正弦波振荡器试题及答案

第3章 正弦波振荡器3.1 为什么振荡电路必须满足起振条件、平衡条件和稳定条件？试从振荡的物理过程来说明这三个条件的含义。

答：（1）在刚接通电源时，电路中会存在各种电扰动，这些扰动在接通电源瞬间会引起电路电流的突变（如晶体管b i 或c i 突变），这些突变扰动的电流均具有很宽的频谱，由于集电极LC 并联谐振回路的选频作用，其中只有角频率为谐振角频率o ω的分量才能在谐振回路两端产生较大的电压()o o u j ω。

通过反馈后，加到放大器输入端的反馈电压()f o u j ω与原输入电压()i o u j ω同相，并且有更大的振幅，则经过线性放大和正反馈的不断循环，振荡电压振幅会不断增大。

故要使振荡器在接通电源后振荡幅度能从小到大增长的条件是：()()()()f o o i o i o u j T j u j u j ωωωω=>即： ()1o T j ω> ……起振条件 （2）振荡幅度的增长过程不可能无休止地延续下去。

随着振幅的增大，放大器逐渐由放大区进入饱和区截止区，其增益逐渐下降。

当因放大器增益下降而导致环路增益下降至1时，振幅的增长过程将停止，振荡器达到平衡状态，即进入等幅状态。

振荡器进入平衡状态后，直流电源补充的能量刚好抵消整个环路消耗的能量。

故平衡条件为：()1o T j ω=（3）振荡器在工作过程中，不可避免地要受到各种外界因素变化的影响，如电源电压波动、噪声干扰等。

这些会破坏原来的平衡条件。

如果通过放大和反馈的不断循环，振荡器能产生回到原平衡点的趋势，并且在原平衡点附近建立新的平衡状态，则表明原平衡状态是稳定的。

振荡器在其平衡点须具有阻止振幅变化、相位变化的能力，因此：振幅平衡状态的稳定条件是：()0i iAo iU U T U ω=∂<∂;相位平衡状态的稳定条件是：()0oT o ωωϕωω=∂<∂3.2 图题3.2所示的电容反馈振荡电路中，1100pF C =，2300pF C =，50μH L =。

思考题与习题5.1 振荡器是一个能自动将直流电源提供的能量能量转换成交流能量的转换电路，所以说振荡器是一个能量转换器。

5.2 振荡器在起振初期工作在小信号甲类线性状态，因此晶体管可用小信号微变等效电路进行简化，达到等幅振荡时，放大器进入丙类工作状态。

5.3 一个正反馈振荡器必须满足三个条件：起振条件、平衡条件、稳定条件（3）正弦波振荡器的振幅起振条件是；T=A k f >1相位起振条件是2f T A k n ϕϕϕπ=+=;正弦波振荡器的振幅平衡条件是：T=A k f =1,相位平衡条件是：2f T A k n ϕϕϕπ=+=；正弦波振荡器的振幅平衡状态的稳定条件是：0i iAiV V T V =∂<∂，相位平衡状态的稳定条件是:0oscT ωωϕω=∂<∂。

5.4 LC 三点式振荡器电路组成原则是与发射极相连接的两个电抗元件必须性质相同，而不与发射极相连接的电抗元件与前者必须性质相反，且LC 回路满足0ce be cb x x x ++=的条件。

5.5 从能量的角度出发，分析振荡器能够产生振荡的实质。

解：LC 振荡回路振荡在进行电能、磁能相互转换的过程中的能量损耗，由正反馈网络提供补偿，将直流电源提供的直流能量转换为交流输出。

5.6 为何在振荡器中，应保证振荡平衡时放大电路有部分时间工作在截止状态，而不是饱和状态？这对振荡电路有何好处？ 解：之所以将振荡平衡时放大电路有部分时间工作在截止状态，而不是饱和状态是因为在截止状态集电极电流小，功率损耗低。

