电流及输出电压的影响。图8-1-20 练习题8-

10、1-8的电路测试过程中，通过改变负载大小（按键R或Shift-R），可以观察到各支路电流及输出电压的变化情况。测试结果见表8-2-1。表8-1-1 练习题8-1-8的测试结果R（最大值的百分比）负载电流（mA）稳压管电流（mA）电源电流（mA）输出电压(V)95%6.49512.9419.556.1780%7.70911.7319.446.16850%12.317.17319.446.15535%17.502.09319.486.12330%（反向饱和与击穿的临界状态）19.990.01720.125.998 从测量结果可以看出，负载电流小，稳压管电流就大，负载电流大，稳压管电流则小，但无论负

11、载电阻如何变化，电源电流总是等于稳压管电流与负载电流之和，而输出电压则基本保持不变。83 阻容耦合放大电路要求1学会两级阻容耦合放大电路静态工作点的测试方法；2掌握两级阻容耦合放大电路电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性的测量方法。练习题8-3-1 测量图8-3-1所示两级放大电路的静态工作点，已知1 = 50，2 = 50，求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、频率特性及上、下限频率fH 、fL ，并观察输入、输出电压波形，比较其相位关系。图8-3-1 练习题8-3-1的两级阻容耦合放大电路1三极管型号、参数及信号源参数的选择：双击三极管，选择三极管的型号为2N2712和2N2714，使

12、用编辑（Edit）按钮修改两个三极管的（Fordward current gain coefficient）参数为50；再双击信号源，设定输入信号的频率为1KHz，幅度为1mV。2静态工作点的测量：测量电路如图8-3-2所示。图8-3-2 静态工作点的测量电路3电压放大倍数的测量：测量电路如图8-3-3所示，这里的电压表要选择交流（AC）档。 图8-3-3 电压放大倍数的测量电路电压表显示，输出电压 Vo = 166.8mV，所以，源电压放大倍数 4输入电阻的测量：在输入端接入电流表（用AC档），测量电路如图8-3-4所示，图8-3-4 输入电阻的测量电路由测量结果可知，输入电阻 5输出电阻的

13、测量：在输出端接一切换开关，测出空载电压、负载电压及负载电流，测量电路见图8-3-5。 图8-3-5 输出电阻的测量电路由测量结果可知，输出电阻 6频率特性的测量：将波特图仪接入电路中，如图8-3-6所示。双击波特图仪，在波特图仪的控制面板上，设定垂直轴的终值F为60dB，初值I为0dB，水平轴的终值F为20GHz，初值I为21mHz，且垂直轴和水平轴的坐标全设为对数方式（Log），观察到的幅频特性曲线如图8-3-7及图8-3-8所示。用控制面板上的右移箭头将游标移到中频段，测得电压放大倍数为44.52 dB，然后再用左移、右移箭头移动游标找出电压放大倍数下降3 dB时所对应的两处频率下限频率

14、fL和上限频率fH，这里测得下限频率fL为133.4Hz，上限频率fH为4.827MHz,两者之差即为电路的通频带f B W，这里f B W = fH fL ，约为4.827M Hz。图8-3-6 频率特性的测量电路图8-3-7 上限频率的测量结果图8-3-8 下限频率的测量结果7输入、输出波形的测量：将示波器的A通道接到电路的输入端、B通道接到电路的输出端，测量波形如图8-3-9所示。图8-3-9 输入、输出波形的测量结果结论：1共发射极放大电路和共集电极放大电路组成的两级放大器输出电压输入电压反相位。2总的电压放大倍数 3总的输入电阻 4总的输出电阻 （末极输出电阻）84 负反馈放大器要求

