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习 题 8 8.1 振荡电路与放大电路有何异同点。 解：振荡电路和放大电路都是能量转换装置。振荡电路是在无外输入信号作用时，电路 自动地将直流能量转换为交流能量；放大电路是在有外输入信号控制下，实现能量的转换。 8.2 正弦波振荡器振荡条件是什么？负反馈放大电路产生自激的条件是什么？两者有 何不同，为什么？ 解：正弦波振荡电路的振荡条件为1 FA，电路为正反馈时，产生自激的条件。 负反馈放大电路的自激条件为1 FA，电路为负反馈时，产生自激的条件。 8.3 根据选频网络的不同，正弦波振荡器可分为哪几类？ 各有什么特点？ 解：正弦波振荡电路可分为 RC 正弦波振荡器，LC 正弦波振荡器和石英晶体振荡器。 RC 正弦波振荡器通常产生低频正弦信号，LC 正弦波振荡器常用来产生高频正弦信号，石 英晶体振荡器产生的正弦波频率稳定性很高。 8.4 正弦波信号产生电路一般由几个部分组成，各部分作用是什么？ 解：正弦波振荡电路通常由四个部分组成，分别为：放大电路、选频网络、正反馈网络 和稳幅网络。放大电路实现能量转换的控制，选频网络决定电路的振荡频率，正反馈网络引 入正反馈，使反馈信号等于输入信号，稳幅网络使电路输出信号幅度稳定。 8.5 当产生 20Hz20KHz 的正弦波时,应选用什么类型的振荡器。当产生 100MHz 的正 弦波时,应选用什么类型的振荡器。当要求产生频率稳定度很高的正弦波时，应选用什么类 型的振荡器。 解：产生 20Hz20KHz 的正弦波时,应选用 RC 正弦波振荡器。产生 100MHz 的正弦波时, 应选用 LC 正弦波振荡器。 当要求产生频率稳定度很高的正弦波时， 应选用石英晶体振荡器。 8.6 电路如图 8.1 所示，试用相位平衡条件判断哪个电路可能振荡，哪个不能振荡，并 简述理由。 解：(a) 不能振荡，不满足正反馈条件；(b) 可能振荡，满足振荡条件。 图 8.1 习题 8.6 电路图 8.7 电路如图 8.2 所示：（1）保证电路振荡，求 p R的最小值；（2）求振荡频率的 0 f 的调节范围。 图 8.2 习题 8.7 电路图 解：电路为 RC 文氏桥振荡器，根据振荡条件， 1 FA 3 1 max F， )1 ( 1 R RR A pf KRp3 . 5 Hz CRR f)1590145( )(2 1 32 0 8.8 如图 8.3 所示各元器件：（1）请将各元器件正确连接，组成一个 RC 文氏桥正弦 波振荡器；（2）若 1 R短路，电路将产生什么现象；（3）若 1 R断路，电路将产生什么现象； （4）若 f R短路，电路将产生什么现象；（5）若 f R断路，电路将产生什么现象。 图 8.3 习题 8.8 电路图 解：若 1 R短路，电路没有稳幅网络，电路可能输出方波； 若 1 R断路，电路不满足振幅条件，电路停振，输出电压为零； 若 f R短路，电路不满足振幅条件，电路停振，输出电压为零； 若 f R断路，电路没有稳幅网络，电路可能输出方波。 8.9 图 8.4 所示为正弦波振荡电路，已知 A 为理想运放。 （1）已知电路能够产生正弦波振荡，为使输出波形频率增大应如何调整电路参数？ （2）已知 1 10kR ，若产生稳定振荡，则 f R约为多少？ （3）已知 1 10k ,15k f RR，问电路产生什么现象？简述理由。 （4）若 Rf为热敏电阻，试问其温度系数是正还是负？ + - A R1 Rf R C C R uo + 图 8.4 习题 8.9 电路图 解： （1）减小R或者C的值； （2）若 1 10kR ， f R约为 20k； （3）若 1 10kR ， f 15kR ，则电路会停振，输出为 0，因为不满足振幅条件； （4） f R应为负温度系数的热温电阻。 8.10 电路如图 8.5 所示。试用相位平衡条件判断电路是否能振荡，并简述理由。指出 可能振荡的电路属于什么类型。 Vcc Rb1 C Re Rb2 L2L1 * * CB CE + Uf - C2 Rb1 Re Rb2 L CB1 CE CB2 Rc uo Vcc C1 VT VT （a） (b) Vcc Rb1 C1 Re Rb2 L CB1 C2 CB2 Rc uo Vcc Rb1 C Re Rb2 CB1 L1 L2 CE VT VT (c) (d) 图 8.5 习题 8.10 电路图 解： （a）(b)不能振荡，不满足相位平衡条件，即电路不是正反馈。(c) (d)可能振荡，因 为电路满足 LC 正弦波振荡电路的相位平衡条件，其中(c)为电容三点式振荡器，(d)为电感 三点式振荡器。 8.11 石英晶体振荡电路如图 8.6 所示。