这样可以保证振荡管安全工作。

5.7 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，振荡起就不会回到平衡状态，最终导致停振。

5.8 分析图5.2.1(a)电路振荡频率不稳定的具体原因？解：电路振荡频率不稳定的具体原因是晶体管的极间电容与输入、输出阻抗的影响，电路的工作状态以及负载的变化，再加上互感耦合元件分布电容的存在，以及选频回路接在基极回路中，不利于及时滤除晶体管集电极输出的谐波电流成分，使电路的电磁干扰大，造成频率不稳定。

振荡器（一）填空题1、反馈式振荡器的自激条件是。

2、反馈式振荡器起振条件是、。

3、反馈式振荡器平衡条件是、。

4、反馈式振荡器稳定条件是、。

5、正弦波振荡器由、、组成。

（答案：放大器；反馈网络；选频网络）（二）选择题1、反馈式振荡器振荡频率回路的谐振频率。

A）等于B）约等于C）不等于2、互感反馈式振荡器的优点是。

A）容易起振B）不易起振C）结构复杂D）调节频率不方便3、电容反馈式振荡器优缺点是、。

A）振荡波形好B）振荡波形不好C）振荡频率高D）振荡频率低4、克拉泼振荡器频率稳定度比普通的电容三点式振荡器频率稳定度高的原因。

A）因为振荡回路中接入一个小电容，从而减小晶体管输入、输出电容对振荡回路的影响。

B）电路晶体管与回路处于松耦合。

C）A和B5、设计一个稳定度高的频率可调振荡器，通常采用。

A）晶体振荡器B）变压器耦合振荡器C）西勒振荡器6、有些振荡器接上负载时，会产生停振，这是因为振荡器此时不能满足。

A）振幅平衡条件B）相位平衡条件C）A或B7、要使自激振荡器稳定地工作，则必须满足。

A）起振条件B）平衡条件C）稳定条件D）起振、平衡、稳定条件8、晶体振荡器具有较高的频率稳定度，但它不能直接作为收音机的本地振荡器，原因使晶体振荡。

A）频率稳定度高B）输出频率不可调C）都不是9、在一般广播收音机中常用用作本地振荡器。

A）互感反馈振荡器B）考毕兹电路C）哈特莱振荡器D）西勒振荡器10、振荡器的频率稳定度高。

A）互感反馈B）克拉泼电路C）西勒电路D）石英晶体11、振荡器的振荡频率决定于。

A）取决于振荡回路的参数B）仅取决于晶体管的参数C）外界环境D）网络Y参数，也与晶体管的参数有关12、使用石英振荡器，是利用石英的。

A）绝缘特性B）电容特性C）电感特性D）电导特性（三）问答题1、自激振荡器没有输入信号，它的输出信号从哪里来？2、正弦波振荡器为什么一定要用选频网络？。

项目7 正弦波振荡器分析及应用习题一、判断题1、在图1所示方框图中，产生正弦波振荡的相位条件是φF ＝±φA。

（）2、因为RC串并联选频网络作为反馈网络时的φF＝0°，单管共集放大电路的φA ＝0°，满足正弦波振荡的相位条件φA＋φF＝2nπ（n为整数），故合理连接它们可以构成正弦波振荡电路。