15、掌握负反馈放大电路交流性能的测量方法。练习题8-4-1 电路如图8-4-1所示，观察引入负反馈后对放大电路交流性能的影响。图8-4-1 练习题8-4-1的电路本电路中引入了电压串联负反馈。1观察负反馈对电压放大倍数的影响。测量电路如图8-4-2及图8-4-3所示，当A点接地时，电路处于开环状态，即未引入负反馈，当A、B两点短路时，电路处于闭环状态，即引入了电压串联负反馈。显然，闭环电压放大倍数比开环时降低了很多。测量结果见图8-4-2及图8-4-3。图8-4-2 开环电压放大倍数的测量图8-4-3 闭环电压放大倍数的测量2观察负反馈对电路通频带的影响。将波特图仪接入电路中，如图8-4-4所示，

16、双击波特图仪，当A点接地和AB点短路两种不同的联接方式时，可观察到两个不同宽度的通频带。测量结果见图8-4-5、图8-4-6、图8-4-7及图8-4-8。图8-4-4 频率特性的测量电路图8-4-5 开环时下限频率的测量结果 图8-4-6 开环时上限频率的测量结果图8-4-7 闭环时下限频率的测量结果图8-4-8 闭环时上限频率的测量结果开环时电路的通频带为 闭环时电路的通频带为 可见，引入负反馈能展宽通频带。3观察负反馈对输入电阻、输出电阻的影响。测量电路如图8-4-9所示，图8-4-9 开环时输入电阻、负载电压的测量电路及结果图8-4-10 开环时空载电压的测量电路及结果图8-4-11 闭

17、环时输入电阻、负载电压的测量电路及结果图8-4-12 闭环时空载电压的测量电路及结果由图8-4-9、图8-4-10、图8-4-11及图8-4-12的测量结果可知：开环输入电阻 闭环输入电阻 开环输出电阻 闭环输出电阻 可见，引入串联负反馈能提高输入电阻，引入电压负反馈能降低输出电阻。 练习题8-4-2 电路如图8-2-1所示，当输出电压出现图8-2-13、8-2-14的失真波形时，观察负反馈对失真的改善情况。在图8-2-1电路的基础上，针对图8-2-13电位器RBW增大到100%最大值时观察到的截止失真波形和图8-2-14电位器RBW减小到22%最大值时观察到的饱和失真波形，引入串联电流负反馈

18、（即断开10F的旁路电容）, 如图8-4-13所示。双击示波器，观察输出波形，结果见图8-4-14和图8-4-15。图8-4-13 引入串联电流负反馈后的电路图8-4-14 负反馈对截止失真波形的改善情况图8-4-15 负反馈对饱和失真波形的改善情况可见，引入负反馈后，失真波形得到了明显的改善，但这时的电压放大倍数明显降低了，这一点可从示波器B通道的V/Div 档看出。练习题8-4-3 试判断图8-4-16所示放大器的反馈类型。拨动开关Q，可以改变反馈的存在与否。图8-4-16 练习题8-4-3的电路通过比较开环输出电压和闭环输出电压的大小来判断是正反馈还是负反馈；通过比较开环输入电阻和闭环输

19、入电阻的大小来判断是串联反馈还是并联反馈；通过比较开环输出电阻和闭环输出电阻的大小来判断是电压反馈还是电流反馈。测量电路及结果见图8-4-17、图8-4-18、图8-4-19、图8-4-20。 图8-4-17 没有反馈时输入电阻及负载电压、负载电流的测量图8-4-18 没有反馈时空载输出电压的测量图8-4-19 反馈存在时输入电阻及负载电压、负载电流的测量图8-4-20 反馈存在时空载输出电压的测量由图8-4-17及图8-4-19的测量结果可知，引入反馈后输出电压减小，说明引入的是负反馈。由图8-4-17的测量结果可知，开环输入电阻为 由图8-4-19的测量结果可知，闭环输入电阻为 可见，引入

