高频电路课后答案

第四章：正弦波振荡器4-1反馈型正弦波振荡器由哪几部分电路组成？试简述各部分电路的作用。（略）4-2什么是反馈型振荡器的起振条件、 平衡条件和稳定条件？能否从反馈振荡的物理过程来说明这三个条件的实质？（略）4-3振荡电路如图 P4-3所示。图中， L=140μH，C1=12~270PF，C2=20PF，C3=360PF。要求：（1）试画出该电路的交流等效电路。+6V（2）为使电路满足振荡的相位条件，给电感线L133K圈标出正确的同名端。C3（3）说明该电路属于什么类型的振荡电路？0.047μF5100P6.8KLC2C1（4）求振荡器振荡频率的可调范围？2K解：图P4-3题图4．3（1）交流等效电路如右图所示。5100p（2）同名端见右图中的黑点所示。C3RELC2（3）属变压器互感耦合类型的振荡器。C1（4）回路的总电容为CC1C2//C3C1C2C329.388PF~160.615PFC1C2C3fosc1MHzMHz则回路的振荡频率为：2LC4-4试从相位条件出发，判断图P4-4所示的LC振荡器高频等效电路中，哪些可能振荡？哪些不可能振荡？哪些在什么条件下才可能振荡？指出能振荡的电路属于哪种类型？解：（a）可能振荡，属于变压器互感耦合振荡器。 （b）可能振荡，属于变压器互感耦合振荡器。（c）可能振荡，属于变压器互感耦合振荡器。 （d）可能振荡，属于电容三点式振荡器。（e）不可能振荡。（f）可能振荡，属于电感三点式振荡器。 （g）可能振荡，属于电容三点式振荡器（考虑晶体管内部的 BE结电容）。（h）可能振荡,属于电感三点式振荡器，但要求L1、C等效为电容。(i) 可能振荡，属于电容三点式振荡器 ,但要求 L2、C2等效为电容，且L1、C1等效为电感。CL1L2CL1L2L2L1C(a)(b)(c)C1C1C1C2L1C2LLL2(d)(e)(f)LL1C1L1CL2CC3L3L2C2(g)(h)(i)题图图P44-．444-5图P4-5是一种三回路振荡器的交流通路。假设电路的参数有四种情况：①L1C1L2C2L3C3②L1C1L2C2L3C3L3C3C1L1③LCLCL22LCC211233④L1C1L2C2L3C3图-5题图P4．5试分析：（1） 上述四种情况中，哪几种情况可能形成振荡？哪几种不能形成振荡？（2）如能形成振荡，设振荡频率为f0，说明属于哪种振荡电路？需要什么条件？解：令fi1fofi，回路Li、Ci呈容性，反之，若振荡频率fofi，，若振荡频率2LiCi回路Li、Ci呈感性。则有：对于L1C1L2C2L3C3时，可能振荡，属于电感三点式振荡。振荡频率范围为maxf1,f2fof3对于L1C1L2C2L3C3时，不可能振荡，无法满足构成三点式振荡条件。对于L1C1L2C2L3C3时，可能振荡，属于电感三点式振荡。振荡频率范围为maxf1,f2fof3。对于LCLC2LC时，不可能振荡，无法满足构成三点式振荡条件。112334-6振荡器电路如图 P4-6所示。1）画出交流等效电路（CC1、CC2、Ce均视为对交流短路）。判断其属于何种反馈电路？2）分析电路应满足什么条件才能振荡？+VccRb1 RcL2CC1L2C2CC22C1L1C1 L1C3Rb2 C3 Re Ce题图图P44-6．6解：(1)其交流等效电路如右图所示。属于正反馈电路。2）当L1、C1等效为电容，且L2、C2等效为电感时，电路才可能振荡，属于电容三点式振荡。4-7图P4-7所示是一个正弦波振荡器电路。1）画出振荡器交流等效电路。指出它属于哪种类型？2）估算振荡频率f0=？估算反馈系数F=？3）为保证电路能起振，电路增益至少为多少？L+9VRb1140μH22KC1C1100PFCCCbRb2ReLC5~20PC26800PF15K1K2600PF题图P44-．77解：（1）等效电路如上右图所示，属于电容三点式振荡器（考毕兹电路） 。(2)回路总电容为：CC1//C2C90.71PF~105.71PFfosc1MHzMHz振荡频率为：2LCC11000.17。反馈系数为：F600C2（3）为了保证电路起振，则要求FA1即电路的增益至少为A16。F4-8振荡电路如图 P4-8所示。图中 Cb、Ce、Cφ均视为对高频短路； LC、LD为高频扼流圈。已知电路中： L1=200μH、L2=10μH、C1=0.001μF、C2=300PF。要求：1）画出交流等效电路。指出它属于哪种电路形式？2）估算振荡频率f0（忽略互感系数M）。3）分析电路是否能满足振荡的相位条件。CRb1C2C1bRb2CeL1L2C1C2ReLDCL1L2-12V题图P44．-88解：（1）交流等效电路如右图所示。它属于电感三点式振荡器。（2）振荡频率为：fosc110.634MHzC1C22L1L2C22L1L2C1C21KHzf1（3）L1、C1的支路串联谐振频率为2L1C1。