Текст
                    О. В. ДОЛЖЕНКО, Г. В. КОРОЛЕВ
Сборник задач,
вопросов
и упражнений
по радиоэлектронике
Издание 2-е,
переработанное и дополненное
Одобрено 'Ученым советом
Государственного комитета СССР
по профессионально-техническому образованию
в качестве учебного пособия для средних
профессионально-технических училищ
МОСКВА
«ВЫСШАЯ ШКОЛА»
1986

ББК 32 Д 64 УДК 621.37/39 Рецензент канд. физ.-мат. наук А. Д. Котляров (Всесоюзный научно-технический информационный центр) Долженко О. В., Королев Г. В. Д 64 Сборник задач, вопросов и упражнений по радио- электронике: Учеб, пособие для сред. ПТУ.— 2-е изд., перераб. и доп. — Мл Высш, шк., 1986, — ЮЗ с.: ил. Приведены задачи, вопросы и упражнения по разделан* алектрон* иые и полупроводниковые приборы, усилители, выврямвтели. стабили- заторы, радиотехнические схемы и вычислительная техника. Во втором издании (!-«— в 1980 г.) расширен материал по полу' проводниковым приборам, транзисторным схемам, добавлен раздел «Операционные усилители». Включены вопросы и задачи, связанные с применением интегральных ногических микросхем. 2403000000—319 П -----------------46'—86 А 052(01)—86 ББК 32 6Ф S Издательство «Высшая школа», 1980 Иадательствя «Высшая школа», 1986, с изменениями
ПРЕДИСЛОВИЕ Достижения радиоэлектроники все шире используют- ся в различных отраслях народного хозяйства. В связи с этим и знание основ радиоэлектроники для современ- ного специалиста становится обязательным условием его успешной производственной деятельности. Для того чтобы овладеть знаниями, нужно не просто усвоить определенную сумму теоретических знаний, не- обходимо научиться применять их на практике при ре- шении конкретных задач, связанных с выбором того или иного элемента, той или иной схемы. Нужно научиться вести хотя бы простейшие расчеты основных устройств, понять физическую сущность явлений и. процессов, ле- жащих в основе радиоэлектронных приборов и уст- ройств. Настоящий сборник составлен в соответствии с про- граммой предмета «Радиоэлектроника», который изучает- ся учащимися профессионально-технических училищ, чья трудовая деятельность связана с производством и экс- плуатацией радиоэлектронной аппаратуры. Значительную часть сборника составляют вопросы, которые могут использоваться как для самопроверки, так и закрепления материала. Кроме того, сборник со- держит задачи и упражнения, при выполнении которых учащийся должен использовать ту или иную зависи- мость, показать практическое понимание существа изу- чаемого вопроса. Ограниченный объем сборника не позволил в равной степени отразить все разделы программы. Особое вни- мание в нем уделено наиболее распространенным при- борам, в частности транзисторам, а также простейшим усилительным устройствам. В
Расширен материал, связанный с устройствами на современной элементной базе — по операционным уси- лителям, интегральным логическим микросхемам. Вклю- чены задачи по расчету каскадов на МДП-транзисторах. Изменен и расширен материал по расчету генераторов на биполярных и МДП-транзисторах. Больше внимания уделено рассмотрению базовых элементов основных ти- пов интегральных логических микросхем (ИЛМС). Для приобретения навыков работы учащихся с микрокальку- ляторами в сборник включены также вопросы по состав- лению программ для расчета некоторых параметров электронных приборов и схем на микрокалькуляторах. Подбор вопросов, упражнений и задач должен про- изводиться преподавателем с учетом конкретной ауди- тории, уровня ее подготовленности. Некоторые из пред- ложенных задач могут использоваться при кружковой работе.
ГЛАВА I ЭЛЕКТРОННЫЕ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ Электронные приборы 1. Определить напряженность в вакууме однородного электрического поля Ёд между электродами, к которым приложено напряжение С7ак=100 В. Расстояние между анодом и катодом d=0,2 см. 2. Определить работу W, которую совершает электри- ческое поле на перемещение электрона от катода к аноду, если напряжение U&K=* 200 В. Заряд электрона е= 1,601 -10-19 Кл. 3. Определить силу F, действующую в вакууме на электрон, движущийся от катода к аноду, если кинети- ческая энергия, которую приобретает электрон в конце пути, равна 3,2-10~17 Дж. Расстояние между катодом и анодом d=0,2 см. 4. Определить скорость V, которую в вакууме приоб- ретает электрон в конце пути при движении от катода к аноду. Напряжение между электродами UaK= 400 В. Отношение заряда электрона к его м'ассе е/т= 1,759 X ХЮ11 Кл/кг. 5. Электрон, попадая в ускоряющее поле, на участке 5 см достигает скорости У=8«106 м/с. Найти значение напряженности электрического поля Е, которое могло бы обеспечить указанную скорость, а также время пролета элёктроном этого участка /пр; энергию электрона W, соответствующую такой скорости, выразить в джоулях. 6. Показать графически, какой будет траектория дви- жения электрона в однородном магнитном поле, если: а) направление начальной скорости электрона Уо совпа- дает с направлением вектора напряженности магнитного поля; б) начальная скорость направлена перпендикуляр- но вектору напряженности магнитного поля; в) началь- ная скорость электрона направлена под углом а=30° к вектору напряженности магнитного поля. 5
7. Определить чувствительность электронно-лучевой трубки к отклонению h, если электронный луч, пройдя поле отклоняющих пластин с разностью потенциалов U0T л=Ю0 В, отклонился в сторону от центра фокуси- ровки на расстояние т = 17 мм. 8. Какое напряжение необходимо приложить к откло- няющим пластинам электронно-лучевой трубки, чтобы обеспечить максимальное отклонение луча, если извест- но, что диаметр трубки равен 13 см, а ее чувствитель- ность — 0,25 мм/В? 9. Дана электронно-лучевая трубка с диаметром 8 см и чувствительностью по горизонтали 0,17 мм/В, а по вертикали — 0,23 мм/В. Найти напряжение для отклоне- ния луча на весь экран (отдельно для развертки и сиг- нала). Полупроводниковые приборы 10. Объяснить, почему и как изменяется при измене- нии температуры сопротивление металлов и полупровод- ников? 11. Начертить вольт-амперную характеристику р-п-пе- рехода в области прямых напряжений. Объяснить, по- чему' при увеличении прямого напряжения ток диода возрастает. 12. Привести вольт-амперную характеристику р-п-пе- рехода в области обратных напряжений. Объяснить, чем обусловлен ток, проходящий через р-п-переход, в этом случае? 13. Объяснить явление пробоя р-п-перехода с увели- чением t/обр. 14. Объяснить физический смысл барьерной емкости р-п-перехода. От каких технологических параметров диода зависит барьерная емкость? У каких диодов — плоскостных или точечных — емкость будет больше и по- чему? 15. Как изменится барьерная емкость р-п-перехода, если увеличить обратное напряжение? 16. При каком напряжении (прямом или обратном) появляется диффузионная емкость р-п-перехода? Опре- делить диффузионную емкость Сдиф, если при изменении напряжения, приложенного к р-п-переходу, на 0,5 В ин- жектированный заряд изменился на 10-12 Кл. 6
17. Изобразить вольт-амперные характеристики идеального диода, вакуумного и полупроводник вого. Сравнить их и объяснить, в чем причины различий. 18. Чем объясняется рост обратного тока у полупро- водникового диода с ростом температуры? Рис. 1 Указание: учесть, как меняется концентрация не- основных носителей с ростом температуры. 19. Определить общую емкость полупроводникового диода Собщ, если барьерная и диффузионная емкости р-п-перехода соответственно равны 5 и 2 пФ. 20. По вольт-амперной характеристике диода на рис. 1, а (кривая 1) определить его сопротивление по- стоянному току при включении в прямом и обратном направлении, если к диоду приложено напряжение t/np=0,4 В, а С7обр=40 В. 21. По вольт-амперной характеристике диода на рис. 1гб определить напряжение пробоя. 22. Какая из двух характеристик, приведенных на рис. 1,а, соответствует более высокой температуре диода? 23. Определить крутизну S характеристики полупро- водникового диода, если-при увеличении прямого напря- жения от 0,4 до 0,6 В ток через диод возрос на 5 мА. 24. По вольт-амперной характеристике на рис. 1,а (кривая 2) определить сопротивление диода переменно- му току (дифференциальное), если диапазон рабочих то- ков диода лежит в пределах: а) от 0 до 2 мА, б) от 2 до 6 мА. 7
25. Определить обратное сопротивление переменному току диодов, вольт-амперные характеристики которых приведены на рис. 1, а. 26. В результате измерений было установлено, что при комнатной температуре ток германиевого диода при U=—1 В составил /=100 мкА. Определить ток при на- пряжениях —0,2 В и 4-0,2 В при той же комнатной тем- пературе *. 27. Найти, при каком напряжении при комнатной температуре для германиевого диода, номинальный ток которого составляет 1 А, а /Обр=3 мкА, ток диода соста- вит 1% номинального*. 28. Найти ток дйода с /обр=25 мкА, если 17=0,2 В*. 29. Обратный ток диода /Обр=5- Ю-6 А. Какое напря- жение нужно приложить к диоду, чтобы ток диода со- ставил 75 мА*? 30. При напряжении 0,1 В ток диода составляет 0,2 мА. Каков будет ток диода, если к нему в прямом направлении будет приложено напряжение 0,3 В*? 31. Как соединяются диоды: а) в схемах с напряже- нием, превышающим максимально допустимое обратное напряжение применяемых диодов; б) в схемах с токами, превышающими допустимый прямой ток применяемых диодов? 32. На входе схемыг состоящей из последовательно соединенных диодов и резистора, Действует источник си- нусоидального напряжения с амплитудой ЕГт=2,4 В. Определить максимальное и минимальное значения на- пряжения на резисторе, если прямое и обратное сопро- тивления диода по переменному току соответственно равны 20 Ом и 300 кОм. Влиянием емкости диода и внут- ренним сопротивлением источника сигнала можно пре- небречь. Задачу решить для случаев: а) # = 100 Ом; б) #=300 кОм. Сравнить влияние сопротивления рези- стора # на величину выходного напряжения. 33. Используя условие задачи 32, определить макси- мальное и минимальное значения выходного сигнала, если внутреннее сопротивление источника сигнала /<вх= = 500 Ом. Сравнить влияние сопротивления источника сигнала на выходное напряжение. • Воспользоваться уравнением вольт-амперной характеристики полупроводникового диода при комнатной температуре /=/обрХ Х(е*ои—1), где /обр — обратный ток диода при комнатной темпе- ратуре. 8
34. Определить выходное напряжение в цепи (см. условие задачи 32), считая обратный ток диода постоян- ным и равным 50 мкА, сопротивление диода при прямом включении равно 0, а Е2т=2 В. Решить задачу для двух случаев: а) У?=500 Ом; б) 7?=10 кОм. Как изменится выходное напряжение, если обратный ток диода увели- чится в два раза? 35. По вольт-амперной характеристике кремниевого стабилитрона (рис. 1,6) определить основные параметры стабилитрона: динамическое (дифференциальное) сопро- тивление сопротивление постоянному току R, напря- жение стабилизации UCT, максимальный и минимальный токи стабилизации. Допустимая мощность рассеяния Рmax доп = 240 мВт. Таблица 1 № п/п и„, в СТ’ Ом ЛпахДоп’иВт 1 7 12 280 2 9 25 280 3 12 35 280 4 15 2,5 8 000 Примечание. Для всех стабилитронов считать /min = 5 мА, а падение напряжения при прямом включении [/Пр = 1 В 36. Используя данные табл. 1, рассчитать: макси- мальные токи стабилизации, средние значения тока ста- билизации, сопротивление стабилитрона постоянному току в рабочей точке, отклонения напряжений АС7ст от (7СТ в пределах рабочего участка. 37. Каким образом с помощью стабилитрона, у кото- рого t/CT=7, t/np=l В, стабилизировать напряжение (7=8 В? 38. Стабилитрон с идеальной вольт-амперной- харак- теристикой используется в цепи параметрического ста- билизатора напряжения (рис. 2). Известно, что (7ВХ ле- жит в пределах 16 В± 10%, напряжение (7СТ=0 В, ток /Ст=10 мА, ток нагрузки 7Н=8 мА. Определить, чему ра- вен ток на входе стабилизатора, сопротивление балласт- ного резистора Рбал, а также в каких пределах будет изменяться ток стабилитрона? 39. Определить динамическое сопротивление туннель- ного диода, вольт-амперная характеристика которого 9
приведена на рис. 3, для случаев^ а) напряжение ме- няется в пределах от 100 до 150 мВ; б) напряжение ме- няется в пределах от 300 до 350 мВ. Объяснить смысл полученных результатов. 40. По вольт-амперной характеристике туннельного диода (рис. 3) определить рабочий диапазон изменений тока и напряжения. 1,мА в - Рис. 2 Рис. 3 41. Какое напряжение необходимо приложить к вари- капу, вольт-амперная характеристика которого приведе- на на рис. 4, чтобы общая емкость варикапа и парал- лельно подключенного к нему конденсатора составила 150 пФ? Номинальное значение емкости конденсатора 100 пФ. 42. Какое напряжение необходимо приложить к ва- рикапу, вольт-амперная характеристика которого приве- дена на рис. 4, чтобы общая емкость варикапа и после- довательно соединенного с ним конденсатора составила 50 пФ? Номинальное значение емкости конденсатора 10О пФ. 43. Построив временные диаграммы управляющего напряжения на варикапе и изменения барьерной емкости р-п-перехода, определить диапазон изменения емкости. Напряжение смещения, определяющее положение рабо- чей точки, С7см=15 В. Вольт-амперная характеристика приведена на рис. 4. Входное напряжение изменяется по закону синусоиды, амплитуда напряжения равняется 10 В. 44. Каковы полярности напряжений на коллекторе и эмиттере по отношению к базе в транзисторах п-р-п- и р-л-р-типов при их работе в активном режиме? 45. Начертить цепь из двух диодов, которая, как электрическая цепь, будет действовать эквивалентно 10
транзистору, включенному по схеме с общей базой. Опре- делить полярность источников питания, которые нужно включить во входную и выходную цепи схемы замеще- ния. 46. Используя семейство вы- ходных характеристик (рис. 5, б) транзистора, включенного по схеме с общей базой, опре- делить ток эмиттера, если ток коллектора /к=110 мА» С7Кб= = 10 В. 47. Используя семейство выходных характеристик (рис. 6, б) транзистора, включенно- го по схеме с общим эмитте- ром, определить ток эмиттера, если 1К=12 мА, икэ= 10 В, 48. Используя семейство выходных характеристик (рис. 5, б), найти коэффициент передачи тока эмиттера для транзистора, включенного по схеме с общей базой, если: a) UK6~5 В, Л: = 1,0 мА, Ла = 1,5 мА; б) UK6 = 10 В, Ли =2,0 мА, /82=2,5 мА. 49. Используя семейство выходных характеристик (рис. 6,6], найти коэффициент передачи тока базы для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, если: а) 0^=5 В, /б1 = 100 мкА, /б2=150 мкА; б) = 10 В, Ли =200 мкА, /б2=250 мкА. 50. Определить ток базы, если ток эмиттера 1»=5 мА, а ток коллектора /«=4,7 мА; током /кб0 пренебречь. 51, Определить коэффициент передачи тока для тран- зистора, включенного по схеме с общим эмиттером, если 11
при изменении тока базы ток коллектора изменился на 5 мА, а ток эмиттера — на 5,2 мА. 52. Определить коэффициент передачи тока эмиттера /г21б У транзистора, включенного по схеме с общей базой, если» изменение тока коллектора на 5 мА вызвало изме- нение тока базы на 0,1 мА. Рис. 6 53. Построить в пределах рабочего участка идеализи- рованную зависимость тока коллектора /к от напряже- ния t/кб для транзистора, включенного по схеме с общей базой, предварительно определив полярности источников питания: для схемы (рис. 7) (точки 1—2 и 3—4): а) при разомкнутом ключе SAf, б) для случая, когда 7Э=—2 мА; в) для случая, когда 1Э=—3 мА. Обратный ток коллектор- ного перехода /Кбо принять равным 0,1 мА, a h2i6 = 0,99. 54. Определить изменение тока базы и коэффициент передачи тока эмиттера у биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой, если изменение то- ка коллектора равно 10,5 мА, а тока эмиттера — 11 мА. 55. Определить ток базы и коэффициент передачи то- ка базы у биполярного транзистора, включенного по схе- ме с общим эмиттером, если приращение тока коллекто- ра равно 17 мА, а тока эмиттера — 18 мА. 56. Определить коэффициент передачи биполярного транзистора по току в схеме с общим коллектором, если приращение тока базы 1 мА вызывает изменение тока коллектора на 20 мА. 57. Определить коэффициент передачи биполярного транзистора по току в схеме с общим эмиттером, если коэффициент передачи по току в схеме с общей базой равен 0,95. 58. Используя вводную характеристику транзистора, включенного по схеме с общей базой (см. рис. 5,а), li
определить входное сопротивление по постоянному и пе- ременному току для значений: а) /б=1 мА; б) /э=2 мА. 59. Используя входную и семейство выходных харак- теристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (см. рис. 6,6), определить входное и выходное сопротивления по постоянному и переменному току для значений: а) /б=50 мкА, {/к8=12 В; б) /б=Ю0 мкА, (7кэ=8 В. 60. Известно, что изменение тока базы равно Ici, а коэффициент передачи тока базы у биполярного тран- зистора, включенного по схеме с общим эмиттером, ра- вен Л21э. Получить выражение, определяющее ток эмит- тера. 61. Используя семейство характеристик полевого транзистора с р-/г-переходом и каналом /г-типа (рис. 8), определить напряжение насыщения стока UCn, если на затвор полевого транзистора подано напряжение Uaa= =—4 В. Объяснить физический смысл напряжения на- сыщения. 62. Определить крутизну характеристики полевого транзистора S, семейство выходных характеристик кото- рого представлено на рис. 8 по всему диапазону изме- нения тока 1с с шагом изменения At73=l В. 63. Определить выходное сопротивление постоянному и переменному току у полевого транзистора, семейство характеристик которого приведено на рис. 8 при: а) С73 = =—3 В, t/c=15 В; б) U3------4 В, t/c=20 В. 64. На затворе полевого транзистора с р-/г-переходом напряжение изменилось на 0,5 В. При этом для обеспе- чения постоянства тока стока потребовалось изменить напряжение стока на 20 В. Определить крутизну харак- 13
теристики, если внутреннее сопротивление прибора К*=0,2 МОм. 65. На затворе полевого транзистора с р-я-переходом напряжение изменилось на 0,2 В. В результате при по- стоянном напряжении стока изменился ток стока на 0,1 мА. Определить коэффициент усиления транзистора по напряжению р, если внутреннее сопротивление при- бора /?1=0,2 МОм. t ГЛАВА 11 ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 66. Нарисовать временные диаграммы тока и напря- жения на нагрузочном резисторе и вентиле однополупе- риодного выпрямителя при подаче на вход синусоидаль- ного напряжения {рис. 9]. 67. Определись амплитуду тока /агв цепи однополу- периодного выпрямителя с нагрузочным резистором если сопротивление диода, включенного в прямом на- правлении, Л?д=20 Ом, /?в=980 Ом, нА первичную обмот- ку трансформатора выпрямителя подается напряжение С/ш = 15 В, а коэффициент трансформации трансформа- тора Лтр=0,1. Обратное сопротивление диода считать бесконечно большим; сопротивлением обмоток трансфор- матора пренебречь. 68. Определить коэффициент трансформации транс- форматора выпрямителя ятр, если число витков первич- ной и вторичной обмоток соответственно Wi = 100, ьуй= ₽=50. 69. Определить напряжение на вторичной обмотке трансформатора, на первичную обмотку которого пода- ется напряжение от сети 220 В. Коэффициент трансфор- мации Ятр=0,1.