20、负反馈后输入电阻增大，说明引入的是串联负反馈。由图8-4-17及图8-4-18的测量结果可知，开环输出电阻为 由图8-4-19及图8-4-20的测量结果可知，闭环输出电阻为 可见，引入负反馈后输出电阻减小，说明引入的是电压负反馈。总之，该电路引入的是电压串联负反馈。练习题8-4-4 试判断图8-4-21所示放大器的反馈类型。拨动开关Q，可以改变反馈的存在与否。图8-4-21 练习题8-4-4的电路测量电路及结果见图8-4-22、图8-4-23、图8-4-24、图8-4-25。图8-4-22 没有反馈时输入电阻及负载电压、负载电流的测量图8-4-23 没有反馈时空载输出电压的测量图8-4-24

21、反馈存在时输入电阻及负载电压、负载电流的测量图8-4-25 反馈存在时空载输出电压的测量由图8-4-22及图8-4-24的测量结果可知，引入反馈后输出电压减小，说明引入的是负反馈。由图8-4-22的测量结果可知，开环输入电阻为 由图8-4-24的测量结果可知，闭环输入电阻为 可见，引入负反馈后输入电阻减小，说明引入的是并联负反馈。由图8-4-22及图8-4-23的测量结果可知，开环输出电阻为 由图8-4-24及图8-4-25的测量结果可知，闭环输出电阻为 可见，引入负反馈后输出电阻增大，说明引入的是电流负反馈。总之，该电路引入的是电流并联负反馈。85 差动放大电路要求1学会差动放大电路静态工作

22、点的测量方法；2掌握差动放大电路差动输入、单端输出的差模电压放大倍数的测试方法；3掌握差动放大电路差动输入、单端输出的共模放大倍数及共模抑制比的测试方法。练习题8-5-1 电路如图8-5-1所示，已知三极管型号为2N2712，= 50，测量其静态工作点，并求差模放大倍数、共模放大倍数及共模抑制比。图8-5-1 练习题8-5-1的电路该电路为长尾式差动放大电路。1测量静态工作点：测量静态工作点时需将输入信号短路，如图8-5-2所示。图8-5-2 静态工作点的测量电路测量结果为 2测量差模放大倍数：测量电路如图8-5-3所示，图8-5-3 差模放大倍数的测量电路图8-5-4 差模输入时的输入、输出

23、电压波形由测量结果可知，单端输出时差模放大倍数 这里输出电压与输入电压同相位，若输出电压从T1管的集电极取出，则输出电压与输入电压反相位。3测量共模放大倍数及共模抑制比：测量电路如图8-5-5所示，图8-5-5 共模放大倍数的测量电路图8-5-6 差模输入时的输入、输出电压波形由测量结果可知，共模放大倍数 于是可知，共模抑制比为 86 功率放大器要求1学会测量甲乙类、乙类放大电路的输出功率、输入功率，并计算效率；2观察到乙类工作状态下的交越失真。练习题8-6-1 已知电路为OCL互补对称功率放大电路，如图8-6-1所示，三极管型号为2N2712和2N3906，均为50，求甲乙类和乙类工作状态下

24、的电源输入功率和输出功率，并观察输出电压波形。图8-6-1 OCL互补对称功率放大电路测量甲乙类和乙类工作状态下电源输入功率和输出功率的电路如图8-6-2所示，开关Q、A接通上面，电路为甲乙类工作状态，开关Q、A接通下面，电路为乙类工作状态，如图8-6-4所示，测量时注意和电源相连的电流表、电压表要选择DC档，和负载相连的电流表、电压表要选择AC档。测量的输入、输出电压波形见图8-6-3、图8-6-5。图8-6-2 甲乙类工作状态下电源输入功率和输出功率的测试电路甲乙类工作状态下，电源输入功率为 输出功率为 所以，效率为 图8-6-3 甲乙类工作状态下输入、输出电压波形显然，输出电压波形没有失

25、真。图8-6-4 乙类工作状态下电源输入功率和输出功率的测试电路乙类工作状态下，电源输入功率为 输出功率为 所以，效率为 图8-6-5 乙类工作状态下输入、输出电压波形显然，在正负半轴交界的地方，输出电压波形出现了交越失真。87 场效应管要求1学会场效应管放大电路静态参数的测量方法；2掌握场效应管放大电路电压放大倍数及输入电阻的测量方法；3学会观察输出电压波形。练习题8-7-1 电路如图8-7-1所示，已知场效应管的型号为J2N3370，测量其静态参数，并求电压放大倍数及输入电阻，观察输出电压波形。图8-7-1 练习题8-7-1的电路该电路为源极跟随器。1测量静态参数： 测试电路及结果见图8-

