波形发生电路知识题及知识题解答

7-1判断下面所述的正误1. 串联型石英晶体振荡电路中，石英晶体相当于一个电感而起作用。

（）2. 电感三点式振荡器的输出波形比电容三点式振荡器的输出波形好。

（）3. 反馈式振荡器只要满足振幅条件就可以振荡。

（）4. 串联型石英晶体振荡电路中，石英晶体相当于一个电感而起作用。

（）5. 放大器必须同时满足相位平衡条件和振幅条件才能产生自激振荡。

（）6. 正弦振荡器必须输入正弦信号。

（）7. LC振荡器是靠负反馈来稳定振幅的。

（）8. 正弦波振荡器中如果没有选频网络，就不能引起自激振荡。

（）9. 反馈式正弦波振荡器是正反馈一个重要应用。

（）10. LC正弦波振荡器的振荡频率由反馈网络决定。

（）11. 振荡器与放大器的主要区别之一是：放大器的输出信号与输入信号频率相同，而振荡器一般不需要输入信号。

（）12. 若某电路满足相位条件（正反馈），则一定能产生正弦波振荡。

（）13. 正弦波振荡器输出波形的振幅随着反馈系数F的增加而减小。

（）7-2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？解：并联谐振回路在电流激励下，回路端电压V 的频率特性才会产生负斜率的相频特性，如图(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。

7-3电路如题7-3图所示，试求解：(1)R W的下限值；(2)振荡频率的调节范围。

题7-3图解：(1) 根据起振条件''2,2f W WR R R R k+>>Ω故R w的下限值为2kΩ。

(2) 振荡频率的最大值和最小值分别为0max111.62f kHzR Cπ=≈，0min1211452()f HzR R Cπ=≈+7-4在题7-4图所示电路中，已知R1=10kΩ，R2=20kΩ，C= 0.01μF，集成运放的最大输出电压幅值为±12V ，二极管的动态电阻可忽略不计。

(1)求出电路的振荡周期；(2)画出u O和u C的波形。

题7-6图解7-6图解：(1)振荡周期：12()ln3 3.3msT R R C≈+≈(2)脉冲宽度：11ln3 1.1T R C mS≈≈∴u O和u C的波形如解7-6图所示。

7-5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，C B、C C、C E、C S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。

7-6分别标出题7-6图所示各电路中变压器的同名端，使之满足正弦波振荡的相位条件。

(a) (b)(c)(d)题7-6图解：题7-6图所示各电路中变压器的同名端如题7-6解图所示。

(a) (b)(c) (d)题7-6解图7-7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)不振。

同名端接反，不满足正反馈；(b)能振。

变压器耦合反馈振荡器；(c)不振。

不满足三点式振荡电路的组成法则；(d)能振。

但L2C2回路呈感性，ωosc <ω2，L1C1回路呈容性，ωosc >ω1，组成电感三点式振荡电路。

(e)能振。

计入结电容C b'e，组成电容三点式振荡电路。

(f)能振。

但L1C1回路呈容性，ωosc >ω1，L2C2回路呈感性，ωosc >ω2，组成电容三点式振荡电路。

7-8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，C B、C C、C E、C D为交流旁路电容或隔直流电容，L C为高频扼流圈，偏置电阻R B1、R B2、R G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)可振，为电容三点式振荡电路。

(c)不振，不满足三点式振荡电路组成法则。

(d)可振，为电容三点式振荡电路，发射结电容C b e为回路电容之一。

(e)可振，为电感三点式振荡电路。

(f)不振，不满足三点式振荡电路组成法则。

7-9试改正如图所示振荡电路中的错误，并指出电路类型。

图中C B、C D、C E均为旁路电容或隔直流电容，L C、L E、L S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C C，隔断电源电压V CC。

图(c)中去掉C E，消除C E对回路影响，加C B和C C以保证基极交流接地并隔断电源电压V CC；L2改为C1构成电容三点式振荡电路。

7-10在下图所示的电容三点式振荡电路中，已知L = 0.5 μH，C l = 51 pF，C2 = 3300 pF，C3 =（12 ~ 250）pF，R L = 5 kΩ，g m = 30 mS，C b'e = 20 pF，β足够大。

