正弦波振蕩器答案

1、第3章 正弦波振蕩器3.1 為什么振蕩電路必須滿足起振條件、平衡條件和穩(wěn)定條件？試從振蕩的物理過程來說明這三個條件的含義。答：（1）在剛接通電源時，電路中會存在各種電擾動，這些擾動在接通電源瞬間會引起電路電流的突變（如晶體管或突變），這些突變擾動的電流均具有很寬的頻譜，由于集電極LC并聯(lián)諧振回路的選頻作用，其中只有角頻率為諧振角頻率的分量才能在諧振回路兩端產(chǎn)生較大的電壓。通過反饋后，加到放大器輸入端的反饋電壓與原輸入電壓同相，并且有更大的振幅，則經(jīng)過線性放大和正反饋的不斷循環(huán)，振蕩電壓振幅會不斷增大。故要使振蕩器在接通電源后振蕩幅度能從小到大增長的條件是：即： 起振條件 （2）振蕩幅度的增長過

2、程不可能無休止地延續(xù)下去。隨著振幅的增大，放大器逐漸由放大區(qū)進(jìn)入飽和區(qū)截止區(qū)，其增益逐漸下降。當(dāng)因放大器增益下降而導(dǎo)致環(huán)路增益下降至1時，振幅的增長過程將停止，振蕩器達(dá)到平衡狀態(tài)，即進(jìn)入等幅狀態(tài)。振蕩器進(jìn)入平衡狀態(tài)后，直流電源補(bǔ)充的能量剛好抵消整個環(huán)路消耗的能量。故平衡條件為： （3）振蕩器在工作過程中，不可避免地要受到各種外界因素變化的影響，如電源電壓波動、噪聲干擾等。這些會破壞原來的平衡條件。如果通過放大和反饋的不斷循環(huán)，振蕩器能產(chǎn)生回到原平衡點的趨勢，并且在原平衡點附近建立新的平衡狀態(tài)，則表明原平衡狀態(tài)是穩(wěn)定的。振蕩器在其平衡點須具有阻止振幅變化、相位變化的能力，因此：振幅平衡狀態(tài)的穩(wěn)定

3、條件是：;相位平衡狀態(tài)的穩(wěn)定條件是：3.2 圖題3.2所示的電容反饋振蕩電路中，。畫出電路的交流等效電路，試估算該電路的振蕩頻率和維持振蕩所必需的最小電壓放大倍數(shù)。解：電路的交流等效電路如圖3.2所示。（開路，短接到地，、被短路）振蕩頻率 ，式中要維持振蕩首先要滿足的振蕩條件為：，即，而，故有3.3 圖題3.3所示為互感耦合反饋振蕩器，畫出其高頻等效電路，并注明電感線圈的同名端。解：相應(yīng)的高頻等效電路以及電感線圈的同名端（利用瞬時極性法來判斷）如下圖所示。3.4 試將圖題3.4所示的幾種振蕩器交流等效電路改畫成實際電路，對于互感耦合振蕩器電路須標(biāo)注同名端，對雙回路振蕩器須注明回路固有諧振頻率的

4、范圍。解：以圖（c）為例，應(yīng)該加上直流偏置電路，則實際電路為：其振蕩頻率。3.5 利用相位條件的判斷準(zhǔn)則，判斷圖題3.5所示的三點式振蕩器交流等效電路，哪個是不可能振蕩的？哪個是可能振蕩的？屬于哪種類型的振蕩電路？有些電路應(yīng)說明在什么條件下才能振蕩。解：（a）可以振蕩，屬于電感三點式振蕩電路； （b）（c）（d）不可能振蕩，因為不滿足相位條件； （e）可能振蕩，條件是：呈容性，呈感性，即：，屬于電感三點式振蕩電路； （f）可能振蕩，條件：考慮極間電容，屬于電容三點式振蕩電路。3.6 圖題3.6所示是一個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