26、7-2。图8-7-2 静态参数及输入电阻、电压放大倍数的测量电路注意，测量栅源电压的电压表和测量漏极电流的电流表要选择DC档。测量结果为压表和测量漏极电流的电流表要选择DC档。测量结果为：栅源电压 漏极电流 2测量电压放大倍数及输入电阻，测试电路见图8-7-2。测试结果为电压放大倍数 输入电阻 3观察输出波形，在电路输出端接示波器，见图8-7-2。波形结果如图8-7-3所示。图8-7-3 输入、输出电压波形结果表明，源极跟随器输出电压和输入电压是同相位的，而且电压放大倍数近于小于1，这和晶体管放大电路中的射极跟随器非常相似。88 运放的线性应用要求1学会基本运算放大电路输出电压波形的观察方法；

27、2掌握运算放大电路输出电压的测量方法； 练习题8-8-1 电路如图8-8-1所示，分别测量两种输入信号下对应的输出电压。该电路给出了两种输入电压信号，一种为直流0.1V，另一种为交流。测量电路及结果如图8-8-1、图8-8-2所示。注意，测量时图8-8-1中的电压表要选择DC档、图8-8-2中的电压表要选择AC档。图8-8-1 反相比例放大电路（输入信号加直流电压）图8-8-2 反相比例放大电路（输入信号加交流电压）结果表明：测量值与理论计算是相吻合的。练习题8-8-2 测量图8-8-3所示电路中各级运算放大电路的输出电压。图8-8-3 练习题8-8-2的电路在输出端接入直流电压表即可测出各级

28、输出电压，测试电路见图8-8-4。图8-8-4 各级输出电压的测量电路练习题8-8-3 对于图8-8-5所示电路，将集成运算放大器分别选为741和高精度的OP-07，测量各个电压、电流，比较两运放精度的差异。图8-8-5 练习题8-8-3的电路测量电路及结果如图8-8-6所示。图8-8-6 741和OP-07运算放大器的精度比较练习题8-8-4 由集成运算放大器构成的反相积分电路如图8-8-7所示，输入信号由波形发生器产生，观察输出波形。图8-8-7 反相积分电路双击信号发生器，选择频率为1Hz、幅值为1V的方波信号，将示波器接在放大电路的输出、输入端，如图8-8-7所示。打开仿真开关，双击示

29、波器，即可观察到图8-8-8所示的积分波形，注意，观察波形时示波器的Time base档和V/Div档要作相应的调整。图8-8-8 积分电路的输入、输出波形练习题8-8-4 由集成运算放大器构成的低通滤波电路如图8-8-9所示，观察其频率特性。图8-8-9 低通滤波电路将波特图仪接入电路中，如图8-8-10所示，打开仿真开关，双击波特图仪，则可观察到该低通滤波器的频率特性，见图8-8-11，注意，在波特图仪的控制面板上，设定垂直轴的终值F为10dB，初值I为20dB，水平轴的终值F为50KHz，初值I为1.1mHz，且垂直轴和水平轴的坐标全设为对数方式（Log），从频率特性曲线可以看出，该低通

30、滤波器的上限频率为5.708Hz。图8-8-10 频率特性的测试电路图8-8-11 低通滤波器的频率特性89 运放的非线性应用要求1能观察过零比较器的电压传输特性及输入、输出波形；2会观察滞回比较器的电压传输特性及输入、输出波形。练习题8-9-1 观察图8-9-1所示过零比较器电路的电压传输特性及输入、输出电压波形。图8-9-1 练习题8-9-1的过零比较器电路1用示波器观察电压比较器的电压传输特性：测试电路如图8-9-2所示，A通道接电路的输入端，B通道接电路的输出端，注意将示波器的工作方式（即坐标轴）设置成B/A，双击示波器，即出现图8-9-3所示的电压传输特性，为了使曲线清晰，观察时需调

