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第6章習(xí)題答案 6.1.1 選擇題 　 （1）在LC并聯(lián)諧振回路諧振時(shí)，若電感的中間抽頭交流接地，則首端與尾端的信號(hào)電壓相位B 。 A. 相同 B. 相反 C. 90 。 D.-90 。 　 （2）在LC并聯(lián)諧振回路諧振時(shí)，若電感的首端或尾端交流接地，則電感其它兩個(gè)端點(diǎn)的信號(hào)電壓相位A 。 A. 相同 B. 相反 C. 90 。 D. -90 。 （3）自激振蕩是電路在__B___的情況下，產(chǎn)生了有規(guī)則的、持續(xù)存在的輸出波形的現(xiàn)象。 A. 外加輸入激勵(lì) B. 沒有輸入信號(hào) C. 沒有反饋信號(hào) （4） 正反饋是放大電路產(chǎn)生自激振蕩的__A____。 A. 必要條件 B. 充分條件 C. 充要條件 （5） 在正弦波振蕩電路中，能產(chǎn)生等幅振蕩的幅度條件是__A____。 A. B. C. （6） 正弦波振蕩電路的起振條件是__B____。 A. B. C. （7） 在RC型正弦波振蕩器中，通常是利用___B______來自動(dòng)的穩(wěn)定振蕩器輸出的幅度。 A. 線性特性元件 B. 非線性特性元件 C. 電抗特性元件 （8） 在題圖6.1.1所示電路中，諧振回路由___A______元件組成。 A. 、 B. 、 C. 、、 題圖 6.1.1 （9） 在題圖6.1.1所示電路中，電路的諧振頻率____C_____。 A. B. C. （10） 電路如題圖6.1.2所示，設(shè)運(yùn)放是理想器件，，為使該電路能產(chǎn)生正弦波，則要求____C_____。 A. （可調(diào)） B. （可調(diào)） C. （可調(diào)） 題圖 6.1.2 （11） 對(duì)于LC正弦波振蕩電路，若已滿足相位平衡條件，則反饋系數(shù)越大，__A______。 A.越容易起振 B. 越不容易起振錯(cuò)誤 C.輸出越小 6.1.2判斷下列說法是否正確，在括號(hào)中畫上“√”或“”。 （1）在反饋電路中，只要安排有LC諧振回路，就一定能產(chǎn)生正弦波振蕩。（ⅹ ） （2）對(duì)于LC正弦波振蕩電路，若已滿足相位平衡條件，則反饋系數(shù)越大，越容易起振。（√ ） （3）電容三點(diǎn)式振蕩電路輸出的諧波成分比電感三點(diǎn)式的大，因此波形較差。（ⅹ ） （4）正弦振蕩的幅值平衡條件是||=||。（ⅹ ） （5）電路當(dāng)中只要存在正反饋，就一定會(huì)產(chǎn)生振蕩。（ ⅹ） （6）在正弦波振蕩電路中，只能引入正反饋，不允許出現(xiàn)負(fù)反饋。（ ⅹ ） （7）負(fù)反饋放大器的自激振蕩與正弦波振蕩器的振蕩物理本質(zhì)是一樣的。（√ ） 6.1.3 試指出題圖1.1.3中(a)、(b)、(c)、(d)所示正弦波振蕩器中的錯(cuò)誤，并加以改正。 解：在 題圖1.1.3圖(a)中的錯(cuò)誤是：(1).靜態(tài)時(shí)基極被L2 短路，三極管截止；(2).L2極性接反，不能滿足振蕩的相位條件。改正：在1、2 點(diǎn)之間加電容；調(diào)換L2 的極性。 圖(b)中的錯(cuò)誤是：(1).靜態(tài)時(shí)，集電極對(duì)地短路；(2).電容CE 使反饋信號(hào)短路。 改正：在1、2 點(diǎn)間加電容；去掉CE。 圖(c)中的錯(cuò)誤是：LC 并聯(lián)諧振時(shí)阻抗最大，反饋信號(hào)很弱，難以滿足自激振蕩的幅 值條件。改正：將LC 并聯(lián)電路改為L(zhǎng)C 串聯(lián)電路。 圖(d)中的錯(cuò)誤是：靜態(tài)時(shí)L 把集電極和基極短路。改正：在1、2 間加電容或3、4 間加電容均可。 題圖 6.1.3 6.1.4 填空題 （1）自激振蕩的相位的條件是 ，而幅值條件是 。 [答案：　　( n = 0、1、2 …) ， （2）一個(gè)完善的正弦波振蕩器由 、 、 、 組成。 [答案：放大電路、正反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)] （3）振蕩器中選頻網(wǎng)絡(luò)的作用是 。 [答案：選出單一頻率的正弦波信號(hào) ] （4）LC 并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩頻率是 ，當(dāng)發(fā)生并聯(lián)諧振時(shí)其 最大，且呈 性。 [答案： ；阻抗最大，呈電阻性] （5） LC 正弦波振蕩器的基本結(jié)構(gòu)常有三種，它們是 、 、 。 [答案：變壓器反饋式，電感三點(diǎn)式，電容三點(diǎn)式] （6） RC 串并聯(lián)正弦波振蕩器的振蕩頻率是 。 [答案： ] 6.1.5 由集成運(yùn)算放大器和RC 并聯(lián)諧振電路組成的振蕩器如題圖6.1.5 圖所示,已 知R=160K?,C=0.01F。試問: (1)若R1=3K?,求滿足振蕩幅值條件的Rf 值; 為了使電路可靠起振, 起振時(shí)Rf 應(yīng)比計(jì) 算值大一些還是小一些？為什么？ (2)估算振蕩頻率f0。 題圖6.1.5 6.1.6 用下列元器件能否構(gòu)成正弦波振蕩電路？ (1).16K?電阻三只,27K?的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻一只,集成運(yùn)放一只, 10K?電位器 一只,0.01F 電容器兩只。 (2).1K?、5.1K?、15K?的電阻各一只, 0.1F 的電容器兩只, 300PF 的電容器一只,變壓器一只 6.1.7 題圖6.1.7是用集成運(yùn)放構(gòu)成的音頻信號(hào)發(fā)生器簡(jiǎn)化線路。 (1) 試分析電路是如何滿足振蕩的相位和幅值條件的？ (2) RP1,RP2 為雙聯(lián)電位器,可從0 調(diào)到14.4K?,試分析該振蕩器頻率的調(diào)節(jié)范圍。 (3) R1 大致調(diào)到多少方能起振。 題圖 6.1.7 6.2.1 題圖 6.2.1 是一簡(jiǎn)易觸摸開關(guān)電路，當(dāng)手摸金屬片時(shí)，發(fā)光二極管亮，經(jīng)過一定時(shí)間，發(fā)光二極管熄滅。說明其工作原理，并問二極管能亮多長(zhǎng)時(shí)間？（輸出端電路稍加改變，也可接門鈴、短時(shí)照明燈、廚房排煙風(fēng)扇等） 題圖 6.2.1 【解題過程】這是一個(gè)由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，當(dāng)有人觸摸金屬片時(shí)，相當(dāng)給出一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，發(fā)光二極管亮。經(jīng)過一定時(shí)間后（暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)的時(shí)間），觸發(fā)器又回到原來的狀態(tài)，發(fā)光二極管熄滅。發(fā)光二極管能亮11s。 6.2.2 由一個(gè)555定時(shí)器組成一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，已知電阻R＝500k,電容, 試求： （1）畫出電路圖； （2）已知觸發(fā)脈沖的波形，畫出相應(yīng)的電容電壓和輸出脈沖端波形； （3）輸出脈沖的寬度 【解題思路】555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)是：只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，在外來信號(hào)的作用下，由穩(wěn)定態(tài)能翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，維持一定的時(shí)間后，主動(dòng)返回到穩(wěn)定狀態(tài)。 題圖6.2.2圖 【解題過程】（1）由555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路如題題2圖所示。 （2），波形如圖所示。 （3）輸出脈沖寬度為 【提示】減少電阻R時(shí)，其他參數(shù)不變，將減小，當(dāng)時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不能正常工作。為使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器正常工作，應(yīng)保證。實(shí)驗(yàn)室中，若為序列脈沖，通過減小波形的占空比或增大RC乘積使其正常工作。　　 6.2.3 由555集成定時(shí)器組成的電路如題圖6.2.3所示，該電路完成的功能是（C　 ）。 　　　　　（A）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器　?。