70. Можно ли использовать полупроводниковый диод с максимально допустимым током /Доп=100 мА и сопро- тивлением г=50 Ом в однопол у пер иодном выпрямителе, работающем на нагрузку 7?н=250 Ом, если эффективное Напряжение на вторичной обмотке трансформатора Г/2=10 В? 71. Можно ли использовать диод с предельно допу- стимым обратным напряжением Г7Обр=30 В в однополу- периодном выпрямителе для выпрямления синусоидаль- ного напряжения с амплитудой на вторичной обмотке трансформатора Uzm=40 В? 72. Нарисовать форму напряжения на нагрузочном резисторе двухполупериодного выпрямителя (рис. 10), на вход которой поступает синусоидальное напряжение, и объяснить, в какой полупериод входного напряжения проводят ток диоды VD1 и VD2. Можно ли в этом вы- прямителе использовать диоды с Г/ОбР=30 В, если С7'2т=Г7"2т=20 В? 73. Для чего в двухполупериодном выпрямителе (рис. 10) используется трансформатор, вторичная обмот- ка которого имеет вывод от средней точки? Как изме- нится форма напряжения на нагрузке, если число витков Т. е. U'2m> U”2m? 74. Определить напряжение на вторичной обмотке трансформатора выпрямителя (рис. 10), если напряже- ние на половине вторичной обмотки равно 10 В (и/2= = w2"J. 75. Какой будет амплитуда напряжения Uf2m=U',2m (рис. 10), если амплитуда входного напряжения равна 100 В, а коэффициейт Трансформации трансформатора ятр=0,2? 76. Через какие диоды в мостовом выпрямителе Грис. 11) проходит ток в течение: а) положительного, б) отрицательного полупериода входного сигнала? 77. Чему равен ток через нагрузочный резистор с со- противлением 120 Ом мостового выпрямителя, если на вход трансформатора поступает напряжение U\m— = 140 В, коэффициент трансформации птр=0,1, а сопро- тивление каждого полупроводникового диода в схеме равно 10 Ом? 78. Определить амплитуду тока в нагрузочном рези- сторе, подключенном к однополупериодному выпрямите- лю, если амплитудное значение напряжения на первич- ной обмотке трансформатора ГЛ = 5 В, коэффициент 15
трансформации яТр=5, /?н=2500 Ом. Вольт-амперная характеристика диода приведена на рис. 1,а. 79. Считая вентиль однополупериодного выпрямителя идеальным, нарисуйте форму напряжения и тока на вен- тиле, если t/im=10, пТр=2, /?н=200 Ом. 80. Каковы преимущества и недостатки двухполупе- риодного выпрямителя с выводом от средней точки по сравнению с однополупериодным выпрямителем? 81. Каковы преимущества и недостатки мостового выпрямителя по сравнению с двухполупериодным вы- прямителем с выводом от средней точки? 82. Определить напря- жение, приложенное к вен- тилю, когда он находится в закрытом состоянии, если напряжение на вторичной обмотке трансформатора U2m = 30 В: а) для однополу* периодного выпрямителя, б) для двухполупериодного выпрямителя с выводом от сред- ней точки; в) для мостового выпрямителя. 83. Какую схему двухполупериодного выпрямителя, работающего на активную нагрузку, следует выбрать, если известно, что напряжение на нагрузочном резисторе должно составлять 70 В, а в выпрямителе будет исполь- зован диод, у которого £70бр доп = 100 В? 84. Определить обратное напряжение для диода в однополупериодном выпрямителе с емкостным фильт- ром, если напряжение на вторичной обмотке трансфор- матора равно 200 В, а выпрямитель работает в холо- стом режиме. 85. В двухполупериодном выпрямителе фильтр имеет конденсатор емкостью 30 мкФ и дроссель индуктивностью 2 Гн. Найти сопротивление конденсатора и дросселя для фильтрации переменной составляющей выпрямленного тока с частотой / = 50 Гц. 86. Определить напряжение на резисторе Ян=900 Ом и найти коэффициент передачи по напряжению для схе- мы рис. 12, а, если напряжение на входе постоянно по величине и равно 100 В, индуктивность L = 2 Гн, активное сопротивление катушки /? = 100 Ом, емкость С= 100 мкФ. 16
87. Определить напряжение на нагрузочном резисто- ре /?н=Ю0 Ом и найти коэффициент передачи по напря- жению для схемы рис. 12, а, если на входе действует источник напряжения UBx=100 В с частотой /=50 Гц, L = 2 Гн, С=100 мкФ. Рис. 12 88. Определить напряжение на нагрузочном резисторе 7?н=980 Ом и коэффициент передачи по напряжению для схемы рис. 12,6, если на входе действует источник на- пряжения, содержащий постоянную составляющую Свх=20 В и переменную составляющую U=20 В с час- Рис. 13 тотой /=50 Гц, 7?=20 Ом, С=200 мкФ. Оценить, на сколько отличаются коэффициенты передачи по постоян- ной и переменной составляющим. Указание: расчет провести отдельно для постоян- ной и переменной составляющей. 89. Определить коэффициент передачи Г-образного ГС-фильтра, приведенного на рис. 13, а, если Г=10 Гн, С=200 мкФ, f=50 Гц. Задачу решить в общем виде и численно. 90. Определить коэффициент передачи фильтров, при- веденных на рис. 13, б, в, если известно, что L=1 Гн. С=200 мкФ, /=50 Гц. Сравните полученные результаты 17
и ответьте, какая из рассчитанных схея лучше выполняет функции фильтра. 91. Определить коэффициент передачи двух звеньев Г-образного фильтра, изображенного на рис. 13,6, если 1 = 10 Гн, С=200 мкФ, /=50 Гц. Как можно выразить коэффициент передачи двухзвенного фильтра через коэф- С1 Ш 41 Ч-И Рис. 14 фициент передачи одного звена? Задачу решить в общем виде и численно. 92. Определить напряжение на нагрузочном резисто- ре (рис. 14, а), если амплитуда синусоидального напря- жения на входе С7т=10 В, а величина емкостей доста- точно велика. 93. Определить, чему равно напряжение на резисто- ре /?н (рис. 14,6)', если на входе действует источник си- нусоидального напряжения с амплитудой t7Bxm = 15 В. Значения емкости конденсаторов достаточно велики. 94. Можно ли использовать диод^с £70бр.доп= 100 В в однополупериодном выпрямителе с емкостным фильт- ром, если известно, что падение напряжения на нагру- зочном устройстве составляет 80 В? 95. По временным диаграммам выходного напряже- ния графически определить амплитуду синусоидального напряжения, приложенного к вентилю, когда он нахо- дится в закрытом состоянии: а) для однополупериодного выпрямителя с емкостным фильтром; б) для двухдолупе- риодного выпрямителя с выводом от средней точки и емкостным фильтром. 96. Определить, может ли в однополупериодном вы- прямителе использоваться в качестве емкостного фильтра конденсатор емкостью 100 мкФ, если напряжение на на- грузочном резисторе не должно отклоняться более чем на 20%? Сопротивление нагрузки /?н=Ю0 Ом, частота напряжения /=50 Гц. 18
97. Почему для сглаживания пульсирующего напря- жения выпрямителя параллельно нагрузочному резисто- ру подключают конденсатор? 98. Определить постоянную времени разряда конден- сатора в однополупериодном выпрямителе, работающем на активно-емкостную нагрузку /?н=10 кОм, С=50 мкФ. Вентиль считать идеальным. Активным сопротивлением обмоток трансформатора пренебречь. 99. На входе выпрямителя, выполненного по рднопо- лупериодной схеме, действует напряжение с эффектив- ным значением 30 В. Какое значение напряжения будет на резистивно-емкостной нагрузке, если коэффициент трансформации трансформатора лТр=3? 100. Какие требования определяют выбор емкости конденсатора для емкостного фильтра выпрямителя? 101. Эффективное значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора однополупериодного выпрями- теля равно 300 В. Какое напряжение будет на конденса- торе емкостного фильтра, если цепь нагрузки разомк- нуть? 102, Определить емкость конденсатора, если постоян- ная времени цепи разряда т=0,03 с, а 7?в= 150 Ом. 103. Какое числовое неравенство должно выполнять- ся, чтобы конденсатор мог удовлетворительна работать в качестве емкостного фильтра в однополупериодном выпрямителе, если известно, что частота напряжения на входе выпрямительного устройства /=50 Гц, а сопротив- ление нагрузки 7?н=200 Ом? 104. Решить задачу с условиями, аналогичными пре- дыдущей, но для случая двухполупериодного выпрями- теля. 105. Что такое коэффициент стабилизации и каков его физический смысл? 106. Определить коэффициент стабилизации Кет ста- билизатора напряжения, если при изменении входного напряжения от 1 до 3 В напряжение на нагрузке изме- нилось от 1 до 1,5 В. 1Q7. Определить сопротивление резистора /?бал в ста- билизаторе напряжения (см. рис. 2), если напряжение стабилизации им составляет 10 В, а на вход поступает напряжение t/BX=20 В. Входной ток /вх=0,02 А. 108. Определить ток стабилитрона /ст параметриче- ского стабилизатора напряжения (см. рис. 2), если ток в нагрузке ZB=0,02 А, а входной ток /вх=0,05 А. 19
109. Как изменится ток стабилитрона параметриче- ского стабилизатора (см. рис. 2), если входное напряже- ние изменилось на величину AL/BX=2 В? Сопротивление резистора 7?бал=200 Ом. Считать, что напряжение на вы- ходе стабилизатора не изменилось. ПО. Как изменятся ток стабилитрона и входной ток в параметрическом стабилизаторе, если сопротивление нагрузочного резистора увеличить в два раза? Измене- нием напряжения на нагрузочном резисторе пренебречь. 111. Чему должно быть равно сопротивление резисто- ра 7?бал, включенного в параметрический стабилизатор напряжения (см. рис. 2), чтобы в режиме холостого хода стабилитрон не вышел из строя? Максимальный ток ста- билитрона в режиме стабилизации /Ст.макс = 100 мА, а t/CT = 10 В. Входное напряжение С7ВХ=2О В. 112. В параметрическом стабилизаторе входное на- пряжение и напряжение на нагрузке первоначально были соответственно равны 20 и 10 В. Определить коэффи- циент стабилизации, если при изменении входного на- пряжения напряжение на нагрузочном резисторе изме- нилось на 1 В, а ток стабилизатора 7ВХ—на 0,1 А. Со- противление резистора 7?бал=2ОО Ом. 113. Динамическое сопротивление стабилитрона Яд= = 12 Ом. Определить, насколько изменилось падение на- пряжения на стабилитроне, если ток стабилитрона изме- нился на А/ст=2 мА. 114. На сколько изменилось напряжение на входе параметрического стабилизатора напряжения, если изве- стно, что ток стабилитрона вырос на А/Ст=3 мА, Яд= = 10 Ом, Т?бал=400 Ом? Сопротивление нагрузочного резистора считать большим. 115. Чему равно относительное изменение напряже- ния на выходе параметрического стабилизатора, если /7Ст=8 В, ток стабилитрона изменился на А/Ст = 1 мА, а 7?д = 16 Ом? 116. Чему равно относительное изменение напряжения на входе, если ток стабилитрона вырос на А7Ст=2 мА, /?бал=300 Ом, 7?д=16 Ом, С7вх=10 В? Сопротивление на- грузочного резистора считать большим. 117. Определить коэффициент стабилизации парамет- рического стабилизатора напряжения Кст, если известно, что t/BX=10 В, напряжение на входе изменяется в боль- шую и меньшую стороны на 1 В, при этом ток стабили- трона изменяется в пределах ±2 мА, 7?д=15 Ом, £7СТ= = 8 Н, а ток нагрузочного устройства не меняется. 20
118. Определить, в каких пределах будет изменяться напряжение на выходе стабилизатора, если известно, что Д^вх/^вх=0,1, £/ст=10 В, а коэффициент стабилизации /Сет=25. 119. Чему равен коэффициент стабилизации парамет- рического стабилизатора напряжения, если /?н=оо, /?бал = 384 Ом, /?д = 12 Ом, £/вх/£/вых = 1,6? 120. Определить, чему равен коэффициент стабилиза- ции параметрического двухкаскадного стабилизатора напряжения, если коэффициент стабилизации одного каскада /Сст1=25. 121. Сколько каскадов стабилизатора с /ССт1=20 нуж- но последовательно соединить для того, чтобы общий коэффициент стабилизации был не ниже 4350? 122. Определить сопротивление резистора Re ал в па- раметрическом стабилизаторе напряжения, если извест- но, ЧТО С^вых=Ю В, Uвх = 16 В, токи стабилитрона /ст max = 25 мА, /ст mm = 5 мА, а ток нагрузки /н=10мА. 123. Напряжение на входе параметрического стаби- лизатора изменилось на At/Bx=l В. Определить, на сколько изменилась величина тока стабилитрона, если сопротивление резистора /?бал=380 Ом, а ток нагрузоч- ного устройства не меняется. 124. Нагрузка подключена к параметрическому ста- билизатору напряжения. Определить изменение тока ста- билитрона, если напряжение стабилизации 1/Ст = 9 В, а сопротивление нагрузки уменьшилось с 1,2 кОм до 900 Ом. 125. Найдите минимальное значение тока стабилитро- на, если известно, что при /ст = 8 мА напряжение на вхо- де параметрического . стабилизатора уменьшилось на АС/вх=1 В, а ток нагрузки возрос на Д/н=2 мА; сопро- тивление /?бал=390 Ом. Можно ли использовать в этом случае стабилитрон с /ст min== 5 мА? 126. Найдите максимальное значение тока стабилит- рона, если известно, что при /ст = 8 мА напряжение на входе параметрического стабилизатора может увеличить- ся на AL/Bx=l,5 В, а ток /н может уменьшиться на Д/н= =2 мА; сопротивление /?бал=400 Ом. Можно ли исполь- зовать В ЭТОМ Случае стабилитрон С 1ст тах = 25 мА? 127. Определить коэффициент стабилизации стабили- затора тока, если при изменении входного тока от /Bxi = = 1А до /вх2=б А ток /н изменился от /Н1 = 0,5 А до /н2=1,5 А. 21
реттеоа ппа°/?3уЯ вольт-амперную характеристику ба- живят/п °яснить’ почему с его помощью можно поддер- ппрпгт В нагРУзочном резисторе цепи, схема которой иР^тавлена на рис.. 15, неизменный ток. . Определить сопротивление нагрузки 7?н в стаби- изаторе тока {рис, 15,а), если номинальное напряже- ние на нагрузочном резисторе Ua= 100 В, а ток стаби- лизации бареттера /ст=о,1 А. 7,4 130. Как изменится напряжение на нагрузочном ре- зисторе 2?н в схеме на рис. 15, а, если сопротивление на- грузки увеличится в два раза? 131. Для стабилизации тока последовательно в цепь резистора {рис. 15, а) включен бареттер, вольт-ампер- ная характеристика которого приведена на рис. 15,6. Номинальные значения напряжения и тока цепи Uu= j=6,3 В, /н=0,3 А. Найти пределы изменения входного напряжения, при котором ток в цепи будет оставаться практически неизменным и равным 1Ъ. 132. Какое сопротивление надо включить парал- лельно /?н=Ю0 Ом {рис. 16)» чтобы стабилизацию тока в цепи накала можно было осуществлять на уровне 0,2 А? Как изменяются пределы изменения входного на- пряжения? ВолбТ-амперная характеристика бареттера приведена на рис. 15,6. 133. Определить ток стабилизации бареттера в цепи, схема которой приведена на рис. 15, а, если при подаче на вход схемы напряжения £7Вх=15 В падение напряже- ния на бареттере составляет 5 В. Сопротивление нагруз- ки /?н=Ю Ом. 134. Какие функции выполняют в компенсационном стабилизаторе {рис. 17) транзисторы VT1 и VT2 и ста- билитрон VD1, 22
135. Пусть ток нагрузочного устройства в стабилиза- торе (рис. 17) возрос. Как изменится выходи е н р е- ние стабилизатора? 136. Как изменятся в стабилизаторе (рис. 17) колл к- торный ток транзистора VT2 и падение напряжение на резисторе RK с увеличением С7вых? Рис. 16 Рис. 17 137. Как изменится в стабилизаторе (рис. 17) потен- циал базы регулирующего транзистора, сопротивление участка коллектор — эмиттер транзистора VT1 и паде- ние напряжения на нем AU, если коллекторный ток транзистора VT2 уменьшится? 138. Определить, каким образом будут изменяться на- пряжения в узлах схемы рис. 17 компенсационного ста- билизатора, если: а) напряжение на входе уменьшилось, б) напряжение на входе увеличилось. 139. Почему стабилизатор (рис. 17) называют ком- пенсационным? ГЛАВА ш КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ Свободные колебания 140. Как развивается процесс электрических колеба- ний в LC-контуре? Каково назначение конденсатора и катушки индуктивности? 141. Определить, какая энергия Wc запасается в элек- трическом поле конденсатора емкостью 1 мкФ при замы- кании переключателя 17 в схеме рис. 18 в положении 1. Эдс батареи = 10 В. 23
142. Как изменяется энергия электрического поля конденсатора (рис. 18) при переключении переключате- ля П из положения 1 в положение 2? 143. Какова максимальная энергия магнитного поля катушки колебательного контура Wl с индуктивностью L=1 Гн, если максимальный ток контура равен 0,1 А? Потерями энергии в контуре пренеб- j Я2 речь (г=0). ---- > 144. Определить максимальный / fir ток в колебательном контуре, состо- + р U ящем из катушки с индуктивно- _ == 5 стью L*=l Гн и конденсатора С= * V = 100 мкФ. Максимальное напряже- 5 ние на конденсаторе t/max=100 В. ----------- Потерями энергии в контуре пре- Рис 18 небречь (г=0). 145. Что такое добротность коле- бательного контура? Как зависит добротность контура от потерь энергии, возникающих за счет активного сопротивления контура? 146. Какова должна быть эдс батареи Е в цепи на рис. 18, чтобы при переключении ключа из положения 1 в положение 2 через катушку индуктивности L = 200 мГн протекал максимальный ток /тах=0,5 А? Емкость конденсатора составляет 500 мкФ. 147. Определить добротность контура Q, ростоящего из катушки индуктивности £=1 Гн и конденсатора С= = 1 мкФ. Активное сопротивление контура г=10 Ом. 148. Определить волновое сопротивление р контура, элементы которого имеют следующие значения: £ = 10Гн, С=10 мкФ. 149. Определить частоту fo и период свободных коле- баний в идеальном контуре То (рис. 18) при переключе- нии ключа из положения 1 в положение 2, если £=10 В, /к=0,5 А и С=500 мкФ. 150. Определить частоту и период свободных колеба- ний в идеальном контуре с волновым сопротивлением р=500 Ом. Емкость конденсатора контура С=10 мкФ. 151. Каковы должны быть индуктивность катушки L и активное сопротивление контура г, если необходимо создать контур с резонансной частотой f0= 1000 Гц и доб- ротностью Q = 50, а емкость контура С=0,1 мкФ? 152. Определить резонансную частоту контура fQ, если £=10 В, энергия, запасаемая конденсатором во время 24
его заряда, 1Гс=50«10~6 Дж, а индуктивность катушки L = 1 Гн. Вынужденные колебания 153. Определить реактивное сопротивление последо- вательного колебательного контура (рис. 19) с элемен- тами L=0,l Гн, С=1 мкФ, если на контур воздействует источник переменного напряжения с частотой f=103 Гц. Будет ли эта частота резонансной? Какой характер (ем- костный или индуктивный) имеет сопротивление конту- ра на этой частоте? Рис. 19 Рис. 20 154. Определить полное сопротивление z последова- тельного колебательного контура (рис. 19), если актив- ная и реактивная составляющие сопротивления соответ- ственно равны г=10 Ом и х=30 Ом. 155. Чему равно полное сопротивление последователь- ного колебательного контура (рис. 19) при резонансе? 156. Построить векторную диаграмму последователь- ного колебательного контура для случая резонанса. 157. Определить резонансную частоту последователь- ного колебательного контура с элементами L = \ мГн, С=10 мкФ. 158. Во сколько раз напряжения на катушке индук- тивности и конденсаторе последовательного колебатель- ного контура с добротностью Q=40 превышают при ре- зонансе эдс источника? 159. Построить векторную диаграмму для последова- тельного колебательного контура, если известно, что L=10 Гн, С=0,5 мкФ. На сколько нужно изменить ве- личину емкости, чтобы на частоте /о=50 Гц наблюдался резонанс напряжений? 160. Построить векторную диаграмму для параллель- ного колебательного контура и определить характер со- противления контура, если известно, что L=1 Гн, С= = 1 мкФ, /=50 Гц. На скалько нужно изменить величину 23
Индуктивности, чтобы на частоте (о=Ю0' Гц наблюдался резонанс токов? 161. Катушка с активным сопротивлением г=5 Ом и индуктивностью L=20 мГн соединена последовательно с конденсатором, емкость которого С = 1600 мкФ. Найти ток в цепи /, напряжения на катушке Ul и конденсато- ре Uс, если напряжение на входе цепи (/=127 В, частота £=50 Гц. Построить векторную диаграмму. 162. В сеть напряжением 220 В и частотой £=50 Гц включены последовательно катушка с активным сопро- тивлением 20 Ом и индуктивностью 159 мГн и конденсат тора, емкость которого равна 127 мкФ. Определить ток в цепи и построить векторную диаграмму. 163. Найти ток в цепи, напряжение на конденсаторе и катушке при резонансе напряжений, который наступит в цепи, приведенной в предыдущей задаче, при измене- нии емкости конденсатора. 164. В сеть напряжением 220 В и частотой 50 Гц включены последовательно катушка с активным сопро- тивлением 80 Ом, индуктивным сопротивлением 25 Ом и конденсатор, емкость которого равна 300 мкФ. Опре- делить ток в цепи и напряжение на катушке и конден- саторе. 165. В сеть напряжением 100 В включены последова- тельно индуктивная катушка и конденсатор. На частоте 50 Гц сопротивления этой цепи равны: индуктивное 50 Ом, емкостное 250 Ом, активное 10 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на отдельных ее элементах при резонансе, который получают: а) изме- няя частоту; б) изменяя индуктивность при частоте 50 Гц; в) изменяя емкость при частоте 50 Гц. 166. При замкнутом и разомкнутом рубильнике Р (рис. 20) амперметр показывает одно и то же значение тока /=5,5 А, Определить сопротивление г и Xl, если на- пряжение источника питания 17=127 В, частота £=50 Гц, а емкость конденсатора С=160 мкФ. 167, Как по виду резонансной кривой определить добротность контура? 168. Определить резонансную частоту последователь- ного контура, если добротность Q=200, а полоса пропус- кания контура 2Д£=500 Гц. 169. Определить добротность, резонансную частоту и полосу пропускания последовательного контура (рис. 19) о параметрамн L&*0,01 Гн, С«=100 пФ, mlOO Ом, &•
170. При подключении последовательного LC-контура С параметрами L —10 мГн, С=1 мкФ к источнику пере- менной эдс Е=10 В при резонансе напряжение на Uc составило 200 В. Можно ли использовать данный контур в качестве фильтра полосы частот 2Д/=110 Гц? 171. Нарисовать векторные диаграммы для парал- лельного колебательного контура рис. 21 для случаев, когда (о>а>о, со , со<соо. ______________ 172. Почему резонанс в па- г . раллельном контуре называют I > I. резонансом токов? Во сколько Q| 1’-^ раз ток в ветвях параллельно- V у го контура превышает ток в П /? „ Пг I неразветвленной части цепи? U п у | 173. Определить резонанс- I___'—I ' ную частоту параллельного ко- лебательного контура с пара- Рис- 21 метрами £ = 0,1 Гн, С= 1000 пФ. Совпадает ли выражение для резонансной частоты в па- раллельном контуре с выражением для резонансной час- тоты в последовательном контуре? 174. Какой характер имеет эквивалентное сопротивле- ние в параллельном колебательном контуре при резо- нансе? 175. Определить резонансную частоту f0 и эквивалент- ное сопротивление R3 контура (рис. 21) при резонансе, рассчитать токи ветвей и построить, векторную диаграм- му, если [/=100 В, а параметры цепи г=20 Ом, £ = =20 мГн, С=2 мкФ, U — напряжение, приложенное к контуру. 176. Пользуясь векторной диаграммой для цепи (рис. 21), определить ток /0 в цепи при резонансе, если токи /с=3,4 А и Il=3 А. 177. Нарисовать резонансные кривые для параллель- ного контура (рис. 21)’ для трех случаев: a) z3^>7?BT; б) Z3<^/?BtJ в) Z3~/?bt* 178. Определить по резонансным кривым параллель- ного контура для случая z3«/?BT полосу пропускания контура. 179. Определить, во сколько раз уменьшится доброт- ность параллельного контура (рис. 21) с учетом шунти- рующего действия внутреннего сопротивления генерато- ра ^вт=400 Ом. Эквивалентное сопротивление контура npif резонансе Ra= 100 Ом. 27
180. Определить полосу пропускания параллельного контура (рис. 21), если добротность с учетом шунтирую- щего действия внутреннего сопротивления генератора и резонансная частота контура соответственно равны 60 и 120 кГц. 181. Определить ток в неразветвленной части цепи при резонансе параллельного контура с добротностью Q=40 и волновым сопротивлением р=500 Ом. Амплиту- да источника переменной эдс Ет = 10 В. Связанные колебательные контуры 182. Определить коэффициент связи kcs контуров (рис. 22), если индуктивности катушек Li=0,l Гн, L2= =0,1 Гн. Взаимная индуктивность М=0,01 Гн. Объяс- нить физический смысл коэффициента связи. 183. Определить сопротивление, вносимое вторичным контуром (рис. 22), настроенным на резонансную часто- ту источника /о=1ОО кГц в пер- вичный контур при трансформа- торной связи между контурами. Взаимная индуктивность М = = 0,001 Гн. Активное сопротивле- ние вторичного контура г2= = 100 Ом. 184. Нарисовать резонансные кривые контуров, приведенных на рис. 22, при различной степени связи. Собственные ре- зонансные частоты контуров равны между собой. 185. Определить сопротивление, вносимое в первич- ный контур вторичным контуром (рис. 22) при критиче- ской связи между ними Активное сопротивление первич- ного контура ri = 15 Ом. 186. Определить полосу пропускания связанных кон- туров (рис. 22) с добротностью Q = 141 при критической связи между ними. Собственные частоты контуров fOi = =fo2=fo=100 кГц. 187. Определить характер резонансной кривой с уче- том того, что внутреннее сопротивление источника сиг- нала гВн>г1 Для контуров с трансформаторной связью (рис. 22), имеющих равные собственные частоты.