试用相位平衡条件判断电路是否能振荡，并说 明石英晶体在电路中的作用。 解： （a）可能振荡，石英晶体作等效电感，电路为并联型石英晶体振荡器。 （b）可能振荡，石英晶体等效为短路线，电路为串联型石英晶体振荡器。 + - A R1 Rf R CL Vcc Rb1 Re1 Rb2 Rc R Re2 Cb1 + VT1 VT2 (a) (b) 图 8.6 习题 8.11 电路图 8.12 电路如图 8.7 所示，运放为理想的，试求出电路的门限电压 TH U，并画出电压传 输特性曲线。 uo R2 10K R3 2K VDz R1 20K - + A ui UREF 3V - + A1 - + A VDz VD1 VD2 ui 3V -3V R uo (a) (b) + + + 5V 8V 图 8.7 习题 8.12 电路图 解： （a） REFiREFi UuU RR R u RR R u 3 1 3 2 21 2 21 1 0 u 输出状态翻转时， uu， THi Uu VUTH5 . 1 (b) Vui3，VD1导通，VD2截止，Vuo8 Vui3，VD1截止，VD2导通，Vuo8 VuV i 33，VD1、VD2均截止，Vuo0 VUTH3 uo ui 0 -1.5V -5V 5V ui 0 -3V3V -8V uo (a) 电压传输特性曲线 (b) 电压传输特性曲线 8.13 电路如图 8.8 所示，已知运放最大输出电压 om U=12V，试求出两电路的门限电 压 TH U，并画出电压传输特性曲线。 图 8.8 习题 8.13 电路图 解： （a） 12 THTH 1212 21 33 oo RR uUuUu RRRR 6V o u 输出状态翻转时，0 uu TH 3VU (b) 12 THomTHom 1212 21 33 RR uUUUU RRRR om 12VU 输出状态翻转时，0 uu TH 6VU uo ui 0 uo ui 0 -6V -6V 6V 6V 6V -6V -3V3V (a) 电压传输特性曲线 (b) 电压传输特性曲线 8.14 电路如图 8.9 所示，运放为理想的，已知运放最大输出电压 om U= 15V，稳压 管的稳定电压为 Z U=6V，且 VD1、VD2、VDZ均为理想的，试画出电压传输特性曲线。 图 8.9 习题 8.14 电路图 解： uu时，运算放大器的输出为-15V 时，V 1 D、V 2 D截止，0 o u VUu THi 3 1 uu时，运算放大器的输出为+15V 时，V 1 D、V 2 D导通，Vuo6 此时，VuUu RR R U RR R u oREFoREF 4 3 1 3 2 21 2 21 1 2TH Uuu TH2 4V i uU ui 0 4V3V 6V uo 电压传输特性曲线 8.15 电路如图 8.10(a)所示，运放为理想的：（1）试求电路的门限电压 TH U，并画 出电压传输特性曲线；（2）输入电压波形如图题 8.10(b)所示，试画出输出电压 o u的波 形。 图 8.10 习题 8.15 电路图 解： oREFoREF uUu RR R U RR R u 3 1 3 2 21 2 21 1 THi Uuuu ，Vuo6 VUTH3 ，VUTH1 ui 0-1V -6V 6V 3V ui t 0 t0 3V -1V 6V -6V uo (a) 电压传输特性曲线 (b) 电压输出波形 8.16 电路如图 8.11 所示，已知运放为理想的，运放最大输出电压 Uom= 15V： （1）A1、A2、和 A3各组成何种基本电路；（2）若 i 5sinut(V)，试画出与之对应的 uo1、uo2和 uo的波形。 图 8.11 习题 8.16 电路图 解： （1）A1反相比例放大电路，A2简单电压比较器，A3电压跟随器 （2） ui t 0 5V -5V uo1 t 0 10V -10V uo2 t 0 6V -6V uo 各点电压输出波形图 8.17 电路如图 8.12 所示， 设二极管和运放都是理想的： （1） A1、 A2各组成什么电路？ （2）求出电路周期 T 的表达式。 图 8.12 习题 8.17 电路图 解：A1迟滞电压比较器，A2反相积分电路 oo u RR R u RR R u 21 2 1 21 1 1 0 11 uu， Zo Uu 1 则门限电压 ZTH U R R U 2 1 当 Zo Uu 1 时 ， VD1导 通 ， 积 分 常 数 为 R5C， o u下 降 ， 当 o u下 降 到 ZTH U R R U 2 1 2 时， 1o u跳变到 Z U， ，此时，VD2导通积分常数为 R6C， o u上升，当 o u 上升到