˙）雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器　?。–）多諧振蕩器 　題圖6.2.3 6.1.8 已知兩個(gè)電路中L=0.4mH，C1=C2=25pF。判斷題圖6.1.8中（a）和（b）兩個(gè)電路能否產(chǎn)生正弦振蕩。如能振蕩，估計(jì)其振蕩頻率。 （a） （b） 題圖 6.1.8 解：（a）不能振蕩。本電路欲構(gòu)成電容三點(diǎn)式LC振蕩器。共射放大器是基本放大器部分，同時(shí)具有選頻功能，電容C1、C2構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)。但當(dāng)LC并聯(lián)諧振回路諧振時(shí)，ΦA(chǔ)=180o；又知，ΦF=0o；從而有ΦA(chǔ)+ΦF=180o，不滿足振蕩的相位條件。 （b）能振蕩。本電路屬于電容三點(diǎn)式LC振蕩器。選頻放大器是共基極組態(tài)，LC并聯(lián)諧振回路諧振時(shí)ΦA(chǔ)=0o；又知，ΦF=0o；從而有ΦA(chǔ)+ΦF=0o，滿足振蕩的相位條件。 其振蕩頻率： *討論：在進(jìn)行正弦波振蕩器的相位平衡條件判別時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)： 1. 區(qū)別正弦波振蕩器類型。不同的振蕩器在判別中的方法和依據(jù)是不同的，所以必須加以區(qū)別。 各種振蕩器的不同之處主要在于它們的選頻網(wǎng)絡(luò)。RC振蕩器的選頻網(wǎng)絡(luò)是由電阻、電容組成的。進(jìn)一步區(qū)分：橋式振蕩器的選頻網(wǎng)絡(luò)是RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；移相式振蕩器的選頻網(wǎng)絡(luò)是RC移相式網(wǎng)絡(luò)。LC振蕩器的選頻網(wǎng)絡(luò)是由電感、電容組成的諧振回路。進(jìn)一步區(qū)分：變壓器反饋式振蕩器的反饋網(wǎng)絡(luò)是依靠變壓器實(shí)現(xiàn)的；電感三點(diǎn)式或電容三點(diǎn)式振蕩器中的諧振回路由兩個(gè)相同性質(zhì)的電抗和一個(gè)與前者性質(zhì)相反的電抗組成。晶體振蕩器中應(yīng)包含晶體，并且晶體一定在其中起到選頻作用。 2. 將振蕩器分作基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)兩部分，再分別判斷ΦA(chǔ)、ΦF、ΦA(chǔ)+ΦF。 3. 正弦波振蕩器具有選頻功能，選頻網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)置在反饋網(wǎng)絡(luò)中，也可以放在放大器中。要明確的是，由于選頻作用，電路只能在某一頻率上滿足正弦波的振蕩條件，只能在一個(gè)頻率上產(chǎn)生振蕩。 4. 在進(jìn)行正弦波振蕩器的相位平衡條件判別時(shí)，所涉及的是交流信號(hào)，直流電壓源應(yīng)視為短路；除LC并聯(lián)諧振回路中的電容之外，其它的如：耦合電容、旁路電容也要視為短路。 6.1.9 試判斷題圖(a)和（b）)所示電路是否有可能產(chǎn)生振蕩。若不可能產(chǎn)生振蕩，請(qǐng)指出電路中的錯(cuò)誤，畫出一種正確的電路，寫出電路振蕩頻率表達(dá)式。 圖(a) 圖(b) 【解題思路】 　　 (1) 從相位平衡條件分析電路能否產(chǎn)生振蕩。 　　 (2) LC電路的振蕩頻率，L、C分別為諧振電路的等效電感和電容。 【解題過程】 　　 圖（a）電路中的選頻網(wǎng)絡(luò)由電容C和電感L（變壓器的等效電感）組成；晶體管T及其直流偏置電路構(gòu)成基本放大電路；變壓器副邊電壓反饋到晶體管的基極，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)；本電路利用晶體管的非線性特性穩(wěn)幅。靜態(tài)時(shí)，電容開路、電感短路，從電路結(jié)構(gòu)來看，本電路可使晶體管工作在放大狀態(tài)，若參數(shù)選擇合理，可使本電路有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。動(dòng)態(tài)時(shí)，射極旁路電容和基極耦合電容短路，集電極的LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)諧振，其等效阻抗呈阻性，構(gòu)成共射極放大電路。