第八章波形的发生和信号的转换 题 8.1判断下列说法是否正确,用“√”或“×”表示判断结果 (1)在图T81所示方框图中,产生正弦波振荡的相位条件是φF=士中 (2)因为RC串并联选频网络作为反馈网络时的φF=0°,单管共集放 大电路的φA=0°,满足正弦波振荡的相位条件φA+φF=2nπ(n为整数) 故合理连接它们可以构成正弦波振荡电路。() 3)在RC桥式正弦波振荡电路中,若RC串并联选频网络中的电阻均 为R,电容均为C,则其振荡频率⑥=1RC。() (4)电路只要满足=1,就一定会产生正弦波振荡。() (5)负反馈放大电路不可能产生自激振荡。( (6)在LC正弦波振荡电路中,不用通用型集成运放作放大电路的原因 是其上限截止频率太低。() 解:(1) (3) (4) (5) 8.2判断下列说法是否正确,用“√”或“×”表示判断结果 (1)只要集成运放引入正反馈,就一定工作在非线性区。( (2)当集成运放工作在非线性区时,输出电压不是高电平,就是低电 (3)一般情况下,在电压比较器中,集成运放不是工作在开环状态, 就是仅仅引入了正反馈。() (4)如果一个滞回比较器的两个阈值电压和一个窗口比较器的相同, 那么当它们的输入电压相同时,它们的输出电压波形也相同。() (5)在输入电压从足够低逐渐增大到足够高的过程中,单限比较器和 滞回比较器的输出电压均只跃变一次。() (6)单限比较器比滞回比较器抗干扰能力强,而滞回比较器比单限比 较器灵敏度高。() 解:(1) (2)√ (3)√ (4) (5)√ (6)× 第八章题解-1
第八章题解－1 第八章 波形的发生和信号的转换 习 题 8.1 判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。 （1）在 图 T8.1 所 示方 框 图中 ，产 生 正弦 波 振荡 的 相位 条 件 是φ F＝ ±φ A。（ ） （2）因 为 R C 串 并 联选 频 网络 作 为反 馈 网络 时 的φ F＝0°，单管 共 集放 大电 路 的φ A ＝0°，满足 正 弦 波振 荡 的相 位 条件 φ A ＋φ F＝2nπ（ n 为 整 数）， 故合理连接它们可 以 构成 正 弦波 振 荡电 路。（ ） （3）在 R C 桥 式 正弦 波 振荡 电 路中 ， 若 RC 串 并联 选 频网 络 中的 电 阻均 为 R，电容均为 C，则 其 振荡 频 率 f0 ＝1/R C。（ ） （4）电路只要满足 AF＝1 ， 就一 定 会产 生 正弦 波 振 荡。（ ） （5）负反馈放大电 路 不可 能 产生 自 激振 荡 。（ ） （6）在 L C 正弦 波 振荡 电 路中 ，不用 通 用型 集 成运 放 作放 大 电路 的 原因 是其上限截止频率 太 低。（ ） 解 ：（1）√ （2）× （3）× （4）× （5）× （6）√ 8.2 判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。 （1）只要集成运放 引 入正 反 馈， 就 一定 工 作 在非 线 性区 。（ ） （2） 当 集 成 运 放 工作 在 非 线 性 区 时 ， 输 出 电 压不 是 高 电 平 ， 就 是 低电 平。（ ） （3） 一 般 情 况 下 ，在 电 压 比 较 器 中 ， 集 成 运 放不 是 工 作 在 开 环 状 态， 就是仅仅引入了正 反 馈。（ ） （4） 如 果 一 个 滞 回比 较 器 的 两 个 阈 值 电 压 和 一个 窗 口 比 较 器 的 相 同， 那么当它们的输入 电 压相 同 时， 它 们的 输 出电 压 波 形也 相 同。（ ） （5） 在 输 入 电 压 从足 够 低 逐 渐 增 大 到 足 够 高 的过 程 中 ， 单 限 比 较 器和 滞回比较器的输出 电 压均 只 跃变 一 次。（ ） （6） 单 限 比 较 器 比滞 回 比 较 器 抗 干 扰 能 力 强 ，而 滞 回 比 较 器 比 单 限比 较器灵敏度高。（ ） 解 ：（1）× （2） √ （3）√ （4）× （5）√ （6）×
