模拟电子书后习题答案第8章.doc

第6章 集成运算放大器基本应用电路 189
【8-1】判断下列说法是否正确。
1.只要具有正反馈，电路就一定能产生振荡。（ ）
2.只要满足正弦波振荡电路的相位平衡条件，电路就一定振荡。（ ）
3.凡满足振荡条件的反馈放大电路就一定能产生正弦波振荡。（ ）
4.正弦波振荡电路自行起振荡的幅值条件是。（ ）
5.正弦波振荡电路维持振荡的条件时。（ ）
6.在反馈电路中，只要安排有LC谐振电路，就一定能产生正弦波振荡。（ ）。
7.对于LC正弦波振荡电路，若已满足相位平衡条件，则反馈系数越大越容易起振。（ ）
⑧电容三点式振荡电路输出的谐波成分比电感三点式的大，因此波形较差。（ ）

1. （ 否，还要看相位平衡条件。）
2. （ 否，还要看幅度平衡条件。）
3. （ 否，需要有选频网络。）
4. （ 否，应大于1。）
5. （ 是。）
6. （ 否，还需要有正反馈。）
7. （ 是，反馈系数决定振荡的幅度条件。）
8. （ 否，因电容三点式振荡电路的反馈信号从电容器上取出，反馈信号中的高次谐波分量较小，所以振荡波形相对于电感三点式振荡电路输出的波形要好一些。）

【8-2】试用相位平衡条件判断图8.10.1所示电路是否能振荡？若能振荡，请求出振荡频率。若不能振荡，请修改成能振荡的电路，并写出振荡频率。

图8-10-1 题8-2电路图 图8-10-113-2(b) 题8-2电路的改接成正反馈
解：
用瞬时极性法判断为负反馈，不能振荡。应将图13-2改为图13-2(b)可满足相位平衡条件。忽略VT1基极回路的影响，振荡频率为

【8-3】在图8.10.2所示的三个电路中，应如何进一步连接，才能成为正弦波振荡电路？

(a) (b)

(c)
图8.10.2 题8-3电路图
解：
图(a)，①接④；②接⑤；③接地。
图(b)，①接⑤；②接⑥；⑦接④；③接地。
图(c)，①接④；②接⑤；③接地。

【8-4】为了使图8.10.3中各电路能够产生正弦波振荡，请将图中j、k、m、 n、 p各点正确连接。

图8.10.3 题8-4电路图

解：
正确连线分别见下图中的(d)、(e)、(f)。

【8-5】电路如图8.10.4所示。试用相位平衡条件判断哪些电路可能振荡？哪些电路不可能振荡?并说明理由，对于不能振荡电路，应如何改接才能振荡？图中Ce 、Cb对交流信号可认为短路。

(a) (b) (c)
图8.10.4 题8-5电路图
解：
图（a）电路不满足自激振荡相位条件，故不能振荡。改进办法见电路图13-6(b)。
图（b）电路不能振荡。因为LC并联回路在谐振时阻抗趋于无穷大，因而电路不能形成正反馈通路。将LC并联回路改为串联谐振回路，见电路图13-6(c)。
图（c）电路虽满足自激振荡相位条件，但由于发射极有耦合电容，反馈量将被短接至地，因此该电路不能振荡。去掉发射极与地之间的电容Ce即可，见电路图13-6(d)。

图13-6(b) 图13-6(c) 图13-6(d)

【8-6】如图8.10.5所示电路中。
1. 为了能产生正弦波振荡，该电路中的集成运放的两个输入端各应该是什么输入端？
2. 当这个电路能产生正弦波振荡时，它的振荡频率表达式各如何？的温度系数为正还是负？

图8.10.5 题8-6电路图
[解]
1．电路中的L与C组成并联谐振回路，当时，其阻抗最大，呈纯电阻特性。由于该电路有两个反馈，从电路可见，这两个反馈必定有一个是正反馈，另一个是负反馈。LC并联谐振回路当时引入的反馈最弱，故它应该引入负反馈，以便使该电路对频率为的信号有最强的正反馈。故运放A的上面一个输入端应该是反相输入端，下面一个输入端为同相输入端。
2．电路产生的正弦波频率为

为了使电路的输出电压幅度稳定，增大时引入的正反馈作用应该自行减弱，值应该增大，故应该具有正的温度系数。
【8-7】 在图8.10.6的电路中，哪些能振荡？哪些不能振荡？能振荡的说出振荡电路的
类型，并写出振荡频率的表达式。

图8.10.6 题8-7电路图
解：
图(a)、图(c)不满足相位平衡条件；图(b)、图(d)满足相位平衡条件，可能振荡。图(b)是电感三点式LC振荡器，图(d)是电容三点式LC振荡器。二者的振荡频率表达式分别为

