第5章习题解答(高频)

第5章习题解答

5-1 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： 不正确。因为满足起振条件和平衡条件后，振荡由小到大并达到平衡。但当外界因素（温度、电源电压等）变化时，平衡条件受到破坏。若不满足稳定条件，振荡器就不会回到平衡状态，最终导致停振。

5-3 题图5-3表示三回路振荡器的交流等效电路，假定有以下六种情况，即：

（1）L1C1＞L2C2＞L3C3； （2）L1C1＜L2C2＜L3C3； （3）L1C1＝L2C2＝L3C3； （4）L1C1＝L2C2＞L3C3； （5）L1C1＜L2C2＝L3C3； （6）L2C2＜L3C3＜L1C1。

试问哪几种情况可能振荡？等效为哪种类型的振荡电路？其振荡频率与各回路的固有谐振频率之间有什么关系？

解： （1）由于 L1C1＞L2C2＞L3C3 因此

1L3C3＞1L2C2＞1L1C1

即

3＞2＞1

当3＞0＞2＞1时，L2C2与L1C1均呈容性，L3C3呈感性，电路成为电容反馈三端电路，可以振荡。

（2）当L1C1＜L2C2＜L3C3时，可取3＜0＜2＜1，电路成为电感反馈三端电路，可以振荡。

（3）L1C1＝L2C2＝L3C3，不能振荡。 （4）L1C1＝L2C2＞L3C3

0＞1，ce为容性； 0＞2，be为容性；

0＜3，cb为感性。

因为3＞21，0可同时满足上述条件，电路成为电容反馈三端电路，可以振荡。 （5）L1C1＜L2C2＝L3C3

若电路为电容反馈三端电路，则应满足下列条件：

1

L1C1＝L2C2＞L3C3

若电路为电感反馈三端电路，则应满足下列条件：

L1C1＝L2C2＜L3C3

但上述条件均不能满足，因而电路不能振荡。

（6）L2C2＜L3C3＜L1C1

若电路为电容三端电路，则应满足下列条件：

L1C1＞L2C2＞L3C3

若电路为电感三端电路，则应满足

L1C1＜L2C2＜L3C3

但上述条件均不能得出 L2C2＜L3C3＜L1C1，故不能振荡。

5-4 在一个由主网络和反馈网络组成的闭合环路中，如题图 5-4所示。Tj是如何确定的？试写出满足振荡器三条件时Tosc、Tosc与二网络之间的关系式。

，左侧接放解： 在题图5-4（a）所示闭合环路中的×处断开，断开点的右侧加电压Vi大器的输入阻抗Zi，如题图5-4（b）所示，分别求出放大器的增益

VVfo和反馈网络反馈系数Bfj，则 AjVVio TjAjBfjAe由此得，振荡器的起振条件为

jABfejf

ToscAoscBfosc＞1，ToscAoscfosc0

平衡条件为

ToscAoscBfosc1，ToscfoscAosc0

稳定条件为：

Tosc＜0，T＜0 ViVosciA5-5 试判断题图5-5 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。

2

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。不满足三端式振荡电路的组成法则；

（d）能振。当1＜osc＜2（1、2分别为L1C1、L2C2回路的谐振频率），即L1C1回路呈容性，L2C2回路呈感性，组成电感三点式振荡电路；

（e）能振。计入结电容Cbe，组成电容三端式振荡电路；

（f）能振。当1、2＜osc（1、2分别为L1C1并联谐振回路、L2C2串联谐振回路的谐振频率）时，，L1C1回路呈容性，L2C2回路呈感性，组成电容三点式振荡电路。 5-9 试运用反馈振荡原理，分析题图5-9所示各交流通路能否振荡。