31、整两通道的V/Div档。图8-9-2 电压传输特性的测试电路图8-9-3 过零比较器的电压传输特性2观察电压比较器的输入、输出波形：测试电路如图8-9-2所示，将示波器的工作方式设置为Y/T，双击示波器，即可观察到图8-9-4所示的波形，注意调整Time base档和V/Div档。图8-9-4 电压比较器的输入、输出电压波形由此可见，当输入电压大于零时，输出电压为负向饱和值20V，当输入电压小于零时，输出电压为正向饱和值20V，这正是电压比较器的显著特点。练习题8-9-2 已知集成运算放大器的型号为ideal，稳压二极管的型号为IN753A，其稳定电压值为6V，观察图8-9-5所示电路的电压传

32、输特性及输入、输出电压波形。图8-9-5 练习题8-9-2的电路1选择集成运算放大器的型号为ideal, 选择稳压二极管的型号为IN753A，编辑（Edit）其稳定电压参数（Zener test voltage at IZT）为6V。2观察电压传输特性，测试电路如图8-9-6所示，将示波器的工作方式设置为B/A，双击示波器，即可观察到该电路的电压传输特性，测试结果见图8-9-7。图8-9-6 电压传输特性的测试电路图8-9-7 电压传输特性的测试结果3观察输入、输出电压波形，测试电路如图8-9-6所示，只要将示波器的工作方式设置为Y/T，双击示波器，即可观察到该电路的输入、输出电压波形，测试结

33、果见图8-9-8。图8-9-8 输入、输出电压波形的测试结果由上述测量结果可知，当输入电压大于3V时，输出电压为+6V，当输入电压小于3V时，输出电压为6V。练习题8-9-3 电路如图8-9-9所示，已知稳压二极管的稳定电压值为12V，观察电压传输特性及输入、输出电压波形。图8-9-9 练习题8-9-3的电路1选择集成运算放大器的型号为ideal, 选择稳压二极管的型号为IN759A，编辑（Edit）其稳定电压参数（Zener test voltage at IZT）为12V。2观察电压传输特性，测试电路如图8-9-10所示，将示波器的工作方式设置为B/A，双击示波器，即可观察到该电路的电压传

34、输特性，测试结果见图8-9-11。图8-9-10 电压传输特性的测试电路图8-9-11 电压传输特性的测试结果3观察输入、输出电压波形，测试电路如图8-9-10所示，只要将示波器的工作方式设置为Y/T，双击示波器，即可观察到该电路的输入、输出电压波形，测试结果见图8-9-12。图8-9-12 输入、输出电压波形的测试结果由上述测量结果可知，当输入电压大于10V时，输出电压为12V，当输入电压小于10V时，输出电压为12V。练习题8-9-4 电路如图8-9-13所示，已知稳压二极管的稳定电压值为6V，观察电压传输特性及输入、输出电压波形。图8-9-13 练习题8-9-4的电路1选择集成运算放大器

35、的型号为ideal, 选择稳压二极管的型号为IN753A，编辑（Edit）其稳定电压参数（Zener test voltage at IZT）为6V。2观察电压传输特性，测试电路如图8-9-14所示，将示波器的工作方式设置为B/A，双击示波器，即可观察到该电路的电压传输特性，测试结果见图8-9-15。图8-9-14 电压传输特性的测试电路图8-9-15 电压传输特性的测试结果3观察输入、输出电压波形，测试电路如图8-9-14所示，只要将示波器的工作方式设置为Y/T，双击示波器，即可观察到该电路的输入、输出电压波形，测试结果见图8-9-16。图8-9-16 输入、输出电压波形的测试结果由上述测量