因为foscf1，因此L1、C1支路的电抗呈现为感抗，因此满足相位振荡条件。4-9某电视机高频调谐器中的本机振荡器电路如图P4-9所示。（1）画出其交流等效电路。指出它属于哪种电路形式？（2）试求，当工作频率在90~280MHZ时，回路电感L的可调范围为多少？+12V510ΩCLC315KC4C315PFC2LC48.2PFC13.3PF5.1KC1C2Re2.2PF1题图图P44-9．9解：（1）其交流等效电路如右图所示。它属于电容三点式振荡电路（西勒形式）1（2）回路的总电容为 CC44.8548PF111C1 C2 C3当工作频率在 90~280MHZ时，回路电感 L的可调范围为L112C0.644H~66.55nH2f2C4-10 某振荡器电路如图 P4-10所示。图中已知可调电容 C=15~47PF，LC为高频扼流圈。（1） 画出其交流等效电路。指出它属于哪种电路形式？（2）估算振荡频率可调范围f0min~f0max。RCLCC3RCLCC34.7PF4.7PF20PF20PFR2CbR1100μHR2CbR1100μHC2C2ReRe60PF60PF-9V-9V题图4．10题图4．10图P4-10图P4-10解：（1）其交流等效电路如右图所示。它属于电容三点式振荡电路（西勒形式）（2）回路的总电容为C1C4C3C419.7PF~51.7PF111C1C2C3振荡频率为：fosc1MHzMHz。LC2.213~3.58524-11晶体振荡电路如图 P4-11所示。1）画出该电路的交流等效电路。说明石英晶体在电路中的作用，并指出该电路属于哪种类型？（2） 若石英晶振器频率为 f0，L1C1、L2C2回路的谐振频率分别为 f01、f02，试分析三个频率之间具备什么关系时，电路才能产生振荡？+VccC1 L11L2C1L1R2L2C2CeReC2题图P44-．1111解：（1）其交流等效电路如右图所示。 晶体在电路中谐振时作电感用， 属于晶体的并联谐振。（2）要求L1、C1及L2、C2在谐振时等效为电容性，则必须要求满足以下关系：f1 f0 f24-1210MHZ晶体振荡器如图P4-12所示。图中，Ce、Cφ视为对高频短路，LC为高频扼流圈。1）画出交流等效电路。指出该晶振电路属于哪种类型？2）说明晶振器及C、C3在电路中的作用。（3） 计算反馈系数 F=？求出电路能维持振荡的最小增益 AV。8/30PFC3C20PFC1LCC3150PFR1C2R2CeReC11300P5.6K0.1μF3.9KC2C0.1μF+15V题图P4．-1212解：（1）其交流等效电路如右图所示。 晶体在电路中谐振时作电感用， 属于晶体的并联谐振。（2）其作用为微调振荡器的振荡频率。C11500.511（3）反馈系数为F300，维持振荡的最小增益为A2。C2F0.54-1310MHZ 晶体振荡如图 P4-13所示。（1）画出交流等效电路。指出晶振电路的类型及晶振器在电路中的作用。（2）估算反馈系数F及维持振荡的最小增益AV。（3）求电感线圈L=？+12VCR1LC0.03μF20KC1C1L43PFCbR2ReREC2C20.03μF2.2K1.6K270PF题图图P44-．1313解：（1）其交流等效电路如右图所示。 晶体在电路中谐振时作短路用， 属于晶体的串联谐振。（2）反馈系数为FC1430.16，维持振荡的最小增益为A116.28。C2270F0.16CC1C2PF（3）回路的总电容为C1C2，则电感为：L116.83H2C2f2C4-14晶体振荡器电路如图P4-14所示。1）画出交流等效电路，并指出晶振电路的类型及晶振器在电路中的作用。2）说明LC回路及晶体管T2的作用。若图中石英晶体的基频为1.67MHZ，求振荡器工作频率f0=？+VccC20K0.1μFT13~10PF200P5.6KT2CLV020PF300P4.7μHT1CL3/10P20PFC2.7K1.5K200PF题图4．14图P4-14解：（1）其交流等效电路如右图所示。 晶体在电路中谐振时作电感用， 属于晶体的并联谐振。（2）LC回路的作用是等效为电容，并且选择晶体的泛音频率，晶体管T的作用是跟随输出，2起输出缓冲作用。1MHzfLC（3）因为LC并联谐振回路的频率为2LC，则振荡回路的工作频率必须大于4.238MHz,因此晶体的三次泛音满足其要求，即31.675.01MHz，所以震荡器工作在晶体的三次泛音上，振荡频率为5.01MHz。4-15某压控振荡器如图 P4-15所示。图中 C=6800PF，可视为对高频的容抗很小，近似为零，对低频表现容抗较大；C=5μF很大，对低频看作通路；L为高频扼流圈。（1）画出其简化高频等效电路，指出石英晶体在电路中的作用。（2）画出变容二极管的直流偏置电路，说明电位器RP1的作用。（3）画出变容二极管低频控制信号u的通路，说明电位器RP2在电路中的作用。C251