8.3现有电路如下: A.RC桥式正弦波振荡电路 B.LC正弦波振荡电路 C.石英晶体正弦波振荡电路 选择合适答案填入空内,只需填入A、B或C (1)制作频率为20Hz~20kHz的音频信号发生电路,应选用 (2)制作频率为2MHz~20MHz的接收机的本机振荡器,应选用 (3)制作频率非常稳定的测试用信号源,应选用_ 解:(1)A (2)B (3)C 8.4选择下面一个答案填入空内,只需填入A、B或C。 容性 B.阻性 C.感性 (1)LC并联网络在谐振时呈 在信号频率大于谐振频率时 ,在信号频率小于谐振频率时呈 (2)当信号频率等于石英晶体的串联谐振频率或并联谐振频率时,石 英晶体呈 ;当信号频率在石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之 间时,石英晶体呈 其余情况下石英晶体呈 (3)当信号频率∫=⑥时,RC串并联网络呈 解:(1)BAC (2)BCA (3)B 8.5判断图P8.5所示各电路是否可能产生正弦波振荡,简述理由。设图 (b)中C4容量远大于其它三个电容的容量 图P8.5 第八章题解-2
第八章题解－2 8.3 现有电路如下： A． RC 桥式正弦波振荡 电 路 B． LC 正弦波振荡电 路 C． 石英晶体正弦波振荡电路 选择合适答案填入空内，只需填入 A、 B 或 C。 （1）制作频率为 2 0H z～ 20k Hz 的 音频 信 号发 生 电 路， 应 选用 。 （2）制 作频 率 为 2 MH z～ 20 MH z 的接 收 机的 本 机振 荡 器，应 选用 。 （3）制作频率非常 稳 定的 测 试用 信 号源 ， 应 选用 。 解 ：（1）A （2）B （3）C 8.4 选择下面一个答案填入空内，只需填入 A、B 或 C。 A．容性 B．阻性 C．感性 （ 1） L C 并 联 网 络 在 谐 振 时 呈 ， 在 信 号 频 率 大 于 谐 振 频 率 时 呈 ，在信号频率小于谐振频率时呈 。 （2） 当 信 号 频 率 等于 石 英 晶 体 的 串 联 谐 振 频 率或 并 联 谐 振 频 率 时 ，石 英 晶 体呈 ； 当 信 号 频 率 在石 英 晶 体 的 串联 谐 振 频 率 和 并联 谐 振 频 率之 间时，石英晶体呈 ；其余情况下石英晶体呈 。 （3）当信号频率 f＝f 0 时 ，RC 串 并联 网 络 呈 。 解 ：（1）B A C （2）B C A （3）B 8.5 判 断图 P 8.5 所 示各 电 路是 否 可能 产 生正 弦 波振 荡，简 述理 由。设图 （b）中 C4 容量远 大 于其 它 三个 电 容的 容 量。 图 P8.5
解:图(a)所示电路有可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出 电压和输入电压反相(φA=-180°),且图中三级移相电路为超前网络,在 信号频率为0到无穷大时相移为十270°~0°,因此存在使相移为十180°(φF 十180°)的频率,即存在满足正弦波振荡相位条件的频率∫0(此时φA+φ F=0):且在/=时有可能满足起振条件f>1,故可能产生正弦波振荡 图(b)所示电路有可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出电压 和输入电压反相(φA=-180°),且图中三级移相电路为滞后网络,在信号 频率为0到无穷大时相移为0°~-270°,因此存在使相移为一180°(中F 180°)的频率,即存在满足正弦波振荡相位条件的频率∫o(此时φA+φp 360°);且在∫=/时有可能满足起振条件AF>1,故可能产生正弦波振 8.6电路如图P85所示,试问: (1)若去掉两个电路中的R2和C3,则两个电路是否可能产生正弦波振 荡?为什么? (2)若在两个电路中再加一级RC电路,则两个电路是否可能产生正弦 波振荡?为什么? 解:(1)不能。因为图(a)所示电路在信号频率为0到无穷大时相移 为+180°~0°,图(b)所示电路在信号频率为0到无穷大时相移为0° 180°,在相移为±180°时反馈量为0,因而不可能产生正弦波振荡。 (2)可能。因为存在相移为±180°的频率,满足正弦波振荡的相位条件 且电路有可能满足幅值条件,因此可能产生正弦波振荡。 8.7电路如图P8.7所示,试求解: 第八章题解一3
