第十八章正弦波振荡电路 183 、例题精解 【例題181】判断图18.各电路能否产生正弦波振荡,并说明理由。如不能振荡, 加以改正 【解】图(a)中,从交流通路来看,放大器为正反馈,故有产生振荡的可能。但从直 流通路来看,晶体管的基极为地电位,晶体管截止,所以该振荡器不能产生振荡。如在 L2至基极的支路中加一隔直电容,则会产生自激振荡。 图(b)中,因为发射极旁路电容将反馈信号旁路,即电路中不存在反馈,所以不能产 生振荡。若将发射极旁路电容开路,则电路可能产生振荡 图()中,因反馈支路中无隔直电容,静态的Ucε=0V,故该电路不能产生振荡 若在电感的中心抽头与发射极之间加一隔直电容,则电路可能产生振荡 图d中,从交流通路来看电路可能产生振荡,但静态Uc=UB’三极管工作不正常, 所以不能产生振荡。如在L至基极之间加一隔直电容,则会产生自激振荡。 图(e)中,由于LC并联回路谐振时,阻抗最大,正反馈支路近似开路,电路不可能 在LC回路的谐振频率处产生振荡。若将反馈网络改成LC串联回路,则LC串联回路谐 振时,T和T2的发射极之间近似短路,由此构成正反馈,从而产生振荡 E (a) FEc CI T2 (e) 图18.1例题18.1的图 【例题18.2】用相位条件判断图182所示各电路能否产生振荡。若能振荡,写出 振荡频率表达式 【解】图(a)所示电路为一三点式振荡电路,其交流通路如图18.2(d)所示。从 电路结构来看,该电路能够产生振荡,其振荡频率
第十八章 正弦波振荡电路 183 一、 例题精解 【例题 18.1】 判断图 18.1 各电路能否产生正弦波振荡,并说明理由。如不能振荡, 加以改正。 【解】图(a)中，从交流通路来看，放大器为正反馈，故有产生振荡的可能。但从直 流通路来看，晶体管的基极为地电位，晶体管截止，所以该振荡器不能产生振荡。如在 L2 至基极的支路中加一隔直电容，则会产生自激振荡。 图(b)中，因为发射极旁路电容将反馈信号旁路，即电路中不存在反馈，所以不能产 生振荡。若将发射极旁路电容开路，则电路可能产生振荡。 图(c)中，因反馈支路中无隔直电容，静态的U ，故该电路不能产生振荡。 若在电感的中心抽头与发射极之间加一隔直电容，则电路可能产生振荡。 CE = 0V 图(d)中，从交流通路来看电路可能产生振荡，但静态U ，三极管工作不正常， 所以不能产生振荡。如在 至基极之间加一隔直电容，则会产生自激振荡。 C =UB L 图(e)中，由于 并联回路谐振时，阻抗最大，正反馈支路近似开路，电路不可能 在 回路的谐振频率处产生振荡。若将反馈网络改成 串联回路，则 串联回路谐 振时，T 和 的发射极之间近似短路，由此构成正反馈，从而产生振荡。 LC LC LC LC 1 T2 L1 L2 C (c) L C1 + EC C2 (b) C L1 L2 (a) + EC + EC L C1 + EC C2 T1 L + EC C T2 (d) (e) 图 18.1 例题 18.1 的图 【例题 18.2】 用相位条件判断图 18.2 所示各电路能否产生振荡。若能振荡，写出 振荡频率表达式。 【解】 图（a）所示电路为一三点式振荡电路，其交流通路如图 18.2(d) 所示。从 电路结构来看，该电路能够产生振荡，其振荡频率
电工学试题精选与答题技巧 CIC 图(b)所示电路为一电感三点式振荡电路。其交流通路如图18.2(e)所示。从电 路结构来看,该电路能够产生正弦波振荡,其振荡频率 f o 其中 L=L1+L2+2M 在图(c)所示电路中,T1和T2构成差动式放大电路。当从T1基极引入信号时 从T2集电极输出(同相输出端)的信号再经过三节RC移相网络后反馈到输入端的信 Ec R l IR L 图182例题182的图 号不可能与输入信号同相,所以该电路不可能产生振荡 【例题18.3】由运算放大器组成的正弦波振荡电路如图183所示,已知 R=160kg,C=0.01μF。(1)设R=3kg2,求满足振荡幅度条件的R2值;为了使电 路可靠地起振,起振时的R2的值应比计算的大一些还是小一些?为什么?(2)计算振 荡频率∫。 【解】(1)虚线框内电路的电压放大倍数 R 经RC串并联网络反馈到同相输入端的电压
