高頻習(xí)題試題

1、5.12如圖5.6.1所示文氏電橋振蕩器。試證明當(dāng)滿足振蕩器起振條件是，a3，其相應(yīng)的角頻率為。圖5.6.1證明：圖5.6.1（b）是該振蕩器的原理電路。圖中虛框1內(nèi)為串并聯(lián)rc選頻網(wǎng)絡(luò)，虛框2內(nèi)為具有自動(dòng)調(diào)整作用的負(fù)反饋電路，右邊為同相放大器。我們首先討論該振蕩器的平衡條件，我們知道同相放大器的輸入阻抗很高，其對(duì)選頻網(wǎng)絡(luò)的影響可忽略，因?yàn)樵摼W(wǎng)絡(luò)內(nèi)具有電抗元件，所以，其傳輸系數(shù)的幅相特性均為頻率的函數(shù)。由圖5.6.1（a）可知，rc網(wǎng)絡(luò)的電壓傳輸系數(shù)（反饋系數(shù)）為。即： 一般為方便計(jì)算，常取，則：由于f=1/3，所以有：顯然為正實(shí)數(shù)的必要條件：將代入上式：由此解得相移為零的角頻率為：5.16

2、試畫出圖5.16所示各振蕩器的交流通路，并判斷哪些電路可能產(chǎn)生振蕩，哪些電路不能產(chǎn)生振蕩。解：（a）可能振蕩，屬于電感三端電路。 （b）不可能振蕩。 （c）不可能振蕩。 （d）不可能振蕩。 （e）可能振蕩。振蕩條件：>= （f）可能振蕩。諧振頻率為，諧振頻率為，振蕩條件：回路是電感，即< （g）有可能振蕩。5.17 振蕩器的等效電路如圖5.17所示。若=40pf，=5pf，在12pf之間可調(diào)，l=6µh，有載=50，為使電路在整個(gè)波段內(nèi)均能滿足振蕩條件，問該振蕩管的正向傳輸導(dǎo)納及特征頻率應(yīng)不小于何值？解：已知=40pf，=5pf，=1pf，=2pf，=50西勒電路起振條件

3、為 ，即 =226.5mhz3=81mhz要想/在整個(gè)波段內(nèi)滿足起振條件，應(yīng)在處求出=154=當(dāng)振蕩管的時(shí)，在整個(gè)波段內(nèi)滿足振蕩條件。5.18 圖示5.18的克拉潑電路，=1000pf，=50µh，為68125pf的可變電容器，回路的q值為100。（1）試求振蕩器的波段范圍；（2）若放大管具有，求滿足振蕩條件的的最小值。解：回路電容的最小值回路電容的最大值為最高工作頻率為最低工作頻率為對(duì)于克拉潑電路來說，頻率愈高，要求的愈大，故電路的應(yīng)在高頻端來求?；芈返闹C振阻抗為維持振蕩的的最小值為=5.19 如圖5.19所示的哈特萊振蕩器，其場效應(yīng)的跨導(dǎo)=2ms，漏極電阻=20k，回路總電感量為

4、20µh，線圈匝數(shù)比/=10，電容c=20pf。求振蕩器的頻率以及用分貝表示的放大器的增益。解：振蕩頻率為放大器的開路增益為振蕩器的開環(huán)增益為故 =12db5.20 圖示5.20某調(diào)幅通信機(jī)的主振器電路，其中（=0.3µh），、分別為不同溫度系數(shù)的電容。（1）試說明各元件的主要作用；（2）畫出交流等效電路；（3）分析該電路的特點(diǎn)。解：（1）為防振電阻；，為偏置電阻，為射極偏置電阻；、，為振蕩回路元件；為墊整電容。 （2）交流等效電路，見圖（b） （3）該電路特點(diǎn)屬于西勒電路形式。附加題：5.1 我們知道，通過電感l(wèi)（設(shè)為常量）的電流與其上的電壓之間有如下關(guān)系：。為什么說電感

5、l是一個(gè)線性元件呢？你是如何理解的？同樣，對(duì)于線性電容c說，有。應(yīng)如何理解它的線性？答：在無線電元件中，元件有三類： 線性元件 非線性元件 時(shí)變參量元件線性元件特點(diǎn)：元件的參數(shù)與通過元件的電流或施加于其上的電關(guān)。非線性元件特點(diǎn)：元件的參數(shù)與施加在元件上的電流和電壓無關(guān)。時(shí)變參量元件特點(diǎn)：元件的參數(shù)不是恒定的而是按照一定規(guī)律隨時(shí)間變化的，但這種變化與元件上施加的電流電壓無關(guān)。（外加一大一小兩個(gè)信號(hào)，如圖大信號(hào)控制跨導(dǎo)，元件對(duì)小信號(hào)而言是一個(gè)時(shí)變參量元件）對(duì)電感和電容來說，雖然其i-v特性不是線性的，但其參數(shù)l、c的大小與施加在元件上的電流和電壓無關(guān)，所以它們?nèi)匀皇蔷€性元件。5.2 圖5.2是一個(gè)