36、结果可知，当输入电压大于3V时，输出电压进行负跳变，当输入电压小于3V时，输出电压进行正跳变。810 文氏电桥振荡器要求掌握正弦波周期的测量方法并计算频率。练习题8-10-1 电路如图8-10-1所示，观察文氏电桥振荡器的起振过程，记录起振时间。然后观察文氏电桥振荡器产生的正弦波，读出周期，计算振荡频率。另外观察R1阻值的变化（由9.9 k变为9 k）对文氏电桥振荡器的影响。图8-10-1 练习题8-10-1的文氏电桥振荡器电路1观察文氏电桥振荡器的起振过程：打开仿真开关，双击示波器，观察文氏电桥振荡器的起振过程，这个过程大约需要600ms。2观察文氏电桥振荡器产生的正弦波：测量结果见图8-1

37、0-2。图8-10-2 文氏电桥振荡器的输出波形由测量结果可知，该正弦波的周期约为1ms，因此可计算出振荡频率为1KHz。3将的阻值由99K改为9K，再观察文氏电桥振荡器的起振过程及产生的输出波形。阻值改变后，起振时间明显缩短，这是因为放大倍数增大的缘故，但输出波形严重失真，测量结果见图8-10-3。图8-10-3 文氏电桥振荡器的输出波形失真811 综合性电路练习题8-11-1 图8-11-1是温度测量电路，试用温度扫描法分析该电路中输出电压与温度之间的关系。图8-11-1 采用三极管作温度传感器的温度测量电路该电路中三极管作为温度传感器使用，三极管的发射结压降随温度的变化而变化，温度系数是

38、 2.2 mV/，为使测量的灵敏度更高，这里选用了两级运算放大器，第一级运算放大器连接成具有很高输入电阻的电压跟随器，它几乎不吸收电流。由于三极管的发射结电压降的变化为毫伏数量级，所以还需要用高精度的运算放大器OP07对这个变化的电压进行放大，第二级运算放大器的放大倍数设为10。在进行温度分析之前，需要设置电路显示节点，而且要设置三极管使用通用温度（Use Global temperature），即保留选择框中的对勾，然后启动Analysis / Temperature Sweep菜单，再按图8-11-2所示设置并进行扫描分析，输出电压随温度变化的曲线便显示出来，结果见图8-11-3、图8-1

39、1-4。图8-11-2 温度分析设置图8-11-3 输出电压随温度变化的曲线图8-11-4 输出电压随温度变化的曲线上的坐标值从图8-11-4显示的坐标值看，在某温度下，用温度扫描法测的值与用电压表测量的结果完全一致。练习题8-11-2 图8-11-5是一精密整流电路，该电路的特点是输入的交流电压小于0.7V时也可以进行整流，而用二极管直接整流是不可能实现的。试逐点改变输入电源Vi的电压值，同时测量输出电压，确定两者之间的关系，并用示波器观察输入、输出电压波形。 图8-11-5 精密整流电路图测量结果为：Vi = 0.3V时，Vo = 270 mV；Vi = 0.2V时，Vo = 180 mV

40、；Vi = 0.1V时，Vo = 90 mV； Vi = 1V时，Vo = 900 mV； Vi = 2V时，Vo = 1.8 V。由此可知，Vo = 90% Vi 。输入、输出电压波形见图8-11-6。图8-11-6 输入、输出电压波形从波形图可以看出，该整流电路是一个全波整流电路。练习题8-11-3 设计一个超温报警电路。参考电路：图8-11-7 超温报警电路该电路采用电桥测量温度，温度的变化用热敏电阻（这里用电位器代替）体现，所以热敏电阻将作为测量元件。当温度发生变化时，热敏电阻的阻值发生变化，电桥的输出电压也随之发生变化，运算放大器LM324将电桥输出的电压放大，当运算放大器的输出电压

