高频电子线路 第4章 习题答案

第4章 正弦波振荡器

4.1 分析图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

60126

11

0.87710Hz 0.877MHz 2π2π3301010010f LC

--=

=

=⨯=⨯⨯⨯

(b) 同名端标于二次侧线的圈下端

60612

1

0.77710Hz 0.777MHz 2π1401030010f --=

=⨯=⨯⨯⨯

(c) 同名端标于二次侧线圈的下端

606

12

1

0.47610Hz 0.476MHz 2π5601020010

f --=

=⨯=⨯⨯⨯

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。

略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于

06

12

11

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

566

1

1

21042.7μS 502π0.51028010e 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

12100.712330.6mA 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 -=

=

而反馈系数为

f o

U j M M F j L L

U ωω-=

≈

=-

这样可求得振荡电路环路增益值为

60.02320

3842.710280

m

e

g M T A F G L -==

==⨯ 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1C 和L 位置互换即行，如图P4.3(s)(b)所示。

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；60

1261

0.1910Hz 0.19MHz 4700

2π

10300102

f --=

=⨯=⨯⨯⨯

(b) 不能； (c)

能

；

6012

6

1

0.42410Hz 0.424MHz

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。

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)

112233L C L C L C >>；(2) 112233L C L C L C <<；(3) 112233L C L C L C =>；(4) 112233L 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01020311

22

33

111,,2π2π2πf f f L C L C L C =

=

=

(1) 112233L C L C L C >>，即010203f f f <<

当01f f <时，1X 、2X 、3X 均呈感性，不能振荡；

当0102f f f <<时，1X 呈容性，2X 、3X 呈感性，不能振荡； 当0203f f f <<时，1X 、2X 呈容性，3X 呈感性，构成电容三点式振荡电路。

(2) 112233L C L C L C <<，即010203f f f >> 当03f f <时，1X 、2X 、3X 呈感性，不能振荡；

当0302f f f <<时，3X 呈容性，1X 、2X 呈感性，构成电感三点式振荡电路； 当0201f f f <<时，2X 、3X 呈容性，1X 呈感性，不能振荡； 当01f f >时，1X 、2X 、3X 均呈容性，不能振荡。 (3) 112233L C L C L C =>即010203f f f =<

当0102()f f f <时，1X 、2X 、3X 均呈感性，不能振荡；

当010203()f f f f <<时，1X 、2X 呈容性，3X 呈感性，构成电容三点式振荡电路； 当03f f >时，1X 、2X 、3X 均呈容性，不振荡。 (4) 112233L C L C L C <=即010203f f f >=

0203()f f f <时，1X 、2X 、3X 均呈感性；020301()f f f f <<时，2X 、3X 呈容性，1X 呈感性；01

f f >时，1X 、2X 、3X 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60Q =，晶体管的输出电导5oe 2.510S G -=⨯，输入电导3ie 0.210S G -=⨯，试求该振荡器的振荡频率0f ，并验证CQ 0.4mA I =时，电路能否起振？