（）3、在RC桥式正弦波振荡电路中，若RC串并联选频网络中的电阻均为R，电容均为C，则其振荡频率f0＝1/RC。

（）4、电路只要满足1＝FA，就一定会产生正弦波振荡。

（）5、负反馈放大电路不可能产生自激振荡。

（）6、在LC正弦波振荡电路中，不用通用型集成运放作放大电路的原因是其上限截止频率太低。

（）7、在图1所示方框图中，若φF ＝180°，则只有当φA＝±180°时，电路才能产生正弦波振荡。

（）图18、只要电路引入了正反馈，就一定会产生正弦波振荡。

（）9、凡是振荡电路中的集成运放均工作在线性区。

（）10、非正弦波振荡电路与正弦波振荡电路的振荡条件完全相同。

（）二、选择题1、现有电路如下：A．RC桥式正弦波振荡电路B．LC正弦波振荡电路C．石英晶体正弦波振荡电路选择合适答案填入空内，只需填入A、B或C。

1）制作频率为20Hz～20kHz的音频信号发生电路，应选用（）。

2）制作频率为2 MHz～20MHz的接收机的本机振荡器，应选用（）。

3）制作频率非常稳定的测试用信号源，应选用（）。

2、选择下面一个答案填入空内，只需填入A、B或C。

A．容性 B．阻性 C．感性1）LC并联网络在谐振时呈（），在信号频率大于谐振频率时呈（），在信号频率小于谐振频率时呈（）。

2）当信号频率等于石英晶体的串联谐振频率或并联谐振频率时，石英晶体呈（）；当信号频率在石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时，石英晶体呈（）；其余情况下石英晶体呈（）。

3）当信号频率f＝f0时，RC串并联网络呈（）。

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 C C ） 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若满足振幅稳定条件，当外界温度变化引起 V i 增大时，T （osc ）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。

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osc 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。

T ~~―rqcIiJ Ap叱荡频率的变化，应增大T （v °sc ）和T（）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：T （ osc ）V i l ViA相位稳定条件：T （）为什么试描述如何通过自身调节建立新平衡若满足相位稳定条件，外界因素变化osc T（）osc阻止osc 增大,OSC$-4 在一个山主刚络和反潰网纠缁股的闭合环略中、如图NP3- 4U)J9r 示・F(j 血屋如何确走的？试写岀満足振荡器三条件时 〔叫J 將二网堀之间的去系式m ：在图 M 爭—4(■詁脑示闭合环路中的用处斷开.斷卄点例右侧加屯爪 V ，左删淇放大鹘时做人31抗「如謝Mr? 4(b)所示.分别求出放女签的増总A (i<v)——卞利氐馈网缔陵诚奈数左][js ) = ——^ ..则■「(★”、— A {j f ri ) x v f t j £±j )=由此碍.振站器的起惊条件为T C 仏十)—d (炒”〕此.(w —,〉> 1 *r (曲J -审小蚀卡衡条件为Y < cw ：M ：} -■罔NP3- - 4贬酿抵薪骼拆珂方和•罔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。

第10章 正弦波振荡器——基本习题解答10.1试用瞬时极性法判别题10.1图各电路能否满足自激振荡的相位条件？假设电路的幅值条件均满足，各电路能否起振？ 解：用瞬时极性法判别如下题 10.1图10.2由集成运算放大器和RC 并联谐振电路组成的振荡器如题10.2图所示，已知R=160k Ω，C=0.01µF 。

试问:（1）若R 1=3k Ω，求满足振荡幅值条件的f R 值; 为了使电路可靠起振， 起振时f R 应比计算值大一些还是小一些？为什么？•fU（2）估算振荡频率0f 。

R题10.2图解：（1）A f =33111=+=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+f f R R R 则Ω=k R f 6 31=F & 要可靠起振1>F A f && 起振时fR >6k Ω （2） Hz Hz RC f 1005.991001.0101602121630≈=××××==−ππ10.3设计一个振荡频率为125Hz 的正弦波振荡电路（电容用0.047µF ，并用一个正温度系数10k Ω的热敏电阻作为稳幅元件）。

试画出电路，并标出各电阻阻值。

解：画出电路如题10.3图所示：RR 1：正温度系数的热敏电阻 125210==RCf π即 1.272710312510047.0216Ω=Ω=⇒=××−k R Rπ取Ω=k R f 20 起振时：f R >20k Ω10.4用下列元器件能否构成正弦波振荡电路？（1）16k Ω电阻三只，27k Ω的负温度系数的热敏电阻一只，集成运放一只， 10k Ω电位器一只，0.01µF 电容器两只。

（2）1k Ω、5.1k Ω、15k Ω的电阻各一只， 0.1µF 的电容器两只， 300pF 的电容器一只，变压器一只， 三极管一只。

解:（1）可以，其构成电路如下图所示：16k 0.01 （2） 可以，其构成电路如下图所示：10.5试标出题10.5图中各电路变压器的同名端，使之满足正弦振荡的相位条件。

