查丽斌模电答案习 题 8

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AF?1，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AF??1，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20Hz～20KHz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20Hz~20KHz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Rp的最小值；（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，

A?F??1

2）求振荡频率的f0FmaxRf?Rp1?， A?(1?) 3R1 ∴Rp?5.3K? f0?1?(145~1590)Hz

2?(R2?R3)C8.8 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R1短路，电路将产生什么现象；（3）若R1断路，电路将产生什么现象；（4）若Rf短路，电路将产生什么现象；（5）若Rf断路，电路将产生什么现象。

图8.3 习题8.8电路图

解：若R1短路，电路没有稳幅网络，电路可能输出方波； 若R1断路，电路不满足振幅条件，电路停振，输出电压为零； 若Rf短路，电路不满足振幅条件，电路停振，输出电压为零； 若Rf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R1?10k?，若产生稳定振荡，则Rf约为多少？

（3）已知R1?10k?,Rf?15k?，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？

RfR1C+-?A+uoR

RC图8.4 习题8.9电路图

解：（1）减小R或者C的值；

（2）若R1?10k?，Rf约为20k?；

（3）若R1?10k?，Rf?15k?，则电路会停振，输出为0，因为不满足振幅条件； （4）Rf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。

VccRb1CL1*VT*+-L2UfRcRb1CB1VTVccCB2uoC1LC2CBRb2ReCERb2ReCE

（a） (b)

L1L2uoC1CB1Rb2C2LCB1Rb1VTVccRcRb1VTVccCB2CCERb2ReRe

(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。

RfR1-+A+?RcRb1RCb1Rb2VT1VT2VccRCLRe1Re2

(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UTH，并画出电压传输特性曲线。

-+VDz-+uiUREF3VR210KA+?R32K3VA1+?VD1RVDzuouo?5Vui+A-3V-(b)?8V?R120K(a)+VD2

图8.7 习题8.12电路图

解：（a）u??R1R221ui?UREF?ui?UREF

R1?R2R1?R233 u??0

输出状态翻转时，u??u?，ui?UTH ∴ UTH??1.5V

(b) ui?3V，VD1导通，VD2截止，uo??8V ui??3V，VD1截止，VD2导通，uo??8V ?3V?ui?3V，VD1、VD2均截止，uo?0V

∴ UTH??3V

uo5V-1.5V-3Vuo3V0-5Vui0ui-8V

(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Uom=?12V，试求出两电路的门限电压UTH，并画出电压传输特性曲线。

图8.8 习题8.13电路图

解：（a）uR1R??R?RU?2Ru2?1THo?UTHuo

12R1?233 uo??6V

输出状态翻转时，u??u??0 ∴ UTH??3V

(b) u??R1RUR221TH?Uom?UTH?Uom

1?R2R1?R233 Uom??12V

输出状态翻转时，u??u??0 ∴ UTH??6V

uo6V3V6Vuo-3V0-6Vui-6V0-6V6Vui

(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Uom= ±15V，稳压管的稳定电压为UZ=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：u??u?时，运算放大器的输出为-15V时，VD1、VD2截止，uo?0 ∴ ui?UTH1?3V

u??u?时，运算放大器的输出为+15V时，VD1、VD2导通，uo?6V 此时，u??R1R221UREF?uo?UREF?uo?4V

R1?R2R1?R233 u??u??UTH2 ∴ ui?UTH2?4V

uo6V03V4Vui

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UTH，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uo的波形。

图8.10 习题8.15电路图

解：u??R1R221UREF?uo?UREF?uo

R1?R2R1?R233 u??u??ui?UTH，uo??6V ∴ UTH??3V，UTH???1V

ui3V0-1Vt6Vuo6V-1V0-6V3Vui-6V0t

(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ui?5sin?t(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）

ui5V0-5Vtuo110V0-10Vtuo26Vuo0-6Vt

各点电压输出波形图 （2）求出电路周期T的表达式。

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？

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 u1??R1R2uo1?uo

R1?R2R1?R2 u1??u1??0，uo1??UZ 则门限电压UTH??R1UZ R2 当uo1??UZ时，VD1导通，积分常数为R5C，uo下降，当uo下降到

UTH2??R1，此时，VD2导通积分常数为R6C，uo上升，当uoUZ时，uo1跳变到?UZ，

R2R1UZ时，uo1跳变到?UZ，可得下图。 R2UZ1T1(?U)dt?U?T1?UTH2 ZTH2?0R6CR6C上升到UTH1??由图可见，在T1期间：

UTH1??∴ T1?2R1R6C R22R1R5C R2同理，可得 T2? f0?R211?? TT1?T22R1C(R5?R6)uo1UZUTH1UTH20T1T2uot-UZ

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