第四章 正弦波振荡器
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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。
[解] (a) 同名端标于二次侧线圈的下端601260.87710Hz 0.877MHz 2π2π3301010010f LC--===⨯=⨯⨯⨯(b) 同名端标于二次侧线的圈下端606120.77710Hz 0.777MHz 2π1401030010f --==⨯=⨯⨯⨯(c) 同名端标于二次侧线圈的下端606120.47610Hz 0.476MHz 2π5601020010f --==⨯=⨯⨯⨯4.2 变压器耦合LC 振荡电路如图P4.2所示,已知360pF C =,280μH L =、50Q =、20μH M =,晶体管的fe 0ϕ=、5oe 210S G -=⨯,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。
[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0612Hz =0.5MHz 2π2π2801036010f LC--==⨯⨯⨯略去放大电路输入导纳的影响,谐振回路的等效电导为5661121042.7μS 502π0.51028010e oe oe o G G G G S S Q Lρω--=+=+=⨯+=⨯⨯⨯⨯⨯由于三极管的静态工作点电流EQ I 为12100.712330.6mA 3.3k EQV I ⨯⎛⎫-⎪+⎝⎭==Ω所以,三极管的正向传输导纳等于/0.6/260.023S fe m EQ T Y g I U mA mV ≈===因此,放大器的谐振电压增益为o muo eiU g A G U -==而反馈系数为f oU j M M F j L LU ωω-=≈=-这样可求得振荡电路环路增益值为60.023203842.710280meg M T A F G L -====⨯ 由于T >1,故该振荡电路满足振幅起振条件。
第4章 正弦波振荡器4.1 分析下图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。
[解] (a) 同名端标于二次侧线圈的下端600.87710Hz 0.877MHzf ===⨯=(b) 同名端标于二次侧线的圈下端600.77710Hz 0.777MHzf ==⨯=(c) 同名端标于二次侧线圈的下端600.47610Hz 0.476MHzf ==⨯=4.2 变压器耦合振荡电路如图P4.2所示,已知,、、LC 360pF C =280μH L =50Q =,晶体管的、,略去放大电路输入导纳的影响,试画出振荡20μH M =fe 0ϕ=5oe 210S G -=⨯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。
[解] 作出振荡器起振时开环参数等效电路如图P4.2(s)所示。
Yhe b e12略去晶体管的寄生电容,振荡频率等于0Hz =0.5MHzf ==略去放大电路输入导纳的影响,谐振回路的等效电导为5661121042.7μS502π0.51028010e oe oe o G G G G S S Q L ρω--=+=+=⨯+=⨯⨯⨯⨯⨯由于三极管的静态工作点电流为EQ I 12100.712330.6mA 3.3k EQV I ⨯⎛⎫-⎪+⎝⎭==Ω所以,三极管的正向传输导纳等于/0.6/260.023Sfe m EQ T Y g I U mA mV ≈===因此,放大器的谐振电压增益为omuo eiU g A G U -==而反馈系数为f oU j M MF j L LU ωω-=≈=-这样可求得振荡电路环路增益值为60.023203842.710280m e g M T A F G L -====⨯???由于>1,故该振荡电路满足振幅起振条件。
T 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。
[解] (a) 图中有如下错误:发射极直流被短路,变压器同各端标的不正确,构成负反f L 馈。
第四章 正弦波振荡器一、填空题1. 振荡器是一个能自动地将⎽⎽直流电源⎽⎽⎽⎽⎽⎽能量转换为具有一定波形的⎽⎽⎽⎽交流电源⎽⎽⎽⎽能量的转换电路。
2. 振荡器利用⎽⎽⎽正⎽⎽⎽⎽⎽反馈实现自激振荡,其振荡条件为⎽⎽⎽相位平衡、振幅平衡⎽⎽⎽⎽⎽。
3. 正弦波振荡器的振荡频率由⎽⎽选频网络⎽⎽⎽⎽⎽⎽条件所决定。
4. LC 三端式振荡器相位判据(组成法则)为:与晶体管发射极(场效应管源极)相连接的两个电抗性质必须⎽⎽相同⎽⎽⎽⎽⎽⎽,与晶体管基极或集电极(场效应管栅极或漏极)相连接的两个电抗性质必须⎽⎽⎽相反⎽⎽⎽⎽⎽;而LC 互感耦合振荡器相位判据是:互感耦合必须实现⎽⎽正⎽⎽⎽⎽⎽⎽反馈。
5. 振荡器的起振条件为⎽1>F A⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽,平衡条件为⎽⎽1=F A ⎽⎽⎽⎽⎽⎽,稳定条件为⎽振幅稳定和相位稳定 (即0omQ om om <∂∂=V V V A和⎽0<∂∂ωϕ)⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
6. 振荡器在起振时工作状态在⎽⎽⎽甲⎽⎽⎽⎽⎽类,平衡时工作状态过渡到⎽⎽⎽甲乙⎽⎽⎽⎽⎽类甚至⎽⎽丙⎽⎽⎽⎽⎽⎽类,因而振荡管从⎽⎽线性工作⎽⎽⎽⎽⎽⎽区过渡到⎽⎽⎽非线性工作⎽⎽⎽⎽⎽区,以达到自动调节幅度的作用,为了达到此目的,通常振荡器的偏置电路采用⎽⎽⎽自偏压⎽⎽⎽⎽电路。
7. 正弦波振荡器的振荡频率由⎽⎽选频网络、回路参数⎽⎽⎽⎽⎽⎽条件所决定;选频网络应⎽⎽⎽负⎽⎽⎽⎽⎽斜率的相频特性,⎽⎽⎽LC 并联⎽⎽⎽⎽⎽谐振回路正好具有这样的特性。
8. 在并联型晶体振荡器中,晶体起⎽⎽感性元件⎽⎽⎽⎽⎽⎽的作用,而串联型晶体振荡器中,晶体起⎽⎽短路元件⎽⎽⎽⎽⎽⎽的作用。
9. Clapp 振荡器是一个改进型⎽⎽电容三端式振荡器⎽⎽⎽⎽⎽⎽电路,特点是在L 支路中串联一个数值较⎽⎽⎽小⎽⎽⎽⎽⎽的电容,从而减少晶体管输入和输出回路极间电容的影响;Siler 振荡器是改进型的Clapp 振荡器电路,特点是在L 支路⎽⎽电感旁并联了⎽⎽⎽⎽容量可变的小电容,从而使振荡频率范围⎽⎽更高⎽⎽⎽⎽⎽。