ГЛАВА IV УСИЛИТЕЛИ Основные показатели усилителей 188. Сколько одинаковых каскадов с коэффициентом усиления Ки=10 должен содержать усилитель, чтобы обеспечить общее усиление 100 дБ? 189. Определить коэффициент усиления по напряже- нию однокаскадного усилителя Ки в децибелах, если на- пряжение на входе С7вх=0,01 В, а выходное напряжение £/вых=2 В. 190. Определить коэффициент усиления усилителя по току и по мощности в децибелах, если оба коэффициента усиления равны 100. 191. Определить величину сигнала на входе двухкас- кадного усилителя и его коэффициент усиления в деци- белах, если коэффициент усиления первого каскада Ku 1=20, второго Ки2=50, а выходное напряжение равно 20 В. 192. Определить напряжение на выходе трехкаскад- ного усилителя, если коэффициенты усиления его от- дельных каскадов одинаковы и равны 10. Напряжение источника входного сигнала 0,02 В. 193. Определить коэффициент усиления по мощности Кр усилителя в децибелах, если его коэффициент уси- ления по напряжению 20, а по току 5. 194. Определить выходную мощность усилителя, если коэффициент усиления по току равен 50, сопротивление на выходе усилителя составляет 100 Ом, а входной ток 2 мА. 195. Определить коэффициент усиления усилителя по напряжению, если через нагрузку 7?н=Ю0 Ом проходит ток 0,1 А, а входное напряжение 0,2 В. 196. Определить коэффициент усиления по напряже- нию двухкаскадного усилителя, если выходные напряже- ния первого и второго каскадов соответственно равны 0,2 и 4 В, а напряжение источника входного сигнала — 0,01 В. 197. Определить мощность, отдаваемую в нагрузку усилителя, если выходное напряжение (/вых = 5 В, а со- противление нагрузки /?н=100 Ом. 29
198. Определить выходную мощность усилителя, если ток в нагрузке и напряжение на выходе соответственно равны ОД А и 2 В. 199. Определить напряжение сигнала на входе усили- теля, если сопротивление его нагрузки 10 Ом, мощность, отдаваемая усилителем, 2,5 Вт, а коэффициент усиления по напряжению 50. 200. Определить коэффициент усиления усилителя по току и напряжению, если сопротивление нагрузки 10 Ом, мощность, отдаваемая в нагрузку, 0,45 Вт, напряжение на входе усилителя 0,1 В, а входное сопротивление пер- вого каскада 100 Ом. 201. Определить мощность на выходе усилителя, если Явых=40 Ом, коэффициент усиления по напряжению 200, а напряжение на входе 0,01 В. 202. Определить входное сопротивление второго кас- када двухкаскадного усилителя, если выходные напря- жение и ток первого каскада соответственно равны 2 В и 0,01 А. 203. Определить эдс источника входного сигнала, если входной ток и входное сопротивление усилителя соответ- ственно равны 1 мА и 400 Ом. Внутреннее сопротивление источника составляет 100 Ом. 204. Определить входное сопротивление усилителя, если на входе действует эдс Ег=0,1 В, ток во входной цепи 7Вх=1 мА и внутреннее сопротивление источника напряжения 7?г=20 Ом. 205. Определить напряжение на входе усилителя с коэффициентом усиления Ли=60 дБ, РВых=1 Вт и Явых= =5 Ом. 206. Определить кпд транзисторного усилителя, если мощность в нагрузке 0,3 Вт, мощность, рассеиваемая в транзисторе, 100 мВт, мощность, рассеиваемая в осталь- ных цепях усилителя, 30 мВт. 207. Определить в децибелах коэффициент частотных искажений Мп, если на нижней граничной частоте рабо- чего диапазона коэффициент усиления составляет 25, а на средней частоте — 30. Указание: коэффициент частотных искажений определяется на нижней граничной частоте полосы про- пускания как Ми=Кср/^н, а на верхней Мв=Лср/Лв или соответственно в децибелах: AfH=201g (Лср/Лн); AfB — =201g (Лср/Лв). 208. Определить в линейных единицах коэффициент частотных искажений AfB, если на высшей частоте рабо- 30
чего диапазона коэффициент усиления по напряжению усилителя Кв=26 дБ, а на средней частоте КСр=27 дБ. 209. Определить коэффициент усиления Кер на сред- них частотах, если на низшей частоте рабочего диапазо- на коэффициент усиления Кж=40. Коэффициент частот- ных искажений Ма= 1,1. 210. Определить коэффициент нелинейных искажений ^гармоник) Кг, если на выходе усилителя появляются высшие гармонические составляющие тока с амплитудой Лт=5 мА, /«а=3,32 мА. Амплитуда первой гармоники выходного тока ZiB=100 мА. Обратные связи в усилителях 211. Определить, во сколько раз уменьшается коэф- фициент усиления усилителя К=200 при охвате его по- следовательной отрицательной обратной связью £ООС) по напряжению в виде четырехполюсника с коэффициен- том передачи $=*Rzl(Ki 4-К$) **Ka/Ki «0,05 {рис. 23), Цепь обратной связи Рис. 23 Указание: коэффициент усиления усилителя с по- следовательной ООС по напряжению определяется из формулы Кос=К/(1+КР). 212. В схеме усилителя (рис. 23) с коэффициентом усиления Кос = 10 произошло случайное короткое замы- кание резистора Кг- До какой величины изменится коэф- фициент усиления схемы? Параметры цепи обратной связи К1=10 кОм, Кг=0,5 кОм. 213. Определить входное напряжение U3I, необходи- мое для получения выходного напряжения t/вых—25 В 61
в схеме усилителя (рис. 23). Коэффициент усиления уси- лителя без обратной связи К=200. Резисторы в цепи об- ратной связи £1=10 кОм, /?2=0,5 кОм. 214. Определить напряжение на выходе и коэффи- циент усиления усилителя с последовательной обратной связью (рис. 23), если на вход усилителя одновременно с входным сигналом £7вх=0,2 В поступает напряжение обратной связи t/oc=0,l В, действующее в противофазе с вводным. Коэффициент усиления усилителя без обрат- ной связи К=10. 215. Какой по величине необходимо подать сигнал на вход усилителя, охваченного ООС с 0=0,05, для того, чтобы получить на выходе усилителя сигнал С/Вых=2 В, если К= 10? 216. Определить напряжение обратной связи Uoc, если при подключении последовательной отрицательной обратной связи с коэффициентом передачи 0=0,2 (рис. 23) выходное напряжение усилителя стало равным 2 В. 217. Определить напряжение обратной связи Uoc, ес- ли при подключении цепи отрицательной последователь- ной обратной связи коэффициент усиления усилителя (К= Ю) уменьшился в два раза, а выходное напряжение стало равным 3 В. 218. Определить входной ток 7ВХ, входное напряжение £7ВХ и коэффициент усиления Кос усилителя (рис. 23), работающего от генератора напряжения £г=0,6 В с внутренним сопротивлением Кг=0,5 кОм. Коэффициент усиления и входное сопротивление усилителя без обрат- ной свйзи К=100, Квх==0,5 кОм. Выходное напряжение £/Вых=Ю В. 219. Для каскада усилителя, охваченного ООС (рис. 23), определить значения: a) U, Uoc и Кос, если С7вхя=0,16 В, К=30, £7ВЫХ= = 1,2 В; б) t^BX, Uqq и Кос, если К=40, 0=0,02, £7Вых==5 Bj в) t/Bbix, t/oc и Кос, если С7ВХ=5 В, К=20, 0=1. Вывести расчетные формулы и составить программу для определения заданных параметров с помощью мик- рокалькулятора. 220. На вход каскада усилителя, охваченного ООС (рис. 23), поступает сигнал С7ВХ=1 В. Чему равны 17ВЫх, U, Uoc и Кос, если К=60, а 0=0,07? 221. Абсолютное изменение коэффициента усиления усилителя с К=Ю0 составляет ±10%. Определить, с ка- 32
ким коэффициентом передачи необходимо подключить цепь ООС, чтобы изменение коэффициента усиления К ь не превышало ± 1 %; рассчитать также значение Лое пос- ле подключения цепи ООС. Указание: воспользоваться выражением Д#ос 1 Д# ТЦГ 1+₽К X 222. Изменение коэффициента усиления усилителя с /£=1000 составляет ±10%. Определить, с каким коэф- фициентом передачи необходимо подключить цепь ООС, чтобы изменение коэффициента усиления не превышало ±2%, а также значение Лос после подключения цепи ООС. Указание: см. предыдущую задачу. 223. Коэффициент усиления #С-усилителя на средних частотах /£Ср=Ю0, нижняя граничная частота полосы пропускания /н=200 Гц, верхняя /в=30 кГц. К усилите- лю подключена цепочка отрицательной обратной связи с 0=0,1. Определить коэффициент усиления усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, а также новые значения нижней /'н и верхней /'в граничных час- тот и полосу пропускания усилителя. Указание: воспользоваться соотношениями Гн= =/н/(1+К₽);Гв=/в(1+Яр). 224. Решить задачу, аналогичную предыдущей, если КсР=50, /н=150 Гц, /в=40 кГц, а 0 = 0,2. 225. Усилитель с отрицательной обратной связью (0=0,18) имеет коэффициент усиления 5, а полосу про- пускания— от 25 Тц до 1,2 МГц. Определить коэффици- ент усиления и полосу пропускания усилителя без обрат- ной связи. 226. Нелинейные искажения на выходе усилителя на- пряжения с Д = 500 составляют 11%-; Чему должен быть равен коэффициент передачи цепи ООС (в схеме рис. 23), чтобы нелинейные искажения составили 1%? Какова бу- дет верхняя граничная частота полосы пропускания, ес- ли без ООС она была равна 8 кГц? Указание: коэффициент нелинейных искажений К'г усилителя, охваченного ООС, связан с коэффициен- том нелинейных искажений усилителя без ООС #г выра- жением К'г=Кг/(1 + 0К). 227. Усилитель, включающий три ступени усиления с #1 = 40, К2=15 и #з=Ю, охвачен цепью отрицательной обратной связи с 0 = 0,01. Чему равен коэффициент уси- 2-187 33
ления этого усилителя с учетом действия цепи обратной связи? 228. Решить предыдущую задачу, если отрицательная обратная связь охватывает только два последних каска да усилителя. 229. Какое значение в задаче 227 должен принять р, чтобы общий коэффициент усиления был бы равен 200? 230. При подключении цепи последовательной ООС по напряжению коэффициент усиления уменьшился в 10 раз. Определить входное и выходное сопротивления усилителя, если при отключенной цепи Обратной связи сопротивления J?BX= 10 кОм, /?Вых=500 Ом. 231. Определить выходное сопротивление усилителя (рис. 23), если входное сопротивление при подключении цепи обратной связи увеличилось в 12 раз. Выходное со- противление усилителя без обратной связи /?вых= =360 Ом. 232. Определить входное и выходное сопротивления трехкаскадного усилителя, охваченного цепью последова- тельной ООС по напряжению с коэффициентом передачи (3=0,01 Коэффициенты усиления каскадов Ki=12, К%= = 8, К3=5. Входное и выходное сопротивления усилите ля без обратной связи J?Bx=0,5 кОм, /?ВЫх=58 Ом. 233. Коэффициент усиления, входное и выходное со- противления усилителя, охваченного последовательной обратной связью по току (рис. 24), определяются из фор- мул*. Кос = К/(1+ Р'К), Лвх ос = ^вх(1 + Р'К) , ^?ВЫХ.ОС = ==^вых+/?ос(1 + К), где (УRocIRh, К==и'ъых/и• Будет ли действовать обратная связь по току в уси^ лителе при работе: а) в режиме холостого хода (Rx-+ ->оо), б) короткого замыкания нагрузки (/?н-*0)? 234. Какое сопротивление Roc необходимо включить в цепь обратной связи усилителя (рис .24), работающего на нагрузку 7?н=25 кОм, для получения коэффициента уси- ления Кос=25, если при отключенной цепи обратной свя- зи коэффициент усиления К= 125. 235. При подключении цепи последовательной ООС по току (рис. 24) коэффициент усиления усилителя К=100 уменьшился в И раз. Определить входное и выходное сопротивления усилителя, если при отключенной цепи обратной связи эти сопротивления равны /?Вх=5 кОм, 7?вых=1 кОм. Сопротивление нагрузки 7?н=1 кОм. 236. Коэффициент усиления, входное и выходное со- противления усилителя, охваченного параллельной обрат- ной связью по напряжению (рис. 25) при Rbx^>Rq<h 34
Рвх^Рг+Ri, определяются из формул: Кос=Ку/(1 + + P/Q, /?вх.ос = ^вх//вх ~ Rod (1 + К) + R\, 7?Выхос = ==Лвых/(1 + р/С), Где Р= (/?1 + 7?г)/(/?г + ^?1 +/?ос) • Записать эти формулы при бесконечно большом коэф- фициенте усиления усилителя без обратной связи К и проанализировать, как изменятся при этом параметры КоС, /?ВХ ОС и 7?ВЫХ. ОС* Рис. 24 Рис. 25 237. Определить входной ток, ток и сопротивление Roc в цепи обратной связи усилителя (рис. 25), если при- нять 7?вх->сю, К->оо. Входное напряжение f/BX=4 В, со- противление резистора 7?i=2 кОм. Выходное напряже- ние ^вых=Ю В. Записать расчетные формулы и соста- вить программу для определения заданных параметров с помощью микрокалькулятора. 238. При подключении цепи обратной связи: а) коэф- фициент усиления усилителя уменьшился, входное и вы- ходное сопротивления увеличились; б) коэффициент уси- ления, входное и выходное сопротивления уменьшились; в) коэффициент усиления и выходное сопротивление уменьшились, а входное — увеличилось. Определить вид обратной связи для каждого случая. Типовые каскады предварительного усиления Каскад с общим эмиттером 239. Для неискаженной передачи сигнала с помощью усилительного каскада с общим эмиттером (ОЭ) (рис. 26, а) в режиме покоя (£/вх=0) через базу транзистора 2*^ и 35
должен проходить ток Л>о—82 мкА. Определить сопро Тивление резистора в базовой цепи Re, обеспечивающее заданный ток базы. Напряжение источника питания £к=9 В. Падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора £/бэ=0,8 В. 240. Определить коллекторный ток транзистора кас- када (рис. 26, а) при отсутствии входного сигнала, если £к=9 В, 7?б = Ю кОм, L/6a=0,6 В. Коэффициент усиления по току Л21э=40. Обратным током транзис- тора можно пренебречь. 241. Определить напря- жение £7бэ и ток покоя в цепи базы 1е0 усилителя Рис. 26 (рис. 26, а), если напряжение источника питания Ек= = 12 В, а 7?б=40 кОм, /КО=5,6 мА, h2i3=20. 242. Определить сопротивление Re, если ток покоя коллектора 7Ко (рис. 26, а) составляет 10 мА. Напряже- ние источника питания Ек=12 В, статический коэффи- циент усиления по току транзистора h2i8=40, Ue*^0,6 В. 243. Определить Ек в схеме на рис. 26, а, если UK0= =20 В, 7ко= ЮО мА, RK= 100 Ом. 244. Определить сопротивление резистора, которое нужно включить в коллекторную цепь усилителя (рис. 26, а), чтобы ток коллектора составлял /ко=3 мА при ^кэо==7 В, Ек=16 В. 245. Определить ток базы /бо и падение напряжения на транзисторе t/кэо (рис. 26, а), если 7?б=150 кОм, RK= 1,25 кОм, Ек—9 В, Л21Э-40. Величиной U6a пренеб- речь.
246. Найдите токи базы и коллектора, а также паде- ние напряжения на транзисторе (рис. 26, а), если R =250 кОм, 7?к = 2 кОм, £к=12 В, (7бэ=0,3 В, a hi э = 64. 247. Определить сопротивление резистора в коллек- торной цепи транзистора каскада ОЭ (рис. 26, а), если £к=12 В, ^/вых=7,2 В, 7?б==48 кОм, А21э=40. Падением напряжения £/бэ и обратным током тран зистора можно пренебречь. 248. Определить выходное напряжение каскада (рис. 26, а), если базовый ток транзистора 7б=0,5 мА, hna= =20,7?к=О,5 кОм, £к=9 В. Обратным током транзисто- ра пренебречь. 249. Определить максимальное и минимальное выход- ное напряжения каскада (рис. 26, а) при подаче гармо- нического входного напряжения от генератора £г=2 В с внутренним сопротивлением /?г=14 кОм Известно, что £к=9 В, 7?к=7 кОм, 7?б=84 кОм, /121э=50, [/бэ=0,6 В. Обратным током транзистора можно пренебречь 250. Коэффициент усиления переменного напряжения каскада (рис. 26, а) при Rs^Rbx 9 определяется выраже- нием — = —(^21э^?к)/^вх в, ГДе 7?вх э = Гб + (1 + +^21э)/"э — входное сопротивление каскада по переменно- му току; гэ=0,025//э — дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода; Гб — омическое сопротивление базы, составляющее для маломощных транзисторов 100— 150 Ом. Знак минус в формуле показывает, что фаза вы- ходного сигнала противоположна, т. е. сдвинута на 180° по фазе входного сигнала. Почему при увеличении RK коэффициент усиления возрастает только до известных пределов, а затем умень- шается? 251. Определить амплитуду входного сигнала, необ- ходимую для получения на выходе каскада (рис. 26, а) сигнала с амплитудой £/Вых=4 В. Коллекторный ток по- коя 7ко=1 мА, Гб=125 Ом, А21Э=40, 7?к=4,5 кОм. 252. Определить минимальное значение напряжения питания, обеспечивающее на выходе каскада (рис. 26, а) неискаженный сигнал с амплитудой 5 В. 253. На рис. 26, б представлена схема термостабиль кого каскада с общим эмиттером. Как осуществляется стабилизация коллекторного тока покоя? Предположим, что ток коллектора увеличился на величину А/к. В какую сторону изменятся параметры URa, U^, /б? 37
254. Определить сопротивление резистора Ra, если че- рез транзистор проходит ток /ко~^эо—5мА, а напряже- ние С7бо=1,6 В. Падение напряжения на эмиттерном пе- реходе транзистора £/бэо=0,6 В. 255. Определить напряжение питания каскада (рис. 26, б), при котором обеспечивается режим 7»о — 1ко----- = 10 мА, С7кэо=5 В. Номиналы резисторов: 7?э=100 Ом, 7?к=1 кОм. 256. Определить сопротивления резисторов в цепи сме- щения базы транзистора, если напряжение 1/б0=2 В, а ток через резистор Ri определяется соотношением Iri = =27бо=1 мА. Напряжение питания £К=Ю В. 257. В схеме каскада (рис. 26, а) коэффициент уси- ления по напряжению определяется формулой Ки= =*—/121э^?к/-^?ВХ Э ““ hilsR к/[гб+ (1+^21эГэ)]- Можно ли пользоваться приведенной формулой для определения коэффициента усиления Ки в схеме каскада (рис. 26, б)? 258. В схеме каскада (рис. 26, б) произошел обрыв цепи шунтирующего конденсатора Сэ. Останутся ли при этом неизменными коэффициент усиления по напряже нию и входное сопротивление? 259. Какой должна быть выбрана емкость конденса- тора Сэ в схеме усилителя (рис. 26, б), если известно, что нижняя граница полосы пропускания равна 100 Гц, а /?э=500 Ом? Найти падение напряжения от постоян- ной и переменной составляющей тока, если 7Э0=2мА, а переменная составляющая — 2 мА. Каскад с общим истоком 260. Для создания режима работы класса А в усили- теле (рис. 26, в) используется цепь автоматического сме- щения Rn—Си- Определить потенциал затвора относи- тельно истока, если в отсутствие входного сигнала че- рез транзистор проходит ток стока ZCo=l,5 мА. Сопро- тивление резистора /?и=200 Ом. 261. Определить напряжение Сси и ток стока транзи- стора в усилителе (рис. 26, а), если падения напряжения на резисторах Rc и Rn составляют 2,4 и 0,2 В. Напряже- ние источника питания £с=6 В. 262. Определить сопротивление резистора Rc в схеме (рис. 26, в), если ток стока транзистора 0,4 мА, Ёс= = 12 В, 17си—8 В. Принять, что /?и=0,1 Rc. 38
263. Можно ли использовать в схеме ( ис. 26 в) Транзистор С допустимой МОЩНОСТЬЮ Рс max =120 мВт, если в режиме покоя (t/BX=0) ток стока /со—0,4 мА создает на резисторах Rc и RB падения напряж н я 4 и 0,4 В. Напряжение источника питания 9 В. 264. Определить мощность Ро, потребляемую каска- дом (рис. 26, в), если ток стока транзистора 0,3 мА соз- дает на резисторах Rc и Ря падения напряжения URc = =6 В и £/ди=0,2 В. Напряжение на стоке транзист ра 8 В. 265. В режиме покоя (£/вх=0) напряжение Uca в схе- ме (рис. 26, в) равно 5 В. Можно ли получить на выходе неискаженный переменный сигнал с амплитудой 6 В? 266. Какую роль выполняет резистор 7?3 в цепи за- твора транзистора в схеме (рис. 26, в)? Из каких сооб- ражений выбирается сопротивление резистора 7?3? 267. На вход каскада с общим истоком (рис. 26, в) поступает гармонический сигнал с амплитудой £/вх= =0,2 В. Определить выходное напряжение, если крутиз- на стоко-затворной характеристики транзистора 5= =2 мА/B, а сопротивление резистора 7?с=4 кОм. Иска- зится ли форма выходного напряжения, если напряжение на стоке транзистора в режиме покоя равно 5 В? Повторители напряжения Эмиттерный повторитель (каскад с общим коллекто- ром) 268. Определить выходное напряжение в схеме эмит- терного повторителя (рис. 27, а) при t/BX=0, если паде- ния напряжения на открытом эмиттерном переходе в ре- зисторе R равны //бэо=0,6 В, £/д=5,4 В. Напряжение источника питания £к=10 В. 269. Определить сопротивление резистора R в базовой цепи транзистора, при котором на выходе схемы эмит- терного повторителя при £/вх=0 создается напряжение £/вых= £Уа=5 В. Сопротивление резистора кОм. Напряжение источника питания £к=12 В, падение на- пряжения i/63o=0,6 В. Коэффициент усиления транзи- стора по току Л21э=50. 270. Определить падение напряжения Окъо на тран- зисторе в схеме эмиттерного повторителя (рис. 27, а) при £/вх=0 от прохождения эмиттерного тока I о=2 мА На- пряжение Ек=8 В, сопротивление Ra= 1,5 кОм.
