高频电子线路第4章习题答案要点
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。图 P4.1解(a)同名端标于二次侧线圈的下端116f0 =0.877 106 Hz =0.877 MHz2无 LC 2兀 330 10* 100 10，(b)同名端标于二次侧线的圈下端一16f0 = =0.777 1 06 Hz =0.777 MHz2 n 140 106 300 10 缄(c)同名端标于二次侧线圈的下端16f。 =0.476 10 Hz =0.476 MHz2兀 560 10 6 200 10缄4.2 变压器耦合 LC振荡电路如图P4.2所示，已知 C =360pF , L =280出、Q=50、_5M =20出，晶体管的中fe =0、G。e=2M10 S,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图 P4.2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11foHz = 0.5 MHz2 城C 2 ,280 X10-X360X10-2略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为42.7 必151Ge 二 Goe G、= Goe =2 10 S 66 S1QoL50M2 7tM0.5M10 x 280x10-由于三极管的静态工作点电流I fq为EQI EQ12 1012 33-0.73.3 k.1= 0.6 mA所以，三极管的正向传输导纳等于Yfe : gm=IEQ/UT =0.6 mA/26 mV =0.023S因此，放大器的谐振电压增益为UAuoLUo-LUi-g mGeLF-F 一丁Uo而反馈系数为jMMRz =jLL这样可求得振荡电路环路增益值为丁 - gm M 0.02320I - A F - L -6"-GeL 42.7X10 - 280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。图 P4.3解(a)图中有如下错误：发射极直流被Lf短路，变压器同各端标的不正确，构成负反馈。改正图Vcc通过L直接加到发射极。只(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 要将Ci和L位置互换即彳T,如图 P4.3(s)(b)所示。3r fo图 P4.3C5J4.4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。(0国 F4.4解(a)能；f04700 章2人102: 0.19 106 Hz =0.19 MHz300 10 6(b)不能；(c)能；12 式 470 10 0 一(100 200)一万64.5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Cb、Ce、Cc为耦合电容或 旁路电容，Lc为高频扼流圈)。(c)P4.5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。解(a)电路的交流通路如图P4.8(s)(a)所示，为改进型电容三点式振荡电路，称为克拉泼电路。其(1) 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：LG >L2c2aL3c3； (2)L1C1cL2c2cL3c3 ; (3) L =L2c2 >L3c3;(4)L1C1 cL2c2 =L3c3。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?图P46佣军 令 foi =，fo2 =J ，fo3 =2qLG 2 s/T；c72 7s/tic； LiCl > L2C2 > L3C3 ,即 foi < fo2 < fo3当f <foi时，Xi、X2、X3均呈感性，不能振荡；当foi <f <fo2时，Xi呈容性，X2、X3呈感性，不能振荡；当f02<f<f03时，Xi、X2呈容性，X 3呈感性，构成电容三点 式振荡电路。(2) LiCi <L2c2 <L3c3 ,即 foi >fo2 >fo3当f <fo3时，Xi、X2、X3呈感性，不能振荡；当fo3 <f <fo2时，X3呈容性，Xi、X2呈感性，构成电感三点式振荡电路;当f02<f<f0i时，X2、X3呈容性，Xi呈感性，不能振荡；当f Afoi时，Xi、X2、X3均呈容性，不能振荡。(3) LiCi =L2c2 A L3c3 即 foi = fo2 < fo3当f <foi( fo2)时，Xi、X2、X 3均呈感性，不能振荡；当foi( f02)< f <f03时，Xi、X2呈容性，X3呈感性，构成电容三点式振荡电路;当f Af03时，Xi、X2、X3均呈容性，不振荡。