第八章波形的发生和信号的转换 自测题 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,若φp=180°,则只有当φA=±180° 时,电路才能产生正弦波振荡。() F 图T8.1 (2)只要电路引入了正反馈,就一定会产生正弦波振荡。() (3)凡是振荡电路中的集成运放均工作在线性区。() 4)非正弦波振荡电路与正弦波振荡电路的振荡条件完全相同。() 解:(1) (2)× (4)× 、改错:改正图T82所示各电路中的错误,使电路可能产生正弦波振 荡。要求不能改变放大电路的基本接法(共射、共基、共集) C2平 R 图T8.2 第八章题解
第八章 波形的发生和信号的转换 自测题 一、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，若 φ F＝ 180°， 则只有当 φ A＝ ±180° 时 ，电路才 能产生正 弦波振荡。（ ） 图 T8.1 （ 2） 只 要电路引 入了正反 馈，就一 定会产生 正弦波振 荡 。（ ） （ 3） 凡 是振荡电 路中的集 成运放均 工作在线 性区。（ ） （ 4） 非 正弦波振 荡电路与 正弦波振 荡电路的 振荡条件 完全相同。（ ） 解 ：（ 1） √ （ 2） × （ 3） × （ 4） × 二 、改 错 ：改正图 T8.2 所 示 各电路中 的错误 ，使 电路可能 产生正弦 波 振 荡 。要求不 能改变放 大电路的 基本接法 （共射、 共基、共 集 ）。 图 T8.2 第八章题解－1
解:(a)加集电极电阻Rε及放大电路输入端的耦合电容 (b)变压器副边与放大电路之间加耦合电容,改同铭端。 、试将图T8.3所示电路合理连线,组成RC桥式正弦波振荡电路。 R[16k o(9 解:④、⑤与⑨相连,③与⑧相连,①与⑥相连,②与⑦相连。如解图 T8.3所示。 ① ⑥ 1kg 解图T8.3 第八章题解-2
解 ：（ a）加集 电 极 电 阻 Rc 及 放大电路 输入端的 耦合电容 。 （ b） 变 压器副边 与放大电 路之间加 耦合电容 ，改同铭 端 。 三、试 将 图 T8.3 所示电 路 合 理连线， 组 成 RC 桥 式正弦波 振荡电路 。 图 T8.3 解 ： ④ 、 ⑤ 与 ⑨ 相 连 ， ③ 与⑧相连 ， ① 与 ⑥ 相 连 ， ② 与⑦相连 。 如 解 图 T8.3 所示。 解 图 T8.3 第八章题解－2
四、已知图T84(a)所示方框图各点的波形如图(b)所示,填写各电 路的名称。 电路1为 电路2为 电路3 ,电路4为 电路1电路2 电路3 路4 图T8.4 解:正弦波振荡电路,同相输入过零比较器,反相输入积分运算电路,同 相输入滞回比较器 第八章题解-3
四 、已 知 图 T8.4（ a）所示方 框图各点 的波形如 图（ b）所 示 ，填 写 各 电 路 的名称。 电 路 1 为 ，电路 2 为 ，电路 3 为 ， 电 路 4 为 。 图 T8.4 解 ：正弦波振 荡电路 ，同 相输入过 零比较器 ，反 相输入 积分运算 电 路 ，同 相 输入滞回 比较器。 第八章题解－3
五、试分别求出图T8.5所示各电路的电压传输特性。 太D2 (a 图T8.5 解:图(a)所示电路为同相输入的过零比较器:图(b)所示电路为同 相输入的滞回比较器,两个阈值电压为±Ur=±0.5Uz。两个电路的电压传输 特性如解图T8.5所示 (a) (b) 解图T8.5 第八章题解
五 、试分别 求出图 T8.5 所 示 各 电 路的电压 传输特性 。 图 T8.5 解 ： 图 （ a） 所 示 电 路 为同相输 入的过零 比较器； 图 （ b） 所 示电路为 同 相 输入的滞 回比较器 ，两 个阈值 电压为±UT＝ ±0.5 UZ。两个电 路的电压 传 输 特 性如解图 T8.5 所 示 解 图 T8.5 第八章题解－4
六、电路如图T8.6所示。 0.01uF 来 20 kQ (1)分别说明A1和A2各构成哪种基本电路 (2)求出uo1与uo的关系曲线uo1=f(uo) (3)求出uo与uo1的运算关系式uo=f(uon (4)定性画出uot与uo的波形; 5)说明若要提高振荡频率,则可以改变哪些电路参数,如何改变 解:(1)A1:滞回比较器;A2:积分运算电路 (2)根据lp1= R R2 (uo1+lo)=lN1=0,可得 R1+R2 R1+R2 uo1与uo的关系曲线如解图T8.6(a)所示。 (3)uo与on的运算关系式 饣C"o1(2-4)+uo(4) 2000yo1(2-1)+l0(1) 1/V 解图T8.6 第八章题解-5
六、电 路如图 T8.6 所 示 。 图 T8.6 （ 1） 分 别说明 A1 和 A2 各 构 成哪种基 本电路； （ 2） 求 出 u O 1 与 u O 的 关 系 曲 线 u O 1＝ f（ u O）； （ 3） 求 出 u O 与 u O 1 的 运 算 关 系 式 u O＝ f（ u O 1）； （ 4） 定 性画出 uO 1 与 u O 的 波 形 ； （ 5） 说 明若要提 高振荡频 率，则可 以改变哪 些电路参 数，如何 改变。 解 ：（ 1） A1：滞回 比较器； A2：积分 运算电路 。 （ 2） 根 据 ( ) 0 2 1 O O1 O N1 1 2 2 O1 1 2 1 P1 ⋅ = + = = + ⋅ + + = u u u u R R R u R R R u ，可得 ±UT = ±8V u O 1 与 u O 的 关系曲线 如解图 T8.6（ a）所示 。 （ 3） u O 与 u O 1 的 运算关系 式 2000 ( ) ( ) ( ) ( ) 1 O1 2 1 O 1 O1 2 1 O 1 4 O u t t u t u t t u t R C u = − − + = − − + 解 图 T8.6 第八章题解－5
