模拟电子技术习题及答案5

习题5

5.1 在下列几种情况下，应分别采用哪种类型的滤波电路（低通、高通、带通、带阻）。

（1） 从输入信号中提取100kHz～200kHz的信号； （2） 抑制1MHz以上的高频噪声信号； （3） 有用信号频率为1GHz以上的高频信号； （4） 干扰信号频率介于1 kHz～10 kHz；

解答：（1）带通滤波器；（2）低通滤波器；（3）高通滤波器；（4）带阻滤波器。

5.2 在下列各种情况下，应分别采用哪种类型（低通、高通、带通、带阻）的滤波电路。

（1）抑制50Hz交流电源的干扰；

（2）处理具有1Hz固定频率的有用信号； （3）从输入信号中取出低于2kHz的信号； （4）抑制频率为100kHz以上的高频干扰。 解：（1）带阻滤波器 （2）带通滤波器 （3）低通滤波器 （4）低通滤波器

5.3 填空：

（1）为了避免50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用 滤波

电路。

（2）已知输入信号的频率为10kHz～12kHz，为了防止干扰信号的混入，应选用 滤波电路 。

（3） 为了获得输入电压中的低频信号，应选用 滤波电路 。 （4）为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选用 滤波电路 。

解：（1）带阻 （2）带通 （3）低通 （4）有源 5.4 无源一阶RC低通滤波电路的截止频率决定于 的倒数，在截止频率处输出信

号比通带内输出信号小 dB。 解答：时间常数，3dB

5.5 无源一阶RC高通滤波电路的截止频率决定于 的倒数，在截止频率处输出信

号比通带内输出信号小 dB。

解答：时间常数，3dB

5.6 一阶滤波电路阻带幅频特性以 /十倍频斜率衰减，二阶滤波电路则以 /十倍频斜率衰减。阶数越 ，阻带幅频特性衰减的速度就越快，滤波电路的滤波性能就越好。

解答：-20 dB，-40 dB，高。

5.7 试求题图5.7所示电路的传递函数和频率响应表达式。

题图5.7

解答：Av(s)

5.8 题图5.8中所示为一个一阶低通滤波器电路，试推导输入与输出之间的传递函数，并计算截止角频率H。

sRCjRC，Av(j)

1sRC1jRC

题图5.8

解答：传递函数：Av(s)R211，截止角频率H。 R11sR2CR2C5.9 题图5.9中是一个一阶全通滤波器电路，（1）计算电路的转移函数；（2）根据转移函数，计算幅频响应和相频响应，并说明当由0时，相角的变化范围。

题图5.9

解答： 传递函数为

Av(s)1sRC

1sRC

相频特性为

02arctanRC相角在0~180之间变化，输出电压迟后于输入电压。

5.10

电路如图题5.10所示，计算截止频率fp，并指出是何种类型滤波器。

题图5.10

解答 ：一阶低通滤波器，截止频率fp

5.11

计算题图5.11中电路的转移函数，并指出它属于何种类型的滤波器。

1。

2R1C

题图5.11

解答：传递函数：Av(s)5.12

sC1R2，二阶带通滤波器。 21s(R1C1R2C2)sR1R2C1C2电路如题图5.12所示，

（1）求输入与输出之间的转移函数A(s)Vo(s)； Vi(s)（2）根据转移函数指出它属于何种类型的滤波器； （3）画出幅频响应图。

题图5.12

解答：（1）传递函数：Av(s)（2）二阶带通滤波器略； （3）幅频响应曲线略。

5.13

已知有源滤波器电路的传递函数为：

sC1R1；

1s(R1C1R2C2)s2R1R2C1C2Vo(s)s2 A(s)31Vi(s)s2sR1CR1R2C2

（1）该电路属于何种滤波器电路；

（2）计算通带增益A0，特征角频率（中心频率）0以及等效品质因数Q； （3）能否计算滤波器的带宽BW，如果不能，原因是什么？ 解答：（1）二阶高通滤波器；（2）通带增益A01，特征角频率01以及等R1CR2C效品质因数QR1R2；（3）不能计算带宽，因为是高通滤波器，其带宽理论上是无限大，3但受到实际电路元件的。

