职称考试资料-电气中级
二、简答题
1．什么叫阻抗匹配？
阻抗匹配是选择适当的输入阻抗和输出阻抗，以获取最大增益，获取最佳效果的匹配方法。
2．在放大电路中，阻抗匹配的意义是什么？
对于电压放大的输入级和中间放大级，提高输入阻抗可以获得更高的信号电压；降低输出阻抗可以获得更大的带负载能力，即可以允许更大的输出电流。
对于功率放大，为了获得最大的输入功率，后级输入阻抗应尽量与前级输出阻抗相等；为了获得更大的输出功率，输出阻抗应尽量低一些。
3．为什么要提高输入级的阻抗？
提高输入阻抗的作用：
(1)减小信号源内阻上的电压损失，以使输入级获得较高的输入电压；
(2)减小输入电流，降低对减小信号源的要求；
(3)如果前级也是放大电路，后级的输入电阻相当于前级的负载电阻，因为负载电阻越大，放大倍数也越大，所以提高输入电阻可以少降低前级的电压放大倍数。
4．为什么要降低输出级的阻抗？
降低输出阻抗的作用：
(1)保证足够的输出电压；
(2)允许输出电流大一些，可提供较大的带负载能力。
5．怎样提高输入阻抗？
提高输入阻抗的办法：
(1)采用高输入阻抗的场效应管作输入级；
(2)采用深度串联负反馈；
(3)采用差动放大电路作输入级；
(4)采用射极输出器作输入级。
6．什么叫反馈？
反馈是取出输出量的一部分或全部，通过反馈电路，与输入信号进行比较、叠加的工作方式。使净输入信号减弱的反馈称为负反馈；使净输入信号增强的反馈称为正反馈。
7．负反馈有哪些类型？
按照反馈量的类型，反馈输出电压的称电压负反馈，反馈输出电流的称电流负反馈；反馈直流量称直流负反馈，反馈交流量称交流负反馈。在反馈电阻上串联电容可除去直流反馈。在反馈电阻上并联电容可除去交流反馈。
按照与原输入信号的叠加方式，与原输入信号串联的称为串联负反馈；与原输入信号并联的称为并联负反馈。
8．负反馈有何作用？
直流负反馈的主要作用是：稳定静态工作点和减小零点漂移，并防止产生非线性失真。 交流负反馈的主要作用是：
(1)提高放大倍数及其他输出量的稳定性。负反馈电路放大倍数的变化率仅为无负反馈电路放大倍数的变化率的1/(1+AF ) 。
(2)通过输入信号与反馈信号的叠加，减小非线性失真。
(3)延缓在低频区和高频区放大倍数下降的速度，扩展通频带。
9．正反馈有什么作用?
正反馈是反馈信号与输入信号叠加，是输入信号增强的一种反馈。其主要作用是构成振荡电路，即构成没有输入信号的电路。在某些情况下，正反馈还能起增强输出信号的作用。
10．怎样保持放大电路稳定工作？
(1)采用交流负反馈电路。其作用有三：一是提高放大倍数及其他输出量的稳定性；二是减小非线性失真；三是扩展通频带。
(2)合理选择静态工作点，并采用直流负反馈，如采用共基极分压偏置放大电路，稳定静态工作点。
(3)采用差动电路作为输入级，克服零点漂移。
(4)减小晶体管极间分布电容，扩展通频带，以减小频率失真。
(5)提高输入阻抗和减小输出阻抗，以减小信号源波动和负载波动的影响。
(6)采用高质量稳压电源，以减小电源波动的影响。
11．理想运算放大器有哪些主要特点？
集成运算放大器是一个高增益的、各级间直接耦合的、具有深度负反馈的多级合放大器。其主要特点是：
(1)差模开环放大倍数很大，多为1´104~1´107，一般当作无限大处理；
(2)差模输入电阻很大，一般当作无限大处理；
(3)输出电阻很小，一般当作零处理；
(4)共模抑制比很大，一般当作无限大处理。
正因为如此，分析集成运放电路时，可将两个输入端看作开路，也可看作短路，而且输入电流为零。
12．线性运算放大电路的放大倍数与哪些因素有关？
线性运算放大电路应当闭环工作。这时的放大倍数是指闭环放大倍数。影响线性集成运算放大倍数最重要的因素是运算放大电路外接输入电阻和反馈电阻。
此外，线性集成运算的放大倍数还在一定程度上受到起性能参数的影响。例如，推算运算电路的放大倍数的前提是假定其开环放大倍数和输入电阻为无限大，而这是不可能的，这样的假定必然产生一定的偏差，影响到放大倍数。又如，由于集成运放的输入失调电压不等于零，可产生额外输出，影响放大倍数。
13．数字电路和模拟电路都有哪些区别？应用场合有何不同？
数字电路和模拟电路都的区别是：