【8-8】 试用相位平衡条件判断图8.10.7中电路是否可能产生正弦波振荡？如能振荡，指出石英晶体工作在它的哪一个谐振频率？

图8.10.7 题8-8电路图

解:
若要满足正反馈的条件，石英晶体必须呈电感性才行，为此，产生振荡的频率应界于fs和fp之间。由于石英晶体的Q值很高，可达到几千以上，所示电路的振荡频率稳定性要比普通LC振荡电路高很多。石英晶体振荡电路的频率不易调节，往往只用于频率固定的场合。半可调电容器Cs只能对石英晶体的谐振频率作微小的调节。
【8-9】电路如图8.10.8所示，其中VD1、VD2为二极管，VD3为6V稳压管，二极管、稳压管和集成运放都是理想的，Uom =±15V，R1= 1kW、R2= 2kW、R3= 2kW、R4= 100kW。画出电路的传输特性曲线。

图8.10.8 题8-9电路图
解：此题和第五章重复
当Uom =+15V时，二极管导通，稳压管击穿，运放的正反馈回路导通此时输出uo=6V。
此时电路的阈值

当输入电压大于4V时，运放的输出跳变为Uom = -15V，此时二极管VD1和VD2截止，
R2回路不通，运放的阈值变为

于是可以画出电路的传输特性，见图13-11(b)。

图13-11(b) 电压传输特性

【8-10】 方波—三角波发生电路如图8.10.9所示，设A1，A2为理想运算放大器，说明Rw的作用，定性画出uo波形，求uo的峰峰值。

图8.10.9 题8-10电路图
解：
A1构成滞回比较器，经双向稳压管得到幅度为±UZ的方波；经A2构成积分器后，得到三角波或锯齿波输出。这要由流经R2的充电电流和放电电流二者的相对大小关系来确定，当充电电流等于放电电流时为三角波；当充电电流大于放电电流时为负向锯齿波；当充电电流小于放电电流时为正向锯齿波。至于充电电流和放电电流的大小，则取决于电阻R2两端的电位差，充电时UZ为正，UZ＞US；放电时UZ为负，UZ＜US。所以，调节Rw即可得到三角波或正向锯齿波或负向锯齿波。uo波形见图13-15(b)。
uo的峰峰值取决于滞回比较器的翻转，A1的阈值电压为

根据上两式，当阈值过０时，即可求出输出电压的幅值

【8-11】一压控振荡电路如图8.10.10所示，，硅稳压管VDZ的稳定电压为，UI为负的直流控制电压，集成运放A1，A2的性能理想。试求uo的峰峰值及电路振荡频率f0的表达式，并画出uo1及uo的波形。

解：
A1构成积分器，A2构成过0比较器，积分器在负的直流控制电压Ui作用下工作。uo1和uo共同决定A2的阈值，设初始状态，uo= -UZ，所以＜０，于是二极管截止，积分器在Ui作用下正向积分，并拉动向0靠近，A2的第一个阈值为

A2的第二个阈值为

当阈值过0时，比较器翻转，可求出uo1的峰峰值

uo的峰峰值为2 UZ。
uo1及uo的波形见图13-16(b)。因,其中T1期间，输出电压

，。

图13-16(b) 题13-16的波形图

图8.10.10 题8-11电路图
【8-12】图8.10.11给出的是能产生方波和三角波输出的压控振荡电路，设运放都是理想的，电源电压为±15V，VD1、VD2是理想的二极管，0V＜Ui＜10V，双向稳压管的工作电压为±10V，请回答下列问题：
1．说明电路的工作原理；
2．推导输出信号频率与输入电压的关系式；
3．定量画出当Ui =4V、k=0.5时，Uo3和Uo4的波形（需明确标出幅值和时间参数的数值和单位）。

图8.10.11 题8-12电路图
解：
1. 已知运放A1为同相输入的电压跟随器；运放A2为反相器；运放A3为积分器；运放A4为滞回电压比较器。设积分器的输入为UA，电路初始条件为：当t=0时，UO3=0V，UO4=+UZ=10V，且已知输入电压UI为。
电路初始，，UO4=+UZ；因此D1截止，D2导通，UA=UI>0，给积分电容C充电，UO3下降，当UO3下降使运放A4的同相端电压UP<0时，UO4变为－UZ；此时D1导通，D2截止，UA= UO2= -UI<0，使电容C反向充电，UO3随之上升，当UO3上升使UP>0时，UO4变为+UZ；如此循环往复，UO4输出方波，UO3输出三角波。…….….(4分)
2. 根据滞回电压比较器工作原理计算三角波输出UO3的幅值为

根据积分电路的表达式计算电路振荡周期为

……………….(4分)
3. 当UI =4V、k=0.5时，计算出三角波幅值为，振荡周期为。电路工作波形如图8.2.22所示。……...….……………………..……………..……………(4分)

图8.2.22