271. Определись напряжение на выходе эмиттерного повт рителя (рис. 27, а) при ПВх=0, если падение на пряжения на резисторе #=100 кОм равно 5 В. Коэффи циент усиления по току /i2i3=60. Сопротивление К3— 1 кОм, 272. Определить минимальное значение напряжения питания, при котором на выходе эмиттерного повторите Рис. 27 ля (рис. 27, а) можно получить неискаженный перемен- ный сигнал с амплитудой 6 В. 273. Доказать, что фаза выходного сигнала в схеме эмиттерного повторителя (рис. 27, а) совпадает с фазой входного сигнала. 274. Амплитуда сигнала на выходе эмиттерного пов торителя (рис. 27, а) 4 В. Падение напряжения на эмит- терном переходе транзистора 0,8 В. Определить ампли туду и коэффициент передачи Ки входного напряжения. 275. Определить амплитуду входного напряжения и коэффициент усиления по мощности Кр эмиттерного пов торителя (рис. 27, а), если известны параметры: h2\3— — 50, /б=50 мкА, (7бэо=0,2 В, 7?э=4 кОм. 276. Определить амплитуду выходного напряжения И коэффициенты Ки, КР эмиттерного повторителя (рис. 27, а), если на вход подано напряжение с амплитудой 4 В. Коэффициент усиления по току /i2i9=60, падение напряжения Г/бэо=0,5 В. 277. Коэффициент усиления каскада ОЭ (рис. 26, а), работающего от генератора входного сигнала с внутрен- ним сопротивлением 7?г=2 кОм, определяется форму- лой Киз—— Й21Л/(Яг+/?вх.э) (при 7?н->оо). Полагая 40
^218=50, Rr—1 кОм, RBX э 0,5 кОм, получим К э 20 Изменится ли полученный коэффициент усиления, если между источником входного сигнала и усилительным кас- кадом ОЭ включить эмиттерный повторитель с входнь м сопротивлением Квх п=8 кОм, выходным сопротивлени- ем Rbuz п=Ю0 Ом и коэффициентом передачи Run 0,8 278. Коэффициент усиления каскада ОЭ (рис. 26, а), работающего на нагрузку 7?н=Ю0 Ом, определяется фор мулой ЛГ„-----. {при ^0) ^ВХ.Э Полагая, как в предыдущей задаче, /*21»=50, RK= = 1 кОм, Rbz э=0,5 кОм, получим КиЭ~10. Изменится ли полученный коэффициент усиления, ес- ли между нагрузкой RH и усилительным каскадом вклю- чить эмиттерный повторитель (рис. 27, а) с параметра- ми: 7?вх. п—8 кОм, Т^вых п— Ю Ом, Кип—0,8 (при Кн ^"Оо) ? Привести конечную расчетную формулу и составить про- грамму для определения Киэ с помощью микрокальку- лятора. 279. Входное и выходное сопротивления эмиттерного повторителя (рис, 27, а) определяются формулами: Rbz.п~^21э(Кэ11Кн) J /?вых п~Гэ4* (Кг4-Гб)/(14*/?21э). Изме- нятся ли эти параметры эмиттерного повторителя при увеличении температуры окружающей среды? Потоковый повторитель (каскад с общим стоком) 280. Определить в схеме истокового повторителя (рис. 27, б) потенциал затвора относительно истока, ес- ли при отсутствии входного сигнала через транзистор проходит ток стока 7С=1,2 мА. Сопротивление резистора /?и=200 Ом. 281. Определить максимальную амплитуду гармони -ческого напряжения, поступающего на вход истокового повторителя t/вхтах, если напряжение отсечки тока тран- зистора t7OTc = 6 В. Зарисовать осциллограмму выходно- го напряжения при t7BX>^Bxmax. 282. Определить минимальное значение напряжения литания истокового повторителя (рис. 27, б), если макси- мальная амплитуда выходного напряжения равна 6 В. 283. Определить ток стока транзистора в схеме исто- кового повторителя (рис. 27, б), если £/Сц=8 В, Ки= г= 12 кОм, Ес= 12 В. 41
284. К эффициент передачи в схеме истокового п в - рителя (при Ян-^оо) определяется формулой Ки =SRa (1+5Яи). Приняв 5=2 мА/B, /?и=3 кОм, получим Ли—0 8 . Как изменится коэффициент передачи, если подключ ть сопротивление нагрузки /?н=0,5 кОм? Записать оконча- тельную расчетную формулу и составить программу для определения Кя' с помощью микрокалькулятора. 285. Анализируя результат решения предыдущей за- дачи, объяснить, как влияет крутизна характеристики 5 транзистора на изменение коэффициента передачи исто- кового повторителя при подключении нагрузки. 286. Определить потребляемую мощность, напряже ние питания и кпд схемы истокового повторителя (рис. 27, б), если С7си=5 В, [7ни=/с^и=4 В, /с=0,5 мА. Выходные каскады усиления (усилители мощности) 287. Сравните режим классов А, В и АВ по величине выходной мощности, кпд нелинейных искажений. 288. В каком режиме (А или В) работают транзисто ры усилителей мощности, приведенных на рис. 28? По- чему для питания транзисторов схемы, которая приведе- на на рис. 28, а, необходимо двухполярное напряжение питания? Какую роль выполняет конденсатор Со в схе- ме на рис. 28, б? 289. Можно ли на выходе усилителей мощности (рис. 28, а, б) получить сигнал, больший по абсолютному зна- 42
чениЮ, чем входной? Изменится ли фаза входного сигна- ла при прохождении через усилитель? 290. Какое максимальное выходное напряжение при Ек—10 В можно получить: а) в схеме рис. 28, а; б) в схе- ме рис. 28, б? Остаточным напряжением открытого тран зистора можно пренебречь. 291ГТранзисторы в схемах, изображенных на рис. 28, выбирают исходя из следующих условий: 1) максимальный ток коллектора ZKmax транзистора (ток нагрузки /н) меньше допустимого для данного типа транзистора /к.доп (рис. 28, а, б); 2) допустимое напряжение коллектор — эмиттер тран- зистора £/кэ.доп больше двойного напряжения источника питания 2£к (рис. 28, а) и £/кэ.доп>£к (рис. 28, б); 3) мощность, рассеиваемая на коллекторе транзисто- ра Рк, меньше допустимой Рк.доп; 4) наивысшая рабочая частота схем*ы fa меньше пре- дельной частоты транзистора /₽=/а(1+^2ia) при вклю- чении ОЭ. Выбрать типы комплементарных транзисторов (см. приложение) в схеме усиления мощности (рис. 28, а), если Ец== zt Ю В, Рк-—20 мВт, /к—22 мА. 292. Мощность, потребляемая схемами (рис. 28, а, б), определяется формулами Ро=2£к/к.ср (для схемы рис. 28, а), Ро=2(О,5Ек/к.ср)=Рк/к ср (для схемы рис. 28, б), где /к ср=/к/л — средний коллекторный ток транзи- стора. Выходная мощность (рис. 28, а, б) РВых=Рн= =Ш/2~/н^н/2= L7h2/2Ph. Мощность, рассеиваемая на коллекторе одного тран- зистора, Рк= (Pq— Коэффициент полезного действия схемы Т]==//Вых/Ро. Используя вышеперечисленные формулы, определить коэффициент полезного действия в схеме (рис. 28, а) с параметрами t7H=10 В, Ек= 12 В. Схема работает на активную нагрузку Рн=50 Ом. Какую пару комплемен- тарных транзисторов можно использовать для обеспече- ния заданных параметров схемы? 293. На вход усилителя мощности (рис. 28, а), рабо- тающего на нагрузку Рн=9,2 Ом, поступает гармониче- ский сигнал с амплитудой [/вх=Ю В. Определить мощ- ность, отдаваемую схемой в нагрузку, приняв максималь- ное напряжение на эмиттерном переходе открытого тран- зистора £/бэтах = 0,8 В. 43
294. Определить минимальное напряженке Питания, при котором усилите ь мощи сти (рис 28, а) отдает в нагрузку RH=200 Ом. 295. Какие элементы схемы усилителя мощности (рис. 29) обеспечивают работу транзисторов в режиме класса АВ? Определить начальный ток базы каждого транзистора VT1 (VT2) при Uвх—0, если падение напряжения на открытом диоде VD1 (VD2) ил=П,5 В. На вольт- амперной характеристике диода напряжению 0,5 В соответствует ток /д=3,2 мА. Напряжение ис- точника питания ±Е=9 В. Соп- ротивление резистора R\(R2) = = 2,5 кОм. 296. Объяснить, почему в ре- жиме покоя ((/Вх=0) напряже- ние на нагрузке Ra в схеме усили- теля мощности (рис. 29) равно нулю, хотя через каждый тран зистор проходит начальный ток Смещения. 297. Определить амплитуду напряжения на нагрузке Ri в схеме (рис. 29), если на вход поступает гармониче ское напряжение t/Bx=2 В. При этом падения напряже ния на диоде VD1(VD2) и эмиттерном переходе транзис тора £7д= 0,3 В, £7бЭ=0,6 В. 298. Можно ли использовать в схеме (рис. 29) тран- зистор с максимально допустимым током коллектора !к доп 30 мА при подаче на вход гармонического на пряжения Un—6 В. Сопротивление Ru—10 Ом. Падение напряжения С/Д~17эб. Операционные усилители 299. Какой операционный усилитель называется иде- альным? Почему в схеме операционного усилителя пре дусматривают два источника питания: -с положительным (+ЕП) и отрицательным (—Еп) постоянными напряже ниями относительно нулевой общей точки схемы, кото- рая заземляется (рис. 30). 300. Почему один из входов операционного усилите ля называется инвертирующим? Покажите соответству ющий вход на схеме (рис. 30). 44
301. На инвертирующий вход 2 операционного усили- теля типа К153УД2 (рис. 30) поступает постоянное на- пряжение иъ i=+2B, а на неинвертирующий вход / — постоянное напряжение t/BX2= = 4-1 В. Воспользовавшись справочными данными для уси- лителя, определить напряже- ние на его выходе. Изменится ли выходное напряжение уси- лителя, если на вход 2 подать напряжение (+3 В), оставив без изменения напряжение на входе 1? 302. Почему для обеспече- ния минимальных искажений формы выходного сигнала в схему операцнонного усили- теля вводится отрицательная обратная связь? 303. На рис. 31,. а приведена схема инвертирующего операционного усилителя. При введении параллельной Рис. 31 отрицательной обратной связи с помощью резистора Roc входное сопротивление усилителя, измеренное между точ- ками 1 и 2, уменьшается практически до нуля. Это озна- чает, что потенциал точки 1 близок к нулю. Учитывая, что Д^/ос, так как проходят по одной цепи, определить выходное напряжение и коэффициент усиления инверти- рующего усилителя, если 7?i = 10 кОм, /?оС=Ю кОм, [/и=0,5 В. 304. Определить напряжение генератора входного сиг- нала £г с внутренним сопротивлением Яг=10 кОм для получения на выходе инвертирующего операционного 45
усилителя напряжения £7вых=8 В. Сопротивление резис- тора в цепи обратной связи /?ос 100 кОм. 305. Почему сопротивление резистора R1 в схеме ин- вертирующего операционного усилителя обычно выбира- ют больше 1 кОм? 306. В схеме неинвертирующего операционного уси лителя (рис. 31, б) входное сопротивление, измеренное между точками 1 и 2, близ- ко к нулю, т. е. потенциалы точек 1 и 2 относительно земли равны. Следовательно, t/BX=t/2=t/l = t7Bbix₽1/(/?14- 4-7?ос). Определите коэффи- циент усиления неинверти- рующего усилителя при R\ = = 107?ос Сравните коэффи- циенты усиления инвертиру- ющего и неинвертирующего операционных усилителей. 307. Определить выходное напряжение операционного усилителя (рис. 32) при поступлении на его входы: а) синфазных; б) противофазных сигналов с амплиту- дами £/вх1 = 0,1 В, {/вх2=0,2 В. Сопротивления резисто- ров 7?1=^2=/?з=5 кОм, J?oc=50 кОм. 308. Определить входные сопротивления операцион- ного усилителя (рис. 32): а) по входу 1; б) по входу 2, использовав необходимые данные из предыдущей зада- чи. Что следует изменить в схеме для обеспечения равен- ства входных сопротивлений по входу 1 и по входу 2? 309. При включении резистора обратной связи ROc схему операционного усилителя (рис. 31, а, б) необходи- мо балансировать, иначе на выходе схемы появляется напряжение ошибки, измеренное при нулевом входном сигнале При наложении на сигнал ошибки полезный вы- ходной сигнал может исказиться или даже ограничиться. Напряжение ошибки, обусловленное разностью базовых токов смещения Д7См, определяется формулой Uвых ош — = Roc&Icm- Можно ли использовать резистор /?ос=6МОм в несбалансированной схеме (рис. 31) для получения на выходе гармонического сигнала с амплитудой 5 В, если используется операционный усилитель типа К140УД2Ас предельным выходным напряжением ±10 В и разностью входных токов смещения 1 мкА. 310. Выходное напряжение ошибки операционного усилителя, вызванное входным напряжением смещения 46
t/вх см, Определяется ИЗ формулы ^выхош — Koct/вх см« Определить, можно ли использовать несбалансированный операционный усилитель типа К140УД11 с предельным ВЫХОДНЫМ напряжением t/вых тах=± 12 В и входным напряжением смещения t/BX. см=Ю мВ (см. приложение) для усиления без искажений гармонического сигнала с амплитудой 0,1 В в 100 раз. Влиянием разностного тока смещения на напряжение ошибки в данном случае мож- но пренебречь. 311. Почему в практических схемах последовательно в цепь неинвертирующего входа операционного усилите- ля (рис. 31) обычно включают резистор/?2, сопротивление КОТОрОГО ВЫбираЮТ ИЗ формулы /?2 = /?1/?ос/(/?1+/?ос). Частотные свойства усилителей увеличить частоту сигнала Рис 33 сигнала до 10 312. Определить коэффициент передачи Knev=UzlU\ /?С-цепи (рис. 33, а) с параметрами: /?=10 кОм, С= =0,1 мкФ на частоте 100 Гц. Как изменится коэффици- ент передачи цепи, если: а) до 1 кГц; б) увеличить ем- кость конденсатора до зна- чения 0,5 мкФ. Объяснить результаты. 313. Определить коэффи- циент передачи 7?С-цепи (рис. 33, б) с параметрами: Л = 1 кОм, С=0,1 мкФ на частоте 1 кГц. Как изменит- ся коэффициент передачи це- пи, если: а) увеличйть час б) уменьшить емкость конденсатора до значения 0,01 мкФ. Объяснить результаты. 314. Коэффициенты низкочастотных искажений, вноси- мых конденсаторами Cpi, Ср2 и Сэ в схеме усилителя (рис. 26, а): Жв=/ 1 + 1/(2л/Л)«, где тн — постоянная времени перезаряда конденсатора, создающего низкочастотные искажения; /и— низшая гра- ничная частота полосы пропускания. Анализируя схему (см. рис. 26, б), определить достоянные времени переза- ряда конденсаторов Срь Ср2 и Сэ. 315. Как изменится полоса пропускания усилителя (рис. 26, б) в области низких частот, если при заданном 47
коэффициенте частотных искажений Мн увеличить емко сти конденсаторов CPi, СР2 и Сэ 316. Определить емкости входного и выходного разд лительных конденсаторов, необходимые для обеспечен я в каскаде с общим эмиттером частотных искажении Мн = 1^2? на низшей частоте полосы пропускания fH = 100 Гц, если 7?вх э=0,8 кОм, 7?н=1 кОм, j?K=0,6 кОм /?г=0,2 кОм (рис. 26, а). 317. Коэффициент высокочастотных искажений в схе ме каскада с общим эмиттером (рис. 26, б) определяется формулой Л1.=/1+₽2я/ЛЯ. где r.=t,4-t,= — /₽ ft — предельная частота усиления по току транзистора; Тк=Ск(1+/г21э) (7?к!17?н)—постоянная перезаряда емко сти коллекторного перехода; fB— наивысшая граничная частота полосы пропускания усилителя. Определить, пользуясь справочными данными (см. приложение), какой тип транзистора сможет обеспечить усиление сигнала на частоте 1 МГц при заданном коэф- фициенте частотных искажений МВ=У< 2. Принять (7?к117?и) = 1 кОм 318. Постоянная времени для каскада с общим исто- ком (см. рис. 26, в) Тв~^?сОВх и, где СВх и=Ози4-Сзс(14- + Ки) = Сзи4-Сзс(1+5/?с)—входная емкость последую- щего каскада с общим истоком. Приняв Сзи=20 пФ, Сзс=12 пФ, 5=10 мА/B, 7?с=6 кОм, определить наи- высшую граничную частоту усиления каскада (см. рис. 26, в) при заданном коэффициенте 2 ГЛАВА v ГЕНЕРАТОРЫ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ 319. В схеме усилителя с коэффициентом усиления К=110 имеется цепь положительной обратной связи с коэффициентом передачи (3=0,01. Возникнут ли в схеме незатухающие колебания? 320. Определить минимальный коэффициент усиления усилителя с положительной обратной связью (3=0,02, при котором схема усилителя самовозбуждается? 48
Каким точкам амплитуда не- 321. Пользуясь колебательными характеристиками /вых—/(^вх) на рис. 34, объяснить, что такое «мягкий» и «жесткий» режимы самовозбуждения? кривых 1 и 2 соответствует стационарная затухающих колебаний в ав- тогенераторе? 322. Будут ли колебания на входе автогенератора гар- моническими, если условие самовозбуждения схемы вы- полняется: а) только на одной час- тоте; б) в диапазоне частот. 323. Частоту генерации автогенераторов с трансфор- маторной (рис. 35, а), авто- трансформаторной (рис. 35, б) и емкостной (рис. 35, в) обратной связью можно опре- делить из формулы /ген= 1/2л < LC, где L=Ll+Li+2y' L[L2—для схемы рис. 35, б, С— = CiC2/(Ci + C2) —для схемы рис. 35, в. Определить параметры резонансного контура авто- генератора, формирующего на выходе гармонические ко- лебания с частотой /ген—1 МГц. Добротность контура принять равной 50. Вывести расчетные формулы для определения заданных параметров и составить програм- му для решения задачи с помощью микрокалькулятора. Активное сопротивление в цепи контура г=2 Ом. 324. Относительная нестабильность частоты автогене- 49
раторов (рис. 35) определяется из формулы А/ген __ ( I \ /г« 2L "Г 2С Г Определить абсолютную нестабильность частоты ав- тогенератора (рис. 35), если параметры резонансного контура L=10 мкГн, С—10 пФ, а разброс параметров контура при изменении температуры окружающей среды &LIL и ДС/С составляет 10% • Рис. 36 325. На частоте генерации в схеме автогенератора (рис. 35, а) коллекторная нагрузка равна /?к.экв= =Ярез1|/?н11ЯвхП. Амплитуда переменной составляющей напряжения в контуре составляет 25 В. Определить мощ- ность в контуре автогенератора, если /?рез=Ю кОм, RK= — 1 кОм, /?вх=1,2 кОм, п=4. 7?Рез — резонансное сопро- тивление контура, 7?н — сопротивление нагрузки, RBX — входное сопротивление транзистора, п — коэффициент трансформации. 326. Начертить электрическую схему замещения квар- цевого резонатора, т. е. кварцевой пластинки, помещен- ной в кварцедержатель. Какими резонансными частота- ми обладает кварцевый резонатор? 327. Определить собственную частоту кварцевого ре- зонатора fK, если толщина пластинки 2 мм. 328. Почему кварцевый резонатор обусловливает вы- сокую стабильность частоты автогенератора? 329. Как настраивается контур LC-автогенератора при включении кварцевого резонатора между затвором и истоком транзистора (рис. 36, а)? 50
330. Как настраивается контур LC-автогенератора при включении кварцевого резонатора между коллектором и базой (рис. 36, б)? 331. Определить частоту f0, при которой трехзвенная фазовращающая цепочка (рис. 37) с элементами Rl = =R2=R3=R=\0 кОм, С1=С2^=СЗ=С—0,01 мкФ обеспечивает сдвиг по фазе 180°. Рис. 38 Рис. 37 332. Как включается фазовращающая цепочка (рис. 37) в цепь усилительного каскада с общим эмиттером для обеспечения генерации синусоидальных колебаний на час- тоте fo? 333. Каким образом можно регулировать частоту ав- тогенератора с использованием фазовращающейся це- почки? 334. Определить резонансную частоту частотно-изби- рательной /?С-цепи, представленной на рис. 38, если R1 — =R2=\0 кОм, С/ = С2=0,01 мкФ. 335. Изменяет ли фазу входного сигнала цепь (рис. 38) на резонансной частоте fo? 336. В схеме генератора (рис. 39) для поддержания незатухающих колебаний коэффициент усиления по на- пряжению каскада на транзисторе VT1 определяется не- равенством Kui^29+237?/ (/?вх211^б), где /?вх2«^21э2(^э2Н^вх1)—входное сопротивление согла- сующего каскада на транзисторе VT2 (эмиттерного пов- торителя); 7?вх1 — входное сопротивление каскада на транзисторе VT1. Частота генерации схемы с учетом /?Вхг определяется из формулы Гм _ /6+4J?/(J?bx2 || R6) L 0 RC Выбрать сопротивление R, при котором влиянием входного сопротивления Rb*z на Кт и со0 можно пренеб- речь. Определить при этом частоту генерации <о0 и мини- 51
калЬнбе значение коэффициента усиления Xuimin» И ходные данные: С—0,01 мкФ, R&—120 кОм, 7?э=4,ЗкОм, Rbxa —1,2 кОм, тип транзистора КТ312Б. 337. В схеме генератора (рис. 39) произошло короткое замыкание: а) резистора /?R; б) резистора 7?эь В каком случае схема сохраняет свою работоспособность? 338. Определить минимальное сопротивление резисто- ра R4 в схеме генератора (рис. 40), при котором возник- нут незатухающие колебания на выходе схемы. Учесть, что коэффициент передачи частотно-избирательной цепи на частоте генерации coQ при R1=R2—R и С1=С2=С Ро — Уз- Сопротивление резистора R3 принять 1 кОм. ГЛАВА VI ЭЛЕМЕНТЫ ИМПУЛЬСНОЙ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ Параметры импульсов 339. В каких электрических цепях нарастание и спад импульсного напряжения или тока не могут .происходить мгновенно? 340. Определить период Т и частоту f последователь- ности периодически повторяющихся прямоугольных им- пульсов, если длительность каждого импульса tn— 10 мкс, длительность паузы между ними /п=40 мкс Вре- менем фронта /ф и спада tc импульса можно пренебречь 341. Определить скважность Q и коэффициент запол- нения Кзап последовательности периодически повторяю- щихся прямоугольных импульсов, если период импульсов 52