41、超过稳压二极管的稳定电压和三极管的发射结压降时，三极管导通，继电器吸合，蜂鸣器发声。设计电路如图8-11-7所示。用R和Shift-R键调节电位器Rw的阻值，就可以观察到继电器吸合，同时听到蜂鸣器发声。该电路还可以用于控制电热毯、电热壶等电热器，也可以用于室温测量，即当室温超过某一温度时打开风扇进行通风。练习题8-11-4 设计一个串联型直流稳压电源，要求输出直流电压Vo= 12V，最大输出电流 Iom = 500 mA，稳压系数S0.05，且具有过载保护。串联型直流稳压电源应该包含四个部分：变压、整流、滤波、稳压。因为电路较大，所以分成三个功能块电路，即降压电路、整流滤波电路、稳压电路，详图

42、见9-10-8、9-10-9、9-10-10。图8-11-8 降压电路图8-11-9 整流滤波电路图8-11-10 稳压电路第9章 数字电子电路的分析与应用数字电子电路和模拟电子电路具有截然不同的特点和分析方法，采用EWB软件可以很直观地观察到数字电路的特点，从而为理解数字电路、学好数字电子技术提供帮助。91 逻辑转换要求 1能正确地使用逻辑转换仪；2学会逻辑关系各种表示方法之间的转换。练习题9-1-1 根据下列逻辑关系表达式求真值表：从仪器按钮中拖出逻辑转换仪，再用鼠标左键双击它，出现的面板如图9-1-1所示，在其最底部的一行空位置中，输入该逻辑关系表达式，然后按下“表达式到真值表”的按钮

43、，即可得出相应的真值表，结果见图9-1-2。注意，在逻辑关系表达式中变量右上方的“ ”表示的是逻辑“非”。图9-1-1 逻辑转换仪的面板图图9-1-2 表达式到真值表的转换练习题9-1-2 根据下列逻辑关系表达式求逻辑电路图：从仪器按钮中拖出逻辑转换仪，再用鼠标左键双击它，出现的面板如图9-1-3所示，在其最底部的一行空位置中，输入该逻辑关系表达式，然后按下“表达式到电路图”的按钮 ，即可得出相应的逻辑电路图，结果见图9-1-4，图9-1-3 逻辑转换仪的面板图及表达式的输入图9-1-4 表达式到电路图的转换练习题9-1-3 化简下列逻辑关系表达式：从仪器按钮中拖出逻辑转换仪，再用鼠标左键双击

44、它，即出现图9-1-1所示面板，因为面板图中没有化简逻辑表达式的直接方式，所以需要先将表达式转换成真值表 ，然后再按下“真值表到最简表达式”的按钮 ，这样即可得到化简后的表达式，转换过程及结果见图9-1-5、图9-1-6。图9-1-5 表达式到真值表的转换图9-1-6 真值表到最简表达式的转换练习题9-1-4 根据图9-1-7所示的逻辑电路图求真值表和最简表达式：图9-1-7 已知的逻辑电路图首先将该逻辑电路的输入、输出端分别连接到逻辑转换器的输入、输出端，见图9-1-8，然后双击逻辑转换器，当出现控制面板后，按下“电路图到真值表”的按钮 ，即可得出该电路的真值表，见图9-1-9，再按下“真值

45、表到最简表达式”的按钮 ，得到的就是所求的最简表达式，结果见图9-1-10所示。图9-1-8 逻辑电路与逻辑转换器的连接图9-1-9 逻辑电路到真值表的转换图9-1-10 真值表到最简表达式的转换练习题9-1-5 化简下列包含无关项的逻辑关系表达式：从仪器按钮中拖出逻辑转换仪，再用鼠标左键双击它，即出现图9-1-1所示面板，因为该表达式中最大的项数为13，所以应该从逻辑转换仪的顶部选择四个输入端（A、B、C、D），此时真值表区会自动出现输入信号的所有组合，而右边输出列的初始值全部为零，根据逻辑表达式改变真值表的输出值（1、0或X），得到的真值表如图9-1-11所示。 按下“真值表到最简表达式”