利用瞬時(shí)極性法判斷相位條件：首先斷開反饋信號(hào)（變壓器副邊與晶體管基極之間），給晶體管基極接入對(duì)地極性為的輸入信號(hào)，則集電極對(duì)地的輸出信號(hào)極性為一，即變壓器同名端極性為一，反饋信號(hào)對(duì)地極性也為一。反饋信號(hào)輸入信號(hào)極性相反，不可能產(chǎn)生振蕩。若要電路滿足相位平衡條件，只要對(duì)調(diào)變壓器副邊繞組接線，使反饋信號(hào)對(duì)地極性為即可。改正后的電路如圖（c）所示。本電路振蕩頻率的表達(dá)式為 圖(c) 圖 (d) 　　圖（b）電路中的選頻網(wǎng)絡(luò)由電容C1、C2和電感L組成；晶體管T是放大元件，但直流偏置不合適；電容C1兩端電壓可作為反饋信號(hào)，但放大電路的輸出信號(hào)（晶體管集電極信號(hào)）沒有傳遞到選頻網(wǎng)絡(luò)。本電路不可能產(chǎn)生振蕩。首先修改放大電路的直流偏置電路：為了設(shè)置合理的偏置電路，選頻網(wǎng)絡(luò)與晶體管的基極連接時(shí)要加隔直電容，晶體管的偏置電路有兩種選擇，一種是固定基極偏置電阻的共射電路，另一種是分壓式偏置的共射電路。選用靜態(tài)工作點(diǎn)比較穩(wěn)定的電路（分壓式偏置電路）比較合理。修改交流信號(hào)通路：把選頻網(wǎng)絡(luò)的接地點(diǎn)移到C1和C2之間，并把原電路圖中的節(jié)點(diǎn)2連接到晶體管T的集電極。修改后的電路如圖（d）所示。然后再判斷相位條件：在圖（d）電路中，斷開反饋信號(hào)（選頻網(wǎng)絡(luò)與晶體管基極之間），給晶體管基極接入對(duì)地極性為的輸入信號(hào)，集電極輸出信號(hào)對(duì)地極性為一（共射放大電路），當(dāng)LC選頻網(wǎng)絡(luò)發(fā)生并聯(lián)諧振時(shí)，LC網(wǎng)絡(luò)的等效阻抗呈阻性，反饋信號(hào)（電容C1兩端電壓）對(duì)地極性為。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)極性相同，表明，修改后的電路能滿足相位平衡條件，電路有可能產(chǎn)生振蕩。本電路振蕩頻率的表達(dá)式為 6.1.10 在調(diào)試題圖6.1.10所示電路時(shí)，如果出現(xiàn)下列現(xiàn)象，請(qǐng)予以解釋。 　　 （1）對(duì)調(diào)反饋線圈的兩個(gè)接頭后就能起振； 　　 （2）調(diào)、或阻值后就能起振； 　　 （3）改用較大的晶體管后就能起振； 　　 （4）適當(dāng)增加反饋線圈的匝數(shù)后就能起振； 　　 （5）適當(dāng)增大值或減小值后就能起振； 　　 （6）增加反饋線圈的匝數(shù)后，波形變壞； 　　 （7）調(diào)整、或的阻值后可使波形變好； 　　 （8）減小負(fù)載電阻時(shí)，輸出波形產(chǎn)生失真，有時(shí)甚至不能起振。 題圖 6.1.10 【解題思路】 　　 根據(jù)變壓器反饋式正弦波振蕩器的組成、工作原理及工作條件解釋題述現(xiàn)象。 【解題過程】 　　 （1）對(duì)調(diào)反饋線圈的兩個(gè)接頭后就能起振，說明原電路中反饋線圈極性接反了，形成了負(fù)反饋而不能起振。 　　 （2）調(diào)節(jié)、或阻值可改變電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。調(diào)、或阻值后就能起振，說明原電路的工作點(diǎn)偏低，電壓放大倍數(shù)偏?。欢{(diào)整工作點(diǎn)后電壓放大倍數(shù)提高，故能起振。 　　 （3）原電路中的太小，使電壓放大倍數(shù)不滿足自激振蕩的幅度條件。改用較大的晶體管可使電壓放大倍數(shù)提高，易于振蕩。 　　 （4）原電路中的反饋強(qiáng)度不夠（太?。?，不能起振。增加反饋線圈的匝數(shù)可增大反饋值，使電路易于起振。 　　 （5）適當(dāng)增大值或減小值，可使諧振阻抗增大，從而增大電路的電壓放大倍數(shù)，使電路易于起振。 　　 （6）反饋太強(qiáng)使晶體管進(jìn)入飽和區(qū)才能穩(wěn)定，故而波形變壞。 　　 （7）調(diào)整、或的阻值可使靜態(tài)工做點(diǎn)合適，放大器工作在靠近線性區(qū)時(shí)穩(wěn)定振蕩，所以波形變好。 　　 （8）負(fù)載過小，折算到變壓器原邊的等值阻抗下降，晶體管的交流負(fù)載線變陡，容易產(chǎn)生截至失真，故波形不好；同時(shí)使輸出電壓下降，電壓放大倍數(shù)減小，故有時(shí)不能起振。