第八章题解－3 解 ： 图（a）所示电路有可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出 电 压 和 输入 电 压 反 相 （ φ A ＝ －18 0˚ ）， 且 图 中 三 级 移 相 电路 为 超 前 网 络 ，在 信号 频 率 为 0 到 无 穷大 时 相移 为 ＋27 0˚～ 0˚， 因 此存 在 使相 移 为 ＋18 0˚（ φ F ＝＋ 180˚ ）的频 率 ，即存 在 满足 正 弦波 振 荡相 位 条件 的 频 率 f0 （ 此时 φA ＋φ F＝ 0˚）；且 在 f＝f0 时 有可 能 满足 起 振条 件 AF ＞1，故 可 能产 生 正弦 波 振荡 。 图（b） 所 示 电 路 有可 能 产 生 正 弦 波 振 荡 。 因 为共 射 放 大 电 路 输 出 电压 和 输 入 电压 反 相 （ φA ＝ －1 80˚ ）， 且图 中 三 级 移 相 电 路 为滞 后 网 络 ， 在 信号 频率 为 0 到 无 穷大 时 相移 为 0˚～－ 270˚ ， 因此 存 在使 相 移为 － 180˚ （φ F＝ －1 80˚ ） 的 频率 ， 即 存 在 满 足正 弦 波 振 荡 相 位条 件 的 频率 f 0（此时 φ A ＋ φ F ＝－ 360˚ ）； 且 在 f＝f 0 时有 可 能满 足 起振 条 件 AF ＞1， 故 可能 产 生 正弦 波 振 荡。 8.6 电路如图 P8.5 所示 ，试 问 ： （1）若 去 掉两 个 电路 中 的 R2 和 C3 ，则 两个 电 路是 否 可能 产 生正 弦 波振 荡？为什么？ （2）若在 两 个电 路 中再 加 一级 R C 电 路 ，则 两 个电 路 是否 可 能产 生 正弦 波振荡？为什么？ 解 ：（1）不 能。 因 为图 （ a） 所 示电 路 在信 号 频率 为 0 到 无 穷大 时 相移 为＋ 180°～ 0°，图 （b） 所示 电 路在 信 号频 率 为 0 到 无穷 大 时相 移 为 0°～ －180°，在相移为 ±18 0°时反 馈 量 为 0，因 而 不可 能 产生 正 弦波 振 荡。 （2）可 能。因为 存 在 相移 为±180°的 频 率，满足 正 弦波 振 荡的 相 位条 件， 且电路有可能满足幅值条件，因此可能产生正弦波振荡。 8.7 电路如图 P8.7 所示 ，试 求 解：
(1)Rw的下限值: (2)振荡频率的调节范 R e 8kQ 5.1 kQ 10 kQ A 0.01pF 10k9 00kg2 图P8.7 解:(1)根据起振条件 Re+Rw>2R, Rw>2k 9 故Rw的下限值为2k9。 (2)振荡频率的最大值和最小值分 别为 fo 1. 6kHz fo ≈145Hz 2(R1+R2)C 8.8电路如图P8.8所示,稳压管
第八章题解－4 （1）R W 的下限值； （2）振荡频率的调 节 范围 。 图 P8.7 解 ：（1）根据起振条件 2 2 ' W ' Rf + RW＞ R，R ＞ kΩ。 故 R W 的下限值为 2kΩ。 （2）振荡频率的 最大 值 和最 小 值分 别为 145Hz 2π ( ) 1 1.6kHz 2π 1 1 2 0 min 1 0 max + = = R R C f R C f 8.8 电路如图 P8.8 所 示 ， 稳 压 管
