2025年电气工程振荡电路设计进阶试题及答案.doc

2025年电气工程振荡电路设计进阶试题及答案

一、选择题（每题3分，共30分）
1. 振荡电路的起振条件是（ ）
A. AF>1 B. AF=1 C. AF<1 D. 与AF无关
答案：A
解析：振荡电路要产生持续的振荡，必须满足起振条件AF>1，其中A为放大器的放大倍数，F为反馈系数。

2. 对于LC振荡电路，当电感L增大时，振荡频率（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增大后减小
答案：B
解析：根据LC振荡电路的振荡频率公式f=1/(2π√LC)，当电感L增大时，振荡频率减小。

3. 石英晶体振荡电路的频率稳定度（ ）
A. 很高 B. 较高 C. 较低 D. 很低
答案：A
解析：石英晶体具有很高的频率稳定性，所以石英晶体振荡电路的频率稳定度很高。

4. 下列哪种振荡电路属于正弦波振荡电路（ ）
A. RC振荡电路 B. 多谐振荡器 C. 单稳态触发器 D. 施密特触发器
答案：A
解析：RC振荡电路、LC振荡电路、石英晶体振荡电路等都属于正弦波振荡电路，而多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器属于非正弦波振荡电路。

5. 振荡电路中的反馈网络的作用是（ ）
A. 提供放大信号 B. 稳定振荡频率 C. 引入正反馈 D. 降低噪声
答案：C
解析：反馈网络的作用是将输出信号的一部分反馈到输入端，引入正反馈，以满足振荡的相位条件和幅度条件。

6. 对于RC串并联振荡电路，其振荡频率f与R、C的关系是（ ）
A. f=RC B. f=1/(RC) C. f=1/(2πRC) D. f=2πRC
答案：C
解析：RC串并联振荡电路的振荡频率公式为f=1/(2πRC)。

7. 振荡电路产生自激振荡的原因是（ ）
A. 有外加信号 B. 电路中有正反馈 C. 电路中有负反馈 D. 电源电压过高
答案：B
解析：振荡电路产生自激振荡的原因是电路中存在正反馈，且满足振荡的相位条件和幅度条件。

8. 当振荡电路的振荡频率不稳定时，可以采用（ ）来提高频率稳定度。
A. 增大电容 B. 减小电感 C. 采用稳频措施 D. 降低电源电压
答案：C
解析：采用稳频措施，如采用石英晶体振荡电路、锁相环等，可以提高振荡电路的频率稳定度。

9. 下列哪种振荡电路常用于产生高频振荡信号（ ）
A. RC振荡电路 B. LC振荡电路 C. 石英晶体振荡电路 D. 以上都可以
答案：B
解析：LC振荡电路常用于产生高频振荡信号，其振荡频率较高。

10. 振荡电路中的放大器的作用是（ ）
A. 提供能量 B. 稳定振荡频率 C. 放大反馈信号 D. 降低噪声
答案：C

解析：放大器的作用是放大反馈信号，以满足振荡的幅度条件。

二、填空题（每题3分，共15分）
1. 振荡电路的类型主要有RC振荡电路、______、______等。
答案：LC振荡电路、石英晶体振荡电路
解析：常见的振荡电路类型包括RC振荡电路、LC振荡电路和石英晶体振荡电路。

2. LC振荡电路由______、______和______组成。
答案：电感L、电容C、放大器
解析：LC振荡电路的基本组成部分是电感L、电容C和放大器。

3. 石英晶体振荡电路利用石英晶体的______特性来稳定振荡频率。
答案：压电
解析：石英晶体具有压电特性，利用这一特性可稳定振荡频率。

4. 振荡电路的平衡条件包括______和______。
答案：幅度平衡条件、相位平衡条件
解析：振荡电路的平衡条件是幅度平衡条件和相位平衡条件。

5. 对于RC振荡电路，其振荡频率一般在______Hz范围内。
答案：几赫兹到几十千赫兹
解析：RC振荡电路的振荡频率一般在几赫兹到几十千赫兹范围内。

三、简答题（每题10分，共30分）
1. 简述振荡电路的工作原理。
答案：振荡电路是一种能产生周期性交变信号的电路。其工作原理基于正反馈，当电路满足一定条件时（幅度平衡条件和相位平衡条件），放大器将输入信号放大，反馈网络将输出信号的一部分反馈到输入端使输入信号不断增强，从而产生持续的振荡。例如LC振荡电路，通过电感和电容的储能与释放，以及放大器的放大作用，在谐振频率下产生等幅正弦波振荡。
解析：振荡电路利用正反馈和放大器的放大作用，使电路不断产生交变信号。

2. 说明LC振荡电路中电感和电容的作用。
答案：电感L在LC振荡电路中主要起储能和与电容C共同决定振荡频率的作用。当电流通过电感时，电感储存磁场能量，在电流变化时，电感会产生感应电动势阻碍电流变化。电容C则用于储存电场能量，与电感配合，在充放电过程中实现电能与磁能的相互转换，从而形成振荡。它们共同决定了振荡电路的谐振频率f=1/(2π√LC)。
解析：电感和电容在LC振荡电路中相互配合，实现电能与磁能的转换和振荡频率的确定。

3. 如何判断一个振荡电路是否能够正常工作？
答案：判断一个振荡电路是否能正常工作，首先要检查其是否满足振荡的起振条件AF>1，即放大器的放大倍数与反馈系数的乘积大于1。其次，要满足相位平衡条件，即反馈信号与输入信号同相。还可以通过观察电路是否有持续的交变输出信号来判断，若输出信号幅度稳定且频率符合设计要求，则说明振荡电路能正常工作。另外，检查电路的元件参数是否正确、电源是否正常等也是很重要的方面。
解析：通过检查起振条件、相位平衡条件以及观察输出信号等方面来判断振荡电路是否正常工作。

四、分析题（每题15分，共15分
有一个LC振荡电路，已知电感L=1mH，电容C=100pF，放大器的放大倍数A=50。求：
（1）该振荡电路的振荡频率f。
（2）若要使电路起振，反馈系数F至少应为多少？
答案：
（1）根据振荡频率公式f=1/(2π√LC)，代入L=1mH=1×10^-3H，C=100pF=1×10^-10F，可得f=1/(2π√(1×10^-3×1×10^-10))≈1.59×10^6Hz = 1.59MHz。
（2）由起振条件AF>1，已知A=50，则F>1/A = 1/50 = 0.02。
解析：
（1）利用振荡频率公式计算频率。
（2）根据起振条件计算反馈系数。

五、设计题（20分）
设计一个RC振荡电路，要求振荡频率f=1kHz，采用同相比例放大器作为放大电路，画出电路原理图，并说明各元件的作用。
答案：
电路原理图：由一个RC串并联网络和一个同相比例放大器组成。RC串并联网络中，R1、R2、C1、C2组成反馈网络，放大器由运放和电阻Rf、R3组成同相比例放大器。
元件作用：
R1、R2：决定反馈系数，影响振荡幅度。
C1、C