电子线路(非线性部分)习题完全答案(谢嘉奎第四版)

电子线路(非线性部分)习题完全答案(谢嘉奎第四版)1-2一功率管，它的最大输出功率是否仅受其极限参数限制？为什么？解：否。

还受功率管工作状态的影响，在极限参数中，PCM还受功率管所处环境温度、散热条件等影响。

第二章2-1为什么谐振功率放大器能工作于丙类，而电阻性负载功率放大器不能工作于丙类？解：因为谐振功放的输出负载为并联谐振回路，该回路具有选频特性，可从输出的余弦脉冲电流中选出基波分量，并在并联谐振回路上形成不失真的基波余弦电压，而电阻性输出负载不具备上述功能。

2-2放大器工作于丙类比工作于甲、乙类有何优点？为什么？丙类工作的放大器适宜于放大哪些信号？解：(1)丙类工作，管子导通时间短，瞬时功耗小，效率高。

(2)丙类工作的放大器输出负载为并联谐振回路，具有选频滤波特性，保证了输出信号的不失真。

为此，丙类放大器只适宜于放大载波信号和高频窄带信号。

2-4试证如图所示丁类谐振功率放大器的输出功率PoCVCC2VCE(at)VCC2(VCC2VCE(at))2，集电极效率2πRL。

已知VCC=18V，VCE(at)=0.5V，RL=50，试求放大器的PD、Po和C 值。

解：(1)vA为方波，按傅里叶级数展开，其中基波分量电压振幅Vcm(VCC2VCE(at))。

通过每管的电流为半个余弦波，余弦波幅度Icm Vcm2(VCC2VCE(at))，其中平均分量电流平均值RLπRL2πIC0Icmπ所以PoVcmIcm1222(V2V)CCCE(at)π2RL2VCC(VCC2VCE(at))π2RLPDVCCIC0CPo/PDVCC2VCE(at)VCC(2)PD2VCC(VCC2VCE(at))1.24Wπ2RLPo2(VCC2VCE(at))21.17W2πRLCPo/PD94.36%2-5谐振功率放大器原理电路和功率管输出特性曲线如图所示，已知VCC=12V，VBB=0.5V，Vcm=11V，Vbm=0.24V。

试在特性曲线上画出动态线。

若由集电极电流iC求得IC0=32mA，IcIm=54mA，试求PD、Po、C及所需的Re。

解：(1)vCEVCCVcmcot(1211cot)VvVVcot(0.50.24cot)VBBbmBE(2)PDVCCIC0384mWPoVcmIcm297mW2CPo/PD77.34%Re=Vcm/Ic1m=2042-8谐振功率放大器工作在欠压区，要求输出功率Po=5W。

己知VCC=24V，VBB＝VBE(on)，Re=53，设集电极电流为余弦脉冲，即iC=Cma某i0cotvb0vb0试求电源供给功率PD、集电极效率C。

解：因为VBB=VBE(on)，放大器工作在甲乙类，近似作乙类，Poπ12IcmRe2πIc1m2Po因为IC0121121idti，IicotdtiCma某，CCma某c1mπC2ππππ222所以IC02Ic1m276.3mA则PDVCCIC06.63W，CPo/PD75.42%2-12设两个谐振功率放大器具有相同的回路元件参数，它们的输出功率Po分别为1W和0.6W。

现若增大两放大器的VCC，发现其中Po=1W放大器的输出功率增加不明显，而Po=0.6W放大器的输出功率增加明显，试分析其原因。

若要增大Po=1W放大器的输出功率，试问还应同时采取什么措施（不考虑功率管的安全工作问题）？解：Po=1W的放大器处于临界或欠压状态，增大VCC时，放大器更趋于欠压状态，Ic1m略有增大。

因此PoPoVCCRe或VBB）Po=0.6W的放大器处于过压状态，VCC增大，发大器趋于临界，Ic1m 迅速增大，所以Po迅速增大。

第三章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T，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Vi幅和相位）。

解：由振荡稳定条件知：振幅稳定条件：T(oc)ViViA相位稳定条件：T()oc若满足振幅稳定条件，当外界温度变化引起Vi增大时，T(oc)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。

T()阻止oc增大，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oc 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？的频率特性才会产生负斜率的相频特性，如图解：并联谐振回路在电流激励下，回路端电压V(a)所示。

串联谐振回路在电压激励下，回路电流I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)(b)(d)L2C2回路呈感性，oc<2，L1C1回路呈容性，oc>1，组成电感三点式振荡电路。

(e)Cbe，组成电容三点式振荡电路。

(f)L1C1回路呈容性，oc>1，L2C2回路呈感性，oc>2，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)(d)Cbe为回路电容之一。

(e)(f)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，foc<f01、f02，L3C3呈容性，foc>f03，所以f03<foc<f01、f02。

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

比V滞后一个小于90的相位，不满足相位平衡条图(b)不满足正反馈条件，因为反馈电压Vfi1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=0.5H，Cl=51pF，C2=3300pF，C3=（12~250）pF，RL=5k，gm=30mS，Cbe=20pF，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。

ngi(1)由振幅起振条件知，gmgL1n式中nC11C2Cbe3320pFgm30mS。

0.015，其中C2C1C2re0.443mS代入(1)，得gL11，得Reo4.115kΩRLReoR则能满足起振条件的振荡频率为eo102.9106rad/。

LQoCC由图示电路知，CC312。

C1C2由gL当C3=12pF时，C=62.23pF，oma某1LC179.2106rad/当C3=250pF时，C=300pF。

可见该振荡器的振荡角频率范围min~ma某=(102.9~179.2)106rad/，即振荡频率范围fmin~fma某=16.38~28.52MHz。

o，ff，Qe分别大于Qe3-15一LC振荡器，若外界因素同时引起0、f、Qe变化，设o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：o时，ococ，且oco；(1)当o，ococ；(2)当ff时，设为oc(3)当Qe增加时，相频特性趋于陡峭，f不变，ocf变化，Qeoc，Qeoc3-16如图所示为克拉泼振荡电路，已知L=2H，C1=1000pF，C2=4000pF，C3=70pF，Q0=100，RL=15k，Cbe=10pF，RE=500，试估算振荡角频率oc值，并求满足起振条件时的IEQmin很大。

解：振荡器的交流等效电路如图所C3，C2>>C3，因而振荡角频率近似为oc1LC84.52106rad/3已知Re0=ocLQ0=16.9kRLRL//Re07.95kΩ，C2C2Cbe4010pF求得CC1C21,2CC800.4pF12nC32C0.08，RLn22RL50.883C1,2又nC1C0.2，g111IEQIEQigm1CV2REreRETVT根据振幅起振条件，g1EQLmngLngi，即IVgTn(1n)，求得IEQ>3.21mA示。

由于C1>>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。