46、的按钮 ，相应的逻辑表达式就会出现在逻辑转换仪底部的逻辑表达式栏内。这样就得到了该式的最简表达式：图9-1-11 真值表到最简表达式的转换92 逻辑门电路要求1掌握门电路是否合格的检验方法；2学会门电路逻辑功能的测试方法，从而加深记忆各种门电路的逻辑功能。练习题9-2-1 测试“与门”的逻辑功能测试电路见图9-2-1，测试时，打开仿真开关，输入信号的“1”用+5V电源提供，“0”用地信号提供，“0”、“1”的转换用切换开关，输出信号用逻辑探针测试，结果为“1”，测试探针发光，结果为“0”，测试探针不亮，测试结果见表9-2-1。输入A输入B输出F000010100111图9-2-1“与门”逻辑功

47、能的测试电路 表9-2-1“与门”逻辑功能的测试结果练习题9-2-2 测试“或门”的逻辑功能测试电路见图9-2-2，测试时，打开仿真开关，输入信号的“1”用+5V电源提供，“0”用地信号提供，“0”、“1”的转换用切换开关，输出信号用逻辑探针测试，结果为“1”，测试探针发光，结果为“0”，测试探针不亮，测试结果见表9-2-2。输入A输入B输出F000010100111图9-2-2“或门”逻辑功能的测试电路 表9-2-2“或门”逻辑功能的测试结果练习题9-2-3 测试“非门”的逻辑功能测试电路见图9-2-3，测试时，打开仿真开关，输入信号的“1”用+5V电源提供，“0”用地信号提供，“0”、“1

48、”的转换用切换开关，输出信号用逻辑探针测试，结果为“1”，测试探针发光，结果为“0”，测试探针不亮，测试结果见表9-2-3。输入输出 0 1 1 0图9-2-3“非门”逻辑功能的测试电路 表9-2-3“非门”逻辑功能的测试结果练习题9-2-4 测试“三态门”的逻辑功能测试电路见图9-2-4，测试时，打开仿真开关，绿色探针显示输入状态，红色探针显示输出状态。使能端EN=“1”时，输出等于输入，使能端EN=“0”时，输出呈高阻状态。图9-2-4“三态门”逻辑功能的测试电路练习题9-2-5 测试与非门7400的逻辑功能测试电路见图9-2-5，测试时，打开仿真开关，同样，输入信号的“1”用+5V电源提

49、供，“0”用地信号提供，“0”、“1”的转换用切换开关，输出信号用逻辑探针测试，结果为“1”，测试探针发光，结果为“0”，测试探针不亮，测试结果见表9-2-4。图9-2-5 与非门7400逻辑功能的测试电路输入1A输入1B输出1Y001011101110输入2A输入2B输出2Y001011101110输入4A输入4B输出4Y001011101110输入3A输入3B输出3Y001011101110表9-2-4 与非门7400逻辑功能的测试结果93 组合逻辑电路要求1掌握组合逻辑电路的分析方法；2学会用门电路实现逻辑函数；3学会用译码器、数据选择器等常用集成电路实现逻辑函数。练习题9-3-1 分析

50、图9-3-1所示电路的逻辑功能。图9-3-1 已知的逻辑电路将电路的输入端A、B接到逻辑转换器的A、B输入端，电路的输出端F接到逻辑转换器的Out输出端，如图9-3-2所示，然后双击逻辑转换器，当出现控制面板后，按下“电路图到真值表”的按钮 ，即可得出该电路的真值表，见图9-3-3，再按下“真值表到最简表达式”的按钮 ，得到的就是所求的最简表达式，结果见图9-3-3所示。图9-3-2 逻辑电路与逻辑转换器的连接图9-3-3 逻辑转换器的测量结果因此该逻辑电路的表达式为 由真值表或表达式可知，当时，F=1，当时，F=0，所以该电路实现的是同或逻辑关系。练习题9-3-2 根据下面的文字要求设计逻辑电路有A、B、C三台电机，它们正常工作时必须有且只能有一台电机运行，如