184 电工学试题精选与答题技巧 1 2 1 2 0 2 1 C C C C L f + π ≈ 图（b）所示电路为一电感三点式振荡电路。其交流通路如图 18.2(e) 所示。从电 路结构来看，该电路能够产生正弦波振荡，其振荡频率 LC f π ≈ 2 1 0 其中 L L L 2M = 1 + 2 + 在图（c）所示电路中，T 和 构成差动式放大电路。当从 基极引入信号时， 从 集电极输出（同相输出端）的信号再经过三节 移相网络后反馈到输入端的信 1 T2 T1 T2 RC L C1 + EC C2 C L2 R1 (b) RE (a) R2 R3 L1 + EC − EE + EC T1 T2 C C C R R (c) (e) R1 R2 C L2 L1 (d) C1 RE C2 L 图 18.2 例题 18.2 的图 号不可能与输入信号同相，所以该电路不可能产生振荡。 【例题 18.3】 由运算放大器组成的正弦波振荡电路如图 18.3 所示，已知 R =160 kΩ ， C =0.01µF 。（1）设 R =3 kΩ ，求满足振荡幅度条件的 值；为了使电 路可靠地起振，起振时的 的值应比计算的大一些还是小一些？为什么？（2）计算振 荡频率 。 R2 R2 0f 【解】（1）虚线框内电路的电压放大倍数 1 2 V 1 R R A = + 经 RC 串并联网络反馈到同相输入端的电压 f o 3 1 U& = U& 即 3 1 o f V = = U U F & &
第十八章正弦波振荡电路 18 要满足振荡的幅度条件必须满足F×y=1 R,、1 (1 得到 R2=6k 但在起振时希望 |×|F>1 33 得到 R2>6kQ2 即在起振时R3的值比稳定振荡时要大一些 (2)频率f?KC27×160×103×0则MD995Hz R 10k9 R 0.01 uF=C L3100mH Ur 图183例题18.3的图 图184例题184的图 【例题18.4】由运算放大器和LC并联谐振电路组成的振荡器如图184所示。(1) 分析电路工作原理;(2)估计振荡频率;(3)为了使电路能够起振,应该调节10kΩ电 位器,试求电位器滑动点以下的电阻R的最小值Rmn° 【解】(1)本电路当LC并联谐振时(阻抗为∞),Ur和U。同相,就能满足振荡 的相位条件。虚线框内电路的电压放大倍数 10 10 只要满足 |×F=1 就能满足振荡的振幅条件,由此可得 F|= R (2)振荡频率
第十八章 正弦波振荡电路 185 要满足振荡的幅度条件必须满足 1 FV × AV = 即 1 3 1 (1 ) 1 2 + = R R 1 3 1 ) 3 (1 2 + = R 得到 R2 = 6kΩ 但在起振时希望 1 AV × FV > 即 1 3 1 ) 3 1 2 + > R ( 得到 R2 > 6kΩ 即在起振时 R2 的值比稳定振荡时要大一些。 （2）频率 99.5Hz 2 160 10 0.01 10 1 2 1 0 3 6 = π × × × × = π = − RC f ∞ R R1 C R C R2 Uf A0 Uo Uo & ∞ A0 C L Uf & 0.01 μF 100mH Rp 10kΩ 10kΩ 100kΩ 图 18.3 例题 18.3 的图 图 18.4 例题 18.4 的图 【例题18.4】 由运算放大器和 并联谐振电路组成的振荡器如图18.4所示。