高频电子线路第三章习题解答.doc

3-1 若反馈振荡器满足起振和平衡条件，则必然满足稳定条件，这种说法是否正确？为什么？
解：否.因为满足起振与平衡条件后，振荡由小到大并达到平衡。但当外界因素(T、VCC)变化时，平衡条件受到破坏，若不满足稳定条件，振荡器不能回到平衡状态，导致停振。
3-2 一反馈振荡器，欲减小因温度变化而使平衡条件受到破坏，从而引起振荡振幅和振荡频率的变化，应增大和，为什么？试描述如何通过自身调节建立新平衡状态的过程（振幅和相位）。
解：由振荡稳定条件知：
振幅稳定条件：
相位稳定条件：
若满足振幅稳定条件，当外界温度变化引起Vi 增大时，T(wosc)减小，Vi 增大减缓，最终回到新的平衡点。若在新平衡点上负斜率越大，则到达新平衡点所需Vi的变化就越小，振荡振幅就越稳定。
阻止wosc增大，
wosc¯ ­
若满足相位稳定条件，外界因素变化®wosc ­®jT(w)¯

最终回到新平衡点。这时，若负斜率越大，则到达新平衡点所需wosc的变化就越小，振荡频率就越稳定。

3-3 并联谐振回路和串联谐振回路在什么激励下（电压激励还是电流激励）才能产生负斜率的相频特性？
解：并联谐振回路在电流激励下，回路端电压的频率特性才会产生负斜率的相频特性，如图(a)所示。串联谐振回路在电压激励下，回路电流的频率特性才会产生负斜率的相频特性，如图(b)所示。

3-5 试判断下图所示交流通路中，哪些可能产生振荡，哪些不能产生振荡。若能产生振荡，则说明属于哪种振荡电路。

解：
(a) 不振。同名端接反，不满足正反馈；
(b) 能振。变压器耦合反馈振荡器；
(c) 不振。不满足三点式振荡电路的组成法则；
(d) 能振。但L2C2回路呈感性，wosc < w2，L1C1回路呈容性，wosc > w1，组成电感三点式振荡电路。
(e) 能振。计入结电容Cb¢e，组成电容三点式振荡电路。
(f) 能振。但L1C1回路呈容性，wosc > w1，L2C2回路呈感性，wosc > w2，组成电容三点式振荡电路。

3-6 试画出下图所示各振荡器的交流通路，并判断哪些电路可能产生振荡，哪些电路不能产生振荡。图中，CB、CC、CE、CD为交流旁路电容或隔直流电容，LC为高频扼流圈，偏置电阻RB1、RB2、RG不计。

解：画出的交流通路如图所示。

(a)不振，不满足三点式振荡电路组成法则。
(b) 可振，为电容三点式振荡电路。
(c) 不振，不满足三点式振荡电路组成法则。
(d) 可振，为电容三点式振荡电路，发射结电容Cb¢e为回路电容之一。
(e) 可振，为电感三点式振荡电路。
(f) 不振，不满足三点式振荡电路组成法则。

3-7 如图所示电路为三回路振荡器的交流通路，图中f01、f02、f03分别为三回路的谐振频率，试写出它们之间能满足相位平衡条件的两种关系式，并画出振荡器电路（发射极交流接地）。

解：(1) L2C2、L1C1若呈感性，fosc < f01、f02，L3C3 呈容性，fosc > f03，所以f03 < fosc < f01、f02。
(2) L2C2、L1C1若呈容性，fosc > f01、f02，L3C3 呈感性，fosc < f03，所以f03 > fosc > f01、f02。

3-8 试改正如图所示振荡电路中的错误，并指出电路类型。图中CB、CD、CE均为旁路电容或隔直流电容，LC、LE、LS均为高频扼流圈。

解：改正后电路如图所示。

图(a)中L改为C1，C1改为L1，构成电容三点式振荡电路。
图(b)中反馈线中串接隔值电容CC，隔断电源电压VCC。
图(c)中去掉CE，消除CE对回路影响，加CB和CC以保证基极交流接地并隔断电源电压VCC；L2改为C1构成电容三点式振荡电路。