6、三回路振蕩器的等效電路，設(shè)有下列四種情況：(1); (2); (3); (4)。 試分析上述四種情況是否都能振蕩，振蕩頻率與回路諧振頻率有何關(guān)系？屬于何種類型的振蕩器？圖5.2題意分析：該電路屬于三端式振蕩器，是否可能振蕩就要看是否滿足“射同它異”的原則。即要讓、回路與、回路在振蕩時(shí)呈現(xiàn)的電抗性質(zhì)相同，、回路與它們的電抗性質(zhì)不同。圖中，三個(gè)回路均為并聯(lián)諧振回路，根據(jù)并聯(lián)諧振回路的相頻特性可知，工作頻率大于回路的諧振頻率時(shí)，回路呈容性；工作頻率小于回路的諧振頻率時(shí)，回路呈感性。解：要使得電路可能振蕩，根據(jù)三端式振蕩器的組成原則有：、回路與、回路在振蕩時(shí)呈現(xiàn)的電抗性質(zhì)相同，、回路與它們的電抗性質(zhì)不

7、同。又由于三個(gè)回路都是并聯(lián)諧振回路，根據(jù)并聯(lián)諧振回路的相頻特性，該電路要能夠振蕩，三個(gè)回路的諧振頻率必須滿足或所以：（1）故電路可能振蕩，可能振蕩的頻率為屬于電容反饋振蕩器；（2），故電路可能振蕩，可能振蕩的頻率為，屬于電感反饋的振蕩器；（3），故電路可能振蕩，可能振蕩的頻率為，屬于電容反饋的振蕩器；（4），故電路不能振蕩。5.3 檢查圖5.3所示的振蕩器，有那些錯(cuò)誤？并加以改正。圖5.3題意分析：檢查振蕩器線路是否正確的一般步驟為：（1）檢查交流通路是否正確及是否存在正反饋。正反饋的判斷對(duì)互感耦合電路應(yīng)檢查同名端，對(duì)三端式電路檢查是否滿足“射同它異”的組成原則。（2）檢查直流通路是否正確。解

8、：圖5.3（a）為互感耦合的振蕩器，交流通路正確，但反饋為負(fù)反饋，故應(yīng)改變同名端；檢查直流通路發(fā)現(xiàn)，基極直流電位被短路接地，故應(yīng)加隔直電容。改正后的電路如圖5.4（a）所示。圖5.3（b）為三端式的振蕩器，檢查交流通路時(shí)發(fā)現(xiàn)基極懸空，而發(fā)射極由于旁路電容存在，使其短路接地，回路電容被短路掉，故去掉旁路電容，基極增加一旁路電容，這樣才滿足三端式組成原則；直流通路正確。改正后的電路如圖5.4（b）所示。圖5.3（c）為場效應(yīng)管三端式電路，交流通路正確；檢查直流通路發(fā)現(xiàn)，柵極無直流偏置，故應(yīng)加直流偏置電路，所加的直流偏置電路應(yīng)保證起振時(shí)在線性放大狀態(tài)。改正后的電路如圖5.4（c）所示。 圖5.4 例

9、5.3正確線路圖5.4例4.4 電路如圖5.4所示，,回路80，試計(jì)算振蕩器的振蕩頻率范圍。圖5.4題意分析：根據(jù)回路可以計(jì)算出振蕩器的正當(dāng)年頻率范圍。但是題目中告訴了跨導(dǎo)的大小，要求計(jì)算出頻率范圍后檢查一下是否在整個(gè)頻率范圍內(nèi)能滿足起振的振幅條件；若不能滿足時(shí)，其頻率范圍要由起振條件決定。解：一般情況下，振蕩器的振蕩頻率由諧振回路決定，諧振回路的諧振頻率，由圖有：c=則有：反饋系數(shù)f的大小為現(xiàn)在應(yīng)判斷在諧振頻率范圍是否都能滿足起振條件，即其中： 所以，由此可見，在諧振頻率范圍內(nèi)都能滿足起振條件，故諧振頻率范圍即為振蕩器器的工作頻率范圍。所以振蕩器的工作頻率范圍為：13.028.6mhz。5.

