电工电子技术基础知识点详解4-1-3-正弦波振荡电路分析例题

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。

教案用纸§4-1正弦波振荡电路的基本原理一、自激振荡电路的基本组成正弦波振荡电路的基本组成：包括放大电路、反馈电路和选频电路三个基本组成部分。

二、自激振荡的条件1．幅值条件反馈信号uf与输入信号ui大小相等，即uf=ui由于A=uo ui F=ufuoufuf 则 AF===1 uouiuoui即AF=1，其中A表示基本放大电路的开环放大倍数，F表示反馈电路的反馈系数。

AF=1即为振荡电路能够振荡的幅度平衡条件。

2．相位条件为保证反馈信号uf与输入信号ui相位相同，应确保φA+φF=±n360上式即为振荡电路的相位平衡条件。

式中φAo表示基本放电电路的相移，φF表示反馈电路的相移，n=0，1，2，3……。

反馈信号的相位与输入信号的相位相同，即电路中引入正反馈，才能产生振荡。

3．自激振荡的建立及稳幅振荡电路能否起振，除了电路中必须引入正反馈之外，反馈信号uf应比输入信号ui的幅度大。

即：AFuoufuf=>1 uiuoui自激振荡一旦建立起来，振荡电路的输出信号的幅值就将逐渐增大，当增大到一定程度后，放大电路部分中的管子就会接近甚至进入饱和区或截止区，输出波形就会失真，所以要在电路中设有稳幅环节，使输出信号的幅值增大到一定大小以后，电路满足，保持等幅振荡。

由于三极管是非线性器件，当振荡幅度增大至一定程度后，振荡电路中的三极管将进入非线性区，三极管的β将会减小，放大电路的电压放大倍数A会减小，从而使AF减小，当满足AF=1时，输出幅度既不增大，也不减小，将维持在某一幅度进行等幅振荡。

因此，正弦波振荡电路产生振荡的条件为：oAF≥1，φA+φF=±n360要保证振荡电路能够振荡，必须同时满足以上两个条件，其中相位平衡条件是关键。

教案用纸§4-2 LC正弦波振荡电路一、LC并联谐振电路的选频特性LC 振荡电路的选频电路由电感和电容构成，可以产生高频振荡。

由于高频运放价格较高，所以一般用分离元件组成放大电路。

正弦波振荡器练习题及答案一、选择题1、振荡器的振荡频率取决于。

（）A ．供电电源B ．选频网络C ．晶体管的参数D ．外界环境2、为提高振荡频率的稳定度，高频正弦波振荡器一般选用。

（）A ．LC 正弦波振荡器B ．晶体振荡器C ．RC 正弦波振荡器3、设计一个振荡频率可调的高频高稳定度的振荡器，可采用（）A ．RC 振荡器B ．石英晶体振荡器C ．互感耦合振荡器D ．并联改进型电容三点式振荡器4、串联型晶体振荡器中，晶体在电路中的作用等效于。

( )A ．电容元件B ．电感元件C ．大电阻元件D ．短路线5、振荡器是根据反馈原理来实现的，反馈振荡电路的波形相对较好。

（）A 、正、电感B 、正、电容C 、负、电感D 、负、电容6、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7、石英晶体振荡器的频率稳定度很高是因为（）A ．低的Q 值B ．高的Q 值C ．小的接入系数D. 大的电阻8、正弦波振荡器中正反馈网络的作用是（）A ．保证产生自激振荡的相位条件B ．提高放大器的放大倍数，使输出信号足够大C ．产生单一频率的正弦波D ．以上说法都不对9、在讨论振荡器的相位稳定条件时，并联谐振回路的Q 值越高，值ω???越大，其相位稳定性（）A 、越好B 、越差C 、不变D 、无法确定10、并联型晶体振荡器中，晶体在电路中的作用等效于( )A ．电容元件B ．电感元件C ．电阻元件D ．短路线11、克拉拨振荡器属于振荡器。

( )A . RC振荡器B .电感三点式振荡器C .互感耦合振荡器D .电容三点式振荡器12、振荡器与放大器的区别是（）A．振荡器比放大器电源电压高B．振荡器比放大器失真小C．振荡器无需外加激励信号，放大器需要外加激励信号D．振荡器需要外加激励信号，放大器无需外加激励信号13、如图所示电路，以下说法正确的是（）A．该电路由于放大器不能正常工作，不能产生正弦波振荡B．该电路由于无选频网络，不能产生正弦波振荡C．该电路由于不满足相位平衡条件，不能产生正弦波振荡D．该电路满足相位平衡条件，可能产生正弦波振荡14、改进型电容三点式振荡器的主要优点是（）A．容易起振B．振幅稳定C．频率稳定度较高D．减小谐波分量15、在自激振荡电路中，下列哪种说法是正确的（）A．LC振荡器、RC振荡器一定产生正弦波B．石英晶体振荡器不能产生正弦波C．电感三点式振荡器产生的正弦波失真较大D．电容三点式振荡器的振荡频率做不高16、利用石英晶体的电抗频率特性构成的振荡器是（）A．f＝fs时，石英晶体呈感性，可构成串联型晶体振荡器B．f＝fs时，石英晶体呈阻性，可构成串联型晶体振荡器C．fs<f<fp时，石英晶体呈阻性，可构成串联型晶体振荡器< p="">D．fs<f<fp时，石英晶体呈感性，可构成串联型晶体振荡器< p="">17、如图所示是一个正弦波振荡器的原理图，它属于振荡器。

第7章 正弦波振荡电路例题解析例7．1 RC 振荡电路如图7.1所示，图中R=10k Ω，C=0.1μf 。

（1）求振荡器的振荡频率f o ?(2)为保证电路起振，对R f ／R 1的比值有何要求?(3)试提出稳幅措施。

解 (1)求振荡频率考虑到正反馈网络有 )(313)1(222212ωωωωωωωo o of V j RCj C R RC j Z Z Z V V F -+=++=+== (1) 式中，RC o /1=ω振荡器的振荡频率是由相位平衡条件决定的，由于φa ＝0。

则要求φf ＝0，故有RC o /1==ωωHz Hz f f 1591010101.021360≈⨯⨯⨯⨯==-π (2)对R f ／R 1比值的要求在振荡频率下，由式(1)有F Vmax ＝1／3需要指出的是，如果电路按振幅平衡条件AF =1进行设计，振荡就不能自行建立，只有满足AF ＞1的条件，在电源接通后，由于噪声或瞬态扰动(包含有f o 的频率成分)，才有可能经AF 环路后使f o 的信号由小变大，自行起振。

最后因放大器的非线性或稳幅环节的作用而使AF =1，达到稳定振荡。

因此，要求A V =1+R f /R 1＞3或 R f /R 1＞2R f /R 只能大于2而接近2，太大将使输出波形产生失真。

(3)稳幅措施要想能稳幅，就必须使A V 随输出电压振幅上升而下降(即负反馈加强)。

为此，可将R 1选用具有正温度系数的电阻(如钨丝灯泡)，或选用具有负温度系数的电阻R f （如选用热敏电阻）。

当然，也可以采用其他非线性元件来自动调整反馈的强弱，以维持输出电压恒定。

图7.1例7．2 电路如图7．2所示，试用相位平衡条件判断哪个电路可能振荡，哪个不能?请说明原因。

解 图7．2 (a)电路不能振荡。

放大器从b 1到e 2的相位相差180°，选频网络的相角变化范围是﹣90°~+90°，所以不能满足相位平衡条件φa +φf ＝2nπ7．2 (b)电路可能振荡。