通信电路基础(沈琴版)第三章答案

第三章正弦波振荡器习题参考答案3－1根据振荡器的相位平衡条件，试判断图P3－1所示交流电路中，哪些可能产生振荡，哪些不能产生振荡，若产生振荡，则要说明是属于哪种振荡电路？图P3－1解：根据振荡器的相位平衡条件图P3－1（a）可能振荡，为变压器耦合LC正弦振荡电路。图P3－1（b）不能振荡，图中变压器同名端构成的反馈为负反馈。图P3－1（c）不能振荡，不满足三点式振荡器相位构成原则。图P3－1（d）可能振荡，如图P3－1J所示的串、并联谐振回路的电抗特性图P3－1J可知，作为并联谐振回路，当Off时呈容性，当Off时呈感性；作为串联谐振回路，当Off时呈感性，当Off时呈容性。图P2－1（d）所示电路中，若2OSC2212πffLC，则L2C2并联回路呈感性；若osc111π21=fCLf，则L1C1并联回路呈容性，根据三点式振荡器组成原则，故图2－1（d）所示电路可能构成电感三点式振荡电路。图P3－1（e）可能振荡，当满足3OSC312πffLC时，3LC串联支路呈感性，电路为电容三点式振荡电路。图P3－1（f）不能振荡，不满足三点式振荡电路的条件。3－2试画出图P3－2所示各振荡器的交流等效电路，并用振荡的相位平衡条件判断哪些电路可能产生振荡？哪些不能产生振荡？图中EC、BC、CC均为交流旁路电容或隔直耦合电容。图P3－2解：图P3－2所示各振荡电路的交流等效电路如图P3－2J所示，图P3－2J图P3－2（a）所示电路可能振荡，为电容三点式振荡电路。图P3－2（b）所示电路不能振荡，不符合三点式振荡电路组成原则。图P3－2（c）所示电路不能振荡，不符合三点式振荡电路组成原则。图P3－2（d）所示电路可能振荡，当满足OSC3OSC1LC时，3oscLω支路呈容性，电路可构成电感三点式振荡电路。3－3试检查图P3－3所示振荡电路有哪些错误？并加以改正。图中EC、BC均为交流旁路电容或隔直流电容。EL和BL均为高频扼流圈。图P3－3解：(1)图P3－3（a）中，去掉EC加BC保证基极交流接地，反馈线串联隔直电容CC，用于隔断直流电源CCV的影响。改正后电路如图P3－3J（a）所示。(2)图P3－3（b）中，L与1C对换，基极交流通路经电容BC到2C与L的连接处。正电源为集电极馈电。该电路为电容三点式振荡器。改正后电路如图P2－3J（b）所示。(3)图P3－3（c）中，去掉EC，加BC和CC保证基极交流接地，2L改为1C，构成电容三点式振荡器。改正后电路如图P3－3J（c）所示。(4)图P3－3（d）的正确电路如图P3－3J（d）所示。(5)图P3－3（e）的电路正确。当LC支路发生串联谐振时，阻抗近似为零，这样LC支路引入的正反馈将大于fR支路引入的负反馈，电路可以发生谐振。(6)图P3－3（f）的正确电路如图P3－3J（f）所示。图P3－3J3－4在图P3－4所示三个谐振回路振荡器交流通路中，若电路参数之间的关系为：（1）112233LCLCLC；（2）112233LCLCLC；（3）223311LCLCLC。试分析上述三种情况下电路能否振荡。若能振荡，则属于哪种类型的振荡电路？其振荡频率与各回路的固有频率之间是什么关系？图P3－4解：作为并联谐振回路，当OOSC时呈感性，当OOSC时呈容性。如果是电容三点式，则应满足o3osc331LC，o1osc111=LC，o2osc221LC；若是电感三点式，则应有o3OSC，o2osc,o1osc。（1）式中112233LCLCLC,即o1o2o3；画出三个回路的电抗的合成曲线如图：说明OSC能满足o1o2osco3，所以该电路可以构成电容三点式振荡电路。（2）式中112233LCLCLC,即o1o2o3；画出三个回路的电抗的合成曲线如图：说明oscO能满足o1o2osco3，电路可构成电感三点式振荡电路。（3）式中223311LCLCLC,O2O3O1；画出三个回路的电抗的合成曲线如图：由图可见无论是还是都不能满足三点式构成的原则，所以不能振荡。3－5在图P3－5所示的三点式振荡电路中，已知1.3μHL，1100pFC，22000pFC，0100Q，L1kΩR，E700R，晶体三极管的bc20pFC，试问EQI大于何值时振荡器才能满足起振条件？[参考答案：EQ0.58mAI]图P3－5解：由振荡器起振条件知3mLfiLimfeLLEee1111111,10S,vvggkggggkRRRRrr－＝将mi=gg代入起振条件，得m22be2ffEQ1fm12e,2020pF10010.047,100202026mVvvvggCCCkkICkgCCr，－其中＝LEQ2fvfv260.58mAgIkk＝－*3－6在图P3－6所示的电容三点式振荡电路中，已知0.5μHL，151pFC，23300pFC，312~250pFC,L5kΩR,m30mSg,bc20pFC，080Q,试求能够起振的频率范围。