ОПБЭиСЭУ

Основы проектирования базовых элементов  и схем  электронных устройств

На заказ с гарантией и недорого

Контрольная работа №1

ЗАДАЧА1 (ВАРИАНТ СООТВЕТСТВУЕТ НОМЕРУ ЗАЧЕТНОЙ КНИЖКИ)

Вариант 1

1. Рассчитать входное сопротивление каскада с ОЭ (рис.1) при следую­щих данных: транзистор КТ503А, h_11Э = 1,4 кОм, R_Б = 7,4 кОм.

2. Поясните, почему для каскадов с ОЭ(ОИ) имеет место, а для каскадов с ОБ, ОК(ОЗ, ОС) не имеет места инвертирование входного напряжения? Изобра­зите электрические принципиальные схемы включения усилительных элементов: ОЭ, ОБ, ОК и ОИ, ОЗ, ОС и поясните принцип их работы.

Рис. 1. Схема резисторного каскада с ОЭ и эмиттерной стабилизацией

Вариант 2

1. Рассчитать для каскада с ОЭ (см. рис.1) глубину местной ОС при следую­щих данных: транзистор КТ503А, R_Э = 1 кОм, R_Б = 7,4 кОм, h_21Э = 70, h_11Э = 1,4 кОм.

2. Изобразите цепи питания коллекторов, базы и эмиттера биполярного и цепи питания стока, затвора и истока полевого транзисторов.

Вариант 3

1. Рассчитать для каскада с ОЭ (см. рис.1) R_Н, К, К_Е при исходных данных ва­риантов 1 и 2 и R_К = 2 кОм, R1 = 75 Ом, R2= 75 Ом.

2. Опишите назначения резисторов R_Б1, R_Б2, R_К, R_Э и конденсаторов С^/_Р, С_Р, и С_бл.э в схеме рис.1.

Вариант 4

1. Рассчитать   входное   и  выходное  сопротивления  каскада  с  ОБ (рис. 2)  с  параметрами   транзистора   КТ503А,   приведенными  в  вариантах   1   и   2  и h₂₂э = 5х10^-5 См, R_Б = 7,4 кОм, R_К = 2,2 кОм, R1 = R2= 75 Ом.

2. Как будет изменяться коэффициент усиления К (К_Е) каскада рис.1, если увеличивать R_К? Чему он равен при R_К = 0?

Вариант 5

1. Рассчитать для условий варианта 4 коэффициенты усиления К и К_Е.

2. Как зависит коэффициент усиления К(К_Е) каскада рис.1 от R2? Чему он будет равен при R2 = 0?

Вариант 6

1. Рассчитать входное и выходное сопротивления каскада с ОК (рис.3) на транзисторе КТ503А, параметры которого приведены в вариантах 1 и 2. Кроме того, известно, что R_Б = 7,4 кОм, R = 1 кОм, R1 = R2 = 75 Ом.

2. Опишите назначение элементов R_Э и С_бл.э в схеме рис.1 и R_И, С_бл.и в схеме рис.4.

Рис. 2. Схема резисторного каскада с ОБ

Рис. 3. Схема резисторного каскада с ОК

Вариант 7

1. Рассчитать для условий варианта 6 коэффициенты усиления К и К_Е.

2. Будет ли работать каскад (рис.2), если принять R_Б1 = ∞, или R_Б1 = 0? Обосновать ответы.

Вариант 8

1. Рассчитать для каскадов с ОИ (рис. 4) на транзисторе КП303В с крутиз­ной S = 4 мСм коэффициент усиления К и общее сопротивление в цепи за­твора R_З, если R2 = 1 кОм, R_С = 2 кОм, R₁ = 1 кОм, R_З2 = 2 кОм.

2. Покажите для каскада (см. рис.1) контуры прохождения постоянных и пере­менных токов базы, коллектора, эмиттера и резисторов делителя напряжения в цепи базы.

Рис. 4. Схема резисторного каскада с ОИ

Вариант 9

1. Рассчитать  для каскада с ОЗ (рис. 5) входное и выходное сопротивле­ния и  коэффициенты  усиления  К и К_Е  по  данным  варианта  8 и  при  условии, что

r_си= 180 кОм, R1 = 2 кОм, R_И = 0,67 кОм.

2. Изобразите электрическую принципиальную схему каскада с ОЭ и пояс­ните принцип работы цепи смещения с фиксированым током базы I_Б = const.

Рис. 5. Схема резисторного каскада с ОЗ

Вариант 10

1. Рассчитать  для  каскада  с  ОС  (рис.  6)  входное  сопротивление  R_вых  и ко­эффициент  усиления  по  ЭДС  К_Е  при  исходных  данных  варианта  8,  если R_И = 1 кОм.