10、5對(duì)圖5.5所示的晶體振蕩器電路：（1） 畫出交流等效電路，指出是何種類型的晶體振蕩器。（2） 該電路的振蕩頻率是多少？（3） 晶體在電路中的作用。（4） 該晶振有何特點(diǎn)？圖5.5題意分析：畫出交流等效電路后，看晶體是回路的一部分，還是反饋網(wǎng)絡(luò)的一部分。如果是回路的一部分，晶體振蕩器稱為并聯(lián)型晶振，晶體起等效電感的作用；如果晶體是反饋網(wǎng)絡(luò)的一部分時(shí)，晶體振蕩器稱為串聯(lián)型晶振，晶體起選頻短路線的作用。對(duì)于晶體振蕩器電路，其工作頻率可以認(rèn)為就是晶體的標(biāo)稱頻率。解：交流等效電路如圖5.5(b)所示。由圖可知，該電路是串聯(lián)型晶體振蕩器，其工作頻率為晶體的標(biāo)稱頻率，即5mhz。在電路中，晶體起選頻短路線

11、的作用。該晶振的特點(diǎn)是頻率穩(wěn)定性高。5.6對(duì)圖5.6所示的晶體振蕩器交流等效電路：（1） 該電路屬于何種類型的晶體振蕩器？晶體在電路中的作用是什么？（2） 畫出該電路的實(shí)際線路；（3） 若將標(biāo)稱頻率為5mhz的晶體換成標(biāo)稱頻率為2mhz的晶體，該電路是否能正常工作，為什么？圖5.6題意分析：該電路中晶體是回路的一部分，因此為并聯(lián)型晶體振蕩器，但振蕩器要能正常工作，必須使4.7h的電感l(wèi)與330pf的電容構(gòu)成的回路呈容性，顯然這是一個(gè)泛音晶體振蕩器。4.7h的電感l(wèi)所起的作用就是抑制基頻及低的泛音。設(shè)計(jì)實(shí)際線路時(shí)應(yīng)主意振幅起振條件，為此，起振時(shí)放大器應(yīng)工作在線性放大狀態(tài)，即初始實(shí)要保證三極管的e

12、結(jié)正偏、c結(jié)反偏，故基極一般采用組合偏置電路。解：由于電感l(wèi)與電容構(gòu)成的回路，其諧振頻率為而晶體的標(biāo)稱頻率為5mhz，電感l(wèi)與電容構(gòu)成的回路在5mhz時(shí)呈現(xiàn)容性，振蕩器可以在5mhz工作。由此可見，這是一個(gè)并聯(lián)型泛音晶體振蕩電路，晶體起等效電感的作用。該電路的實(shí)際線路如圖5.6(b)所示。如果晶體換成標(biāo)稱頻率為2mhz的晶體，則當(dāng)頻率為2mhz時(shí)，電感l(wèi)與電容構(gòu)成的回路呈現(xiàn)感性，不滿足三端式振蕩器的組成原則，故電路不能正常工作。5.7 反饋型lc自激振蕩器在起振后，往往出現(xiàn)反向偏壓，試從理論上予以解釋。答 反饋lc自激振蕩器的小信號(hào)環(huán)反饋系數(shù)ab值一般遠(yuǎn)大于1，起振后振幅迅速增長，從而使器件進(jìn)

13、入強(qiáng)非線性區(qū)，并必然會(huì)有一部分時(shí)間工作于截止區(qū)。這樣，器件電流的平均分量增大，這一平均電流分量的電荷被偏置電路中的電容儲(chǔ)存起來，對(duì)偏置電阻放電，產(chǎn)生反向偏壓，當(dāng)自生反偏壓超過外給的正向偏壓時(shí)，總的偏壓便是反向偏壓。5.8為什么晶體管lc振蕩器總是采用固定偏置與自偏置混合偏置電路？答 晶體管lc振蕩器采用固定的正向偏置是為了使振蕩器類型為軟激勵(lì)，無須在外加強(qiáng)的激勵(lì)下就能起振，也不致停振。而采用自生反偏置則可以穩(wěn)幅。兩者結(jié)合的話，不可能兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)兼而有之。5.9 為了提高lc振蕩器的振幅穩(wěn)定性，并兼顧其他特性指標(biāo)，應(yīng)如何選擇晶體管的工作狀態(tài)？答 提高lc振蕩器的振幅穩(wěn)定性的主要措施是用自生反偏壓。自