(1)输入信号和输出信号不同。模拟电子电路的信号是随时间连续变化的模拟信号，而数字电子电路的信号是不连续的脉冲信号或数字信号。
(2)电路状态不同。模拟电路的状态是信号的连续状态，而数字电路最常见的就是两种状态，即高电平的1态和低电平的0态。
(3)模拟电路主要研究电路的输出信号与输入信号之间大小、相位、失真的关系，数字电路则研究输出信号与输入信号之间逻辑关系。
(4)模拟电路中的电子元件多工作在线性区，数字电路中的电子元件多工作在非线性区。例如，模拟电路中的三极管一般工作在放大区，而数字电路中的三极管基本上都工作在截止区和饱和区。
(5)模拟电路中的运算采用十进制代数运算，而数字电路中的运算采用二进制、十六进制等进制的逻辑运算。
在应用方面，数字电路和模拟电路都可用于电子整机和自动控制系统，但数字电路用于模拟信号的处理，模拟电路用于数字信号的处理。
14．模拟信号转化成数字信号的过程中生成的数字信号信息量与哪些因素有关？
根据某一消息自信息量和连续信号源的平均信息量的计算式
可以确定信息量的主要影响因素有：
(1)信息的概率 概率越小，不确定性越多，信息量越大；
(2)信息的价值 与概率有一定的关系，价值越大者概率越小，信息量越大；
(3)采样频率 频率越高，信息量越大。
此外，在信息传递和处理的全过程中，信息量还与以下因素有关：
(1)信源特征 连续信源与离散信源有不同的计算方法；
(2)存储空间 空间小，可容纳的信息量也小；
(3)量化精度 精度越高，要求的信息量越大；
(4)压缩度 压缩度越高，冗余量减小，信息量增大；
(5)阻抗匹配 匹配好利于传输，信息量增大；
(6)接口 接口质量高、数量大，信息量也大。
15．怎样计算信号的信息量？信息量的单位是什么？
某一消息自信息量、离散信号源的平均信息量、连续信号源的平均信息量分别按以下公式计算：
式中，P (x i ) 是信息的概率；D x i 是采样周期。
信息量的单位与对数底数a 有关：
a=2时，信息量的单位为比特(bit)，是目前广泛使用的单位；
a=e时，信息量的单位为奈特(nat)，1nat=1.433bit；
a=10时，信息量的单位为哈特(hart)或笛特(det)，1det=3.322bit。
16．同轴电缆的特性阻抗是这样定义的？怎样计算？有哪些影响因素？
同轴电缆上各处电压与电流的比值称为其特性阻抗，用Ｚ0表示。
同轴电缆的等效电路为：
同轴电缆的特性阻抗的计算公式、高频同轴电缆电容的计算公式、高频同轴电缆水中电容的计算公式分别为：
式中，e r 是绝缘的相对介电常数、D 是绝缘外径、d 是导体外径、d w 是编织(缠绕) 导体直径、K 1是导
体有效直径系数。
同轴电缆的阻抗主要决定于：
(1)绝缘材料的介电常数，介电常数增大，则电容增大，阻抗减小；
(2)芯线直径，芯线直径增大，电容增大、芯线电阻减小，阻抗减小；
(3)绝缘层外径（接地层内径），绝缘层外径增大，电容减小、电感增大、绝缘电阻增大，前者是主要的，阻抗增大；
(4)芯线材料，影响芯线电阻的大小；
(5)芯线截面形状，影响电容和电感；
(6)芯线几何位置，影响电容；
(7)绝缘材料的电阻率，影响泄漏电阻；
(8)各种材料的磁性能，影响电感。
17．什么叫接地？接地在电路中的作用是什么？
接地分为正常接地和故障接地。正常接地又分为工作接地和安全接地。工作接地指正常情况下有电流流过，利用大地代替导线的接地，以及正常情况下没有或只有很小不平衡电流流过，用以维持系统安全运行的接地。安全接地是正常情况下没有电流流过的起防止事故作用的接地，如防止触电的保护接地、防雷接地等。故障接地是指带电体与大地之间的意外连接，如对地短路等。
设计中的接地指工作接地和安全接地。其做法是将欲接地部位经接地线、接地体（极）与大地连接起来。
不同接地的作用不完全相同。综合起来，接地的主要作用是：
(1)防止电气设备异常带电（如漏电）时产生危险电压，以防止触电及由放电引起爆炸和火灾；
(2)在系统发生PE 线或PEN 断线等故障时，减轻危险性，保障人身安全和设备安全；
(3)等化系统内各点之间的电位，防止相互间发生火花放电，最大限度减轻各种雷击、有害静电及感应电的危险；
(4)采用各种等化电位的措施，是电子设备得以在安全的环境中运行，并遏制干扰；
(5)在利用大地作电气回路的场合，通过接地构成回路。
