(完整版)高频电子线路作业及答案(胡宴如狄苏燕版)四章

第4章 正弦波振荡器

4.1 分析下图P4.1所示电路，标明次级数圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。

[解] (a) 同名端标于二次侧线圈的下端

601260.87710Hz 0.877MHz 2π2π3301010010f LC --===⨯=⨯⨯⨯

(b) 同名端标于二次侧线的圈下端

606120.77710Hz 0.777MHz 2π1401030010f --==⨯=⨯⨯⨯

(c) 同名端标于二次侧线圈的下端

60612

0.47610Hz 0.476MHz 2π5601020010f --==⨯=⨯⨯⨯

4.2 变压器耦合LC 振荡电路如图P4.2所示，已知360pF C =，280μH L =、50Q =、20μH M =，晶体管的fe 0ϕ=、5oe 210S G -=⨯，略去放大电路输入导纳的影响，试画出振荡器

起振时开环小信号等效电路，计算振荡频率，并验证振荡器是否满足振幅起振条件。

[解] 作出振荡器起振时开环Y 参数等效电路如图P4.2(s)所示。

12

略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于

0612

Hz=0.5MHz

2π2π2801036010

f

LC--

==

⨯⨯⨯

略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为

5

66

11

21042.7μS

502π0.51028010

e oe oe

o

G G G G S S

Q L

ρω

-

-

=+=+=⨯+=

⨯⨯⨯⨯⨯

由于三极管的静态工作点电流

EQ

I为

1210

0.7

1233

0.6mA

3.3k

EQ

V

I

⨯

⎛⎫

-

⎪

+

⎝⎭

==

Ω

所以，三极管的正向传输导纳等于

/0.6/260.023S

fe m EQ T

Y g I U mA mV

≈===

因此，放大器的谐振电压增益为

o m

uo

e

i

U g

A

G

U

-

==

g

g

g

而反馈系数为

f

o

U j M M

F

j L L

U

ω

ω

-

=≈=-

g

g

g

这样可求得振荡电路环路增益值为

6

0.02320

38

42.710280

m

e

g M

T A F

G L-

====

⨯

g g

g g

由于T>1，故该振荡电路满足振幅起振条件。

4.3试检查图P4.3所示振荡电路，指出图中错误，并加以改正。

[解](a) 图中有如下错误：发射极直流被

f

L短路，变压器同各端标的不正确，构成负反馈。改正图如图P4.3(s)(a)所示。

(b) 图中有如下错误：不符号三点式组成原则，集电极不通直流，而

CC

V通过L直接加到发

射极。只要将

1

C和L位置互换即行，如图P4.3(s)(b)所示。

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4.4根据振荡的相位平衡条件，判断图P4.4所示电路能否产生振荡？在能产生振荡的电路中，求出振荡频率的大小。

[解](a) 能；6

126

0.1910Hz0.19MHz

4700

2π1030010

2

f

--

==⨯=

⨯⨯⨯

(b) 不能；

(c) 能；6

0126

0.42410Hz0.424MHz

2π47010(100200)10

f

--

==⨯=

⨯⨯+⨯

4.5画出图P4.5所示各电路的

交流通路，并根据相位平衡条件，

判断哪些电路能产生振荡，哪些电

路不能产生振荡(图中

B

C、

E

C、

C

C

为耦合电容或旁路电容，

C

L为高频

扼流圈)。

[解]各电路的简化交流通路

分别如图P4.5(s)(a)、(b)、(c)、(d)

所示，其中

(a) 能振荡；(b) 能振荡；

(c) 能振荡；(d) 不能振荡。

14

4.6图P4.6所示为三谐振回路振荡器的交流通路，设电路参数之间有以下四种关系：(1)

112233

L C L C L C

>>；(2)

112233

L C L C L C

<<；(3)

112233

L C L C L C

=>；(4)

112233

L C L C L C

<=。试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率与各回路的固有谐振频率有何关系？

[解]令

010203

112233

,,

2π2π2π

f f f

L C L C L C

===

(1)

112233

L C L C L C

>>，即

010203

f f f

<<

当

01

f f

<时，

1

X、

2

X、

3

X均呈感性，不能振荡；

当

0102

f f f

<<时，

1

X呈容性，

2

X、

3

X呈感性，不能振荡；

当

0203

f f f

<<时，

1

X、

2

X呈容性，

3

X呈感性，构成电容

三点式振荡电路。

(2)

112233

L C L C L C

<<，即

010203

f f f

>>

当

03

f f

<时，

1

X、

2

X、

3

X呈感性，不能振荡；

当

0302

f f f

<<时，

3

X呈容性，

1

X、

2

X呈感性，构成电感三点式振荡电路；

当

0201

f f f

<<时，

2

X、

3

X呈容性，

1

X呈感性，不能振荡；

当

01

f f

>时，

1

X、

2

X、

3

X均呈容性，不能振荡。

(3)

112233

L C L C L C

=>即010203

f f f

=<

当

0102

()

f f f

<时，

1

X、

2

X、

3

X均呈感性，不能振荡；

当

010203

()

f f f f

<<时，

1

X、

2

X呈容性，

3

X呈感性，构成电容三点式振荡电路；

当

03

f f

>时，

1

X、

2

X、

3

X均呈容性，不振荡。

(4)

112233

L C L C L C

<=即010203

f f f

>=

0203

()

f f f

<时，

1

X、

2

X、

3

X均呈感性；

020301

()

f f f f

<<时，

2

X、

3

X呈容性，

1

X呈感

性；

01

f f

>时，

1

X、

2

X、

3

X均呈容性，故此种情况下，电路不可能产生振荡。

4.7电容三点式振荡器如图P4.7所示，已知LC谐振回路的空载品质因数60

Q=，晶体管

的输出电导5

oe

2.510S

G-

=⨯，输入电导3

ie

0.210S

G-

=⨯，试求该振荡器的振荡频率

f，并验

证

CQ

0.4mA

I=时，电路能否起振？

[解](1)求振荡频率

f，由于