Dz起稳幅作用,其稳定电压±Uz=±6V。试估算 (1)输出电压不失真情况下的有效值 (2)振荡频率。 解:(1)输出电压不失真情况下的峰值是稳压管的稳定电压,故其有效 U.=150z≈636V (2)电路的振荡频率 图P8.8 Jfo 995HL 8.9电路如图P8.9所示 (1)为使电路产生正弦波振荡,标出集成运放的“+”和“一”;并说 明电路是哪种正弦波振荡电路 (2)若R1短路,则电路将产生 什么现象? (3)若R1断路,则电路将产生 什么现象? (4)若Rp短路,则电路将产生 什么现象? (5)若RF断路,则电路将产生 图P8.9 什么现象? 解:(1)上“一”下“+” (2)输出严重失真,几乎为方波。 (3)输出为零 (4)输出为零 (5)输出严重失真,几乎为方波 8.10图P8.10所示电路为正交正弦波振荡电路,它可产生频率相同的正 第八章题解-5
第八章题解－5 DZ 起稳幅作用 ，其 稳 定电 压±UZ＝ ±6 V。 试 估算 ： （1）输出电压不失 真 情况 下 的有 效 值； （2）振荡频率。 解 ：（1）输出 电压 不 失真 情 况下 的 峰值 是 稳压 管 的稳 定 电压 ，故 其 有效 值 6.36V 2 1.5 Z o = U U （2）电路的振荡频 率 图 P8.8 9.95Hz 2π 1 0 = RC f 8.9 电路如图 P8.9 所示 。 （1）为 使电 路 产生 正 弦波 振 荡， 标出 集 成运 放 的“ ＋” 和 “－ ”； 并说 明电路是哪种正弦波振荡电路。 （2）若 R1 短 路， 则 电路 将 产生 什么现象？ （3）若 R1 断 路， 则 电路 将 产生 什么现象？ （4）若 RF 短路 ，则 电路 将 产生 什么现象？ （5）若 RF 断路，则 电 路将 产 生 图 P8.9 什么现象？ 解 ：（1）上“－”下“＋” （2）输出严重失真 ， 几乎 为 方波 。 （3）输出为零。 （4）输出为零。 （5）输出严重失真 ， 几乎 为 方波 。 8.10 图 P8.10 所 示电 路 为正 交 正弦 波 振荡 电 路 ，它 可 产生 频 率相 同 的正
弦信号和余弦信号。已知稳压管的稳定电压土Uz=±6V,R1=R2=R3=R4 Rs=R, CI=C2=C -oIl A Re 图P8.10 (1)试分析电路为什么能够满足产生正弦波振荡的条件 (2)求出电路的振荡频率 (3)画出U。1和U。2的波形图,要求表示出它们的相位关系,并分别求 出它们的峰值 解:(1)在特定频率下,由A2组成的积分运算电路的输出电压U。2超 前输入电压Un190°,而由A1组成的电路的输出电压U。1滞后输入电压U,90°, 因而U。和U。2互为依存条件,即存在f满足相位条件。在参数选择合适时也 满足幅值条件,故电路在两个集成运放的输出同时产生正弦和余弦信号 (2)解方程组 R R1+R2 Un-U U-U R R R.C. 可得正实根,求出f0= (3)输出电压2最大值Uo2max=Uz=6V 对方程组中的第三式取模,并将D0=0√2R代入可得 故U 第八章题解-6
第八章题解－6 弦 信号 和 余 弦 信 号。 已 知 稳 压 管的 稳 定 电 压±UZ＝±6V，R1 ＝R2 ＝R3 ＝R4＝ R5＝R，C1＝C2＝C。 图 P8.10 （1）试分析电路为 什 么能 够 满足 产 生正 弦 波 振荡 的 条件 ； （2）求出电路的振 荡 频率 ； （3）画 出 U o1 和 Uo2 的波 形 图 ，要 求 表 示 出它 们 的 相位 关 系 ，并 分 别 求 出它们的峰值。 解 ：（1）在 特 定频 率 下， 由 A2 组 成的 积 分运 算 电路 的 输出 电 压 U o2 超 前输 入 电压 U o1 90o ，而 由 A1 组 成 的电 路 的输 出 电压 U o1 滞 后输 入 电压 U o2 90o， 因而 Uo1 和 U o2 互为 依 存条 件 ，即 存 在 f0 满足 相 位条 件 。在 参 数选 择 合适 时 也 满足幅值条件，故电路在两个集成运放的输出同时产生正弦和余弦信号。 （2）解方程组： = − = − − + − + = = 5 2 o1 o2 P1 1 3 P1 o1 4 P1 o1 o1 1 2 1 P1 N1 j j R C U U U C R U U R U U U R R R U U 可得正实根，求出 RC f 2π 1 0 = 。 （3）输出电压 u2 最大值 UO 2 max ＝ UZ＝ 6V 对 方 程 组 中 的 第 三 式 取 模 ， 并 将 RC f 2 2π 0 = 2π 0 = 代入可得 Uo1 2Uo2 = ，故 Uo1max = 2Uo2max 8.5V
