华中科技大学电子技术基础试卷二

试卷二及参考答案

试卷二

一、（12分）电路如图1所示，D 为硅二极管，V REF =8V 。 1．根据恒压降模型绘出电路的传输特性)(i o v v f =； 2．当)sin(12i t ω=v V 时，绘出i v 、o v 一个周期的波形。

图1

二、（15分）电路如图2所示，已知电路参数为：V CC =16V ，R b1=60k Ω，R b2=20k Ω，R c =3k Ω，R e =2k Ω，T 为硅管，β=70，C 1=C 3=30μF ，C 2=50μF

1．求Q 点；

2．画小信号等效电路；

3．求电压增益V A

、输入电阻R i 、输出电阻R o 。

图2

三、（12分）电路如图3所示，设V CC =12V ，R L =8Ω 1．求电路的最大输出功率；

2．确定两BJT 的极限参数I CM 、P CM 、|V (BR)CEO |； 3．当效率η=0.5时输出功率P o 为多大？

CC L ＋

－

v o

图3

四、（12分）电路如图4所示，T 1、T 2、T 3均为硅管，且β1=β2=50，β3=80，各级静态电流，I C1=I C2=0.37mA ，I C3=1mA 。

1．求空载时电压增益

i o V V V A =； 2．当电路输出端接一负载R L =12k Ω时的电压增益V

A '

=？。

图4

五、（12分）由理想运放组成的滤波电路如图5所示，

1．求三个传递函数

)()()(i o11s V s V s A =

、)()()(i o22s V s V s A =、)()

()(i o3

3s V s V s A =；

2．分析三个输出端o1v 、o2v 、o3v 各具有何种滤波功能。

v i

图5

六、（12分）RC 桥式振荡电路如图6所示，运放A 最大输出电压为±14V ，二极管D 1、D 2为自动稳幅元件。

1

．求振荡频率f 0； 2．分析稳幅原理；

3．设输出电压达到正弦波峰值时二极管的正向压降为0.68V ，求输出电压峰值V om ； 4．当D 1短路时将出现什么现象； 5．当D 1开路时将出现什么现象。

D

图6

七、（15分）

1．将逻辑函数ABCD C B A D B A D C Y +++= 化为与非—与非形式； 2．写出CD C B A Y ++=)(的最小项表达式；

3．解释“TTL ”的意思，TTL 反相器与基本BJT 反相器最大区别是什么？ 4．将下列十进制数转换为二进制和二—十进制BCD 码； （1）20 （2）168

5．A/D 转换器的精度有什么意义？一个n 位A/D 转换器可以达到的精度为多少？ 八、（12分）设计一个2位相同数值比较器，当两数相等时，输出L =0，否则为1。可

以用任何门电路实现。

九、（12分）用74161设计下列计数器，试分别用反馈清零法和反馈置数法构成 1．5进制计数器； 2．168进制计数器。 十、（12分）集成数据选择器74151输出端Y 的逻辑表达式为

∑==

7

i

i

i D

m Y 式中m i 是CBA 的最小项。

1．将74151按图10 a 电路连接，各输入端波形如图10 b 所示，画出输出端Y 的波形。

2．用74151实现逻辑功能C AB C B A BC A Y ++=

A 0 A 2

Y

A B C E A 0 A 2

（a ） （b ）

图10

十一、（12分）按时序逻辑电路的一般分析方法，分析图111所示电路： 1．写出各触发器的状态方程；

2．列出状态表、画出状态图和时序图； 3．分析该电路的功能。

提示：可设初态Q 2Q 1Q 0=000。

CP

02

1

图11

十二、（12分）电路如图12所示，图中虚线左边为由CMOS组成的单稳电路，右边是555组成的1.2kHz多谐振荡器，可驱动扬声器发声。

1．叙述单稳态电路由稳态—暂稳态—稳态的工作过程；

2．合上开关K，如要扬声器发声停止5秒，确定单稳电路中C的值（设R=5kΩ）。

图12

试卷二参考答案

一、

1．当V 7.8V 7.0R E F I =+V v 时，D 导通，V 7.8O =v 。传输特性如图A1 a 所示。

2．根据传输特性可以绘出i v 、o v 一个周期的波形如图A1 b 所示。

v O /v I /V

8.7

v

i /v O /--

(a) (b)

图A1

二、

1．

V 4CC b2b1b2B =+=

V R R R V ，mA 65.1e BE

B CQ =-=R V V I ，A

24CQ BQ μβ≈=I I ，

V 75.7)(e c CQ CC

CEQ =+-=R R I V V ，Ω≈Ω??????

++=k 3.165.126)701(200be r

2．等效电路（略）

3．162be c V ≈=r R A β ，Ω≈+=181//be e

i βr R R ，Ω=≈k 3c o R R

三、

1．最大输出功率W

921L

2

CC

om =?≈R V P

2．A

5.1L

CC CM ==R V

I ，W 8.12.0om CM =≈P P ，V 242CC (BR)CEO ==V V

3．V 6.74CC

om

≈?=πηV V ，W 6.321L 2

om

o ≈?≈R V P

四、

1．根据已知条件可以求出

Ω=Ω??????

++=k 78.337.026)501(200be2r

Ω

=Ω??????