3-9 试运用反馈振荡原理，分析如图所示各交流通路能否振荡。

解：图(a)满足正反馈条件，LC并联回路保证了相频特性负斜率，因而满足相位平衡条件。
图(b)不满足正反馈条件，因为反馈电压比滞后一个小于90°的相位，不满足相位平衡条件。
图(c)负反馈，不满足正反馈条件，不振。

3-13 在下图所示的电容三点式振荡电路中，已知L = 0.5 mH，Cl = 51 pF，C2 = 3300 pF， C3 =（12 ~ 250）pF，RL = 5 kW，gm = 30 mS，Cb¢e = 20 pF，b 足够大。Q0 = 80，试求能够起振的频率范围，图中CB、CC对交流呈短路，LE为高频扼流圈。

解：在LE处拆环，得混合Ⅱ型等效电路如图所示。

由振幅起振条件知， (1)
式中，其中。
代入(1)，得
由，得
则能满足起振条件的振荡频率为。
由图示电路知，。
当C3 = 12pF时，CS = 62.23 pF，
当C3 = 250pF时，CS = 300 pF。
可见该振荡器的振荡角频率范围wmin ~ wmax = (102.9 ~ 179.2) ´ 106 rad/s，
即振荡频率范围fmin ~ fmax = 16.38 ~ 28.52 MHz。

3-15 一LC振荡器，若外界因素同时引起w0、jf、Qe变化，设，，分别大于Qe或小于Qe，试用相频特性分析振荡器频率的变化。
解：振荡回路相频特性如图，可见：

(1)当时，，且；
(2)当时，设为，；
(3)当Qe增加时，相频特性趋于陡峭，
jf不变，wosc ¯
jf变化，Qe ­® D wosc ¯，Qe ¯® D wosc­。

3-16 如图所示为克拉泼振荡电路，已知L = 2 mH，C1=1000 pF，C2 = 4000 pF，C3 = 70 pF，Q0 = 100，RL = 15 kW，Cb¢e = 10 pF，RE = 500 W，试估算振荡角频率wosc值，并求满足起振条件时的IEQmin。设 b 很大。

解：振荡器的交流等效电路如图所示。由于C1>> C3，C2 >> C3，因而振荡角频率近似为

已知 Re0 = woscLQ0 =16.9 kW

求得

又
根据振幅起振条件， 即求得IEQ > 3.21mA

3-18 试指出如图所示各振荡器电路的错误，并改正，画出正确的振荡器交流通路，指出晶体的作用。图中CB、CC、CE、CS均为交流旁路电容或隔直流电容。

解：改正后的交流通路如图所示。

图(a)L用C3取代，为并联型晶体振荡器，晶体呈电感。
图(b)晶体改接到发射极，为串联型晶体振荡器，晶体呈短路元件。

3-22 试判断如图所示各RC振荡电路中，哪些可能振荡，哪些不能振荡，并改正错误。图中，CB、CC、CE、CS对交流呈短路。

解：改正后的图如图所示。

(a)为同相放大器，RC移相网络产生180°相移，不满足相位平衡条件，因此不振。改正：将反馈线自发射极改接到基极上。
(b)中电路是反相放大器，RC移相网络产生180°相移，满足相位平衡条件，可以振荡。
(c)中放大环节为同相放大器，RC移相网络产生180°相移，不满足相位平衡条件，因此不振。改正：移相网络从T2集电极改接到T1集电极上。
(d)中放大环节为反相放大器，因为反馈环节为RC串并联电路，相移为0°，所以放大环节应为同相放大。改正：将T1改接成共源放大器。

3-23 图（a）所示为采用灯泡稳幅器的文氏电桥振荡器，图（b）为采用晶体二极管稳幅的文氏电桥振荡器，试指出集成运算放大器输入端的极性，并将它们改画成电桥形式的电路，指出如何实现稳幅。

解：电桥形式电路如图所示。

(a)中灯泡是非线性器件，具有正温度系数。起振时，灯泡凉，阻值小(Rt)，放大器增益大，便于起振。随着振荡振幅增大，温度升高，Rt增加，放大器增益相应减小，最后达到平衡。
(b)中D1、D2是非线性器件，其正向导通电阻阻值随信号增大而减小。起振时，D1、D2截止， 负反馈最弱，随着振荡加强，二极管正向电阻减小，负反馈增大，使振幅达到平衡。