(4)uo与uo的波形如解图T8.6(b)所 (5)要提高振荡频率,可以减小R4、C、R1或增大R2 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φp=±φ (2)因为RC串并联选频网络作为反馈网络时的φp=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∫=1/RC。() (4)电路只要满足F=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。() (2) (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-6
（ 4） u O 1 与 u O 的 波形如解 图 T8.6（ b）所示。 （ 5） 要 提高振荡 频率，可 以减小 R4、 C、 R1 或 增 大 R2。 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 RC 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 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 f 0＝ 1/RC。（ ） （ 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 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） √ （ 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）× 第八章题解－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 (2)B 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)LC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∫=∫0时,RC串并联网络呈 解:(1)BAC (2)B C A (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。 R C= C2= C3 第八章题解
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 2 MHz～ 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。 A．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 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 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－7
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+270°~0°,因此存在使相移为+180°(φp 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+φ F=0”):且在/=f6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-180°(φF= 80°)的频率,即存在满足正弦波振荡相位条件的频率∫0(此时φA+φF 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-8
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＝ － 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 ＋ 270˚～ 0˚，因此存 在使相移 为 ＋ 180˚（ φ F ＝ ＋ 180˚）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＝ 0˚）； 且 在 f＝ f 0 时 有 可能满足 起振条件 A&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（ φ A＝ － 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 － 180˚ （ φ F＝ － 180˚） 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 A&F& ＞ 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 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－8
(1)Rw的下限值 (2)振荡频率的调节范围。 kQ 5.1 kQ2 10k9 0.01uF 10k 图P8.7 解:(1)根据起振条件 Re+ rw>2R, Rw22k Q 故Rw的下限值为2k9 (2)振荡频率的最大值和最小值分 别为 ma2π ≈1.6kHz RC fomin2(R, +R2)C ≈145Hz 88电路如图P8.8所示,稳压管 E
（ 1） RW 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 kΩ 。 ' W ' Rf + RW＞ R，R ＞ 故 RW 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 第八章题解－9 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 ≈6.36V (2)电路的振荡频率 图P8.8 f o ≈995Hz 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 第八章题解-10
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 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 第八章题解－10