++=k 3.2126)801(200be3r

)(2)//(b be2i2c22VD2R r R R A +=β ，Ω=++=k 3.245)1(e33be3i2R r R β，50V D 2≈A

9

.3)1(e3

3be3c3

3V2

-=++-=R r R A ββ

空载时电压增益195V -=A

；

2．当电路输出端接负载时

95.1)1()//(e3

3be3L c33V2

-=++-='R r R R A ββ

电压增益

5.97V 2

V D 2

V

-=?='A A A

。

五、

1．列A 1同相端及反相端的节点方程有

R s V s V R s V R s V s V )

()()

()

()(o2p p p i -+

=

-

R s V s V R s V s V )

()()()(o3p p o1-=

-

A 2、A 3构成的两个积分器输出与输入之间的关系分别为

)(1

)(o1o2s V sRC s V -

= )

(1

)(o2o3s V sRC s V -= 解上述4个方程可得传递函数

3232)()()(2222

22i o11++=

=RCs s C R s C R s V s V s A ，

3232)()()(222i o22++=

=RCs s C R RCs

s V s V s A ，

3232

)()()(222i o33++=

=

RCs s C R s V s V s A

2．o1v 输出具有高通滤波器功能，o2v 输出具有带通滤波器功能，o3v 输出具有低通滤

波器功能。

六、

1．振荡频率kHz 1.12 /1o ≈=RC f π；

2．图中D 1、D 2和R 3构成的电路具有稳幅作用。当O v 幅值很小时，二极管D 1、D 2接近于开路，由D 1、D 2和R 3组成的并联支路的等效电阻近似为R 3=2.7 k Ω，A V =（R 2+ R 3+ R 1）/R 1 ≈ 3.3 > 3，有利于起振；反之，当O v 的幅值较大时，D 1或D 2导通，由R 3、D 1和D 2组成的并联支路的等效电阻减小，A V 随之下降，O v 幅值趋于稳定。

3．321om 3

D

R R R V R V '++=

'，V 5.9om ≈V 4．当D 1短路时，电路不能起振，输出O v 为一条与时间轴重合的直线。 5．当D 1开路时，输出O v 的负半周将出现削波现象。 七、

1．ABCD C B A D B A D C Y ???=

2．将函数式写成CD AC AB Y ++=填入卡诺图，如图A7所示，根据卡诺图写出最小项表达式

∑=)15,14,13,12,11,10,7,3(m Y

AC

图A7

3．TTL 表示双极型晶体管构成的逻辑门电路。基本的BJT 反相器受基区内存储电荷和负载电容的影响，开关速度不高。TTL 反相器的输入级和输出级都可以提高开关速度，并提高带负载能力。

4．（1）二进制为10100，8421BCD 码100000

（2）二进制为10101000，8421BCD 码101101000

5．A/D 转换器的精度用来说明转换的精确程度，常用分辨率和转换误差来描述转换精度。一个n 位A/D 转换器的精度为满量程的1/2n 。

八、)()(0011B A B A L ⊕+⊕=，电路图（略）。 九、

1．反馈清零法构成5进制计数器如图A9 a 所示。计数状态为000~100五种状态。 2．反馈置数法构成168进制计数器如图A9 b 所示，计数为01011001~11111111，即从89~256共168个状态。

(a)

(b) 图A9

十、

1．输出端Y 的波形如图A10 a 所示。

2．由于C B A C B A C B A C AB C B A BC A Y )()(++++=++=

C AB C B A C B A BC A C B A ++++= ∑=)6,5,4,3,1(m

用74151实现逻辑函数C AB C B A BC A Y ++=如图A10 b 所示。

A B C E A 0 A 2 Y

A B C +A B C +A

1

(a) (b)

图A10

十一、

1．写出各触发器的激励方程为

n

n

Q Q D 010=， n Q D 0

1=， n

Q D 12=

代入D 触发器的特性方程得各触发器的状态方程分别为

n

n n n n

n

n Q D Q Q D Q Q Q D Q 121

20

11101010======+++

2．状态表如表A11所示，状态图和时序图分别如图A11 a 和b 所示。

3．由状态图可见，电路的有效状态是三位循环码。从时序图可以看出，电路正常工作时，各触发器的Q 端轮流出现一个脉冲信号，其宽度为一个CP 周期，即1T CP ，循环周期为3T CP ，这个动作可以看作是在CP 脉冲作用下，电路把宽度为1T CP 的脉冲依次分配给Q 0、Q 1、Q 2各端，因此，电路的功能为脉冲分配器或节拍脉冲产生器。

CP

Q 0Q 2

Q 1

(b) 图A11

十二、

1．(1) 没有触发信号时，电路处于一种稳定状态

v I 为低电平，由于G 2门的输入端经电阻R 接V DD ，v O2≈0，同时G 1门两输入端均为0，v O1 ≈V DD ，电路保持这一稳态不变。

(2) 外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态

v I 上升沿达到G 1门的阈值电压V TH 时，G 1翻转为低电平，并且电路产生如下正反馈过程：

v I

v O1由高电平跳变为低电平，由于电容C两端的电压不可能突变，v R也同时跳变为低电平，使G2截止，输出v O2跳变为高电平，电路进入暂稳态。

(3) 电容器C充电，电路自动从暂稳态返回至稳态。

暂稳态期间，电源V DD经电阻R和G1门导通的工作管对电容C充电，v R按指数规律升高，当v R达到V TH

如果此时触发脉冲已消失，上述正反馈使G1门截止，G2门导通，v O1、v R跳变到高电平，输出返回到v O2≈ 0V的状态，电路从暂稳态返回到稳态。

2．合上开关K，在单稳态电路输出高电平期间，555电路复位使扬声器停止发声。由，t W=0.7RC，可得C≈1.4×10-3 F。