（1） 分析电路工作原理；（2）估计振荡频率；（3）为了使电路能够起振，应该调节10 电 位器，试求电位器滑动点以下的电阻 LC kΩ R 的最小值 Rmin 。 【解】（1）本电路当 并联谐振时（阻抗为∞），U 和U 同相，就能满足振荡 的相位条件。虚线框内电路的电压放大倍数 LC f & o & ) 11 10 100 (1 AV = + = 只要满足 1 AV × FV = 就能满足振荡的振幅条件，由此可得 11 1 p min o f V = = = R R U U F （2）振荡频率
电工学试题精选与答题技巧 f =5035Hz 2π√LC2 (3)为了使电路能够起振 11 R 1011 R=0.909k9 RbI Re 图185例题185的图 图186例题18.6的图 【例题18.5】正弦波振荡电路如图185所示,试求电路的起振条件和振荡频率。 【解】当集成运算放大器具有理想特性时,可列出节点电流方程 U R+ 因为 U。=UAvr 所以 R R Joc(p+joCU 整理得 U;(Axr-3)=U(10C+0R AVe -3= JORO (oRC)2-11+joC(r-3)=0 又令 JORC(Ave -3)=0
186 电工学试题精选与答题技巧 3 6 0 2 100 10 0.1 10 1 2 1 − − π × × × = π = LC f = 5035Hz （3）为了使电路能够起振 11 1 p min V = = R R F 即 11 1 10 min = R 则 Rmin = 0.909kΩ + EC L1 L2 RE Rb1 Rb2 C 图 18.5 例题 18.5 的图 图 18.6 例题 18.6 的图 ∞ R R R2 R1 C C Ui & Uo & 【例题 18.5】正弦波振荡电路如图 18.5 所示，试求电路的起振条件和振荡频率。 【解】 当集成运算放大器具有理想特性时，可列出节点电流方程 C R U U CU R U ω + − + ω = j 1 j o i i i & & & 因为 Uo Ui AVf & & & = 所以 C R U A U CU R U ω + − + ω = j 1 j i Vf i i i & & & & 即 )( j ) j 1 ( i i i Vf i CU R U C A U R & & & & & + ω ω U − = + 整理得 ) j 1 ( 3) (j i Vf i RC A U RC ω − = & ω + U& & RC A RC ω − = ω + j 1 3 j Vf & [( ) 1] j ( 3) 0 Vf 2 ωRC − + ωRC A − = & 令 (ω ) 1 0 2 RC − = 得 RC 1 ω 0 ≈ 又令 j ( 3) 0 ωRC AVf − = &
第十八章正弦波振荡电路 18 得 Auc=3 由运算放大器同相比例运算公式可知 R R2 =2R 所以电路的起振条件是R2=2R,振荡频率=1 2πRC 【例題18.6】图186所示为一LC正弦波震荡器电路。在调试电路时,发现如下 现象,试解释其原因。 (1)将反馈线圈的两个接头反接后方能起振 (2)调整Rb、Rb2或RE的阻值方能起振; R (d) 图187例题18.7的图 (3)该用β值较大的晶体管后方能起振; (4)适当增加反馈线圈的圈数方能起振 (5)适当增加L值或减小C值方能起振; (6)波形变坏,严重失真 (7)负载太重,有时甚至不能起振 【解】(1)反接前是负反馈,不满足相位平衡条件 (2)放大器工作点不合适,不满足幅度振荡条件。 3)放大倍数不够,不满足建立振荡的幅值条件 (4)反馈信号太小 (5)振荡回路的品质因数太低,为增大Q,应增加L或减小C。 (6)放大倍数太大或反馈信号太强,使振荡进入了放大器的非线性区
