第八章例题

【例8-1】图(a)所示电路是没有画完整的正弦波振荡器。

（1）完成各节点的连接；

（2）选择电阻的阻值；

（3）计算电路的振荡频率；

（4）若用热敏电阻（的特性如图(b)所示）代替反馈电阻，当（有效值）多大时该电路出现稳定的正弦波振荡？此时输出电压有多大？

图(a) 图(b) 【相关知识】

RC正弦波振荡器。

【解题思路】

根据RC正弦波振荡器的组成和工作原理对题目分析、求解。

【解题过程】

（1）在本题图中，当时，RC串—并联选频网络的相移为零，为了满足相位条件，放大器的相移也应为零，所以结点应与相连接；为了减少非线性失真，放大电路引入负反馈，结点应与相连接。

（2）为了满足电路自行起振的条件，由于正反馈网络（选频网络）的反馈系数等于1/3（时），所以电路放大倍数应大于等于3，即。故应选则大于的电阻。

（3）电路的振荡频率

（4）由图(b)可知，当，即当电路出现稳定的正弦波振荡时，，此时输出电压的有效值

【例8-2】图(a)所示电路为RC移相式正弦波信号发生器，。设集成运放的均具有理想的特性。

(1) 试分析电路的工作原理；

图(a)

（2）试求电路的振荡频率和起振条件。

【相关知识】

反相比例器、电压跟随器、RC移相网络。

【解题思路】

(1) 从相位和幅度条件分析电路的工作原理。

(2) 根据环路增益求电路的振荡频率和起振条件。

【解题过程】

（1）图(a)所示RC移相式正弦波信号发生器由反相输入比例放大器（A1）、电压跟随器（A2）和三节RC 移相网络组成。放大电路（中频区）的相移，利用电压跟随器的阻抗变换作用减小放大电路输入电阻R1对RC移相网络的影响。为了要满足相位平衡条件，要求反馈网络的相移。由RC电路的频率响应可知，一节RC电路的最大相移不超过，两节RC电路的最大相移也不超过，当相移接近时，RC低通电路的频率会很高，而RC高通电路的频率也很低，此时输出电压已接近于零，又不能满足振荡电路的幅度平衡条件。对于三节RC电路，其最大相移可接近，有可能在某一特定频率下使其相移为，即则有

满足相位平衡条件，合理选取元器件参数，满足起振条件和幅度平衡条件，电路就会产生振荡。

(2) 由图(a)不难写出电路的放大倍数

画出反馈网络，如图(b)所示。

图(b)

由图可得

由以上各式，得电路的反馈系数为

令的虚部为零，得电路的振荡频率为

或

此时电路的反馈系数

根据电路的起振条件知，当时，电路产生振荡。

【例8-3】试判断图(a)所示电路是否有可能产生振荡。若不可能产生振荡，请指出电路中的错误，画出一种正确的电路，写出电路振荡频率表达式。

图(a) 图(b)

【相关知识】

LC型正弦波振荡器。

【解题思路】

(1) 从相位平衡条件分析电路能否产生振荡。

(2) LC电路的振荡频率，L、C分别为谐振电路的等效电感和电容。

【解题过程】

图（a）电路中的选频网络由电容C和电感L（变压器的等效电感）组成；晶体管T及其直流偏置电路构成基本放大电路；变压器副边电压反馈到晶体管的基极，构成闭环系统统；本电路利用晶体管的非线性特性稳幅。静态时，电容开路、电感短路，从电路结构来看，本电路可使晶体管工作在放大状态，若参数选择合理，可使本电路有合适的静态工作点。动态时，射极旁路电容和基极耦合电容短路，集电极的LC并联网络谐振，其等效阻抗呈阻性，构成共射极放大电路。利用瞬时极性法判断相位条件：首先断开反馈信号（变压

器副边与晶体管基极之间），给晶体管基极接入对地极性为的输入信号，则集电极对地的输出信号极性为㊀，即变压器同名端极性为㊀，反馈信号对地极性也为㊀。反馈信号输入信号极性相反，不可能产生振荡。若要电路满足相位平衡条件，只要对调变压器副边绕组接线，使反馈信号对地极性为即可。改正后的电路如图（c）所示。本电路振荡频率的表达式为

图(c) 图 (d) 图（b）电路中的选频网络由电容C1、C2和电感L组成；晶体管T是放大元件，但直流偏置不合适；电容C1两端电压可作为反馈信号，但放大电路的输出信号（晶体管集电极信号）没有传递到选频网络。本电路不可能产生振荡。首先修改放大电路的直流偏置电路：为了设置合理的偏置电路，选频网络与晶体管的基极连接时要加隔直电容，晶体管的偏置电路有两种选择，一种是固定基极偏置电阻的共射电路，另一种是分压式偏置的共射电路。选用静态工作点比较稳定的电路（分压式偏置电路）比较合理。修改交流信号通路：把选频网络的接地点移到C1和C2之间，并把原电路图中的节点2连接到晶体管T的集电极。修改后的电路如图（d）所示。然后再判断相位条件：在图（d）电路中，断开反馈信号（选频网络与晶体管基极之间），给晶体管基极接入对地极性为的输入信号，集电极输出信号对地极性为㊀（共射放大电路），当LC选频网络发生并联谐振时，LC网络的等效阻抗呈阻性，反馈信号（电容C1两端电压）对地极性为。反馈信号与输入信号极性相同，表明，修改后的电路能满足相位平衡条件，电路有可能产生振荡。本电路振荡频率的表达式为

【例8-4】在调试图示电路时，如果出现下列现象，请予以解释。

（1）对调反馈线圈的两个接头后就能起振；

（2）调、或阻值后就能起振；

（3）改用较大的晶体管后就能起振；

（4）适当增加反馈线圈的匝数后就能起振；

（5）适当增大值或减小值后就能起振；

（6）增加反馈线圈的匝数后，波形变坏；

（7）调整、或的阻值后可使波形变好；

（8）减小负载电阻时，输出波形产生失真，有时甚至不能起振。

【相关知识】

变压器反馈式正弦波振荡器。

【解题思路】

根据变压器反馈式正弦波振荡器的组成、工作原理及工作条件解释题述现象。

【解题过程】

（1）对调反馈线圈的两个接头后就能起振，说明原电路中反馈线圈极性接反了，形成了负反馈而不能