5、否都能振蕩，振蕩頻率與回路諧振頻率有何關(guān)系？解：根據(jù)三點式振蕩電路組成原則來判斷，即、同性質(zhì)，為異性質(zhì)。設(shè)：、。（1）即：當(dāng)時，為電容三點式振蕩電路；（2）即：當(dāng)時，為電感三點式振蕩電路；（3）即：當(dāng)時，為電容三點式振蕩電路；（4）即： 當(dāng)時，此電路不能起振。3.7 試檢查圖題3.7所示的振蕩器電路有哪些錯誤，并加以改正。解：以圖（a）、（d）為例，可檢查直流偏置電路和交流通路（正反饋）來判斷。圖（a）：直流電源被變壓器的次級線圈短路到地，加不到晶體管基極，故應(yīng)加隔直電容； 交流通路：通過瞬時極性法得知，此反饋為負(fù)反饋，故應(yīng)修改同名端的標(biāo)注。圖（d）：直流電源通過電感L、電阻到地，加不到晶體管

6、基極，故應(yīng)加隔直電容； 交流通路正確。 3.8 某振蕩電路如圖題3.8所示。 （1）試說明各元件的作用。 （2）回路電感，要使振蕩頻率為，則應(yīng)調(diào)到何值？解：（1）、構(gòu)成振蕩回路；、：偏置電阻；：高頻扼流圈；：旁路電容；：集電極負(fù)載電阻；：發(fā)射極偏置電阻；：隔直電容。 （2）交流等效電路如圖3.8所示。振蕩回路兩端總電容為而振蕩頻率3.9 圖題3.9所示振蕩電路的振蕩頻率，畫出其交流等效電路并求回路電感。解：交流等效電路如圖3.9所示?；芈穬啥丝傠娙?.10 對于圖題3.10所示各振蕩電路： （1）畫出高頻交流等效電路，說明振蕩器類型；（2）計算振蕩頻率。解：（1）交流等效電路如圖3.10所示。

7、 （2）圖（a）： 回路兩端總電容 振蕩頻率圖（b）： 回路兩端總電容 振蕩頻率3.11 圖題3.11所示是一電容反饋振蕩器的實際電路，已知，要求工作在波段范圍，即，試計算回路電感和電容。設(shè)回路無載，負(fù)載電阻，晶體管輸入電阻，若要求起振時環(huán)路增益，問要求的跨導(dǎo)必須為多大？解：（1）交流等效電路如圖3.11-1所示，并將高頻小信號等效電路折合到c、e兩端，變成圖3.11-2。圖中，而（為回路的諧振電導(dǎo)）。（2）回路兩端總電容，振蕩頻率時對應(yīng)的，則： 式中 時對應(yīng)的，則： 式中 由式有：，代入式中可解得：根據(jù)時對應(yīng)的有： （3）利用課本上求的方法求解。假設(shè)回路的諧振電阻為。 b、e兩端總電導(dǎo)為而若

8、要求，其中，則要求3.13 某晶體的參數(shù)為，。試求：（1）串聯(lián)諧振頻率；（2）并聯(lián)諧振頻率；（3）品質(zhì)因數(shù)和等效并聯(lián)諧振電阻。解：（1）串聯(lián)諧振頻率為 （2）并聯(lián)諧振頻率為 （3）3.14 試畫出圖題3.14所示各振蕩器的交流等效電路，說明晶體在電路中的作用，并計算反饋系數(shù)。其中：圖（a）為晶振；圖（b）為晶振。解：（1）交流等效電路如圖3.14所示。圖（a）中晶體相當(dāng)于電感，圖（b）中晶體相當(dāng)于小電阻。 （2）反饋系數(shù)： 圖（a）： 圖（b）：3.16 晶體振蕩電路如圖題3.16所示，已知，試分析電路能否產(chǎn)生自激振蕩；若能振蕩，試指出振蕩角頻率與、之間的關(guān)系。解：其交流等效電路如圖3.16所示。其中晶體相當(dāng)于電感，而與呈容性。 此電路可產(chǎn)生自激振蕩，且條件是：。3.17 如圖題3.17所示為輸出振蕩頻率為的三次泛音晶體振蕩器。試畫出高頻等效電路并說明回路的作用。解：高頻等效電路如圖3.17所示。 LC回路在頻率上呈容性。3.18 圖題3.18所示是實用的晶體振蕩器電路，試畫出其交流等效電路，并指出是哪一種振蕩器，晶體在電路中的作用是什么？解：（1）交流等效電路如圖3.18所示。 （2）晶體