f=&0 мкс, длительность каждого ймпульса /И~Ю Мкб. Временем фронта и спада импульса можно пренебречь. 342. Определить частоту последовательности периоди- чески повторяющихся прямоугольных импульсов, если Q=2, /и=10 мкс. Временем нарастания и спада импуль- са можно пренебречь. 343. Определить время фронта импульса, нараста- ющего до значения £=5 В по линейному закону u=Kt. Коэффициент пропорциональности К=5-103 В/с. 344. Определись время фронта и среза трапецеидаль- ного импульса с амплитудой 0,5 В, если линии фронта и среза импульса, имеют одинаковые углы наклона к оси абсцисс 45°. На оси абсцисс откладываются единицы из- мерения — секунды. 345. Определите среднее значение тока и напряжения в нагрузке /?н=2 кОм генератора прямоугольных им- лульсов с амплитудой 10 В и длительностью 1 мс. Час- тота повторения импульсов f=200 Гц. Выходное сопро- тивление генератора считать равным нулю. 346. Определите среднее значение тока и напряжения на выходе делителя напряжения /?1=/?2=^2 кОм, если на вход поступает последовательность прямоугольных им- пульсов с амплитудой 12 В и длительностью 5 мс. Период повторения импульсов 10 мс. 347. Изменится ли среднее значение тока и напряже- ния на выходе делителя напряжения (см. предыдущую задачу), если сопротивления резисторов увеличить в два раза, т. е. 7?i=7?2=4 кОм. 348. Какова должна быть скважность импульсов Q, чтобы при мощности источника РСр=Ю Вт получить мощность в импульсе Ри=Ю00 Вт? 349. Определить мощность прямоугольного импульса с длительностью /И=Ю мс, если период 7=100 мс, мощ- ность источника Рср=100 Вт. Ограничители и преобразователи 350. Определить напряжение на выходе последова- тельного ограничителя (рис. 41) при —0, £См=ЗВ. В каком состоянии находится диод? 351. Будет ли закрыт диод в схеме ограничителя (рис. 41) в течение отрицательного полупериода синусои- дального входного сигнала? Повторяет ли при этом вы- ходное напряжение форму входного? 53
352. Показать с помощью временных диаграмм, в те чение какого промежутка времени закрыт диод в схеме ограничителя (рис. 41) при синусоидальном входном сигнале (£См>0). 353. Как изменится порог ограничения схемы (рис. 41), если напряжение смещения Есм уменьшить на 1 В? 354. Нарисовать временные диаграммы входного и вы- о— и» - -----О USbX t; Г? 1 Ч £ Рис. 41 Рис. 42 ходного напряжений ограничителя (рис. 41) при £См=0. 355. Определить напряжение источников смещения в схеме параллельного диодного ограничителя (рис. 42) для получения из синусоидального сигнала положитель- ных прямоугольных импульсов с амплитудой 12 В. Нари- совать временные диаграммы входного и выходного сиг- налов. Диоды считать идеальными. 356. Что следует изменить в схеме рис. 42 для полу- чения прямоугольного импульса отрицательной полярно- сти? 357. Определить максимальное и минимальное значе- ния выходного напряжения, формируемого в схеме рис. 42, при подаче на ее вход синусоидального сигнала. По- строить временные диаграммы (7ВХ и £/ВЫх. Напряжения смещения £i=+2 В, Е2= +4 В. Диоды считать идеаль- ными. 358. Как уменьшить длительность фронтов прямо- угольных импульсов, формируемых схемой рис. 42 из си- нусоидального входного сигнала. 359. Определить верхний и нижний уровни ограниче- ния в схеме ограничителя на операционном усилителе (рис. 43). 360. Преобразовать схему ограничителя на операци- онном усилителе (рис. 43) для формирования односто- ронних прямоугольных импульсов: а) положительных; б) отрицательных из синусоидального сигнала. От каких параметров схемы зависят фронт и срез формируемых 54
импульсов? Падением напряжения на прямосмещенном переходе стабилитрона можно пренебречь. 361. Определите амплитуду выходного напряжения в схеме (рис. 43) при подаче на вход синусоидального на- пряжения с амплитудой: а) 0,1 В; б) 0,4 В. В схему включены стабилитроны типа КС433А с напряжением стабилизации 3,3 В. Сопротивления резисторов и паде- ние напряжения С/д=0,6 В, Ri—2 кОм, 7?2=20 кОм. 362. В схеме ограничителя (рис. 43) при подаче на вход синусоидального напряжения с амплитудой t/Bx= =0,5 В: а) в цепи резистора /?2=Ю кОм произошел об- рыв; б) вышел из строя диод VD2 и замкнулся на- коротко. Как при этом изменится форма выходного на- пряжения? В схему включены стабилитроны типа Д814А с параметрами (/Ст = 7 В, £/д=0,6 В, сопротивление резистора #1=1 кОм. 363. Входное синусоидальное напряжение в предыду- щей задаче увеличилось до значения 0,8 В. Как изменит- ся форма выходного напряжения для случаев а) и б) пре- дыдущей задачи? 364. При подаче на вход 7?С-цепи (рис. 44) с большой постоянной времени т=7?С последовательности однопо- лярных импульсов выходной сигнал практически не иска- жается, но сдвигается вниз по оси ординат на величину, равную среднему значению последовательности входных импульсов. Объяснить это явление. Почему цепь с посто- янной времени т^>/и называется разделительной? 365. На вход 7?С-цепи (рис. 44) поступает однополяр- ный импульс прямоугольнрй формы с амплитудой Е и длительностью /и вх- При каких условиях цепь (рис. 44) является дифференцирующей (укорачивающей)? Привес- ти временные диаграммы входного и выходного сигналов. 55
Сравните с временными диаграммами для разделитель ной цепи. 366. Определить номиналы компонентов R и С диф ференцирующей цепи (рис. 44) при подаче на ее вход однополярного прямоугольного импульса длительностью /и вх=Ю мкс. Паразитная емкость на выходе цепи 100 пФ. Внутреннее сопротивление генератора входного сигнала 7?г=Ю0 Ом. 367. Определить амплитуду выходного импульса диф- ференцирующей цепи (рис. 44) при подаче на ее вход однополярного прямоугольного импульса с амплитудой 12 В от источника с внутренним сопротивлением 390 0м. Сопротивления резисторов 7?H=J?=1,2 кОм. 368. Ухудшится ли точность операции дифференциро- вания цепи (рис. 44), если увеличится внутреннее сопро- тивление генератора входного сигнала? 369. Определите эквивалентную постоянную времени дифференциатора на основе операционного усилителя (рис. 45). Во сколько раз повышается точность операции дифференцирования по сравнению с обычной дифферен- цирующей /?С-цепью с параметрами 7?=i/?Oc=39 кОм, С=С1 = 1нФ? В схеме используется операционный уси- литель типа К140УД2Б с коэффициентом усиления по напряжению /СОу=3-103. Сопротивление генератора вход- ного сигнала /?г=1 кОм. Влиянием Спар можно пренеб- речь. 370. На вход 7?С-цепи (рис. 46) поступает однополяр- ный прямоугольный импульс С амплитудой £=10 мкс и длительностью /и. вх=Ю мкс. При каком условии цепь является интегрирующей (расширяющей)? Привести вре- менные диаграммы входного и выходного сигналов Опре- делите номиналы компонентов R и С цепи. Сопротивле- ние нагрузки /?в= 10 кОм. 56
подаче на ее вход однопо 0ilx Рис. 47 3?1. ОпределйГе аМйлйтуДу выгодного сйгяалЗ интег- рирующей цепи (рис. 46) при лярного прямоугольного им- пульса с амплитудой Е= = 10 В и длительностью ^и.вх=Ю0 мкс. Параметры цепи: R = 56 кОм, С=0,02 мкФ. Сопротивление генера-в тора входного сигнала-^г= = 120" Ом. Как изменится амплитуда выходного сигна- ла, если подключить нагрузку 7?н—5600 м? 372. Определите эквивалентную постоянную времени интегратора на операционном усилителе (рис. 47). Во сколько раз повышается точность операции интегрирова- ния по сравнению с обычной интеп)ирующей 2?С-цепью с параметрами ₽=Ri= 1 кОм, С=иОс=0,02 мкФ? В схе- ме используется операционный усилитель типаК153УД4 с коэффициентом усиления 2-Ю3. Сопротивление генера- тора входного сигнала /?г=1 кОм. Транзисторные ключи 373. Будет ли закрыт транзистор типа КТ312Б в схе- ме на рис. 48, если точку т заземлить (рис. 49, а)? Со- противление резистора $б=Ю кОм. Считать, что тран- зистор открывается при пороговом напряжении на входе t/nOp=0,6 В. Температура окружающей среды 20° С. Показать направление прохождения базового тока. 374. Будет ли находиться транзистор типа КТ316В в режиме насыщения, если точка tn будет соединена с ис- точником питания £к=12 В (рис. 49, б)? Падением на- пряжения на открытых переходах транзистора можно пренебречь. Сопротивления резисторов Re и RK соответ- ственно равны 10 и 1 кОм. 375. Определить минимальный ток базы, необходи- мый для насыщения транзистора в схеме рис. 48. Пара- метры схемы: £К=Ю В, RK=2 кОм, Й21э=20. 376. Можно ли использовать транзистор типа ГТ308А в схеме транзисторного ключа (см. рис. 48), если RK= = 630 Ом, £к=—28 В? 377. На входе схемы (см. рис. 48) действует постоян- ное отпирающее напряжение Е\=3 В. Выйдет ли из строя транзистор типа КТ306А в схеме рис. 48, если ре- зистор RK замкнуть накоротко? Параметры схемы Ек= 67
= 5 В, /?б —12 кОм. Падением напряжения на открытых переходах транзистора можно пренебречь. 378. Какой тип транзистора (р-п-р или п-р-п) следует использовать, если транзисторный ключ управляется од- нополярными отрицательными импульсами? 379. На вход схемы (см. рис. 48) поступает прямо угольный импульс максимальное и минимальное зна- Рис 49 чения которого равны £1 = 2 В, £2=1 В. Определить ам- плитуду выходного импульса, если: а) /?б=Ю кОм, б) /?б=Ю0 кОм. Остальные параметры схемы £К=8В, RK=2 кОм. Тип транзистора КТ312Б. Падение напряже- ния на насыщенном транзисторе С/кэн=0,2 В, на откры- тых переходах (/бЭ~^бн=0,6 В. Температура окружаю- щей среды 20° С. 380. Как изменится амплитуда выходного напряже- ния в схеме насыщаемого транзисторного ключа (см. рис. 48) при повышении температуры окружающей сре- ды? Принять i/K3H~const. 381. Какая мощность расходуется в транзисторном ключе (см. рис. 48): а) в открытом; б) в закрытом со- стоянии. Напряжение питания 5 В, сопротивление рези- стора 7?к=1,2 кОм, падение напряжения на насыщенном транзисторе £/кэн=0,2 В. Обратный ток закрытого тран- зистора /Кбо= Ю мкА. 382. Выйдет ли из строя транзистор типа КТ316 в схе- ме транзисторного ключа (см. рис. 48), если параллель- но резистору /?к=1 кОм подключить нагрузочный рези- стор 7?н=560 Ом. Остальные параметры схемы: Ек= = 18 В, амплитуда отпирающего тока базы /б=1 мА 383. Резистор в базовой цепи транзистора зашунтиро- вали конденсатором (см. рис. 48). Как при этом изме- нится амплитуда базового тока при действии однополяр- 58
ного положительного прямоугольного импульса Ег=2 В? Изменится ли: а) время фронта выходного импульса ключа, б) время рассасывания носителей заряда в базе транзистора? Сопротивления /?г=1 кОм, Rc=2 кОм. Па- дение напряжения на открытом эмиттерном переходе [/бЭ=0,8 В. Омическим сопротивлением базы транзисто- ра Гб можно пренебречь. 384. Почему транзистор в схеме ключа с нелинейной обратной связью (рис. 50) не входит в режим насыще- ния при подаче отпирающего сигнала с амплитудой, доста- точной для насыщения тран- зистора в обычном ключе (см. рис. 48)? Считать диод в цепи обратной связи идеальным (Гпр=0, гОбр->°°), а сопротив- ление J?=0. 385. Какую роль играет ре- зистор R в схеме ключа с не- линейной обратной связью? Определить сопротивление ре- зистора R, если Ек=8 В, 7?к=860 Ом, Л21э—20. Падение напряжения на открытом диоде £/д=0,4 В. 386. На рис. 51 представлены ключевые схемы на комплементарных МДП-транзисторах (а) и с линейной нагрузкой в цепи стока МДП-транзистора (б). Какая схема является более быстродействующей? Почему? Ка- кая схема имеет меньшее потребление мощности? По- чему? 387. Доказать, что транзистор VT1 закрыт, a VT2 — открыт (в схеме рис. 51, а) при нулевом значении вход- ного сигнала. Пороговые напряжения транзисторов £Люр1=6 В, С/Пор2=—5 В. Напряжение питания 10 В. 388. На вход схемы рис. 51, а подается управляющее напряжение [7Вх=9 В. Доказать, что при этом транзис- тор VT1 открыт, а транзистор VT2 закрыт. Пороговые напряжения t/nopi=6 В, lfnop2=—5 В. Напряжение пи- тания 10 В. При каком напряжении питания нарушится работоспособность схемы (транзистор VT2 останется от- крытым при t/BX=9 В)? 389. На вход схемы рис. 51, б одновременно с поло- жительным управляющим импульсом 14 В поступает от- рицательный сигнал помехи 6 В. Сработает ли схема, ес- ли пороговое напряжение транзистора 7 В? 59
390. При каком минимальном положительном сигна- ле помехи произойдет ложное срабатывание схемы (рис. 51,6). Пороговое напряжение транзистора 5 В. Управ- ляющий сигнал отсутствует. 391. Определить амплитуду выходного сигнала при переключении схемы рис. 51, б. Напряжение питания 12 В. Сопротивления резисторов /?с=1 кОм, 7?н=1 кОм. Падением напряжения на открытом транзисторе можно пренебречь. Изменится ли амплитуда выходного сигнала при подключении нагрузки /?'н=2 кОм? Интегральные логические микросхемы 392. Записать в двоичной системе сигнал на выходе логической схемы И—НЕ (рис. 52), соответству1б1ций\ комбинации входных сигналов, заданных таблицей Рис. 52 Рис 53 Bxll 1 0 1 0 Вх2 0 1 Т1 0 393. Записать в двоичной системе сигнал на выходе ИЛИ—НЕ (рис. 53), соответствующий комбинации входных сигналов, заданных таблицей. 394. Какую роль выполняют диоды смещения VD4 и VD5 в схеме ДТЛ-логики (рис. 54)? 395. Определить максимальный сигнал помехи на входе схемы рис. 54, при котором не произойдет ложно' 60
го срабатывания схемы. Исходное состояние схемы — логическая единица на выходе. Пороговые найряжения отпирания диодов смещения £7порд=0,5 В и транзистора (7ПОр.т=0,6 В. Падение напряжения на открытых вход- ных диодах £/д=0,3 В. 396. На все входы схемы ТТЛ-логики (рис. 55) пода- ются высокие уровни напряжения (логические единицы) t/'вх. В каких режимах работают транзисторы VT1 и V77? Рис. 54 Рис. 55 397. На выходе схемы — логический нуль. В каких режимах работают транзисторы схемы (рис. 55), если хотя бы на одном из входов имеется низкий уровень на- пряжения (логический нуль) t/°Bx? 398. Определить максимальный сигнал помехи на входе схемы ТТЛ-логики (рис 55), при котором не про- изойдет ложного срабатывания схемы, находящейся в состоянии логической единицы на выходе. Пороговое напряжение отпирания транзистора £/порт = 0,3 В, падение напряжения насыщенного транзи- стора С/кэн=0,1 В. Входное напряжение логического ну- ля t/°BX = 0,l В. 399. Определить максимальный сигнал помехи на входе схемы ТТЛ-логики (рис. 55), при котором не про- изойдет ложного срабатывания схемы, находящейся в состоянии логического нуля на выходе Входное напря- жение логической единицы (/'Вх=4,8 В. Пороговое на- пряжение отпирания транзистора VT1 0,6 В. Напряже- ние на открытых переходах транзисторов 0,8 В». 400. Для улучшения функциональных характеристик интегральная микросхема ТТЛ-логики обычно содержит сложный инвентор, выполненный на транзисторах VT3 61
и VT4 (рис. 56). Доказать, что режим работы транзисто- ра VT4 соответствует режиму работы управляющего транзистора VT2. 401. Доказать, что в схеме (рис. 56) транзистор VT3 будет закрыт, если открыт транзистор VT4, и, нао- борот, открыт, если закрыт транзистор VT4. Пороговые напряжения отпирания тран- зисторов и диода £7ПОр.т~ «^/пор.д = 0,4 В. Напряже- ние на переходе открытого транзистора иб9= (/бК = 0,6 В Падение напряжения на на- сыщенном транзисторе £/кэн = 0,2 В. 402. В схеме ТТЛ-логики (рис. 56) показать цепь за- ряда и разряда нагрузочной паразитной емкости Саар при переключении схемы. операции может выполнять ти- 403. Какие логические повая схема с эмиттерной связью, рис. 57? представленная на 404. Почему в практической схеме ЭСЛ-логики (рис. 57) заземляется положительная шина источника пита- ния? • 405. Какую роль в схеме рис. 57 играют эмиттерные повторители на транзисторах VT3, VT4? 406. Определить высокий и низкий уровни напряже- ния на выходе 2 схемы рис. 57» если потенциал закрыто- 62
го транзистора VT0 относительно земли составляет (—0,1 В), открытого ( 0,8 В). Падение напряжения на эмиттерном переходе открытого транзистора £/бэ—0,7 В. 407. Определить высокий и низкий уровни напряже- ния на выходе 1 схемы рис. 57, если при поступлении входного сигнала C7BXi потен- циал точки т относительно земли изменится от —0,1 до —0,8 В. Падение 'напряже- ния Uбэз=0,7 В. 408. Изменится ли низкий уровень напряжения на вы- ходе 1 схемы рис. 57, если при действии на входе 1 сиг- нала t/Bxi поступил сигнал на вход 2? 409. Какую логическую операцию выполняет логи- ческая схема на комплемен- тарных МДП-транзисторах (КМДП-логика) (рис. 58)? 410. Какие транзисторы открыты в схеме рис 58, ес- ли на всех входах действуют низкие уровни напряжения (логические нули)? Какой уровень напряжения (высо- кий или низкий) на выходе схемы? 411. На вход Вх1 схемы рис. 58 поступает сигнал ло- гической единицы (высокий уровень напряжения), а на входе Вх2 действует сигнал логического нуля . Какие транзисторы при этом в схеме закрыты? Какой уровень напряжения (высокий или низкий) на выходе схемы? 412. На обоих входах схемы рис. 58 действует сигнал логической единицы. Какие транзисторы открыты в схе- ме? Какой уровень напряжения на выходе? Статические триггеры и устройства на их основе 413. Анализируя схему асинхронного /?5-триггера, выполненного на логических микросхемах ИЛИ—НЕ (рис 59), составить таблицу переходов. Показать, что комбинация входных сигналов 7?=1, S— 1 является не- допустимой, а при 7?=0, S=0 триггер не срабатывает, т. е. остается в прежнем устойчивом состоянии. Примечание. Таблица переходов характеризует состояние триггера при действии на его входах различ- ных комбинаций сигналов в двоичной системе. 63
414. Анализируй схему асинхройного ^S-триггера на логических микросхемах И—НЕ (рис. 60), составить таблицу переходов Показать, что комбинация входных сигналов R=0, S=0 является недопустимой, а при R= — 1, S = 1 триггер не срабатывает. 415. Анализируя схему синхронного 7?5-триггера на логических микросхемах И—НЕ (рис. 61), показать, что триггер остается в прежнем состоянии независимо от Рис. 59 Рис. 60 комбинации сигналов на информационных входах R и S, если сигнал на тактовом (синхронизирующем) входе С равен логическому нулю. Объяснить, почему комбина- ция входных сигналов R=l, S=l, С=1 является недо- пустимой. Составить таблицу переходов при С=1. 416. Показать, что изменение сигнала на информаци- онном входе D не сказывается на состоянии D-триггера (рис. 62) при действии на тактовом входе логического нуля. 417. Переключится ли D-триггер (рис. 62), находя- щийся в состоянии <2=1, если: a) D = l, С=1; б) D = ==0, С= 1? 418. Нарисовать временные диаграммы, характери- зующие работу D-триггера, если: а) на вход D посту- пает последовательность прямоугольных импульсов со скважностью 2, на вход С—постоянный сигнал логиче- ской единицы; б) на вход D — постоянный сигнал ло- гической единицы, на вход С поступает последователь- ность прямоугольных импульсов со скважностью 2. Инерционностью элементов можно пренебречь. 419. Нарисовать временные диаграммы, характеризу- ющие работу асинхронного Т-триггера при действии на его входе последовательности прямоугольных импульсов со скважностью 2. Учесть при этом, что триггер сраба- 64
тывает (переключается) каждый раз, когда на его вход поступает управляющий сигнал. 420. Нарисовать временные диаграммы, характери- зующие работу синхронного Т-триггера при наличии по- следовательности прямоугольных импульсов со скваж- ностью 2 на информационном входе Т и со скважностью 4 на тактовом входе С. Учесть, что синхронный Т-триггер Рис, 61 Рис, 62 срабатывает после окончания тактового импульса при наличии сигнала на информационном входе. 421. Чем отличается /—/(-триггер по своим функцио- нальным свойствам от синхронного 7?5-триггера? 422. Можно ли /—/(-триггер использовать в качествен а) Т-триггера; б) О-триггера? 423. Регистры осуществляют запись (прием), хране- ние и передачу (считывание) информации в виде двоич- ного кода. На рис. 63 представлена схема параллельно- го двухразрядного регистра на 7?5-триггерах. Для запи- си информации на шины х подаются сигналы кода, а на шину Ci — управляющий сигнал. Для считывания информации с выходов триггеров не- обходимо подать управляющий сигнал на шину Сг. Оп- ределите, в каком состоянии находятся триггеры, если на входы схемы (рис 63) поступает двоичное число 10 и управляющий сигнал Ci? Изменятся ли состояния триг- геров при записи сигнала 01? 424. Можно ли в схеме (рис. 63) одновременно запи- сывать и считывать информацию'3 425. С помощью одного разряда параллельного ре- гистра на .D-триггерах (рис. 64) составить схему двух- разрядного регистра. 3—187 65
426. На рис. 65 представлена схема трехразрядного последовательного регистра (регистра сдвига) на ^S-триггерах, в которой разряды кода принимаются и передаются последовательно во времени. На входы Л-триггеров поступают тактовые импульсы, переводящие 1У разряд Рис 63 триггеры в состояние Q=0. При переключении какого- либо триггера Tt схемы в состояние 0 на его выходе появляется сигнал (перепад напряжения), переключаю- щий последующий триггер Tt+\ в состояние 1. Определи- те состояния триггеров схемы при подаче последователь- но во времени кодового импульса на шину х и тактово- го импульса на шину С. 427. На основе анализа работы схемы (рис. 65) со- ставьте схему пятиразрядного регистра. 428. На рис. 66 представлена схема трехразрядного последовательного регистра на D-триггерах. Составьте схему пятиразрядного регистра. 429. Счетчик с коэффициентом пересчета К=2'п строится путем последовательного соединения /п-триг- «6