二、简答题
1．什么叫阻抗匹配？
阻抗匹配是选择适当的输入阻抗和输出阻抗，以获取最大增益，获取最佳效果的匹配方法。
2．在放大电路中，阻抗匹配的意义是什么？
对于电压放大的输入级和中间放大级，提高输入阻抗可以获得更高的信号电压；降低输出阻抗可以获得更大的带负载能力，即可以允许更大的输出电流。
对于功率放大，为了获得最大的输入功率，后级输入阻抗应尽量与前级输出阻抗相等；为了获得更大的输出功率，输出阻抗应尽量低一些。
3．为什么要提高输入级的阻抗？
提高输入阻抗的作用：
(1)减小信号源内阻上的电压损失，以使输入级获得较高的输入电压；
(2)减小输入电流，降低对减小信号源的要求；
(3)如果前级也是放大电路，后级的输入电阻相当于前级的负载电阻，因为负载电阻越大，放大倍数也越大，所以提高输入电阻可以少降低前级的电压放大倍数。
4．为什么要降低输出级的阻抗？
降低输出阻抗的作用：
(1)保证足够的输出电压；
(2)允许输出电流大一些，可提供较大的带负载能力。
5．怎样提高输入阻抗？
提高输入阻抗的办法：
(1)采用高输入阻抗的场效应管作输入级；
(2)采用深度串联负反馈；
(3)采用差动放大电路作输入级；
(4)采用射极输出器作输入级。
6．什么叫反馈？
反馈是取出输出量的一部分或全部，通过反馈电路，与输入信号进行比较、叠加的工作方式。使净输入信号减弱的反馈称为负反馈；使净输入信号增强的反馈称为正反馈。
7．负反馈有哪些类型？
按照反馈量的类型，反馈输出电压的称电压负反馈，反馈输出电流的称电流负反馈；反馈直流量称直流负反馈，反馈交流量称交流负反馈。在反馈电阻上串联电容可除去直流反馈。在反馈电阻上并联电容可除去交流反馈。
按照与原输入信号的叠加方式，与原输入信号串联的称为串联负反馈；与原输入信号并联的称为并联负反馈。
8．负反馈有何作用？
直流负反馈的主要作用是：稳定静态工作点和减小零点漂移，并防止产生非线性失真。 交流负反馈的主要作用是：
(1)提高放大倍数及其他输出量的稳定性。负反馈电路放大倍数的变化率仅为无负反馈电路放大倍数的变化率的1/(1+AF ) 。
(2)通过输入信号与反馈信号的叠加，减小非线性失真。
(3)延缓在低频区和高频区放大倍数下降的速度，扩展通频带。
9．正反馈有什么作用?
正反馈是反馈信号与输入信号叠加，是输入信号增强的一种反馈。其主要作用是构成振荡电路，即构成没有输入信号的电路。在某些情况下，正反馈还能起增强输出信号的作用。
10．怎样保持放大电路稳定工作？
(1)采用交流负反馈电路。其作用有三：一是提高放大倍数及其他输出量的稳定性；二是减小非线性失真；三是扩展通频带。
(2)合理选择静态工作点，并采用直流负反馈，如采用共基极分压偏置放大电路，稳定静态工作点。
(3)采用差动电路作为输入级，克服零点漂移。
(4)减小晶体管极间分布电容，扩展通频带，以减小频率失真。
(5)提高输入阻抗和减小输出阻抗，以减小信号源波动和负载波动的影响。
(6)采用高质量稳压电源，以减小电源波动的影响。
11．理想运算放大器有哪些主要特点？
集成运算放大器是一个高增益的、各级间直接耦合的、具有深度负反馈的多级合放大器。其主要特点是：
(1)差模开环放大倍数很大，多为1´104~1´107，一般当作无限大处理；
(2)差模输入电阻很大，一般当作无限大处理；
(3)输出电阻很小，一般当作零处理；
(4)共模抑制比很大，一般当作无限大处理。
正因为如此，分析集成运放电路时，可将两个输入端看作开路，也可看作短路，而且输入电流为零。
12．线性运算放大电路的放大倍数与哪些因素有关？
线性运算放大电路应当闭环工作。这时的放大倍数是指闭环放大倍数。影响线性集成运算放大倍数最重要的因素是运算放大电路外接输入电阻和反馈电阻。
此外，线性集成运算的放大倍数还在一定程度上受到起性能参数的影响。例如，推算运算电路的放大倍数的前提是假定其开环放大倍数和输入电阻为无限大，而这是不可能的，这样的假定必然产生一定的偏差，影响到放大倍数。又如，由于集成运放的输入失调电压不等于零，可产生额外输出，影响放大倍数。
13．数字电路和模拟电路都有哪些区别？应用场合有何不同？
数字电路和模拟电路都的区别是：
(1)输入信号和输出信号不同。模拟电子电路的信号是随时间连续变化的模拟信号，而数字电子电路的信号是不连续的脉冲信号或数字信号。