第5章正弦波振荡器习题参考答案5-2为什么晶体管LC振荡器总是采用固定偏置与自生偏置混合的偏置电路？答：晶体管LC振荡器采用固定的正向偏置是为了使振荡器起振时为软激励状态，在无需外加激励信号时就能起振，也不致停振。

而采用自生反向偏置则可以稳幅。

若两者不结合，则两者优点不可兼而有之。

5-6LC振荡器的静态工作点应如何选择？根据是什么？5-9试用相位条件的判断准则，判明题图5-1所示的LC振荡器交流等效电路，哪个可以振荡？哪个不可以振荡？或在什么条件下才能振荡？答：题图5-1（a）：可以起振。

题图5-1（b）：不能起振（晶体管be与bc电抗性质相同了）。

题图5-1（c）：考虑管子的极间电容C i时可能起振。

题图5-1（d）：当L2C2＞L1C1时可以起振。

5-12 试画出题图5-2各振荡器的交流等效电路，并判断哪些电路可以振荡？哪些电路不能产生振荡？若不能振荡，请改正。

答：题图5-2各振荡器的交流等效电路如图5-12所示。

5-14 已知某振荡器的电路如题图5-4所示，Lc是扼流圈，设L＝1.5μH，振荡频率为49.5MHz，试求：（1）说明各元件的作用；（2）画出交流等效电路；（3）求C 4的大小（忽略管子极间电容的影响）；（4）若电路不起振应如何解决？答：R b1、R b2是基极偏置电阻；R e 是射极偏置电阻；C 1、C 2、C 3、C 4、L 是振荡回路的元件，C p 是输出耦合电路。

（2）交流等效电路如题图5-14所示。

（3） ()4321C C L f o +≈π ()4366105.121105.49C C +⨯≈⨯-π解得 ()pF C C 12431091.6-⨯=+ ()pF pF C 91.3391.64=-=（4）若电路不起振，可以改变偏置或加大C 3。

5-17 题图5-6（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。

题目编号:14578 知识点:17正弦波振荡器题型:单项选择题难度:中振荡器之所以能获得单一频率的正弦波输出电压，是依靠了振荡器中的 ( )。

A. 选频环节 B .正反馈环节C. 基本放大电路环节【答案】A====================================================================== 题目编号:14579 知识点:17正弦波振荡器题型:单项选择题难度:中自激正弦振荡器是用来产生一定频率和幅度的正弦信号的装置，此装置之所以能输出信号是因为（）。

A. 有外加输入信号B. 满足了自激振荡条件C. 先施加输入信号激励振荡起来，然后去掉输入信号【答案】B====================================================================== 题目编号:14580 知识点:17正弦波振荡器题型:单项选择题难度:中一个振荡器要能够产生正弦波振荡，电路的组成必须包含（ )。

A. 放大电路，负反馈电路B. 负反馈电路、选频电路C. 放大电路、正反馈电路、选频电路【答案】C====================================================================== 题目编号:14581 知识点:17正弦波振荡器题型:单项选择题难度:中振荡电路的幅度特性和反馈特性如图所示，通常振荡幅度应稳定在（）。

A. O 点B.A 点C.B 点D.C 点U omfm【答案】C====================================================================== 题目编号:14582 知识点:17正弦波振荡器题型:单项选择题难度:中反馈放大器的方框图如图所示，当&U i= 0 时，要使放大器维持等幅振荡，其幅度条件是（）。

思考题与习题3.3 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，振荡起就不会回到平衡状态，最终导致停振。

3.4 分析图3.2.1(a)电路振荡频率不稳定的具体原因？解：电路振荡频率不稳定的具体原因是晶体管的极间电容与输入、输出阻抗的影响，电路的工作状态以及负载的变化，再加上互感耦合元件分布电容的存在，以及选频回路接在基极回路中，不利于及时滤除晶体管集电极输出的谐波电流成分，使电路的电磁干扰大，造成频率不稳定。