геров. Определить коэффициент пересчета счетчика, вы- полненного на Т-триггерах (рис. 67). Приведите времен- ные диаграммы, характе- ризующие работу счетчи- ка. 430. Для построения счетчиков с коэффициен- том пересчета К=2т-1 необходимо т последо- вательно соединенных рис< ^4 триггеров охватить обрат- ной связью. Для того чтобы входные импульсы не про- ходили по цепи обратной связи на выход схемы, исполь- зуют элемент ИЛИ. Чтобы исключить поступление на Рис. 65 входы триггера очередного входного импульса и импуль- са обратной связй, применяют элемент задержки. Рис 66 Рис 67 Составьте структурную схему счетчика с коэффици- ентом пересчета К=1. 431. Определить коэффициент пересчета счетчика,, выполненного по схеме рис. 68. Мультивибраторы 432. На рис. 69, а представлена схема мультивибрато- ра на транзисторах. Период колебаний (рис 69, б) в схе- 3* ' 67
аде определяется постоянными времени разряда tpi и тр2 конденсаторов С1 и С2: 7,=/и+^п»0,7гр1 + 0,7тр2 (/и, tn — соответственно время выходного импульса и паузы между импульсами). По каким цепям в схеме происхо- дит разряд конденсаторов С1 и С2? Определите посто- янные времени разряда конденсаторов, если /?б1 = /?б2= = 12 кОм, Ci = 0,01 мкФ, С2 = 0,05 мкФ. Рис 68 433. Время фронта /ф1 выходного импульса UBuxt мультивибратора определяется постоянной времени за- ряда конденсатора С1, а время фронта /ф2 выходного импульса С/Вых2 — постоянной времени заряда С2; /ф1 = = 2,Зг31, /ф2=2,3тз2. Показать, по каким цепям в схеме происходит заряд конденсаторов С1 и С2, и определить постоянные времени заряда, если Rki = Rk2 = 1,2 кОм, -Ci = 0,01 мкФ, С2=0,05 мкФ. 434. Почему в схеме мультивибратора желательно уменьшить емкость конденсаторов С1 и С2? 435. Определить емкость конденсатора С1 в схеме мультивибратора (рис. 69, а), если длительность выход- ного импульса 100 мкс, а сопротивление резистора Rq\ = = 9,6 кОм. 436. Определить частоту повторения импульсов муль- тивибратора (рис. 69, а), если постоянные времени раз- ряда конденсатора соответственно равны rPi— 7?6iCi = = 600 МКС, ТР2 = /?б2^2=800 мкс. 437. Определить частоту колебаний мультивибратора с параметрами Ci = 0,01 мкФ, С2=0,1 мкФ, /?б1 = ^б2= = 5 кОм. 438. Чему равна скважность Q последовательности импульсов симметричного мультивибратора, у которого Rki = Rk2, Rgiz=R62, Ci = C2, а параметры транзисторов идентичны. 439. Максимальная скважность мультивибратора оп- ределяется формулой Qmax= -^21эт1п + 1. Воспользовав- 68
для получения выходных шись справочными данными (см. приложение), опреде- лить, какие из нижеперечисленных типов транзисторов КТ306А, КТ312Б, КТ316В нельзя использовать в схеме мультивибратора (рис. 69, а) импульсов со скважностью 12. 440. Принцип действия мультивибратора на логиче- ских микросхемах (рис. 70, а) заключается в следую- щем. В момент времени /1 (рис. 70, б) напряжение UBxi достигает порогового значе- ния t/пор, при котором про- Vni ПО] 1Х.1 С IE Е _ R2C2 и9ьх! t б) Рис, 69 Рис. 70 исходит переключение DD2. Напряжение (/вых2 изменя- ется от уровня, соответствующего логическому нулю ^/°вых, до уровня С/’вых логической единицы. Так как кон- денсатор С2 представляет собой в момент времени цепь, замкнутую накоротко (напряжение на конденсато- ре скачком изменяться не может), то будем иметь ^вх1(Л) = ^1вых И, следовательно, f/Bbixi (/i) = £/°ВЫх. После момента времени Л конденсатор С1 начинает заряжаться с постоянной времени T3api = /?iCi, а напря- жение UBxi стремится к нулю с той же постоянной вре- 69
мени. По достижении напряжения UBX\ порогового значе- ния (/„op, при котором переключается DD1, напряжение (/Вых1 скачком изменяется до значения, соответствующе- го логической единице, т. е. t/Bwxi ((2) = UX вых, ЧТО ПРИ- ВОДИТ к изменению напряжения (/вхг^г) = (/'вых, а сле- довательно, (УВых2(М = (/°вых. Таким образом, мульти- вибратор переходит в следующее квазиустойчивое со- стояние, за .время которого происходит заряд конденса- тора С2 и изменение напряжения С/ВХ2 с постоянной вре- мени Тзар2 = /?2^2 При (/вх2 (М = t/пор МуЛЬТИВибраТОр переходит в новое квазиустойчивое состояние, во время которого заряжается конденсатор С/, т. е. цикл повто- рится. Доказать с помощью временных диаграмм (рис. 70, б), что частота мультивибратора увеличится, если: а) использовать микросхемы с большим пороговым на- пряжением и меньшим логическим перепадом выходно- го сигнала А(/Лог= (/'вых—(/°вых; б) уменьшить постоян- ные времени заряда конденсаторов С1 и С2. 441. Какую роль в схеме мультивибратора (рис. 70, а) играют диоды, шунтирующие резисторы R1 и R2? 442. Определить скважность последовательности вы- ходных импульсов симметричного мультивибратора, у которого /?1=/?2, С1 = С2. 443. Определить частоту мультивибратора (рис. 70, а) если длительность выходного импульса определяется формулой /И=2,3/?1С11§(А(/Лог/(/пор), а длительность паузы между выходными импульсами /п = 2,3 Я2С2Х Х1ё(А(/лог/(/поР). Вывести расчетную формулу и соста- вить программу для определения частоты мультивибра- тора с помощью микрокалькулятора Данные для рас- чета 7?1 = 0,5 /?2= 1 кОм, Ci = 4 Сг = 0,05 мкФ. Мульти- вибратор выполнен на интегральных микросхемах серии 155 с пороговым напряжением 1 В и логическим перепа- дом сигналу 4 В. 444. Принцип действия автоколебательного мульти- вибратора на операционном усилителе (рис. 71, а) са- стоит в следующем. При подаче питающих напряжений на операционный усилитель в начальный момент времени инвертирующий вход 1 заземлен ((/1 = 0), а на неинвертирующем входе 2 U2=UB&CR2I(R1+R2), так как в схеме действует по- ложительная обратная связь, проводящая операцион- ный усилитель в режим насыщения, когда напряжение на выходе постоянно и равно максимальному значению. 70
^выхшах= t/дас- Конденсатор заряжается с постоянной времени x=RC и напряжение на нем изменяется, стре- мясь к значению +£/Нас. При jUc\ = UR2 выходное на- пряжение скачком изменяется, достигая своего отрица- тельного предела — Напряжение UR2 становится отрицательным и удер- живает схему в состоянии насыщения, когда £7Вых = =—(/нас- Конденсатор С перезаряжается, а напряжение на нем стремится к значению —(/нас- При t/c=—UR2 снова происходит переброс выходного напряжения к по- ложительному пределу. Покажите с помощью временных диаграмм (рис. 71, б), что частота мультивибратора увеличивается, ес- ли: а) уменьшить глубину положительной обратной свя- зи (увеличить сопротивление резистора /?/); б) умень- шить постоянную времени заряда конденсатора. 445. Времена квазиустойчивых состояний мультивиб- ратора (рис. 71, а) относятся так же, как постоянные времени заряда т3 и разряда тр конденсатора, т. е. "Г2/Т1 = Тз/Тр Чему равна скважность последовательности выходных импульсов в схеме мультивибратора (рис. 71, а)? 446. Во сколько раз изменится скважность выходных импульсов в схеме (рис. 71, а), если резистор R зашунти- ровать цепочкой, состоящей из последовательно соеди- ненных диода и резистора R' (показана на рис. 71, а штриховыми линиями). Принять R=R'. 447. В схеме (рис. 71, а) случайно «закоротили» ре- зистор R2. Потеряет ли схема работоспособность? 71
Ждущие мультивибраторы 448. Объяснить, почему в исходном (устойчивом) со- стоянии транзистор VT1 в схеме ждущего мультивибра- тора на биполярных транзисторах (рис. 72) закрыт, а транзистор VT2 открыт и на- сыщен? д 449. Ждущий мультивиб- ратор (рис. 72) находится в устойчивом состоянии. Чему равны потенциалы на кол- лекторах, базах и эмиттерах транзисторов? Считать на- сыщенный транзистор «стя- нутым В ТОЧКУ», Т. е. [/кб2 = = С/бэ2= ^кэ2—0. Расчетные данные: ^=12 В, 7?э=2ОО Ом, 7?к1 = 3 кОм, RK2= 1 кОм, Ri = 11 кОм, Т?2=1 кОм. 450. В схеме ждущего мультивибратора произошло Рис. 73 Рис. 72 короткое замыкание резистора R2. Изменятся ли при этом режимы работы транзисторов? Останется ли рабо- тоспособной схема? 451. Определить минимальную величину управляю- щего импульса, поступающего в базу транзистора VT1 для переключения схемы ждущего мультивибратора, если ток, проходящий через открытый транзистор VT2, 1а2= = 12 мА, напряжение на базе закрытого транзистора VT1 [/б1 = 0,5 В, сопротивление резистора /?э=0,1 кОм. 72
452. Определить минимальную емкость конденсатора С в схеме ждущего мультивибратора (рис. 72), необхо- димую для получения выходного импульса длительно- стью 10 мкс. Максимальное сопротивление резистора в базовой цепи, обеспечивающее режим насыщения тран- зистора VT2, /?бтах=10 кОм. 453. Принцип действия ждущего мультивибратора на логических интегральных микросхемах .(рис. 73, а) за- ключается в следующем. В исходном состоянии на выходе DD1 имеем высокий уровень напряжения £/‘вых (логическая единица). Тогда при наличии на входе 1 DD2 высокого уровня напряже- ния на выходе DD2 создается низкий уровень напряже- ния (/вых2=^°вых (логический нуль). При подаче в момент времени h на вход DD2 запус- кающего импульса С73ап DD2 переходит в состояние ло- гической единицы, когда £/Вых2 = £/1вых. Скачок напряже- ния Д^лог=С^1вых—и°*ых передается через конденсатор С на вход схемы DD1, которая переходит в состояние логического нуля, когда £/вых1 = ^°вых- После момента времени t\ конденсатор С заряжается по экспоненте с постоянной времени т=7?С, а напряже- ние UBxi падает с той же постоянной. Мультивибратор находится в квазиустойчивом состоянии. В момент времени /2, когда t/BXi достигает порогово- го уровня напряжения (Упор, происходит переключение DD1 и соответственно DD2. Мультивибратор возвраща- ется в исходное состояние. Доказать с помощью временных диаграмм (рис. 73, б), что длительность выходного импульса увеличива- ется: а) при увеличении постоянной времени заряда кон- денсатора %=RC и логического перепада сигнала Д(/Лог; б) при уменьшении порогового напряжения микросхемы 454. Произошел: а) обрыв; б) короткое замыкание цепи диода, шунтирующего резистор в схеме ждущего мультивибратора (рис. 73, а). Потеряет ли работоспо- собность схема? 455. Длительность выходного импульса ждущего мультивибратора (рис. 73, а) определяется из формулы /„=2,3/?cig , ^пор где Ur=I°bxR — падение напряжения на резисторе от прохождения входного тока микросхемы /°вх. 4—187 73
Определить сопротивление резистора для получения длительности импульсов 20 мкс. Вывести расчетную фор- мулу и составить программу для решения задачи с по- мощью микрокалькулятора. Мультивибратор выполнен на микросхемах серии 155 с пороговым напряжением 1,6 В и логическим перепадом входного сигнала 2,4 В. Емкость конденсатора 0,01 мкФ. Максимальный вход- ной ток микросхемы 0,4 мА. Что следует изменить в схе- ме для выполнения задания, если- полученная величина сопротивления резистора превышает критическую 7?Кр= = t/1Bxmin//°Bxmax = 2 кОм, При КОТОрОЙ СХвМЗ МуЛЬТИ- вибратора теряет работоспособность? Напряжение £/1вхт1п=0,8 В — минимальный входной сигнал логиче- ской единицы. 456. Принцип действия ждущего мультивибратора на операционном усилителе (рис. 74, а) состоит в следую- щем. В исходном состоянии, когда С/вх=0, выходное на- пряжение операционного усилителя равно положитель- ному значению + £/Нас. Диод открыт, напряжение на кон- денсаторе С и соответственно на инвертирующем входе усилителя составляет десятые доли вольта. Напряжение на неинвертирующем входе определяется делителем (7?i—R2)- +t72=tAiac/?2/(/?i + /?2) и удерживает усили- тель в режиме С/Вых=£/нас. 74
При подаче в момент времени t0 на вход мультивиб- ратора отрицательного импульса (обычно прямоуголь- ной формы) схема окачком переходит в квазиустойчивое состояние, когда Uвых — (/нас. Для Исключения ВЛИЯ- НИЯ источника входного сигнала на работу схемы служат дифференцирующая цепь Сд7?д и диод VD2. В момент времени t0 диод VD1 закрывается, и конденсатор С на- чинает заряжаться с постоянной времени т=7?С, а на- пряжение на нем стремится к значению —UHac по экспо- ненте с той же постоянной времени. Схема удерживается в квазиустойчивом состоянии до тех пор, пока в момент времени Л напряжение |t/c| = = не превысит по абсолютной величине напряже- ние на неинвертирующем входе В момент времени Л операционный усилитель снова переходит в устойчивое состояние, когда £/Вых= +t/нас, и конденсатор С начинает разряжаться с постоянной времени т. Напряжение Ui = Uc стремится по экспоненте К УРОВНЮ + t/нас» Время восстановления исходного состояния схемы оп- ределяется моментом /2, когда открывается диод VD1 и напряжение Uc фиксируется на уровне десятков долей вольта. С помощью временных диаграмм (рис. 74, б) пока- зать, что Длительность входного импульса увеличивается при увеличении, постоянной времени цепи отрицательной обратной связи %=RC и глубины положительной обрат- ной связи (например, при уменьшении R\). 457. Какие изменения следует произвести в схеме ждущего мультивибратора (рис. 74, а) чтобы-сформи- ровать на выходе положительный импульс? 458. Объяснить, почему для уменьшения времени вос- становления исходного состояния ждущего мультивиб- ратора (рис. 74, а) резистор R шунтируют диодом VD3. 459. Длительность выходного импульса ждущего мультивибратора определяется из формулы /.=2,3/?cig иг; +^’с-, а время восстановления исходного состояния схемы ^„=2,3/?С 1g , ^иас —л где ^naeRj . R1 + R2 4* 75
Определить максимальную частоту поступления за- пускающих импульсов на вход мультивибратора, если используется операционный усилитель типа К140УД2А с выходным напряжением насыщения ±10 В, 7?i=2x ХТ?2, /?=220 Ом. Падением напряжения на открытом диоде можно пренебречь Вывести расчетную формулу и составить программу для определения максимальной частоты с помощью микрокалькулятора. 460. Пользуясь данными предыдущей задачи, опреде- лить в процентах влияние падения напряжения на от- крытом диоде на длительность выходного импульса ждущего мультивибратора и время восстановления ис- ходного состояния схемы. 461. Во сколько раз изменяется время восстановления и максимальная частота следования входных импульсов в задаче 459, если резистор R зашунтировать цепью, со- стоящей из последовательно соединенных резистора R'=R и диода (на рис. 74, а показана штриховыми ли- ниями)? Генераторы линейно изменяющегося (пилообразного) напряжения 462. Нарисовать временную диаграмму выходного на- пряжения генератора (рис. 75, а) при подаче на его вход последовательности прямоугольных импульсов отрица- тельной полярности Показать с помощью временной диаграммы (рис 75,6), что линейность выходного на- пряжения возрастает, но амплитуда падает, если: а) уве- личивать постоянную времени заряда конденсатора т3=7?иС; б) уменьшать длительность входных импуль- сов. 463. Изменится ли линейность выходного напряжения генератора (рис. 75, а) при подключении нагрузки RH? 464. Использовав принцип построения схемы (рис. 75, а), начертите схему генератора отрицательных им- пульсов пилообразной формы. Объясните, почему для управления такой схемой необходимы входные импуль- сы положительной полярности. 465. Определить амплитуду выходного напряжения генератора (рис. 75, а) при подаче последовательности управляющих импульсов длительностью 300 мкс. Эле- менты схемы 7?к=2 кОм, С=0,5 мкФ. Напряжение пи- тания Ек= 12 В. 76
466. Определить длительность управляющих импуль- сов, необходимую для получения выходного пилообраз- ного напряжения с амплитудой 1,5 В в схеме рис. 75, а. Элементы схемы /?к=1 кОм, С—1 мкФ. Напряжение питания 15 В. 467. Определить сопротивления резисторов RK в схе- ме генератора (рис. 75, а), если требуемый коэффици- ент использования напряжения питания С/м/£к=0,2, длительность входных импульсов 100 мкс. Емкость кон- денсатора С=0,5 мкФ. Что следует изменить в схеме для обеспечения заданных параметров, если полученная величина 7?к меньше критического сопротивления 7?к min=ЕК/1К доп, при котором транзистор выходит из строя (/кдоп — допустимый ток коллектора)? 468. Напряжение на любом конденсаторе изменяется линейно, если ток через конденсатор неизменен. В схеме генератора линейно падающего напряжения (рис. 76) токостабилизирующим элементом является транзистор VT2. Построить временную диаграмму выходного напря- жения схемы при подаче на вход управляющих импуль- сов прямоугольной формы и показать на диаграмме про- межутки времени, в течение которых заряжается и раз- ряжается конденсатор. Какова полярность управляю- щих импульсов? 469. Как изменятся временные диаграммы входного и выходного напряжения, если в схеме (рис. 76) исполь- зовать транзистор p-n-p-типа, изменив, естественно по- лярность включения источника питания? 470. Ухудшится ли линейность выходного напряже- ния в схеме рис. 76, если подключить нафузку 7?н? 77
471. Амплитуду выходного напряжения в схеме рис. 76 можно определить из формулы где 1с — ток через конденсатор, Еэ— напряжение на базе транзистора VT2. Определить напряжение Еэ, при котором амплитуда выходного напряжения равна 2 В. Рис. 76 Элементы схемы /?э=1,2 кОм, С=0,1 мкФ. Длительность входного импульса /и=0,1 мс. 472. Показать цепи заряда и разряда конденсатора в схеме генератора (рис. 76) и нарисовать временную диаграмму выходного напряжения при подаче входного импульса прямоугольной формы. Определить полярность входного импульса. 473. Какую роль играет эмиттерный повторитель на транзисторе VT2 в схеме генератора (рис. 77)? 474. Объяснить, почему в схеме (рис. 77) должно вы- полняться соотношение Со^>С. 475. Амплитуду выходного напряжения генератора (рис. 77) можно определить из формулы и =и =1 -^— = вых м КН с R*c > если tu<RKC. Определить минимальную длительность управляюще- го импульса, необходимую для получения амплитуды £7М=4 В, если допустимый ток коллектора транзистора 78
/к.доп—20 мА. Емкдсн конденсатора С=0,1 мкФ. Запи- сать окончательную расчетную формулу и составить программу для решения задачи с помощью микрокаль- кулятора. Рис. 77 476. Можно ли использовать транзистор типа КТ316В (^кдоп=Ю В) в схеме генератора (рис. 77) линейно изменяющегося напряжения с амплитудой 6 В? Дли- тельность входного импульса 100 мкс. Элементы схемы Кк= 1,2 кОм, С=1 мкФ. ГЛАВА VII РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА Радиопередающие устройства 477. Начертить структурную схему радиопередатчика. Объяснить назначение элементов схемы. 478. Какими параметрами характеризуется радиопе- редатчик? 479. В каком диапазоне частот работает радиопере- датчик? 480. Почему возникает необходимость стабилизации частоты радиопередатчика? Каковы допустимые откло- нения частоты передатчика по существующим нормам? 481. Какие существуют методы стабилизации часто- ты радиопередатчйка? 79
482. Какие частоты называются сверхвысокими (СВЧ)? Почему в диапазоне СВЧ нельзя применять обычные электронные лампы и колебательные контуры? 483. Пояснить принцип работы клистрона и магне- трона. 484. Сформулируйте определение модуляции высоко- частотного колебания. Для чего она применяется? Какие виды модуляции существуют? 485. Покажите с помощью временных диаграмм, ка- ким образом осуществляется амплитудная модуляция высокочастотных колебаний? 586. Определить коэффициент амплитудной модуля- ции т, если максимальное и минимальное значения ам- плитуды напряжения модулированного колебания кон- тура соответственно равны 30 и 10 В. 487. Определить максимальное и минимальное значе- ния амплитуды модулированного колебания контура, ес- ли известны коэффициент модуляции /п=30% и ампли- туда высокочастотного (несущего) колебания UK0B= =20 В. 488. Покажите с помощью временных диаграмм, как осуществляется частотная модуляция? Сравните преи- мущества и недостатки амплитудной и частотной моду- ляций. 489. Определить индекс частотной модуляции mt, ес- ли девиация частоты Af=20 кГц, а частота модуляции 77мод = 40 кГц. 490. В каких пределах следует выбирать rrif для обе- спечения высокого качества передачи сигнала и почему? Радиоприемные устройства 491. Какими показателями характеризуется радио- приемник? 492. Привести структурную схему радиоприемника прямого усиления. Объяснить назначение элементов схемы. 493. Как осуществляется связь антенны с входным усилительным каскадом приемника? Изобразите схемы связи емкостного и индуктивного типа. 494. Почему при увеличении селективности резонан- сного усилителя может ухудшаться качество воспроизве- дения звука в приемнике? 495. Определить максимально допустимую емкость конденсатора С, при которой отсутствуют нелинейные ис- кажения низкочастотного сигнала, возникающие из-за 80