(2)电路状态不同。模拟电路的状态是信号的连续状态，而数字电路最常见的就是两种状态，即高电平的1态和低电平的0态。
(3)模拟电路主要研究电路的输出信号与输入信号之间大小、相位、失真的关系，数字电路则研究输出信号与输入信号之间逻辑关系。
(4)模拟电路中的电子元件多工作在线性区，数字电路中的电子元件多工作在非线性区。例如，模拟电路中的三极管一般工作在放大区，而数字电路中的三极管基本上都工作在截止区和饱和区。
(5)模拟电路中的运算采用十进制代数运算，而数字电路中的运算采用二进制、十六进制等进制的逻辑运算。
在应用方面，数字电路和模拟电路都可用于电子整机和自动控制系统，但数字电路用于模拟信号的处理，模拟电路用于数字信号的处理。
14．模拟信号转化成数字信号的过程中生成的数字信号信息量与哪些因素有关？
根据某一消息自信息量和连续信号源的平均信息量的计算式
可以确定信息量的主要影响因素有：
(1)信息的概率 概率越小，不确定性越多，信息量越大；
(2)信息的价值 与概率有一定的关系，价值越大者概率越小，信息量越大；
(3)采样频率 频率越高，信息量越大。
此外，在信息传递和处理的全过程中，信息量还与以下因素有关：
(1)信源特征 连续信源与离散信源有不同的计算方法；
(2)存储空间 空间小，可容纳的信息量也小；
(3)量化精度 精度越高，要求的信息量越大；
(4)压缩度 压缩度越高，冗余量减小，信息量增大；
(5)阻抗匹配 匹配好利于传输，信息量增大；
(6)接口 接口质量高、数量大，信息量也大。
15．怎样计算信号的信息量？信息量的单位是什么？
某一消息自信息量、离散信号源的平均信息量、连续信号源的平均信息量分别按以下公式计算：
式中，P (x i ) 是信息的概率；D x i 是采样周期。
信息量的单位与对数底数a 有关：
a=2时，信息量的单位为比特(bit)，是目前广泛使用的单位；
a=e时，信息量的单位为奈特(nat)，1nat=1.433bit；
a=10时，信息量的单位为哈特(hart)或笛特(det)，1det=3.322bit。
16．同轴电缆的特性阻抗是这样定义的？怎样计算？有哪些影响因素？
同轴电缆上各处电压与电流的比值称为其特性阻抗，用Ｚ0表示。
同轴电缆的等效电路为：
同轴电缆的特性阻抗的计算公式、高频同轴电缆电容的计算公式、高频同轴电缆水中电容的计算公式分别为：
式中，e r 是绝缘的相对介电常数、D 是绝缘外径、d 是导体外径、d w 是编织(缠绕) 导体直径、K 1是导
体有效直径系数。
同轴电缆的阻抗主要决定于：
(1)绝缘材料的介电常数，介电常数增大，则电容增大，阻抗减小；
(2)芯线直径，芯线直径增大，电容增大、芯线电阻减小，阻抗减小；
(3)绝缘层外径（接地层内径），绝缘层外径增大，电容减小、电感增大、绝缘电阻增大，前者是主要的，阻抗增大；
(4)芯线材料，影响芯线电阻的大小；
(5)芯线截面形状，影响电容和电感；
(6)芯线几何位置，影响电容；
(7)绝缘材料的电阻率，影响泄漏电阻；
(8)各种材料的磁性能，影响电感。
17．什么叫接地？接地在电路中的作用是什么？
接地分为正常接地和故障接地。正常接地又分为工作接地和安全接地。工作接地指正常情况下有电流流过，利用大地代替导线的接地，以及正常情况下没有或只有很小不平衡电流流过，用以维持系统安全运行的接地。安全接地是正常情况下没有电流流过的起防止事故作用的接地，如防止触电的保护接地、防雷接地等。故障接地是指带电体与大地之间的意外连接，如对地短路等。
设计中的接地指工作接地和安全接地。其做法是将欲接地部位经接地线、接地体（极）与大地连接起来。
不同接地的作用不完全相同。综合起来，接地的主要作用是：
(1)防止电气设备异常带电（如漏电）时产生危险电压，以防止触电及由放电引起爆炸和火灾；
(2)在系统发生PE 线或PEN 断线等故障时，减轻危险性，保障人身安全和设备安全；
(3)等化系统内各点之间的电位，防止相互间发生火花放电，最大限度减轻各种雷击、有害静电及感应电的危险；
(4)采用各种等化电位的措施，是电子设备得以在安全的环境中运行，并遏制干扰；
(5)在利用大地作电气回路的场合，通过接地构成回路。