5.14

某电压放大器的理想波特图如题图5.14所示，

（1） 指出当输入100kHz正弦波时u0和ui的相位关系；

（2） 求通带放大倍数A0值、下限频率fL、上限频率fH 和三分贝带宽BW。

题图5.11

20解答：（1）输出滞后输入180；（2）通带放大倍数60dB，下限频率fL10Hz、上限频66BWff10Hz。 f10HzHL率H和三分贝带宽

5.15

低通滤波器电路如图5.3.1所示，已知截止频率为6180Hz，通带增益为1.586，

求滤波器电路的参数。

VN

题图5.15

解答：略

5.16 推导出题图5.16电路的传递函数，说明滤波电路的功能，求截止频率和通带增益。

题图5.16

解：传递函数：

Av(s)R2R11sCsR2C

1sR1C故其为高通滤波器。截止频率和通带增益分别为

HR1,A02 R1CR15.17 推导出题图5.17电路的传递函数，说明滤波电路的功能，求截止频率和

通带增益。

解：传递函数：

Au(s)R211(R2)1sCsCR2

R1R11sR2C故其为低通滤波器。截止频率和通带增益分别为

HR1,A02 R2CR15.18 试说明题图5.18所示各滤波电路功能，是几阶滤波电路？

题图5.18

解：图（a）所示电路为一阶高通滤波器。

图（b）所示电路二阶高通滤波器。 图（c）所示电路二阶带通滤波器。 图（d）所示电路二阶带阻滤波器。

5.19 设一阶HPF的通带放大倍数为2，通带截止频率为100Hz； 二阶LPF通带放大倍数为2，通带截止频率为2kHz。试用它们构成一个带通滤波电路，并画出幅频特性。

解：低通滤波器的通带截止频率为2kHz，高通滤波器的通带截止频率为100Hz。将两个滤波器串联，就构成一个带通滤波电路。其通带放大倍数为

A04 通带增益为

20lgA012 幅频特性如题图5.19所示。

题图5.19

5.20指出下列传递函数表示何种类型的滤波器电路，并且画出其幅频响应曲线。

（1）A(s)1； 2s2s1（2）A(s)2s；

s20.2s1s2（3）A(s)2；

s2s2s21（4）A(s)2；

s3s2解答：（1）二阶低通滤波器；（2）二阶带通滤波器；（3）二阶高通滤波器；（4）二阶带阻滤波器；幅频响应曲线略。

5.21试分析题图5.21所示电路的输出vO1、vO2和vO3分别具有哪种滤波特性（LPF、HPF、BPF、BEF）？

题图5.21

解：以vO1为输出是高通滤波器，以vO2为输出是带通滤波器，以vO3为输出是低通滤波器。

5.22设计一个四阶巴特沃斯低通滤波器电路，选择并计算电路中的参数，要求fH500Hz，通带增益为2.5倍。

解 略 鱼知水恩，乃幸福之源也。鱼离不开水，人离不开亲人和朋友，当你处于逆境和灾难时，帮助你一臂之力，渡过难关的人，都是你的亲人和朋友。吃水不忘挖井人，度过苦难，不能忘记援助过你的人。知恩图报，善莫大焉。 一个人要想获得幸福，必须懂得感恩。生活需要一颗感恩的心来创造， 一颗感恩的心需要生活来滋养。 一饭之恩，当永世不忘。顺境里给你帮助的人，不能全部称作朋友，但是能够在你逆境时依然愿意援助你，走出困境的人，一定是你要用一生去感谢和珍惜的人。 唐代李商隐的《晚晴》里有这样一句诗：天意怜幽草，人间重晚晴。久遭雨潦之苦的幽草，忽遇晚晴，得以沾沐余辉而平添生意。 当一个人闯过难关的时候，一定要记住那些支撑你，陪你一起走过厄运的朋友和亲人，这个世界谁也不亏欠谁，帮你是情分，不帮你是本分。如古人所说：淡看世事去如烟，铭记恩情存如血。 学会感恩父母养育之恩，学会感恩朋友的帮助之情，生活里做一个有情有义的人。 你要知道，父母，永远是你最亲近的人，是最爱你的人，不管他们的方法怎么错误？可是爱你的心，都是一样的。千万不要因为自己一时的私心，而忘记感恩。 我们常常希望别人都对自己有情有义，可是想得到别人你真情，首先你必须先付出真情。你帮助别人，不要记在心里，别人帮助你，你要懂得感恩和感动，而不是当做理所当然。 你要知道别人帮你是情分，不帮你是本分。侍父母，要孝顺，对朋友，要真诚。不管你生活的精彩或者混沌，孝顺父母，颐养天年。 一父养十子，十子养一父。在这个美好的时代，中华很多的美德都在逐渐消失，做子孝为天，但是总有一些人，自己活在天堂，硬生生的把父母扔进地狱。