2. Изобразите электрическую принципиальную схему каскада с ОЭ и пояс­ните принцип работы цепи смещения с фиксированным напряжением на базе
U_Б = const.

Рис. 6. Схема резисторного каскада с ОС

Вариант 11

1. Построить  нагрузочные  линии  для  переменного  и  постоянного  токов для усилительного каскада (см. рис. 1) при следующих данных: Е_о = 6 В,
R_К  = 1 кОм; R2 = 1 кОм. Ток покоя I_К = 3х10^-3 А  и  I_Б =175 мА.

2. Как зависит глубина местной ОС по постоянному и переменному току для схемы рис.1 от R_Э, R_Б, h_21Э, h_11Э? Чему она равна при R_Э = 0?

Вариант 12

1. Рассчитать коэффициент гармоник для каскада (см. рис. 1) в отсутствие ОС (R_Э = 0 и F = 1)  при  U_2m = 0,45 В,  r^/_Б = 8 Ом,  h_11Э = 140 Ом,   R_Г = R_Н = 100 Ом, I_К = 13 мА, h_21Э = 70, С_К = 10,5 пФ, f_гр = 12,1 МГц,  f_в = 60 МГц.

2. Каков вид ОС в каскаде рис.1 и как она влияет на основные параметры каскада? Описать.

ЗАДАЧА 2

ВАРИАНТ 1

1. Амплитуда колебаний на выходе ОУ ограничена +12 В. Какова должна быть предельная амплитуда на входе V-_IN для работы в линейном режиме, если коэффициент усиления при разомкнутой цепи обратной связи 200000 и вход V_+IN подключен к земле?

ВАРИАНТ 2

Инвертирующий ОУ имеет R₁ = 5 кОм и R_f = 25 кОм. Каков его коэффициент усиления? Решить эту задачу для неинвертирующего усилителя.

ВАРИАНТ 3

Предположим, что в инвертирующем усилителе (задача ВАРИАНТ 2) входное напряжение равно 2 В. Определить напряжение на входе — 1N, если A_0l = 200 000. Решить задачу, если входное напряжение равно —2 В.

ВАРИАНТ 4

Предположим, что выходное напряжение ОУ (рис. 12.2) ограничено + 12 В. Каковы ограничения на его входные напряжения?

ВАРИАНТ 5

Для схемы на рис. 2.35 определить выходное напряжение, если а)   R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = 2 кОм;

б)        V₃ изменяется от 0,3 В до —0,3 В.

Рис. 2.35

ВАРИАНТ 6

Решить задачу ВАРИАНТ 5

 если R₁ = 1 кОм, R₂ = 2 кОм, R₃ = 3 кОм и R₄ = 4 кОм.

ВАРИАНТ 7  Для ОУ 741 определить типичное значение I_IO и его значение в наихудшем случае. Какой процент они составляют от I_IB?

ВАРИАНТ 8

В схеме на рис. 12.10 R_f заменить на 50 кОм. Если ток смешения, протекающий через оба входа, равен 400 нА,

а. Каково выходное напряжение, если вход +IN заземлен?

б. Каково необходимое сопротивление резистора, который должен быть подключен к плечу + IN?

в. Если резистор с таким сопротивлением подключен к плечу + IN, определить

1. напряжение на входе +IN;
2. напряжение на входе —IN;
3. ток через R₁ ;
4. ток через R_f;
5. выходное напряжение.

ВАРИАНТ 9

Решить задачу ВАРИАНТ 8,  если ток смещения входа —IN равен 500 нА, а ток смещения входа + IN равен 300 нА.

ВАРИАНТ 10

Инвертирующий усилитель имеет = 15 кОм и настроен на коэф­фициент усиления, равный 5. Определить выходное сопротивление схемы с обратной связью, если его выходное сопротивление равно 100 Ом и А_о1 = 100000.

ЗАДАЧА 3

ВАРИАНТ 1

На рис. 2.36 приведена АЧХ ОУ TL080. Определить произведе­ние коэффициента усиления на ширину полосы частот

а) на частоте сопряжения;

б)        на частоте 1 кГц;

в) когда коэффициент усиления равен 1.

Рис. 2.36. Зависимость усиления диф­ференциального напряжения большого сигнала А_VD и фазового сдвига от частоты f:1-усиление дифференциального напря­жения (левая шкала); II-фазовый сдвиг (правая шкала).

(Предоставлено фирмой Texas Instruments, Inc.)

Рис. 2.37. Импульсная характеристика большого сигнала повторителя напряже­ния. (Предоставлено фирмой Texas Instru­ments, Inc.)