若uo1为正弦波,则lo2为余弦波,如解图8.10所示。 解图P8.10 8.11分别标出图P8.11所示各电路中变压器的同铭端,使之满足正弦波 振荡的相位条件 300pF 0.1uF 5/250pF To 100 pF 0.01uF 图P8.11 第八章题解一7
第八章题解－7 若 uO 1 为正弦波，则 uO 2 为 余 弦波 ， 如解 图 8. 10 所 示。 解 图 P8.10 8.11 分 别 标出 图 P8. 11 所 示各 电 路中 变 压器 的 同铭 端 ，使 之 满足 正 弦波 振荡的相位条件。 图 P8.11
解:图P8.11所示各电路中变压器的同铭端如解图P8.11所示。 0.1 0.2pF 解图P8.11 8.12分别判断图P8.12所示各电路是否满足正弦波振荡的相位条件。 0.01uF R 700pF (a) 0.01μl IR 解:(a)可能(b)不能(c)不能d)可能 第八章题解-8
第八章题解－8 解 ： 图 P8.11 所示各电路 中变 压 器的 同 铭端 如 解图 P8. 11 所示 。 解 图 P8.11 8.12 分别判断图 P8.12 所示 各 电路 是 否满 足 正弦 波 振荡 的 相位 条 件。 图 P8.12 解 ：（a）可能 （b）不能 （c）不能 （d）可能
8.13改正图P8.12(b)(c)所示两电路中的错误,使之有可能产生正弦 波振荡。 解:应在(b)所示电路电感反馈回路中加耦合电容 应在(c)所示电路放大电路的输入端(基极)加耦合电容,且将变压 器的同铭端改为原边的上端和副边的上端为同铭端,或它们的下端为同铭端。 改正后的电路如解图P8.13所示。 Ch 0.0l IR Ce 解图P8.13 第八章题解一9
第八章题解－9 8.13 改正图 P8.12（b）（ c）所 示 两电 路 中的 错 误，使 之有 可 能产 生 正弦 波振荡。 解 ： 应在（b）所示电路电 感 反馈 回 路中 加 耦 合电 容 。 应在 （c）所示电路放大电路的输入端（基极）加耦合电容，且将变压 器的 同 铭端 改 为原 边 的上 端 和副 边 的上 端 为同 铭 端，或 它们 的 下端 为 同铭 端。 改正后的电路如解图 P 8.13 所 示。 解 图 P8.13
8.14试分别指出图P8.14所示两电路中的选频网络、正反馈网络和负反 馈网络,并说明电路是否满足正弦波振荡的相位条件 0.1pF -o+vcc T2 OHF 5 mH RlO.01 uF R o uF 图P8.1 解:在图(a)所示电路中,选频网络:C和L:正反馈网络:R3、C2 和Rw;负反馈网络:C和L。电路满足正弦波振荡的相位条件。 在图(b)所示电路中,选频网络:C2和L:正反馈网络:C2和L:负 反馈网络:R8。电路满足正弦波振荡的相位条件 第八章题解-10
第八章题解－10 8.14 试分别 指 出图 P8.1 4 所 示 两电 路 中的 选 频网 络 、正反 馈 网络 和 负反 馈网络，并说明电 路 是否 满 足正 弦 波振 荡 的相 位 条 件。 图 P8.14 解： 在图 （ a）所 示 电 路 中 ， 选频 网 络 ：C 和 L；正 反 馈 网 络 ：R3 、C2 和 R W；负反馈网络 ：C 和 L。 电路 满 足正 弦 波振 荡 的 相位 条 件。 在图（b）所 示 电路 中 ，选 频 网络 ： C2 和 L； 正 反馈 网 络： C2 和 L；负 反馈网络：R8 。电路满足正弦波振荡的相位条件