第十八章 正弦波振荡电路 187 得 3 AVf = & 由运算放大器同相比例运算公式可知 (1 ) 1 2 Vf R R A = + & 即 2 1 1 2 3 R 2R R R 1+ = = 所以电路的起振条件是 R2 = 2R1，振荡频率 RC f π ≈ 2 1 0 。 【例题 18.6】 图 18.6 所示为一 正弦波震荡器电路。在调试电路时，发现如下 现象，试解释其原因。 LC (1) 将反馈线圈的两个接头反接后方能起振； (2) 调整 Rb1 、 Rb2 或 RE 的阻值方能起振； − EE + EC T1 T2 C C C R R RE C L1 L2 + EE (a) (b) + EC C R + ED C L （c） （d） 图 18.7 例题 18.7 的图 (3) 该用 β 值较大的晶体管后方能起振； (4) 适当增加反馈线圈的圈数方能起振； (5) 适当增加 L值或减小C 值方能起振； (6) 波形变坏，严重失真； (7) 负载太重，有时甚至不能起振。 【解】（1）反接前是负反馈，不满足相位平衡条件。 （2）放大器工作点不合适，不满足幅度振荡条件。 （3）放大倍数不够，不满足建立振荡的幅值条件。 （4）反馈信号太小。 （5）振荡回路的品质因数太低，为增大Q ，应增加 L或减小C 。 （6）放大倍数太大或反馈信号太强，使振荡进入了放大器的非线性区
电工学试题精选与答题技巧 (7)负载太重使放大器的放大倍数降低,不满足AF≥1,所以不能起振 【例題18.7】试判断图187各电路哪些能自激振荡?哪些不能?(图中未标号的 电容均系隔直电容或旁路电容。) 【解】图18.7(a)、(b)、(c)能自激振荡,(d不能。 二、习题精选 【习题18.1】放大器的自激振荡是由于放大器的电压放大倍数太大所致。() 【习题18.,2】振荡器是没有输入信号而有输出信号的放大器。() 【习题183】在频率较低(几赫到几百赫)的情况下,是不宜采用LC振荡器的。 【习题18.4】正弦波振荡器中引入负反馈是为了稳定振幅。() UU T, 图188习题18.5的图 【习题18.5】用瞬时极性法判断图188中哪些电路能满足振荡的相位条件。() 三、习题答案 【习题181】(非) 【习题182】(是) 【习题18.3】(是) 【习题18.4】(非) 【习题185】(1)(2)(4)
188 电工学试题精选与答题技巧 （7）负载太重使放大器的放大倍数降低，不满足 AF≥1，所以不能起振。 【例题 18.7】 试判断图 18.7 各电路哪些能自激振荡？哪些不能？（图中未标号的 电容均系隔直电容或旁路电容。） 【解】 图 18.7(a) 、(b) 、 (c)能自激振荡，(d)不能。 二、 习题精选 【习题 18.1】 放大器的自激振荡是由于放大器的电压放大倍数太大所致。（ ） 【习题 18.2】 振荡器是没有输入信号而有输出信号的放大器。（ ） 【习题 18.3】 在频率较低（几赫到几百赫）的情况下，是不宜采用 振荡器的。 （ ） LC 【习题 18.4】 正弦波振荡器中引入负反馈是为了稳定振幅。（ ） 1 +UCC +UCC 2 3 L C1 +UCC L +UCC C T2 C L 4 图 18.8 习题 18.5 的图 【习题 18.5】 用瞬时极性法判断图 18.8 中哪些电路能满足振荡的相位条件。（ ） 三 、 习题答案 【习题 18.1】 （非） 【习题 18.2】 （是） 【习题 18.3】 （是） 【习题 18.4】 （非） 【习题 18.5】 （1）（2）（4）