инерционности детектора. Сопротивление резистора Р= = 100 кОм, коэффициент модуляции ги=0,8, наивысшая частота QB= Ю кГц. 496. Как работает частотный детектор? Почему не- обходимо обязательно ограничивать частотно-модулиро- ванный сигнал, поступающий на вход детектора? 497. Привести структурную схему супергетеродинно- го приемника Объяснить назначение элементов схемы 498. Какие преимущества имеет супергетеродинный приемник перед приемником прямого усиления? 499. Определить промежуточную частоту супергете- родинного приемника, если частота колебаний гетероди- на равна 1465 кГц, частота принимаемого сигнала 1000 кГц. 500. В чем состоит явление биений, возникающее в смесителе супергетеродинного приемника? На какую ча- стоту настроен контур смесителя? 501. Какого рода помехи характерны для супергете- родинного приемника? 502. Почему для обеспечения хорошего качества зву- чания приемника необходима автоматическая регули- ровка усиления (АРУ)? Какие лампы используются в схемах АРУ? Радиолокационные устройства 503. Привести структурную схему радиолокационной станции. Объяснить назначение элементов схемы при ра- боте станции с индикатором дальности типа А 504. Определить разрешающую способность радиоло- кационной станции по дальности Д, если длительность импульса, излучаемого антенной, составляет 1 мкс 505. Определить период повторения импульсов Ти ра- диолокационной станции, если разрешающая способ- ность Д=600 м, а скважность импульсов Q=400 506. Определить полосу пропускания аппаратуры ра- диолокационной станции АР, если длительность импуль- са станции составляет 10 мкс. 507. Определить расстояние от станции до объекта, если время между излученным и принятым отраженным импульсами составляет 2 мс. 508. Определить пиковую мощность импульсов Ри ра- диолокационной станции, излучаемых антенной со скважностью Q=100, если средняя мощность за период повторения Рср=150 Вт. 81
509. Какова должна быть пиковая мощность импуль- са станции при средней мощности РСр=200 Вт, если для обнаружения объекта на расстоянии 200 км использу- ются импульсы длительностью 10 мкс с частотой пов- торения Fh=400 Гц? 510. Определить необходимую полосу пропускания аппаратуры станции, если РИ=Ю кВт, РСр=Ю0 Вт, Ти=2 мс. 511. Почему радиолокационные станции работают в области ультракоротких волн? 512. Привести структурную схему радиолокационного передатчика. Объяснить назначение элементов схемы. 513. Привести структурную схему радиолокационного приемника. Объяснить назначение элементов схемы. 514. Почему в радиолокационных приемниках необ- ходима автоматическая подстройка частоты (АПЧ)? 515. Каков принцип действия индикатора дальности с линейной разверткой луча (индикатор типа А)? 516. Как работает индикатор дальности со строчной разверткой луча (индикатор типа В)? 517. Как работает индикатор дальности и угла с ра- диальночкруговой разверткой луча (индикатор кругово- го обзора)? Телевизионные устройства 518. Привести структурную схему телевизионного пе- редатчика. Объяснить назначение элементов схемы. 519. В каком диапазоне волн работает телевизион- ный передатчик? 520. Объяснить устройство и начертить схему вклю- чения простейшей передающей электронно-лучевой труб- ки — иконоскопа. 521. Как работают видекон и суперортикон? Какие преимущества они имеют перед иконоскопом? 522. Какой процесс называется растровой разверткой изображения? 523. Какие сигналы поступают на отклоняющие пла- стины X и У передающей трубки при прогрессивном спо- собе рдстровой развертки? Как осуществляется переда- ча изображения? 524. Определить число элементов разложения изобра- жения Л^разл при использовании прогрессивной разверт- ки, если количество строк 2=525, формат кадра 4:3. •2
525. Какова должна быть частота кадров fKaA при пе- редаче подвижных изображений? К чему приводит уменьшение этой частоты? 526. Определить наибольшую частоту сигнала изоб- ражения fcmax при передаче предельно малых деталей прогрессивным способом развертки, если имеем z=525, /каД=50, формат кадра 4:3. 527. Определить наибольшую частоту сигнала изоб- ражения для случая чересстрочной развертки, если 2= = 525, fKafl=50, формат кадра 4:3. Сравнить с резуль- татами предыдущей задачи, 528. Какие преимущества и недостатки имеет черес- строчная развертка по сравнению с прогрессивной раз- верткой? 529. По каким структурным схемам выполняются ге- нераторы развертки? Почему последняя ступень генера- тора работает вгрежиме усиления мощности? 530. Какие основные компоненты содержит полный телевизионный сигнал при передаче изображения? 531. Привести структурную схему телевизионного приемника. Объяснить назначение элементов схемы. 532. Чем отличаются телевизионные приемники с од- ноканальной и двухканальной схемами приема? 533. Как устроен кинескоп? Перечислить основные внешние признаки неисправностей кинескопа. Запись и воспроизведение звука 534. Как осуществляется механическая запись звука? Пояснить принцип действия электромагнитного рекор- дера. 535, В чем заключается явление пьезоэффекта? Объ- яснить принцип действия пьезоэлектрического звукосни- мателя? 536. На каком свойстве ферромагнитных материалов основана магнитная запись и воспроизведение звука? 537. Привести структурную схему магнитофона. Объ- яснить йазначение элементов схемы. 538. Что собой представляет магнитная головку? 539. Для чего перед записывающей магнитной голов- кой устанавливается стирающая головка? 540. Зависит ли качество записи и воспроизведения звука от равномерности движения магнитной ленты? 541. Какие преимущества имеет магнитный способ записи и воспроизведения звука перед механическим? 83
ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ 1. £д=500 В/см. 2. №=3,2-Ю-17 Дж. 3. £=8-10"15 Н. 4.У=1,2-107 м/с. '5. £=3636 В/м, /пр =12,5 нс, №= = 2,9-10-17 Дж. 7. h = 0,17 мм/В. 8. // = 520 В. 9. Ux= = 470 В, //у=348 В. 10. С ростом температуры сопро- тивление металлов возрастает, а у большинства полу- проводников уменьшается. Увеличение сопротивления ме- таллов объясняется тем, что с ростом температуры воз- растает энергия атомов, образующих кристаллическую решетку в металлах. Рост тепловой энергии приводит к росту амплитуды колебания атомов в кристалле. Это в свою очередь увеличивает число столкновений подвиж- ных носителей электрических зарядов в металле и в среднем приводит к снижению скорости носителей заря- дов: с уменьшением скорости уменьшается проводи- мость, а значит, возрастает и сопротивление проводника. При низких температурах число свободных зарядов в полупроводнике невелико, поэтому велико их удельное сопротивление. С ростом температуры возрастает число подвижных дырок и электронов. Удельное сопротивле- ние уменьшается. 16. СДИф = 2 пФ. 23. S = 25 мА/B. 26, Л = — 100 мкА, /2~300 мА. 27. //=0,2 В. 32. а) //вых max = 2 В, //вых min —0 В, б) //вых тах=2,4 В, //вых max =1,2 В. 33. а) //вых max ~ 0,39 В, //вых min Л/0,8 мВ, б) //выхтах^2,4 В, //вых min= 1,195 В. 34. а) //вых min = 25 мВ, б) //вых min= 500 мВ. 38. 7?бал = 388 Ом, 4 мАс/СТ<^14 мА, /Вх=18 мА. 43. 50<^С<^110 пФ. 48. а«1. 49. /121э« 100. 50. /б = 0,3 мА. 51. Л21Э=25. 52. а« — 0,98 54. а = 0,95 55. /i2k)=17, /б=1 мА. 56. /i2ik=21. 57. /^21э=19. 58. a) Rbx пост ~ 170 Ом, /?вхпер^—70 Ом, б) 7?вх пост = 270 Ом, 7?вхпер^35 Ом. 64. S = 0,2 мА/В. 65. ц = 100. 67. /т=0,0015 А. 68. птр = 0,5. 69. //2 = 22 В. 70. Можно. 71. Нельзя. 74. //2=20 В. 75. U2m=U2m = =//1тПтр)/2= 10 В. 77. Лп = 0,1 А. 78. Для того чтобы най- ти амплитудное значение тока В цепи, нужно найти точ- ку пересечения вольт-амперной характеристики диода с нагрузочной прямой, соответствующей амплитудному 84
значению напряжения на вторичной обмотке, равному 25 В. Нагрузочная прямая описывается уравнением U = = U2max—7ЯН. Для того чтобы ее провести, нужно по- строить две точки, первая из которых соответствует ре- жиму, когда цепь разомкнута, т. е. 7=0, a (7=(72тах, вторая точка определяется условием (/=0, т. е. 7тах = = С^2тах/Ян. По условиям задачи: (7=25 В, 7 = 0 (первая точка), (7=0, /тах= 25/250 = 0,1 А. Проводим через эти две точки прямую, точка пересечения нагрузочной пря- мой с ВАХ диода и определяет значение тока 7ампл~ «50 мА. 85. XL«628 Ом, Хс«106 Ом. 86. Яп=0,9, (7Лн = 90 В. 87. Коэффициент передачи по переменному току Kn=(7H/t/Bx, а напряжение (7И схемы определяется делителем напряжения, одним из плеч которого являет- ся индуктивное сопротивление Xr,«coL, а другим — па- раллельное соединение резистора Ян и емкостного со- противления Хс^СоС, Кпер = 0,053, (7н.пер = 5,3 В. 88. (7н.пер= 12,45 В, (7Н пост ~ 19,6 В, Япост = 0,98, Япер'— «0,62, Кпост/Япер = 1,58. Коэффициент передачи по пере- менному току Кпер = пер/i/вх пер определяется делите- лем напряжения, одним из плеч которого является ре- зистор Я, а другим — параллельное соединение резисто- ра Ян и емкостного сопротивления конденсатора Хс = = 1/(оС; коэффициент передачи по постоянному току оп- ределяется делителем Я—Ян. 89. Япер=5,1 • 10-3. 91. Кпер-25*. К)-6. 93. (7н=30 В. 94. Нельзя. 98. т=0,5 с = = 500 мс. 99. — 126 В. 102. С=200 мкФ. 104. ^^0,1Ян. 106. Кст = 4. 107. Ябал = 500 Ом. 108. 7ст = 0,03 А. 109. А/ст=Ю мА. ПО. Ток стабилитрона увеличится в два ра- за, входной ток /Вх останется неизменным. 111. Ябал^ >> —^£1—= Ю0 Ом. 112. Яст—Ю. Принять во вни- * ст.шах мание, что А(/Вх — А/ВхЯбал- ИЗ. А(7СТ = 24 мВ. 114. Д(7! = 1,23 В. 115. A(7cT/(7ci = 2-10-3. 116. A(7i/(7i« 0,063. 117. Яст —26,6. 118. А(7Ст=0,048 В. 119. Я«19,4. 120. Яст общ = 625. 121. Не меньше трех. 122. Ябал = 240 Ом. 123. А/ст —2,5 мА. 124. Ток стабилитрона уменьшился на 2,5 мА. 125. При уменьшении входного напряжения ток стабилитрона уменьшится на A/Cti —2,5 мА. При возрастании тока нагрузки ток стабилитрона умень- шится на 2 мА. Изменение тока /Ст под действием обоих факторов определяется их алгебраической суммой; 85
/сттш=3,5 мА. 126. /стшах=13,75 мА. 127. Кст=_^« . д/ ^вх 1,3. 129. 7?н=Ю00 Ом. 130. Увеличится в два ра- за/131. 26,3 В^//вх^41,3 В. 132. Рш=2000 Ом. 133. /ст=1 А. 141. Wc = 50 мкДж. 143. ^ = 0,005 Дж. 144. /шах=1 А. 146. £=10 В. 147. Qkoh=100. 148. р=1000 Ом. 149. f0=16 Гц, Т0=62,5 мс. 150. f0 = 32 Гц, Г0 = 31,5 мс. 151. £«0,25 Гн, г«31,5 Ом. 152. f«160 Гц. 153. Не бу- дет. На частоте 103 Гц полное реактивное сопротивление контура носит индуктивный характер. 154. z = 32 Ом. 157. fo~l,6 кГц. 159. Емкость конденсатора необходимо уве- личить в два раза. 160. Индуктивность L необходимо увеличить в 2,53 раза. 161. /«19,5 A, UL~ 123 В, Uc~ «3 В. 162. «6,8 А. 163. /=11 А, £/1, = (/с = 550 В. 164. /«2,7 А, С/г = 67,5 В, £/с«28,6 В. 165. /=10 А; а)//д= = 100 В, С/ь = (/с=380 В; б) //д=100 В; UL=UC = = 2500 В; в) £/д=100 В; [/L=t/c=500 В. 168. f0= Ю0 кГц. 169. fo=160 кГц, Q=100, 2Af=l,6 кГц. 170. Нельзя, так как полоса частот, которую может пропустить контур с данными параметрами, составляет 2Af=80 Гц. 173. f0= = 16 кГц. 175. f0=8-102 Гц=0,8 кГц, Рэ=0,5-103 Ом = = 0,5 кОм, /с«/ь=1 А. 179. В 1,22 раза. 180. 2Af=2 кГц. 181. /ор=0,5-10-6 А = 0,5 мА. 182. Асв = 0,1. 183. гвн = = 3943,8 Ом. 186. 2Af=1000 Гц=1 кГц. 188. Решение: коэффициент усиления одного каскада Kui = 201gKui = = 20 дБ. Общий коэффициент усиления Аи=100 дБ. Чис- ло каскадов, которое будет входить в усилитель n=Att/Aul = 5. 189. Aui=^46 дБ. 190. /0=40 дБ, Ар = = 20 дБ. 191. Аи = 60 дБ. 192. //вых=20 В. 193. /Ср=100, Ар = 20 дБ. 194. Рвых=1 Вт. 195. Аи = 50. 196. Аи = 400. 197. Рн=0,25 Вт. 198. Рвых = 0,2 Вт. 199. //вх=0,1 В. 200. Ки = 2\, 70 = 212. 201. Рвых = 0,1 Вт. 202. Рвх2= = 200 Ом. Замечание: при-решении задачи учесть, что ток и напряжение с выхода предыдущего каскада поступают на вход последующего каскада. 203. £г=0,5 В. Замечание: при решении задачи учесть, что напря- жение источника сигнала распределяется между вход- ным сопротивлением каскада и внутренним сопротивле- нием источника сигнала. 204. РВХ=8О Ом. 205. t/BX = =2,2 мВ. 206. т|=70%. 207. 7ИЫ=1,6 дБ. 208. 7ИВ=1,12. 209. /ССр=44. 210. КГ=П. 211. F=K/K0C = (1+К₽) = 11. 212. А=20. 213. /7вх=0,5 В. 214. //вых=1,0 В. 215. UBX= = 0,3 В. 216. //ос = 0,4 В. 217. //ос = 0,3 В. 218. /вх = 0,2 мА, С/вх=0,5 В, Аос = 20. 219. а) //=0,4 В, //ос = 0,12 В, ₽ = 0,1, 86
Кос = 7,5; б) С/вх = 0,227 В, С7Ос==0Д, КОС«22; в) Кос = = 0,95, t/вых = 4.7б В, (/=0,24 В, t/oc = 4,76 В. 220. КОс« «11,5, С/вых=1Ъ5 В, [/=0,19 В, С/ос = 0,81 В. 221. 0 = 0,09, Кос=П. Решение: относительное изменение коэффициента усиления усилителя без ООС составляет АК/К=0,10. Требуется подобрать 0, при котором АКос/КОс=0,01. Используя выражение, приведенное в указаниях к условиям задачи, запишем 0,01 = 0,1, т. е. (1+К0) = Ю. Откуда и получаем Д3 = 0,09. 222. 0225= = 0,004, Кос = 200. 223. f'H~18,2 Гц, f'B = 330 кГц. 224. fH= = 13,6 Гц, f'B = 440 кГц. 225. К=50, fH=250 Гц, /в=120 кГц, Af= 119,75 кГц. 226. 0 = 0,02, fB = 88 кГц. 227. Кос =Ю0. 228. Кос = 860. 229. 0=0,005. 230. Учитывая, что Квх ОС — К вхК, к ВЫХ ОС = Квых/К, К=К/Кос, получим Квхос=Ю0 кОм, Квыхос = 50 Ом. 231. Квыхос = 30 Ом. 232. Квх ос = Квх (I + 0K1K2K3) = 2,9 кОм, Квыхос = = Квых/(1 + 0К1К2Кз) = 1О Ом. 233. а) Не будет; б) бу- дет. 234. Кос= 1 кОм. 235. Квхос = 55 кОм, Квыхос = = 11 кОм. 237. /вх«/ос = [/вх/Ki = 2 мА, Кос= [/цых//ос = = 5 кОм. Эти соотношения верны при КВх->°° и К->оо, так как в этом случае потенциал U непосредственно на входе усилителя близок к нулю. 238. а) Отрицательная последовательная по току; б) отрицательная параллель- ная по напряжению; в) отрицательная последовательная Е __(J, по напряжению. 239./б=—*--------—, откуда Кб = Кб = 100 кОм. 240. /к=^21э/б = 33,6 мА. 241. [/бЭ=0,75 В. /б0 = = 0,28 мА 242. Кб = 48 кОм. 243. £к = 30 В. 244. Кк = 3 кОм. 245. /бо = 60мкА, (/кэ=6 В. 246. /б0 = 47 мкА, [/кз’~6 В, /к«3 мА. 247. /к= (^к—[/вых)/Кю откуда Кк=0,48 кОм. 248. [/Вых=£'к—/кКк=4 В. 249. Учитывая, что /бтах = = Ek~~U(>9' -|-£г~^бЭ =0,2 мА, ПОЛуЧИМ t/вых min = = 2 В. При Я1В= -------------= 0 будом иметь [/вых«£к=9 В. При увеличении Кк падает ток коллектора, в результате чего вырастает входное сопро- тивление Квхэ. 251. Принимая во внимание /ко« «До, найдем гэ=0,025/0,001 [В/А]=25 Ом, Ки=156, [/вх= [/вых/Ku = 26 мВ. 252. £’кт1п = 2[/выхКзап, ГДв Кзап = = (1,14-1,4)—коэффициент запаса, при котором обеспе- чивается неискаженная передача сигнала. Принимая Кзап=1,2, получим EKmin=12 В. 254. [/бо = [/бэо+/эоКэ, 87
откуда 7?э —^бэо = 250 Ом. 255. Ек = IkoRk + Ло +C/«3o+W?8=16 В. 256. /?!= £|<~Уб° =8 кО«,Я2= Л?1 = U60/Ir2 =--—-----=4 кОм. 257. Можно, так как об- Л?1 —/бо ратная связь по переменному току в схеме (рис. 26) ис- ключается за счет шунтирующего действия конденсатора С9. 258. Коэффициент усиления Ки уменьшится, а вход- ное сопротивление увеличится, так как в схеме возникнет отрицательная обратная связь по переменному току Киос =--^21э/?к/Рвх ос, Rbx ос~ + ( 1 + ^21э) (^э+Рэ) . При сильной обратной связи, когда R-з^Гэ, VR^rs, будем иметь Ки ос ~Rk/Rb, Rbx ос^^2\9Rq. 259. Сэ^ 16 мкФ, ^эо=1 В, = 0,196 В. 260. £/зи=/сЯн=0,3 В, 261. Uc = = 4,4 В, /с = 0,5 мА. 262. Яс = 9,1 кОм. 263. Рс= (Ес— — URc—U Rut) • Zc=l,84 мВт<120 мВт. 264. Р0 = -Ряс+ -{-.Рди-рРс = (Urc~{- С/ди-!"Uc)7с = 42,6 мВт, 265. Нельзя, так как в режиме класса А всегда выполняется соотно- шение 77Вых<^си. 266. Резистор R3 создает гальваниче- скую связь затвора с общей шиной. Для стабилизации входного сопротивления RBXm транзистора сопротивле- ние R3 выбирается на два порядка меньше RBXm. Обыч- но 7?з= 1—5 МОм. 267. иВЫх=—KUUBX =—SRCUBX= 1,6 В. Форма выходного напряжения практически останется не- изменной, так как UBax<Uc (1,6 В<5 В). 268. [/вых= = иэ = Ек—Ufa—UR = 4 В 269. Используя соотношения U9-{-Ufa-]-UR=EK, U9=IBRB=7б(₽+1)Rs, Ur=IfyR, полу- чим R = 76 кОм. 270. Uk9 = Ek—U3^EK—I3R3=5 В. 271. ивых=иэ = 3 В. 272. £К>27/Вых>12 В. 274. 7/вх = 4,8 В, Ки = 0,83 275. [/ВХ=Ю,2 В, Ар«50. 276. £/вых = 3,5 В, Ки = 0,875,* КР = 52,5. 277. К' -------------X РвыХ.П + РвХ.Э X R“----------- «53,5>20.278. K„s=—hm х г -f" *?вх п Rbx э Х/Сцп-——-—^64 >10. 279. При увеличении *'вых п । “в температуры окружающей среды возрастает h2i3, следовательно, увеличится RBXn, но уменьшится РВЫХп. 280. £/зи=0,24 В. 281. UBxm&x = t/OTC/2 = 3 В. 282. £,Kmin> >2ивых тах = 12 В. 283. /с«0,33 мА. 284. KUK=S(RMa)/ /П+З (Ри11Рн)] = 0,47, т. е. при подключении нагрузки ко- эффициент передачи истокового повторителя уменьша- ется. 286. £с=9 В, РПотр=4,5 мВт, 44,3%. 289. Нель- 88
зя, так как транзисторы в схемах (рис. 28) работают как эмиттерные повторители. По той же причине фаза вход- ного сигнала не изменится. 290. а) иъыхт&х=Ек= 10 В, б) t/BbIxmax=0,5£K = 5 В. 292. 66%. 293. Рн= (t/BX— — t/бэ max )2/Рн=9,2 Вт. 294. Ек min — 20 В. 295. Ток через резистор Pi(P2) Л?1= (Р«— ^Д)/Р1 = 3,4 мА, h = IR\—/д= = 0,2 мА. 296. (/н=/нРн=(/э1—Л2)Рн»0. 297. t/H=t/BX— —£/бэ+^д=1,8 В. 298. Нельзя, так как /э=/н= £/н/7?н« Л/ ^вх/Рн^>^к доп. 299. Для того, чтобы выходное напря- жение в схеме могло иметь как положительный, так и отрицательный знак. 300. При подаче сигнала на инвер- тирующий вход операционного усилителя фаза выходно- го сигнала изменится на противоположную, т. е. инверти- руется. 301. Выходное напряжение усилителя при иъх\^> >иъхч равно отрицательному предельному значению — t/выхтах (ДЛЯ уСИЛИТеЛЯ ТИПа К153УД2 —t/вых тах = = —10 В). При (/вх1<^/вх2 выходное напряжение усили- теля равно положительному предельному значению + t/вых max. Для усилителя типа К153УД2 имеем “И t/вых max = Ю В. 302. Из-за большого коэффициента усиления операционного усилителя без отрицательной обратной связи выходной сигнал даже при малом вход- ном дифференциальном напряжении может достигать предельных значений it/лххтах, ограничиваясь и иска- жаясь. 303. UВЫХ=----7осАоС> t/BX = /l/?, -tl=/oc> t/sbix = = t/BX/?0C//? = 5В, АоС= t/вЫх/t/BX = ' (Roc/R) = 10. 304. t/вых=— ~? Ег, откуда £г=0,8 В. 305. Резистор R оп- /?г ределяет входное сопротивление инвертирующего усили- теля. При уменьшении сопротивления резистора R на- гружается генератор входного напряжения, так как уве- личивается ток в цепи обратной связи Ц = 10С= U„IR. 306. = + 0 = 11.307.17,В1= —+ \ А ) К2 “Г A3 \ t/Bx2 ± n~ t/Bxi- Знак «+» соответствует случаю А1 поступления противофазных входных сигналов, a) t/Bbix = = 0,1 В, б) t/Bbix=2,l В. 308. a) Rbxi ~ Ri= 5 кОм, б)/?вх2 = =/?2+#з=10 кОм. 309. Нельзя, так как t/Bbix+t/ВЫХ ОШ — = 11 B>t/вых max. 310. Можно, так как С/вых-i-t/ВЫХ ОШ — = 10 В+1 В < t/вых max=*12 В. 311. Для исключения вы- ходного напряжения- ошибки, вызванного наличием вход- ных токов смещения /См1 = /см2 (но не разностного тока смещения A/CMi—/см2). 312. Апер-0,38, а) Апер—0,87 при 89
f=l кГц, б) Кпер=0,76. 313. к®р-0,5, а) /<пер=0,14, б) К„ер = 0,94. 314. = Тн2 = = (Явь.х э + Яв)Ср2 = (Лк + Лк)Ср2, Твэ - Сз(|/?,|| (Г, + । Лг + гб tl q ,г ।______Лг + rc \ jig. Cpi = 2,5 мкФ, 1 + ^213 /] 9 1 +Й21Э / СР2»1,55 мкФ. 318. fB = 35 кГц. 319. Возникнут, так как Кр=110-0,01>1. 320. Яти, = 1/₽ = 1 :0,02 = 50. 323. С« «1,6 нФ, L=16 мкГн. 324. AfreH=l,6 МГц. 325. Ркоп эф — и2 —-----кон__ =0,312 Вт. 327. fK=l,42 мГц. 329. Для обеспе- 2^?К.ЭКВ чения самовозбуждения контур настраивается таким об- разом, чтобы его резонансная частота была выше частоты параллельного резонанса f0 кварцевого резонатора. При этом частота генерации [г лежит в пределах [к<[г<[о> 330. Самовозбуждение достигается, если резонансная частота контура ниже частоты параллельного контура. При этом fK<fr<fp. 331. fi = 700 Гц. 334. f0=l,6 кГц. 335. Не изменяет, поэтому включается для обеспечения генерации колебаний на частоте [0 в цепь положительной обратной связи между двумя усилительными каскадами. 337. а) При замыкании 7?к каскад теряет свои усили- тельные свойства и колебания на выходе схемы срыва- ются; б) при замыкании 7?Э1 исчезает отрицательная об- ратная связь по току, работоспособность схемы сохра- няется, хотя и увеличивается влияние элементов схемы на форму кривой генерируемых колебаний. 338. Из ус- ловия Кос₽о>1 следует, что минимальный коэффициент усиления операционного усилителя, при котором возник- нут незатухающие колебания, Кос min — /?4//?з>3. Следо- вательно, /?4т1п = 3 кОм. 340. Г=50 мкс, [=20 кГц. 341. Q = 5, /Сзап==0,2. 342. [=50 кГц. 343. /ф=1 мс. 344. /ф = = /с = 0,5 с. 345. Uср=2 В, /ср= 1 мА. 346. t/cp = 3B, /ср = = 1,5 мА. 347. Среднее значение напряжения не изменит- ся, а /ср уменьшится в два раза. 348. Q = 100. 349. Ри= = 103 Вт=1 кВт. 355. £1 = 0, £2 = 12 В. 359. (/ОгР=^ст1 + + £/д2, (/огр2= — (t/CT2+ ия1), где иСт — напряжение стаби- лизации стабилитрона, С/д— падение напряжения на пря- мосмещенном переходе стабилитрона. 360. 1. Для фор- мирования положительных импульсов следует исклю- чить стабилитрон VD2\ для формирования отрицатель- ных— стабилитрон VD1. 2. Для уменьшения фронта и среза необходимо увеличивать коэффициент усиления 90