[参考答案：16.38～28.5MHz]图P3－6解：画出图P3－6所示电路的微变等效电路如图P3－6J所示，图P3－6J根据起振条件，mLfif1f22bef12me1,3320pF0.015130mSvvvvggkgkCkCCCkCCgr，，代入起振条件得mS443.0′Lg，又因eoLL1+1=′RRg，Ωk115.4=Ωk10×210×443.0143eo－－－R则能满足起振条件的振荡频率为6eoOSC0102.910rad/sRLQ由图P3－61所示电路可知，总电容21213∑′+′+=CCCCCC其中，当pF12=3C时，6OSC162.23pF,179.210rad/sCLC＝其中，当pF250=3C时，6OSC1300pF,8210rad/sCLC＝可见，该振荡器的振荡角频率的取值范围为rad/s10×)2.179~9.102(=~6maxminωω振荡频率的取值范围为MHz)52.28~38.16(=~maxminff3－7如图P3－7所示振荡电路，其中10.01μFC，2300pFC，1200μHL，210μHL，且BC、EC对工作频率可视为交流短路。（1）试画出交流通路（2）求该电路的振荡频率OSCf和反馈系数fυk。[参考答案：OSCfυ644kHz,0.052fk]图P3－7解：（1）试画出交流通路如图P3－7J所示。（2）电路的振荡频率OSCf和反馈系数fυk为OSC1241212OSC46OSC2fvOSC1OSC112π(20010)μH210μH310F1.031kHz644kHz32π10210101.030.0521fLCLLLCCCCCfLkLC－－－－图P3－7J3－8如图P3-8所示的考毕兹振荡器中，12200pFCC，由于外界影响，引起晶体管输出电容变化，使1C变化8pFC，试求：（1）电路的相对频率稳定度。（2）若将1C、2C增大10倍，L减小10倍，C仍为原值，电路的相对频率稳定度变为多少？（3）若Ofv45MHz,=0.2μH,0.3fLk并略去晶体管输入输出阻抗的影响，试计算1C、2C值。图P3-8[参考答案：（1）210，（2）310，（3）pF81=pF272=12CC，]解：（1）接入系数1ce11j1jCCnCC22cece1(1)CCCnCC因为OOOOOO1,2fLCLCLCfLC而OceceO10,,,2fCLCCCCfC将(1)式代入得2O122O1111100pF22fCCCCCCCfCCC而∥所以频率稳定度为2O2O11008102200ff（2）若将1C、2C增大10倍，L减小10倍，C仍为原值，这时1000pF,0,8pFCLC频率稳定度为3O2O1100081022000ff（3）若Ofv45MHz,=0.2μH,0.3fLk并略去晶体管输入输出阻抗的影响，试计算1C、2C值。)4(+=)3(=j1j1=)2(π21=2121∑2112fv∑oCCCCCCCCωCωkLCf由（2）式得()pF6.62=π21=2o∑LfC由（3）式得式，代入)4(,3.0==21fvCCk得pF81=pF272=12CC，3－9如图P3-9所示，求该振荡器振荡频率和起振条件。[参考答案：21υ2RRAR，osc12fLC]图P3-9解：设流过反馈支路的电流为I，起振条件1Akvfv2121,,VkVIRVIRjLRVCffvfoo谐振时1210,LVIRRCo所以221212IRRkIRRRRfv而1Akvfv，所以起振条件为122RRARv谐振频率osc12fLC3－10如图P3-10所示考毕兹振荡器的OSC45MHzf，0.2μHL，fυ0.3k，忽略三极管极间电容的影响，试求1C、2C值。[参考答案：81.4pF，271.3pF]图P3-10解：1122212OSC162.6pF0.362.6pF2CCCCkCCCCfL，，fv将120.3CC代入上式，得：1281.4pF,=271.3pFCC3－11如图P3-11所示电路，12510pF,2200pF,245μH,CCLL为1N匝，'L为2N匝，(1)试画出交流通路，说明振荡类型。(2)求OSCf及反馈系数fvk。[参考答案：OSC500kHzf](3)若211NN，在回路两端测得频率比输出端A、B测得频率低，为什么？应取哪一个为OSCf？图P3-11图P3-11J解：(1)画出交流通路如图P3-11J所示。(2)121,414pF2fCCCLC∥＝osc6121kHz=500kHz22451041410fosc2122004.3510CkCfv(3)若211NN，在测量回路两端频率时，仪表的输入电容与2C并联，使C上升，导致振荡频率下降，从而使输出端AB测得的数据合理，因为测量仪表对电流的影响小。3-12如图P32-12所示振荡器中，121.8mHLL,1000pFC，试求：(1)若0M时的OSCf？(2)若0M时OSCOSC0.8ff，求耦合系数k。[参考答案：(1)83.9kHz，(2)0.56]图P3-12解：(1)若0M时，OSC12fLC,12LLLOSC3121kHz=83.9kHz21.8210100010f22312OSC11mH=3.6mH2283.910100010LfC(2)若0M时,122LLLM,OSCOSC0.867.15kHzff2231211mH=5.6mH2267.1510100010LfCOSC121mH2LLLM偶合系数121=0.5618MkLL3－13如图P3－13所示西勒振荡器，123100PF,10pF,5μHCCCL，振荡频率O10~15MHzf，试求4C的变化范围。[参考答案：14.2～42.3pF]图P3－13解：由于44321∑+3.8+=CCCCCC＝∥∥OSC2OSC11,(2π)2πfCfLLC所以42OSC18.38.3(2π)CCfL－＝－当OSC10MHzf时，p