ВАРИАНТ 2

 На рис. 2.37 показан отклик TL080 на импульс с большой амплитудой. Определить его максимальную скорость нарастания напряжения. ОУ имеет максимальную скорость нарастания напряжения 5 В/мкс. За какое время выходное напряжение изменится от +3 до —3 В?

ВАРИАНТ 3

Рассчитать интегратор, подобный изображенному на рис. 2.15, выходное напряжение которого линейно изменяется от + 5 до —10 В в течение 10 мс.

ВАРИАНТ 4

Схема на рис. 2.15,а имеет форму выходного напряжения, по­казанную на рис. 2.38,6. Предположим, что конденсатор перво­начально разряжен и не имеет утечки. Правильно ли указаны критические значения напряжений на рисунке?

Рис. 2.38. a-схема; б-форма входного сигнала.

ВАРИАНТ 5

 Для схемы на рис. 2.39 V_os = 4 мВ. Определить

а)  выходное напряжение, вызываемое V_os;

б) основное выражение для выходного напряжения, как функции входного;

в)  наименьшую частоту интегрирования.

Рис. 2.39.

ВАРИАНТ 6

Рассчитать интегратор на ОУ таким образом, чтобы V_вых = 200 V_вх dt. Каково сопротивление R_d, если минимальная частота ин­тегрирования должна быть 20 Гц?

ВАРИАНТ 7

Для схемы на рис. 2.19 предположим, что R_c = R = 100 кОм. Опре­делить значения С и С_с, если схема дифференцирует сигналы до 100 Гц и интегрирует сигналы свыше 300 Гц.

ВАРИАНТ 8

В схеме на рис. 2.40 R₁ = 100 кОм, R₂ = 250 кОм и R₃ = 50 кОм. Описать выходное напряжение как функцию входных напряжений, если С = 1 мкФ.

ВАРИАНТ 9

Составить схему для решения дифференциального уравнения 6 dv/dt + v/3 = 4V_вх sin ωt.

Использовать конденсаторы емкостью 1 мкФ.

Рис.2.40. Суммирующий интегратор

ВАРИАНТ 10

Составить схему для решения дифференциального уравнения  d²v/dt² — 3dv/dt + v/4 = 3V_BX sin ωt.

ЗАДАЧА4

ВАРИАНТ 1

 Составить схему для решения дифференциального уравнения  d²v/dt² — 5dv/dt + v/2 = 6V_BX sin ωt.

ВАРИАНТ 2

Рассчитать дифференциальный усилитель, выходное напряжение которого

Vвых = 20(V₁ - V₂).

ВАРИАНТ 3

Для схемы на рис. 2.41 предположить, что все резисторы, вклю­чая сопротивление преобразователя, имеют сопротивление 1000 Ом. Определить выходное напряжение, если сопротивление преобразова­теля 1050 Ом; 950 Ом.

ВАРИАНТ 4

Температурный преобразователь имеет сопротивление 2000 Ом при 25 °С и сопротивление 2200 Ом при 85 °С. Рассчитать схему, которая будет иметь выходное напряжение 0 В при 25 °С и 10 В при 85 °С.

ВАРИАНТ 5

Температурный преобразователь имеет сопротивление 4000 Ом при 20 °С и сопротивление 3200 Ом при 75 °С. Рассчитать схему, которая будет иметь выходное напряжение 0 В при 25 °С и 10 В при 85 °С.

ВАРИАНТ 6

Транзистор имеет ток утечки 20 нА. Используя этот транзистор, рассчитать логарифмический усилитель таким образом, чтобы вы­ходное напряжение равнялось 0,4 В, если его входное напряжение равно 10 В.

рис. 2.41

ВАРИАНТ 7

Транзистор имеет ток утечки 20 нА. Используя этот транзистор, рассчитать логарифмический усилитель таким образом, чтобы вы­ходное напряжение равнялось 0,5 В, если его входное напряжение равно 12 В.

ВАРИАНТ 8

 Рассчитать дифференциальный усилитель, выходное напряжение которого

Vвых = 25(V₁ - V₂).

ВАРИАНТ 9

Для схемы на рис. 2.24 предположить, что R_l = 10 кОм и R₂ =50 кОм.

а. Зарисовать V_вых, если V_l линейно изменяется от 3 до 5 В, a V₂ остается равным 4 В.

б. Каково входное сопротивление этого усилителя?

ВАРИАНТ 10

 Транзистор имеет ток утечки 15 нА. Используя этот транзистор, рассчитать логарифмический усилитель таким образом, чтобы вы­ходное напряжение равнялось 0,6 В, если его входное напряжение равно 15 В.