3.7 什么是振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件？各有什么物理意义？振荡器输出信号的振幅和频率分别是由什么条件决定的？ 解：（1） 起振条件： 振幅起振条件 01A F >相位起振条件 2A F n ϕϕπ+=（n=0,1,…）(2)平衡条件：振幅平衡条件AF=1相位平衡条件 2A F n ϕϕπ+=（n=0,1,…）（3） 平衡的稳定条件：振幅平衡的稳定条件0AU ∂<∂ 相位平衡的稳定条件0Zϕω∂<∂振幅起振条件01A F >是表明振荡是增幅振荡，振幅由小增大，振荡能够建立起来。

振幅平衡条件AF=1是表明振荡是等幅振荡，振幅保持不变，处于平衡状态。

相位起振条件和相位平衡条件都是2A F n ϕϕπ+=（n=0,1,…），它表明反馈是正反馈，是构成反馈型振荡器的必要条件。

振幅平衡的稳定条件A ∂/0U ∂<0表示放大器的电压增益随振幅增大而减小，它能保证电路参数发生变化引起A 、F 变化时，电路能在新的条件下建立新的平衡，即振幅产生变化来保证AF=1。

相位平衡的稳定条件Z ϕ∂/ω∂<0表示振荡回路的相移Z ϕ随频率增大而减小是负斜率。

它能保证在振荡电路的参数发生变化时，能自动通过频率的变化来调整A F ϕϕ+=YF Z ϕϕ+=0，保证振荡电路处于正反馈。

第3章正弦波振荡器练习1．反馈型振荡器是由（主网络放大器/放大网络）和（反馈网络/选频网络）组成的一个闭合环路,构成能量补偿部分和选频线性网络。

2．电容三点式振荡电路输出的谐波成分比电感三点式的大，因此波形较差。

(╳)3．正弦波谐振电路1）LC三点式振荡器属于正反馈放大器（√）2）克拉泼电路是电感三点式的一种改进形式（╳）3）在串联型晶体振荡器中，石英晶体相当于一个特殊的高Q电感元件。

（╳）4）LC三点式振荡器的幅度稳定条件是由并联谐振回路的幅频特性决定的（╳）4．晶体管LC正弦波振荡器采用的偏置电路大都是：（C）A、固定偏置B、自给偏置C、固定与自给的混合偏置D、不需要偏置5．要产生频率较高的正弦波信号应采用（A）振荡器，要产生频率较低的正弦波信号应采用（B）振荡器，要产生频率稳定度高的正弦波信号应采用（C）振荡器。

A）LC振荡器B）RC振荡器C）晶体振荡器6．正弦波自激振荡器振荡建立过程，晶体管的工作状态是（D）。

A）甲类B）甲乙类C）丙类D）甲类－>甲乙类－>丙类7．克拉泼振荡电路比考毕兹振荡电路的频率稳定度高，是因为克拉泼电路的振荡回路中接入一个电容C3，从而能减小晶体管输入、输出电容对振荡回路的影响。

(√)8．写出反馈振荡器的平衡条件、起振条件表达式。

答：平衡条件：振幅平衡条件：T(oc)1相位平衡条件：T(oc)2n起振条件：振幅起振条件：T(oc)1相位起振条件：T(oc)2nVf9．振荡器的环路增益为T(j)T()ejT()，振荡频率为oc，试写出振幅稳定条件：Vi[T(OSC)0]ViViAVf10.振荡器的环路增益为T(j)T()ejT()，振荡频率为oc，试写出相位稳定条件：Vi[T()oc0]11.有一个LC并联谐振电路，其电感损耗电阻为r，则谐振频率fp=12LC1112Q2LC(Q0Lr1，00rC1LC)，当f〈fp时，回路阻抗呈感性，当f〉fp时，回路阻抗呈容性12.三点式振荡器的基本组成原则是晶体管的e到c和b间要接同性电抗，而b-c间接异性电抗。