14、生反偏壓的形成機(jī)理是非線性導(dǎo)電。因此振幅穩(wěn)定性會(huì)與波形失真有矛盾。另外，自生反偏壓電路的時(shí)間常數(shù)過大時(shí)，還會(huì)現(xiàn)出間歇振蕩。故兼顧振幅穩(wěn)定性與其他特性指標(biāo)，其一是ab不要過大，避免達(dá)到平衡所需的角過小諧波成分增大；其二是自偏電路的時(shí)間常數(shù)不要過大，而諧振回路的q值不要過低，以免產(chǎn)生間歇振蕩。5.10試從工作頻率范圍、器件的工作狀態(tài)、改善輸出波形的措施、對(duì)放大器增益的要求等幾個(gè)方面比較lc正弦波振蕩器和rc正弦波振蕩器的不同點(diǎn)，并對(duì)為什么產(chǎn)生這些不同點(diǎn)作簡要說明。答l 工作頻率范圍rc振蕩器適用于低頻，lc振蕩器適用于高頻，因頻率低時(shí)要求lc值大，lc值大時(shí)將導(dǎo)致選頻網(wǎng)絡(luò)體積大而笨重，頻率低時(shí)要求

15、r阻值大并不導(dǎo)致體積和重量的增大。但高質(zhì)量的rc振蕩器要求高增益的放大器，其原因是rc網(wǎng)絡(luò)的選頻特性差。lc振蕩器由于lc網(wǎng)絡(luò)選頻特性好，不要求高增益放大器，而高增益放大器造價(jià)高，故rc振蕩器不適用于高頻。l 器件的工作狀態(tài)lc振蕩器中的器件工作于強(qiáng)非線性狀態(tài)，以便采用自生反向偏壓振幅。在強(qiáng)非線性區(qū)工作所產(chǎn)生的諧波可以依靠lc選頻網(wǎng)絡(luò)濾除。rc振蕩器中的器件必須工作于線性區(qū)，以保證振蕩波形良好，否則，由于rc選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性差難以保證波形良好。l 改善輸出波形的措施lc振蕩器中依靠提高lc諧振回路的q值來改善波形，rc振蕩器中采用深度負(fù)反饋減小諧波。利用選頻網(wǎng)絡(luò)接于反饋電路中，基波為正反饋，

16、諧波為負(fù)反饋。l 對(duì)放大器增益的要求rc振蕩器中要求高增益的放大器，為加深度負(fù)反饋創(chuàng)造條件。l 振幅措施lc振蕩器用自生反偏壓振幅。rc振蕩器由于前述原因，不允許器件工作于強(qiáng)非線性區(qū)而不能采用自生反偏壓振幅，于是采用非線性惰性反饋穩(wěn)幅。5.11積分式rc正弦波振蕩器，適宜工作于超低頻段的原因是什么？答：積分式rc正弦波振蕩器的頻率反比于積分器的rc積分常數(shù)，采用一個(gè)低阻值電阻構(gòu)成的t型電阻網(wǎng)絡(luò)，代替一個(gè)高阻值的積分電阻，獲得數(shù)值很大的等效積分時(shí)間常數(shù)。避免采用高阻值電阻帶來的種種問題，如高阻值電阻的阻值不穩(wěn)定，運(yùn)算放大器輸入電流在電阻上產(chǎn)生大的電壓降造成靜態(tài)工作狀態(tài)不合適，溫漂電流造成運(yùn)算放大器工作狀態(tài)的嚴(yán)重變化等。5.12 泛音晶體振蕩器的電路構(gòu)成有什么特點(diǎn)？答：泛音晶體振蕩器電路必須有能抑制基頻和低次泛音振蕩的電路。通常用一個(gè)諧振回路代替一個(gè)電抗元件。在低于所需振蕩頻率時(shí)，該諧振回路呈現(xiàn)的電抗改變符號(hào)，不滿足起振所需的相位條件。而在高于所需振蕩頻率時(shí)，雖然滿足起振所需相位條件，但是高次泛音將因放大倍數(shù)小，振幅條件不滿足而被抑制。5.13用石英晶體穩(wěn)頻，如何保證振蕩一定由石英晶體所控制？答：用石英晶體穩(wěn)頻的振蕩器，有兩種電路：一種是并聯(lián)式，石英晶體工作于感性電抗區(qū)，一旦石英晶體停止工作，其等效電抗為支架電容呈現(xiàn)的容抗，電