高频电子线路第三章习题解答

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 、V CC )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
i osc
)(V T ∂∂ω和ω
ωϕ∂∂)
(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（振幅和相位）。

解：由振荡稳定条件知：
振幅稳定条件：
0)
(iA
i osc <∂∂V
V T ω
相位稳定条件：
0)
(osc
T <∂∂=ωωωωϕ
若满足振幅稳定条件，当外界温度变化引起V i 增大时，T(ωosc )减小，V i 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V i 的变化就越小，振荡振幅就越稳定。

若满足相位稳定条件，外界因素变化→ωosc ↑→ϕT (ω)↓
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ωosc 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？
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。

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。

ωosc ↓ 阻止ωosc
增大，
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。

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，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。

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，f osc < f01、f02，L3C3 呈容性，f osc > f03，所以f03 < f osc < f01、f02。

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

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。

图(b)不满足正反馈条件，因为反馈电压f
V
比i1
V 滞后一个小于90︒的相位，不满足相位平衡条件。

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 = 0.5 μH ，C l = 51 pF ，C 2 = 3300 pF ， C 3 =（12 ~ 250）pF ，R L = 5 k Ω，g m = 30 mS ，C b 'e = 20 pF ，β 足够大。

Q 0 = 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 1
ng g n
g +'>
(1)
式中015.0211='+=
C C C n ，其中mS 301
pF 3320m e
e b 22
===+=''g r C C C ，。

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

由图示电路知，2
1213C 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 。

3-15 一LC 振荡器，若外界因素同时引起ω0、ϕf 、Q e 变化，设o o
ωω>'，f f ϕϕ>'，e Q '分别大于Q e 或小于Q e ，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：
(1)当o o
ωω>'时，osc osc ωω>'，且o osc ωω∆≈∆； (2)当f f ϕϕ>'时，设为osc
ω''，osc osc ωω>''； (3)当Q e 增加时，相频特性趋于陡峭，
ϕf 不变，ωosc ↓
ϕf 变化，Q e ↑→ ∆ ωosc ↓，Q e ↓→ ∆ ωosc ↑。

3-16 如图所示为克拉泼振荡电路，已知L = 2 μH ，C 1=1000 pF ，C 2 = 4000 pF ，C 3 = 70 pF ，Q 0 = 100，R L = 15 k Ω，C b 'e = 10 pF ，R E = 500 Ω，试估算振荡角频率ωosc 值，并求满足起振条件时的I EQmin 。

设 β 很大。

解：振荡器的交流等效电路如图所示。

由于C 1>> C 3，C 2 >> C 3，因而振荡角频率近似为
rad/s 1052.84163
osc ⨯=≈
LC ω
已知 R e0 = ωosc LQ 0 =16.9 k Ω
pF 4010k Ω95.7//e b 22
e0L L =+='==''C C C R R R ， 求得 pF 4.8002
12
12,1='+'=
C C C C C ，
08.02
,1332=+=
C C C n Ω='≈''88.50L 2
2L R n R 又 m T EQ T EQ E e E i 2111
112.0g V I V I R r R g C C C n =≈+=+=≈'+=
， 根据振幅起振条件，，i L
m 1
ng g n
g +''> 即，)1(L T EQ n n g V I -''>求得I EQ > 3.21mA
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，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。

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。

解：电桥形式电路如图所示。

(a)中灯泡是非线性器件，具有正温度系数。

起振时，灯泡凉，阻值小(R t)，放大器增益
大，便于起振。

随着振荡振幅增大，温度升高，R t增加，放大器增益相应减小，最后达到平衡。

(b)中D1、D2是非线性器件，其正向导通电阻阻值随信号增大而减小。

起振时，D1、D2截止，负反馈最弱，随着振荡加强，二极管正向电阻减小，负反馈增大，使振幅达到平衡。