高频电子线路第4章习题答案.doc

第4章正弦波振荡器4.1分析图P4.1所示电路，标明次级数圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。解(a) 同名端标于二次侧线圈的下端(b) 同名端标于二次侧线的圈下端(c) 同名端标于二次侧线圈的下端4.2变压器耦合振荡电路如图P4.2所示，已知，、，晶体管的、，略去放大电路输入导纳的影响，试画出振荡器起振时开环小信号等效电路，计算振荡频率，并验证振荡器是否满足振幅起振条件。 解作出振荡器起振时开环参数等效电路如图P4.2(s)所示。略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为由于三极管的静态工作点电流为所以，三极管的正向传输导纳等于因此，放大器的谐振电压增益为而反馈系数为这样可求得振荡电路环路增益值为由于1，故该振荡电路满足振幅起振条件。4.3试检查图P4.3所示振荡电路，指出图中错误，并加以改正。解(a) 图中有如下错误：发射极直流被短路，变压器同各端标的不正确，构成负反馈。改正图如图P4.3(s)(a)所示。(b) 图中有如下错误：不符号三点式组成原则，集电极不通直流，而通过直接加到发射极。只要将和位置互换即行，如图P4.3(s)(b)所示。4.4根据振荡的相位平衡条件，判断图P4.4所示电路能否产生振荡？在能产生振荡的电路中，求出振荡频率的大小。解(a) 能；(b) 不能；(c) 能；4.5画出图P4.5所示各电路的交流通路，并根据相位平衡条件，判断哪些电路能产生振荡，哪些电路不能产生振荡(图中、为耦合电容或旁路电容，为高频扼流圈)。解各电路的简化交流通路分别如图P4.5(s)(a)、(b)、(c)、(d)所示，其中(a) 能振荡； (b) 能振荡；(c) 能振荡； (d) 不能振荡。4.6图P4.6所示为三谐振回路振荡器的交流通路，设电路参数之间有以下四种关系：(1) ；(2) ；(3) ；(4) 。试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率与各回路的固有谐振频率有何关系？解令(1) ，即当时，、均呈感性，不能振荡；当时，呈容性，、呈感性，不能振荡；当时，、呈容性，呈感性，构成电容三点式振荡电路。(2) ，即当时，、呈感性，不能振荡；当时，呈容性，、呈感性，构成电感三点式振荡电路；当时，、呈容性，呈感性，不能振荡；当时，、均呈容性，不能振荡。(3) 即当时，、均呈感性，不能振荡；当时，、呈容性，呈感性，构成电容三点式振荡电路；当时，、均呈容性，不振荡。(4) 即时，、均呈感性；时，、呈容性，呈感性；时，、均呈容性，故此种情况下，电路不可能产生振荡。4.7电容三点式振荡器如图P4.7所示，已知谐振回路的空载品质因数，晶体管的输出电导，输入电导，试求该振荡器的振荡频率，并验证时，电路能否起振？解(1)求振荡频率，由于所以(2) 求振幅起振条件故满足振幅起振条件。4.8振荡器如图P4.8所示，它们是什么类型振荡器？有何优点？计算各电路的振荡频率。解(a) 电路的交流通路如图P4.8(s)(a)所示，为改进型电容三点式振荡电路，称为克拉泼电路。其主要优点是晶体管寄生电容对振荡频率的影响很小，故振荡频率稳定度高。 (b) 电路的交流通路如图P4.8(s)(b)所示，为改进型电容三点式振荡电路，称为西勒电路。其主要优点频率稳定高。4.9分析图P4.9所示各振荡电路，画出交流通路，说明电路的特点，并计算振荡频率。解(a) 交流通路如图P4.9(s)(a)所示。电容三点振荡电路，采用电容分压器输出，可减小负载的影响。 (b) 交流通路如图P4.9(s)(b)所示，为改进型电容三点式振荡电路(西勒电路)，频率稳定度高。采用电容分压器输出，可减小负载的影响。4.10若石英晶片的参数为：，试求(1)串联谐振频率；(2)并联谐振频率与相差多少？(3)晶体的品质因数和等效并联谐振电阻为多大？解(1) (2) (3) 4.11图P4.11所示石英晶体振荡器，指出他们属于哪种类型的晶体振荡器，并说明石英晶体在电路中的作用。解(a) 并联型晶体振荡器，石英晶体在回路中起电感作用。(b) 串联型晶体振荡器，石英晶体串联谐振时以低阻抗接入正反馈电路。 解该电路的简化交流通路如图P4.12(s)所示，电路可以构成并联型晶体振荡器。若要产生振荡，要求晶体呈感性，和呈容性。所以。4.12画出图P4.12所示各晶体振荡器的交流通路，并指出电路类型。解各电路的交流通路分别如图P4.13(s)所示。4.13图P4.13所示为三次泛音晶体振荡器，输出频率为5 MHz，试画出振荡器的交流通路，说明回路的作用，输出信号为什么由输出？ 解振荡电路简化交流通路如图P4.14(s)所示。回路用以使石英晶体工作在其三次泛音频率上。构成射极输出器，作为振荡器的缓冲级，用以减小负载对振荡器工作的影响，可提高振荡频率的稳定度。4.14试用振荡相位平衡条件判断图P4.15所示各电路中能否产生正弦波振荡，为什么？解(a) 放大电路为反相放大，故不满足正反馈条件，不能振荡。(b) 为共源电路、为共集电路，所以两级放大为反相放大，不满足正反馈条件，不能振荡。(c) 差分电路为同相放大，满足正反馈条件，能振荡。(d) 通过选频网络构成负反馈，不满足正弦振荡条件，不能振荡。(e) 三级滞后网络可移相，而放大器为反相放大，故构成正反馈，能产生振荡。4.15已知振荡电路如图P4.16所示。(1) 说明应具有怎样的温度系数和如何选择其冷态电阻；(2) 求振荡频频率。解(1) 应具有正温度系数，冷态电阻(2) 4.16振荡电路如图P4.17所示，已知，试分析的阻值分别为下列情况时，输出电压波形的形状。(1) ；(2) ；(3) 为负温度系数热敏电阻，冷态电阻大于；(4) 为正温度系数热敏电阻，冷态电阻值大于。解(1) 因为停振，；(2) 因为，输出电压为方波；(3) 可为正弦波；(4) 由于，却随增大越大于3，故输出电压为方波。4.17设计一个频率为500 Hz的桥式振荡电路，已知，并用一个负温度系数的热敏电阻作为稳幅元件，试画出电路并标出各电阻值。解可选用图P4.17电路，因没有要求输出幅度大小，电源电压可取。由于振荡频率较低，可选用通用型集成运放741。由确定的值，即由可确定的值，即可根据输出幅度的大小，选择小于的电阻，取小值，输出幅度可增大。现取。4.18图4.5.4所示桥式振荡电路中，电路已产生稳幅正弦波振荡，当输出电压达到正弦波峰值时，二极管的正向压降约为，试粗略估算输出正弦波电压的振幅值。解稳幅振荡时电路参数满足，即因由、与、并联阻抗串联组成，所以因两端压降为0.6 V，则流过负反馈电路的电流等于0.6V/，所以，由此可以得到振荡电路的输出电压为