(4) LiCi <L2c2 = L3C3 即 foi A fo2 = fo3f <fo2(f。3)时，Xi、X2、X3均呈感性；fo2(f03)<f <foi时，X2、X3 呈容性，Xi呈感性；fAfi时，Xi、X2、X3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Q =60,晶体管的输出电导Goe =2.5 Mi0，S ,输入电导Gie =0.2 Mi0工S ,试求该振荡器的振荡频率fo,并验证Icq =0.4 mA时，电路能否起振?解(1)求振荡频率fo,由于C1C2CiC2300 1000300 1000pF=231 pF所以11f0Hz=1 MHz2 tia/LC2 Tt<110 X10-X231 X10-2(2)求振幅起振条件,0.4八八gm =Icq /26 =S=0.0154 S 26_11_6 _Gp =一=6J =24 X10一 SQ、L/C 60 .110 10 -/231 1012GpGieC1C2=IC2C2heGp_ .00 +1000 :1000M24 X10- S = 40.6 pS依)即10Rb1 / Rb2 ) p000 J I3 312 10 /36 10二28Gc =1/ Rc =(1/ 2X103 S =0.5 X10-S =500 面0.0154300一46-4 4 4594 10 - 1000Ge =Gp +Gie +Gc +Goe =(40.6 +28 +500 +25)海=594 S= 7.8 .1故满足振幅起振条件。4.8振荡器如图P4.8所示，它们是什么类型振荡器？有何优点？计算各电路的振荡频率主要优点是晶体管寄生电容对振荡频率的影响很小，故振荡频率稳定度高11fo 之 = 612 Hz=2.25 MHz2 2LC 2 J5o X10-X100 X10-2(b)电路的交流通路如图 P4.8(s)(b)所示，为改进型电容三点式振荡电路，称为西勒电路。其主要优点频率稳定高。C =|-;+3.3 pF=4.86 pF!工十工十工 8.2 15 J11f0 =612 Hz=9.6 MHz2 tiVLC 2 Tt<57 X10-X4.86 M10一4.9分析图P4.9所示各振荡电路，画出交流通路，说明电路的特点，并计算振荡频率。解(a)交流通路如图P4.9(s)(a)所示。C 25 pF=30.83PFf。16=12.82 10 Hz=12.82 MHz2 5 父106 X 30.83 M10 上电容三点振荡电路，米用电容分压器输出，可减小负载的影响。"叫.,bl(b)交流通H如图P4.9(s)(b)所示，为改进型电容三点式LC振荡电路(西勒电路)，频率稳定度高。采用电容分压器输出，可减小负载的影响。200 2001十 51pF=38.625 pF100 5.1 Jfo =2 Z8 M10 晨 38.625 M102=9.06 106 Hz=9.06 MHz4.10若石英晶片的参数为:Lq =4 H , Cq =6.3 父104 pF , C。=2 pF , % =100 夏,试求 用联谐振频率fs;(2)并联谐振频率fp与fs相差多少？(3)晶体的品质因数Q和等效并联谐振电阻为多大?解2 0LqCq 2 7174 X6.3 X10- X10-2=1.003 106 Hz=1.003 MHzsf p - f s6.3 10 - 10-122 10 一-1 M1.003 M106= 1.58 103 Hz=1.58 kHzLq Q 二一q2 n fsLq2 n父1.003 M106 445= 2.52 10100RpLqCoCqLqIC。J Crq0rqCo Cqcr,6.3 10a o 4(2 - 6.3 10 3) 10 * 2 10 * 100=63 1066 63 M 14.11图P4.11所示石英晶体振荡器，指出他们属于哪种类型的晶体振荡器，并说明石英晶体在电路中的作用。解(a)并联型晶体振荡器，石英晶体在回路中起电感作用。(b)串联型晶体振荡器，石英晶体串联谐振时以低阻抗接入正反馈电路。M钻 该电路的简化交流通路如图P4.12(s)所示，电路可以构成并联型晶体振荡器。若要产生振荡,要求晶体呈感性，LiCi和L2c2呈容性。所以f2 > fo > fi o4.12 画出图P4.12所示各晶体振荡器的交流通路，并指出电路类型。3.9H2IWpFS-30 pFr-fri r-30 pFgUfi解各电路的交流通路分别如图P4.13(s)所示。串联晶振储)并联晶振4.13 图P4.13所示为三次泛音晶体振荡器，输出频率为5 MHz,试画出振荡器的交流通路，说明LC回路的作用，输出信号为什么由 V2输出？解振荡电路简化交流通路如图 P4.14(s)所示。LC回路用以使石英晶体工作在其三次泛音频率上。V2构成射极输出器，作为振荡器的缓冲级，用以减小负载对振荡器工作的影响，可提高振荡频率的稳定度。4.14 试用振荡相位平彼f条件判断图P4.15所示各电路中能否产生正弦波振荡，为什么？解(a)放大