3

解： 题图5-9（a）电路中当T2基极上加正极性电压时，经跟随器T2和共基放大器T1，得到的反馈电压为负极性，构成负反馈。不满足正反馈条件，不振。

题图5-9（b）满足正反馈条件，LC并联回路保证了相频特性负斜率，因而满足相位稳定条件，电路可振。

比V滞后一个小于90°的相位，题图5-9（c）不满足正反馈条件，因为反馈电压Vi1f不满足相位平衡条件。

5-10 在题图5-10所示的电容三端式振荡电路中，已知L＝0.5μH，C1＝51pF，C2＝3300pF，C3＝12～250pF，RL＝5kΩ，gm＝30mS，Cbe＝20pF，β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：在发射极Le处拆环后，混合π型等效电路如题图5-10（b）所示。 根据振幅起振条件知gm＞C11C2Cbe＝gpg，式中其中C2pLipC1C23320pF，p＝0.015，gi1gm30mS。 re0.443mS 代入振幅起振条件，得 gL＜根据gL1114.115k则能满足振荡 得Rp＞340.44310S210SRLRp则能满足振荡起振条件的振荡频率为

RpLQ0＞102.9rads

4

由图示电路可知，电路总电容CC3C1C2。 C1C2当C3＝12pF时，C62.23pF，omax1LC＝179.2106rads。

当C3＝250pF时，C300pF。

可见该振荡器的振荡角频率范围min~max102即振荡频.9~179.2106rads，率范围fmin~fmax16.38~28.52MHz。

5-11 题图5-11(a)所示为克拉泼振荡电路，已知L＝2μH，C1＝1000pF，C2＝4000pF，C3＝70pF，Q0＝100，RL＝15kΩ，Cbe＝10pF，Re＝500Ω，试估算振荡角频率osc值，并求满足起振条件时的IEQmin。设β很大。

解： 振荡器的交流等效电路如图（b）所示。由于C1＞＞C3，C2＞＞C3，因而振荡角频率近似为

osc已知

1LC384.52106rads

RposcLQ016.9k

C2Cbe4010pF RL//Rp7.95k，C2 RL求得

5

C1,2C1C2800.4pF C1C2p2又

C32p250.88 0.08，RLRLC3C1,2BfpC1111IEQIEQ0.2， gigm C1C2RereReVTVTIEQg1L根据振幅起振条件，gm＞g，即，求得IEQ＞3.21mA。 pg＞LipVTp1p5-13 某振荡器电路如题图5-13所示。

（1）试说明各元件的作用；

（2）当回路电感L＝1.5μH时，要使振荡频率为49.5MHz，则C4应调到何值？

解：（1）这是一个西勒振荡电路：C1、C2、C3、C4与L为振荡回路；Rb1与Rb2为偏置电阻，Cb为旁路电容；Lc为高频扼流圈，Rc为集电极负载电阻；Re与R为发射极偏置电阻；C5为输出隔直电容。

（2）C1、C2与C3的串联值为

CC1C2C36.2303pF1.pF

C1C2C2C3C3C16.23030336.249.5106Hz12LCC4

解上式，得

121.5101.C410612Hz

C4＝5 pF

6

5-15 题图5-15（a）、（b）分别为10MHz和25MHz的晶体振荡器，试画出交流等效电路，说明晶体在电路中的作用，并计算反馈系数。

解： 题图5-15的交流等效电路分别如图（a）、（b）所示，图（a）中晶体等效为电感，反馈系数F＝150∕300＝0.5，图（b）中晶体管等效为短路元件，反馈系数F＝43∕270＝0.16。

5-18 已知石英晶体振荡电路如题图5-18（a）所示。

（1）画出振荡器的交流等效电路。并指出电路的振荡形式； （2）若把晶体换为1MHz，该电路能否起振，为什么？ （3）求振荡器的振荡频率；

（4）指出该电路采用的稳频措施。 解：（1）交流等效电路如题图5-18（b）所示，该电路属于皮尔斯（克拉泼）电路。 （2）若把晶体换为1MHz，要想电路起振，ce间必须呈现容性，4，7μH和330pF并联回路的谐振频率为

f0 12LC124.71033010612Hz

1109Hz4.04106Hz4MHz

6.2839.44MHz＝f0＞1MHz，回路对于1MHz呈现感性，不满足LC三端振荡器相位平衡的判断法则，所以把晶体换为1MHz后，该电路不能起振。

（3）因为图中已标明石英晶体的标称频率为7MHz，所以该振荡器的工作频率即为7MHz。

（4）该电路采用的稳频措施： ① 采用晶体振荡的克拉泼电路； ② 振荡与射极跟随器是松耦合； ③ 用射极跟随器进行隔离；

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电源进行稳压，以保晶体管参数的稳定性。

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④