第十五屆藍橋杯省賽電子類單片機學習過程記錄(客觀題)

客觀試題:
01.典型的BUCK電源電路包含哪些關鍵器件(ABCD)
A. 電容
B. 二極管
C. 電感
D. MOSFET
解析:
典型的 BUCK 電源電路是一種降壓型的直流-直流轉換電路,它包含以下關鍵器件:
A.電容:電容在電路中起到濾波的作用。輸入電容用于平滑輸入電壓的波動,減少電源噪聲對電路的影響;輸出電容則用于穩定輸出電壓,使輸出電壓更加平滑,減少紋波。所以選項 A 正確。
B.二極管:在BUCK電路中,二極管一般為續流二極管。當MOSFET關斷時,電感中的電流不能突變,續流二極管為電感電流提供續流路徑,防止電感產生的反電動勢損壞其他器件。選項B正確。
C.電感:電感是 BUCK 電路實現降壓功能的核心元件之一。在 MOSFET 導通期間,電感儲存能量;MOSFET關斷時,電感釋放能量維持負載電流。選項 C 正確。
D.MOSFET:MOSFET作為開關器件,通過控制其導通和關斷的時間比例(即占空比)來調節輸出電壓的大小。選項 D 正確。
綜上所述,答案為 ABCD。
電路圖:
BUCK電路圖
拓展:
Boost 電路即升壓型直流 - 直流轉換電路,其關鍵器件如下:
A. 電感:在 Boost 電路中,電感是核心儲能元件。當電路中的開關(如 MOSFET)導通時,電源對電感充電,電感電流逐漸增大,將電能以磁能的形式儲存起來。開關關斷后,電感中儲存的磁能轉化為電能,與電源電壓疊加,使輸出電壓高于輸入電壓。
B. 二極管:二極管在 Boost 電路中充當整流元件。當開關導通時,二極管截止,電感儲能;開關關斷時,電感產生的反向電動勢使二極管導通,電感儲存的能量通過二極管向負載和輸出電容釋放,實現電能的轉移和輸出電壓的提升。
C. 電容:輸入電容用于平滑輸入電流,減小電源側的電流紋波,降低對電源的干擾。輸出電容則主要用于穩定輸出電壓,濾除輸出電壓中的高頻紋波,使輸出電壓更加平滑穩定,為負載提供穩定的供電。
D. 開關管(如 MOSFET):開關管在控制信號的作用下周期性地導通和關斷。導通時,電感儲能;關斷時,電感釋放能量實現升壓。通過調節開關管的導通時間與關斷時間的比例(占空比),可以精確控制輸出電壓的大小。
電路圖:
BOOST電路圖
02.在模擬電路中,運算放大器的理想特性是指(ABD)
A. 無限大的開環增益
B. 無限大的輸入阻抗
C. 零共模抑制比
D. 零輸出阻抗
解析:
在模擬電路中,運算放大器的理想特性具有以下特點:
A. 無限大的開環增益:理想運算放大器的開環增益(即輸出信號與輸入信號之差的放大倍數)為無窮大。這意味著即使輸入信號極其微小,運算放大器也能將其放大到顯著的輸出幅度。例如,在實際應用中,當輸入一個非常小的電壓信號時,由于開環增益無窮大,輸出端會產生一個較大的電壓變化,使得電路能夠對微小信號進行有效處理。所以選項 A 正確。
B. 無限大的輸入阻抗:理想運算放大器的輸入阻抗無窮大,這表示從信號源獲取的電流為零。在電路連接中,高輸入阻抗可以避免運算放大器對輸入信號源造成負載效應,即不會因為運算放大器的接入而改變輸入信號的原有狀態。例如,當輸入信號源本身輸出電流能力有限時,運算放大器的高輸入阻抗能保證輸入信號不被影響,確保信號的準確傳輸和處理。選項 B 正確。
C. 極高的共模抑制比:理想運算放大器應具有極高的共模抑制比,而不是零共模抑制比。共模抑制比用于衡量運算放大器對共模信號(即兩個輸入端同時出現的相同信號)的抑制能力。高共模抑制比能使運算放大器在處理差模信號(兩個輸入端信號之差)時,有效抑制共模干擾信號,提高電路的抗干擾能力和信號處理精度。所以選項 C 錯誤。
D. 零輸出阻抗:理想運算放大器的輸出阻抗為零,這意味著它能夠提供恒定的輸出電壓,而不受負載變化的影響。無論外接負載電阻如何變化,輸出電壓都能保持穩定。例如,當負載電阻

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