Яос^вх—(Я2/Я1)£/вх 1 В. Так как £/выхоу,^С£7сТ, то форма выходного напряжения остается синусоидальной, а амплитуда 1 В; б) t/вых оу=4 В. Так как t/вых оу^->t/cT> то выходной сигнал ограничивается на уровне t/CT = = ±(3,34-0,6) В. 362. а) Выходное напряжение синусо- идальной формы с амплитудой t/вых.оу — Koyt/вХ— 5В< <ZUCt при обрыве цепи Rz резко возрастает и ограничит- ся на уровне ±((/ст^^д) =7»7 в> б) ПРИ коротком за- мыкании стабилитрона VD1 получим одну полуволну синусоидального напряжения с амплитудой 5 В. 363. а) При обрыве цепи Т?2 выходное напряжение оста- нется ограниченным на уровне 7,7 В, однако фронт и срез сформированного импульсного^ сигнала уменьшится; б) при коротком замыкании стабилитрона VD1 на вы- ходе формируются односторонние отрицательные им- пульсы с амплитудой t/Bbix«t/CT2 (падением напряжения l/д пренебрежем). 364. Конденсатор не пропускает посто- янную составляющую входного напряжения, равную его среднему значению. Цепь (рис. 44) называется раздели- тельной (при т^>£и), так как потенциал на входе цепи может отличаться от потенциала на выходе. 365. Для выполнения операции дифференцирования с помощью цепи (рис. 44) необходимо выполнить условие т=ЯС<^С <^ивх. Для разделительной цепи необходимо т^>£ИВх. 366. Цепь является дифференцирующей, если т= (Яг4- 4-/?)С</ивх. Принимаем т= (Яг4-Я) С=0,ПИвх= = 1 мкс/мс. Чтобы исключить влияние паразитной ем- кости СПар=Ю пФ, принимаем С^>Спар, С=(84- 4-Ю) Спар = 100 пФ. Определяем сопротивление резистора R из формулы 7? = 0,Пивх/С—Яг=900 Ом. 367. t/BMx« «7,28 В. При решении задачи учесть, что при скачко- образном изменении входного напряжения цепи конден- сатор как бы замыкается накоротко, так как напряжение на нем скачком измениться не может. 368. Точность опе- рации ухудшится, так как увеличится постоянная време- ни цепи. 369. тЭКв= (/?г±/?вх ос) Ci = 0,573 мкс, где Явхос = = /?ос/(1±Коу)—входное сопротивление операционного усилителя с отрицательной обратной связью. При ис- пользовании операционного усилителя точность операции дифференцирования увеличивается в (1±КОу) раз. 370. ЯС-цепь является интегрирующей при условии т=(Я11 ||ЯН) С» /и вх. Принимаем т=10/Ивх- Сопротивление ре- зистора R выбираем из условия Я=10Ян, в этом случае можно считать (ЯIIЯн) «Ян. Тогда т=ЯнС=10 tHBx, от- куда найдем емкость конденсатора С«10/Ивх/Ян= *=0,01 мкФ. 371. При скачкообразном изменении напря- 91
жения на входе цепи конденсатор заряжается, а выход- ное напряжение изменяется по экспоненциальному зако- ну с постоянной времени т=(7?г+/?)С, стремясь к уров- ню Е, т. е. ивых=Е(1—В момент времени окон- чания входного импульса выходное напряжение дости- гает своего максимального значения ивых т=Е(1— е~0,9 В. 372. Тэкв= (^1~Н^г) СВх.ос = 40 мс, где Свх ОС — (14~Коу) Сос, свх ос — входная емкость операци- онного усилителя с обратной связью. Точность опера- ции интегрирования при использовании операционного усилителя увеличивается в (l-f-Koy) раз, так как Свх = = (14-/Соу)С. 373. Транзистор закрыт, так как UBX= = /кбо/?б<^пор. 374. Условие насыщения транзистора /б^21э Записав I^E^Rs, IKH^EK/RK, получим /?б^Л2]э min^K. Транзистор находится в режиме насыще- ния. 375. /бпнп=0,25 мА. 376. Нельзя. Транзистор выйдет из строя. 377. Транзистор останется работоспособным, Так КаК /к тах==7б^21этах<^^к.доп. 378. р-п-р. 379. а) От- крытый транзистор при UBX=Ex работает в режиме на- сыщения, т. е. £/'вых=£Лсэн=0,2 В. Условие режима на- _ Т и "К I ^бЭ I, Б К ^К. Эя СЫЩеНИЯ /б^21э mln *кн» D ^21э min D выполняется. В режиме отсечки при UBX=E2 (транзистор закрыт) выходное напряжение и"ъых=Ек—/кботах^?к = = 8—0,06=7,94 В. Амплитуда выходного сигнала А(/Вых= = и"вых—С7'вых = 7,74; б) условие насыщения не выпол- няется, поэтому при UBX = Ex открытый транзистор рабо- тает в активном режиме и'ВыХ = Е^—IkRk = Ek—/б^21э^к = = ЕК—(gi ~~ ^63Ui21a7?K = 6,6 В. При UBX = E2 транзистор Rf> работает в режиме отсечки ^"Вых~7,94 В. Амплитуда выходного сигнала А(7ВЫх = £/%ых—^вых = 7,94—6,6 = = 1,34 В. 380. Уменьшится, так как возрастет падение напряжения на резисторе 7?к от прохождения сквозного коллекторного тока /Кбо при закрытом состоянии тран- зистора. 381. a) P„^=EJ,.=EK =20 мВт; /'к б) Рпотрз=£'к/кбе=50 мкВт. 382. Транзистор выйдет из строя 383. В начальный момент поступления входного 92
импульса h цепь конденсатора замкнута накоротко, и амплитуда базового тока~ ^бэ =—=1,2 мА. Лг 1 Е — U Без конденсатора Л — —zf =0,4 мА. Та- ким образом, амплитуда базового тока при подклю- чении конденсатора увеличивается в три раза. После момента времени ti конденсатор заряжается, а базовый ток постепенно уменьшается от значения Л/ до стаци- онарного значения Iq". Следовательно, при подключе- нии базового конденсатора уменьшаем время фронта выходного импульса, так как при его формировании уве- личиваем базовый ток, и сохраняем прежнее значение времени рассасывания, так как запирание транзистора происходит при токе Ц". 384. В режиме насыщения оба перехода транзистора смещены в прямом направлении (открыты), т. е. £/кб<0, £/эб<0. При наличии нелиней- ной обратной связи на открытом транзисторе имеем £4б=0, т. е. транзистор работает на границе активного режима и режима насыщения. 385. R = 860 Ом. При про- хождении тока обратной связи через диод создается падение напряжения С/д=7дгПр, й транзистор входит в режим насыщения при 7?=0, так как £/кб = ^д<0. При в базовой цепи транзистора создается падение на- пряжения UR=l6RR=IKHRIh2i3^EKR/RKh2^, компенсиру- ющее напряжение £/д. Для обеспечения С/Кб = О необхо- димо Ua= UR. 386. Схема на комплементарных тран- зисторах обладает большим быстродействием, так как при переключении схемы рис. 51, а выходная емкость Сн заряжается через открытый транзистор VT2 с малой постоянной времени заряда. В схеме рис. 51, б емкость Сн заряжается через резистор Rc с большой постоянной времени. Мощность, потребляемая схемой рис. 51, а, меньше мощности, потребляемой схемой рис. 51, б, так как расходуется лишь при переключении схемы. В ста- тических режимах один из транзисторов схемы (рис. 51, а) всегда закрыт, и ключ практически не потребляет мощности. 387. Транзистор У77*вакрыт, так как UBX<Z <t/nopi. Транзистор VT2 открыт, так как | UBX—£|> > | t/nOp2|. 388. Транзистор VT1 открыт, так как UBX<Z <t/nopi. Транзистор VT2 закрыт, так как- |t/BX—£[< < | ^пор2|. При напряжении £>14 В транзистор VT2 ос- танется открытым. 389. Схема сработает. 390. С7Помт1п = = £Аюр=5 В. 391. В схеме рис. 51, а напряжение на сто- ке закрытого транзистора VT1 равно напряжению ис- 93
точника питания и не изменяется при изменении нагруз- ки. Поэтому Д(/Вых«£,с= 12 В. В схеме рис. 51, б Д£/Вых= (EcRh)/(Rc-\-Ra) = 6 В. При изменении нагрузки получим ДС/'вых=8 В. 394. Диоды смещения и источник смещения предназначены для повышения помехоустой- чивости Схемы. 395. (/помшах = 2С/порд_|_^пор т_|_^д= 1,9 В» 396. Транзистор VT1 работает в активном инверсном ре- жиме, когда эмиттерный переход закрыт, а коллектор- ный— открыт. При этом ток базы транзистора VT2, ко- торый является также током коллектора VT1, равен /бз= =/к1 = ₽л^бь где Рл — инверсный коэффициент усиления по току транзистора VT1. Транзистор VT2 работает в режиме насыщения. Для этого необходимо выполнить условие /кн2= (£к— ^кэн2)//?к^/121э2/б2- 397. Транзистор- VT1 находится в режиме насыщения, a VT2 — закрыт. На выходе схемы — высокий уровень напряжения (логи- ческая единица). 398. t/пом max = ^Лгор т2—^кэн1—t/%x = = 0,4 В. 399. Для переключения схемы напряжение ба- за— эмиттер транзистора VT1 должно превысить его пороговое напряжение отпирания. Потенциал базы тран- зистора VT1 относительно земли равен сумме напряже- ний на открытых переходах база — коллектор транзис- тора VT1 и база — эмиттер транзистора VT2: U$\ = = £/бк1 + £/бэ2=0,8+0,8=1,6 В. Тогда напряжение на за- крытом переходе эмиттер — база транзистора С/Эб1 = = (С^вх—t/ei) =+3,2 В. Транзистор VT1 можно считать открытым, если на входе действует помеха t/пом max =-’-(£/Эб14-£/пор1) =—3,8 В. 400. Эмиттерный ток откры- того транзистора VT2 является одновременно базовым током транзистора VT4, который при закрытых диоде VD и транзисторе VT3 будет работать в режиме насы- щения, если выполняется условие /54^2134 = Дг^21э4^ >=^вых=л/вхн, где п — число подключенных нагрузоч- ных схем, имеющих входной ток /ВХн. Ясно, что при боль- шом количестве подключенных схем транзистор VT4 мо- жет выйти из режима насыщения и уровень выходного напряжения изменится. Если транзистор VT2 закрыт, то VT4 — также закрыт, так как его база через резистор R будет подключена к земле. 401. Для обеспечения за- крытого состояния транзистора VT3 необходимо, чтобы выполнялось условие t/K3H24-t/6K4<t/nOpT34-t/nop д. Так как С/бк4=^/бэ4—t/K3M4, ТО будем иметь ^бэ4<^портз+ H-t/порд. Условие выполняется. 402. Емкость Сн заряжа- ется по цепи: открытый диод VD с малым внутренним сопротивлением гпр, открытый транзистор VT3 и резис- 94
тор R3. Постоянная времени заряда Тзар=РвхобСн, где /?вхоб — входное сопротивление транзистора VT3, вклю- ченного по схеме с общей базой. Разряд емкости про- исходит через насыщенный транзистор VT4. 403. По вы- ходу 1 схема реализует операцию ИЛИ — НЕ, по вы- ходу 2 — ИЛИ. В отсутствие сигналов на входах 1, 2 транзисторы VT1, VT2 закрыты, a VT0 — открыт. При подаче сигнала хотя бы на один из входов, например вход 1, открывается транзистор VT1, a VT0 — закрыва- ется. Схема переключается. 404. В этом случае колеба- ния напряжения источника питания не приводят к из- менению логического уровня выходного сигнала. Кроме того, замыкание выходов схемы на землю не приводит к выходу схемы из строя. 405. Эмиттерные повторители увеличивают нагрузочную способность (возможность подключения к выходу основной схемы максимального числа нагрузочных), быстродействие и помехоустойчи- вость схемы. 406. Высокий уровень СЛвыхг3^©—^бэ4= =—0,8 В. Низкий уровень £/°Вых2=—1,5 В. 407. U1 ВЫХ1 — = —(<Рт4-^бэз)=—0,8 В, С/°вых1 =—1,5 В. 408. Изме- нится, так как за счет тока транзистора VT2 увеличива- ется по абсолютной величине падение напряжения на резисторе 7?Ki и увеличивается отрицательный потенци- ал фщ. 409. ИЛИ — НЕ. 410. Открыты транзисторы VT1, VT2. На выходе высокий уровень напряжения (логиче- ская единица). 411. Закрыты транзисторы VT1, VT3. На выходе низкий уровень напряжения (логический нуль). 412. Открыты транзисторы VT3, VT4. На выходе логи- ческий нуль. 417. а) не переключится; б) переключится, так как сигнал на выходе Q триггера должен соответ- ствовать сигналу на информационном входе D при на- личии сигнала логической единицы на тактовом входе С. 421, J—К-триггер не имеет запрещенных входных коле- баний. 424. Нельзя, так как комбинация Сх = 1, С2=1 яв- ляется недопустимой. 426. 010. 429. Ксч=23 = 8, 431. Ксч=22(22—1) = 12. 432. тР1 = 120 мкс, тр2 = 600 мкс. 435. С1«0,016 мкФ. 436. /=1000 Гц=1 кГц. 437. f=l/T= =2,6 кГц. 438. Q = 2. 441. Диоды исключают отрицатель- ный выброс входного напряжения микросхем. 442. Q = 2. 443. 5 кГц. 445. Q = T2/7'i)4-1=2, так как т3ар=тРазр=-₽С Ti = T2. 446. Заряд конденсатора в схеме происходит че- рез параллельно включенные резисторы R и R' (диод открыт), поэтому Тзар = /?С/2, Тразр=ЯС, T2/Ti = 2, Q = 3 увеличилась в 1,5 раза. 447. Колебания срываются. 449. С7к1«£к=12 В, ^/б2= ^э2= ^э1 = ^к^э/(-^к2"|“^э) = 95
= 2 В, U(>i = EkR2/(Ri+R2) = 1 В. 450 Режимы работы транзисторов не изменятся, но схема окажется нерабо- тоспособной, так как напряжение на базе транзистора VT1 не изменится при подаче управляющего импульса. 451. ^Bxmin=^32—(/б1 = /э/?э— ^61 = 0,7 В. 452. С= = /и/0,77?б= 1,43 нФ. 454. Диод исключает отрицатель- ный выброс напряжения 77Bxi в момент времени (рис. 73, б) и тем самым уменьшает время восстановления исходного состояния схемы. При обрыве цепи диода ра- ботоспособность схемы нарушится только в том случае, если велика частота следования входных импульсов (вы- полняется соотношение /вх> 1/2,5 RC). При коротком за- мыкании диода работоспособность схемы нарушится при любой частоте следования входных импульсов. 457. Для формирования положительных импульсов на выходе схе- мы следует изменить полярность включения диода VD1. При этом запуск схемы осуществляется также положи- тельным коротким импульсом. 458. Если зашунтировать диодом VD3 резистор R, то резко уменьшается постоян- ная времени разряда конденсатора С, так как при поло- жительном напряжении на выходе операционного уси- лителя диод открыт. 459. fBX max= 1/(/и-Нвосст) «56 кГц. 460. С учетом падения напряжения ид будем иметь /и = = 10,08 мкс. Следовательно, за счет длительность /и изменилась на величину Д^и = 0,08 мкс, или на0,8%. Вре- мя восстановления с учетом (/д /Восст = 8,12 мкс. Таким образом, 1Д/восст = 0,12 мкс (1,2%). 463. Линейность ухудшится, так как уменьшается постоянная времени за- ряда конденсатора. 465. 3,6 В. 466. 100 мкс. 467. 1 кОм. Для обеспечения заданных параметров необходимо уве- личить резистор в коллекторной цепи до значения RK> >-£кпнп, но уменьшить емкость конденсатора так, чтобы постоянная времени его заряда осталась неизменной. 470. Линейность значительно ухудшится, так как разряд конденсатора происходит в этом случае не толькр через транзистор VT2, но и через нагрузку, что приводит к изменению тока через конденсатор во время рабочего хода. 471. Учитывая, что E3=R3CUlllltvl, получим £3 = 2,4 В. 473. Осуществляет стабилизацию тока в зарядной цепи конденсатора С, передавая по цепи об- ратной связи приращение напряжения на конденсаторе С в точку т так, что At7c«A^m. Поэтому ток через ре- зистор Rk, а следовательно, через конденсатор С остает- ся неизменным в течение рабочего хода. 474. При запира- нии диода и отпирании транзистора VT1 конденсатор Со 96
выполняет роль источника питания, от которого заряжа- ется конденсатор С. При уменьшении Со напряжение на нем иСо будет изменяться в течение рабочего хода, что приведет к ухудшению линейности выходного напряже- ния. 475. /ит1п.= 20 мкс. 476. Нельзя1 так как UKaOn<ZEK. 486. m=50%. 487. СКонтах=СКОн == 26 В, ^кон mln = СКоя (1—т)=14 В. 488. Частотная модуляция высокочастотных колебаний осуществляется непосред- ственно в автогенераторе путем изменения в такт коле- баниям модулирующей низкой частоты индуктивности или емкости контура автогенератора. Для изменения емкости контура автогенератора обычно используется варикап, .подключенный параллельно емкости колеба- тельного контура. Варикап — это конденсатор, емкость которого изменяется в зависимости от величины прило- женного напряжения. Модулирующее напряжение изме- няет величину емкости варикапа и соответственно час- тоту автогенератора. 489. ги/ = 0,5. 495. Стах=]/Л1—т2/ /т£1вЕ = 750 пФ. 496. Для подавления паразитной амп- литудной модуляции, возникшей при прохождении сиг- нала через каскады резонансных усилителей. 504. «150/и=150 м. 505. Ги=1,6 нс. 506. AF=0,14-0,3 мГц. 507. d=300 км. 508. Ри=15 кВт. 509. Ри=50 кВт. 510. AF = 0,054-0,15 мГц. 524. #Разл = 367500. 526. fcmax = = 9,2 мГц. 527. /с шах = 4,6 мГц.
ПРИЛОЖЕНИЙ Приложение 1 Предельные параметры выпрямительных диодов Наименование Тип Постоянный прямой ток ZHp’ А- Постоянный обратный ток Zo6p’ мкА Постоянное обратнее напряжение "обр-в Кремниевый сплавной КД ЮЗА 0,05 50 50 Германиевый микро- сплавной ГД508 0,001 60 8 Кремниевый точечный Д102А 0,03 10 75 Германиевый высоко- частотный ГД402А 0,025 100 15 Кремниевый сплавной КД203Д 10 1500 1000 Приложение 2 Параметры некоторых типов стабилитронов Наименование Тип Напряже- ние стаби- лизации, В Дифферен- циальное сопротив- ление, Ом Макси- мальный ток ста- билизации, мА Кремниевый сплавной Д814А 7-8,5 6 40 Кремниевый низко- вольтный ч КС433А 3,3 25 191 Кремниевый высоко- вольтный КС680А 180 330 28 98
Приложение 3 Параметры некоторых типов транзисторов МП40А П602И ГТ403А ГТ408А ГТ323А КТ306А КТ312Б КТ316В КП103И КП301Б КП302А Параметр р-п-р Р-п-р р-п-р р-п-р р-п-р п-р-п п-р-п п-р-п с каналом р-типа с каналом р-типа с каналом л-типа Коэффициент пере- дачи тока в схеме ОЭ Аг!» 20—40 40—100 20—60 20—75 20—60 ч 20-60 25—100 40-120 — — — Предельная частота коэффициента переда- чи тока, МГц Емкость коллектор- 1 10 0,2 90 200 300 120 300 — — — 60 170 8 30 5 5 3 . ного перехода Ск, пФ Обратный ток кол- 15 100 50 5 30 0,5 10 0,5 1 лектора при 20°С 1Кбо, мкА Максимальное по- 10 25 30 12 ‘ 10 10 30 10 стоянное напряжение коллектор — база, Uk max, В Максимально допу- стимый постоянный 40 100 200 50 1000 30 30 30 — — — ток коллектора <о /к ДОП, мА
о о МП40А П602И ГТ403А ГТ408А Параметр р-п-р р-п-р р-п-р р-п-р Максимально допу- стимая постоянная мощность, рассеивае- мая на коллекторе Рк шах, мВт 150 0,5 X 600 150 Статистическая кру- тизна характеристики S, мА/В — — Минимально допус- тимая мощность сто- ка Рс min, Вт — — — — Максимально допу- стимое напряжение сток — исток t/си, В — — — — Проходная емкость Ссз, пФ — — — —
Продолжение прилож 3 ГТ323А КТ306А КТ312Б КТ316В кшози КП301Б КП302А р-п-р п-р-п п-р-п п-р-п с каналом р-типа с каналом р-типа с каналом л-типа 250 150 225 150 — — — — — 0,8-2,6 1 5 — — — — 0,021 0,2 0,15 — — — — 12 20 10 — —• — — 8 1 8
К544УД1Б, К544УД1В 1 К544УД1А К153УД5 К153УД4 К153УД2 К153УД1Б К153УД1А К140УД1? К140УД11 К140УД10 К140УД9 К140УД8В К140УД8Б К140УД8А К140УД7 К140УД6 К140УД5Б К140УД5А К140УД2Б К140УД2А К140УД1Б К140УД1А Тип В- н- Н- н- Н- Н- Н- Н- н- Н- Н- н- н- Н- В Н- Н- Н- н- н- н- н- о <□> сл Напряжение источ* сл сл сл сл сл сл Сл сл сл to сл сл сл Сл сл to to со to to СО ника питания, В Oi сл с» н- н- Н- и- н- н- н- Н- н- Н- Н- Н- н- Ч- Н- i | Tt Н- н- Н- Н- к_^ СО сл to Напряжение ограни- о о о t*‘j о о to to t*‘j <**"**) <**"**) о о Ъ1 СЛ о чения на выходе, В *• сл сл 1 00 сл 1 1 о — о о о о Сл — о о о о О о о о о Входное сопротивле- сл То СО КЗ То СО о C*~*J ФО СО о о ние, МОм (* S о о С J СЛ о о СО Ю о —ж о Коэффициент усиле- Ю сл сл to to сл СО to to сл СО со «• ФО ния по напряжению, о Ю о о сл to сл о сл о о СО СЛ I к сл не менее о о о Частота единичного СО 00 сл сл сл 00 4^ to to СЛ сл усиления, МГц Сопротивление на- грузки, не менее о Ю Ю Ю to to to Сл to to to to to to Сл сл сл Сл кОм Параметры операционных усилителей х ь» о в <т> X X <т>
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Б а туш ев В. А. и др. Микросхемы и их применение.— М.: Ра- дио и связь, 1983. Королев Г. В. Электронные устройства автоматики.— М.; Высшая школа, 1983 Ляшко М. Н. Электроника и радиотехника — Минск: Вышэй- шая школа, 1978. Толкачев Г. Б., Ковалев В. Н. Радиоэлектроника.— М.: Высшая школа, 1983.
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие............................................... 3 Глава I. Электронные и полупроводниковые приборы ... 5 Глава II. Источники питания........................... 14 Глава III. Колебательные системы...................... 23 Глава IV. Усилители................................... 29 Глава V. Генераторы гармонических колебаний........... 48 Глава VI Элементы импульсной и вычислительной техники 52 Глава VII. Радиоэлектронные устройства ....... 79 Ответы и решения......................................... 84 Приложения..........................г.................... 98 Рекомендуемая литература............................... 102
Учебное издание Олег Владимирович Долженко, Геннадий Васильевич Королев СБОРНИК ЗАДАЧ, ВОПРОСОВ И УПРАЖНЕНИЙ ПО РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ Зав редакцией С В Никитина Редактор М И Сорокина Мл редактор Г. П. Каневская Художник А. И Шавард Худож редактор Т В Панина Техн, редактор Ю А Хорева Корректор Р. К. Косцнова ИБ № 5604 Изд X» ЭГ-111 Сдано в набор 11 03 86 Подп в печать 19 05 86 Формат 84Х108*/з2 Бум тип № 3 Гарнитура литературная Печать высокая Объем 5,46 усл печ л 5,77 усл кр -отт 5,12 уч изд л Тираж 70 00Q экз Зак № 187 Цена 15 коп Издательство «Высшая школа», 101430, Москва, ГСП-4. Неглинная ул, д 29/14. Московская типография № 8 Союэполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 101898, Москва, Центр, Хохловский пер , 7.
О.В.ДОВЖЕНКО Г.В.КОРОЛЕВ Сборник задач, вопросов и упражнений по радиоэлектронике