Q0 = 80，试求能够起振的频率范围，图中C B、C C对交流呈短路，L E为高频扼流圈。

解：在L E处拆环，得混合Ⅱ型等效电路如图所示。

由振幅起振条件知，i L m 1ng g ng +'>(1) 式中015.0211='+=C C C n ，其中mS 301pF 3320m e e b 22===+=''g r C C C ，。

代入(1)，得 mS 443.0L<'g 由eoL L 11R R g +='，得k Ω115.4eo >R 则能满足起振条件的振荡频率为rad/s 109.1026oeo ⨯>=LQ R ω。

由图示电路知，21213C C C C C C '+'+=∑。

当C 3 = 12pF 时，C ∑ = 62.23 pF ，rad/s 102.17916omax ⨯==∑LC ω当C 3 = 250pF 时，C ∑ = 300 pF 。

可见该振荡器的振荡角频率范围ωmin ~ ωmax = (102.9 ~ 179.2) ⨯ 106 rad/s ，即振荡频率范围f min ~ f max = 16.38 ~ 28.52 MHz 。

7-11 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C B 、C C 、C E 、C S 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C 3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。

7-12 电路如题7-12图所示，已知集成运放的最大输出电压幅值为±12V , u I 的数值在u O1的峰-峰值之间。

(1) 求解u O3 的占空比与u I 的关系式；(2) 设u I ＝2.5V ，画出u O 1、u O 2和u O 3的波形。

题7-12图解：在题7-11图所示电路中，A l 和A 2组成矩形波一三角波发生电路。

(1) 在A 2组成的滞回比较器中，令322123230P O O R R u u u R R R R =⋅+⋅=++ 求出阈值电压：236T OM R U U V R ±=±⋅=± 在A l 组成的积分运算电路中，运算关系式为22111()()O O O u u t t u t RC=--+ 在二分之一振荡周期内，积分起始值：11()6O T u t U V =-=-，终了值： 11()6O T u t U V =-=，212O OM u U V =-=-，代入上式得： 5716(12)610102T -=-⨯-⨯-⨯ 求出振荡周期： 20T mS =求解脉冲宽度T 1： ∵11(),2I OM T T U U U RC =-⋅-⋅- ∴16600I U T += 求解占空比：1612I T U T δ+== (2) u O 1、u O 2和u O 3的波形如解图7-12 所示。

解图7-127-13 题7-13所示电路为某同学所接的方波发生电路，试找出图中的三个错误，并改正。

题7-13 题7-13解图 解：题7-13所示电路中有三处错误：(1)集成运放“+”、“−”接反；( 2 ) R 、C 位置接反；(3)输出限幅电路无限流电阻。

改正后的电路如题7-13解图所示。

7-14 波形发生电路如题7-14图所示，设振荡周期为T ，在一个周期内1O Z u U =的时间为T l ，则占空比为T l / T ；在电路某一参数变化时，其余参数不变。

选择①增大、②不变或③减小填入空内：题7-14图当R1增大时，u O1的占空比将，振荡频率将，u O2的幅值将；若R W l的滑动端向上移动，则u O1的占空比将，振荡频率将，u O2的幅值将；若R W2的滑动端向上移动，则u O1的占空比将，振荡频率将,u O2的幅值将。

解：设R W l、R W2在未调整前滑动端均处于中点，则应填入②，①，③；②，①，②；③，②，②。

7-15在题7-14图所示电路中，已知R W l的滑动端在最上端，试分别定性画出R W2的滑动端在上端和在最下端时u O1和u O2的波形。

解：u O1和u O2的波形如题7-15解图所示。

(a)R W2滑动端在最上端(b) R W2滑动端在最下端题7-15解图7-16电路如题7-16图所示。

(1) 定性画出u O1和u O的波形；(2)估算振荡频率与u I的关系式。

题7-16图解：(1) u O 1和u O 的波形如解图P8.26 所示。

(2)求解振荡频率：首先求出电压比较器的阈值电压，然后根据振荡周期近似等于积分电路正向积分时间求出振荡周期，振荡频率是其倒数。

8T Z U U V ±=±=±；11T I T U u T U R C≈--； 12T IU R C T u ≈； 10.6252I I T u f u U R C≈= 题7-16解图。