《模拟电子技术基础教程》华成英第九章习题解答.docx

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《模拟电子技术基础教程》华成英第九章习题解答

UHA

浪形的发生与变换电路

9.1判断下列说法的正、误，在相应的括号内画表示正踊•画“X”表示错15L

（1）只要满足正荻波振荡的相位条件，电路就一定能振荡.（〉

（2）正弦波振疡电路维持振荡的輛值条件是|AF|=1.（）

（3）只要引人了正反锻•电路就一定能产生正弦波振荡.（）

（4）只要引人了负反馈，电路就一定不能产生正戎波振荡.（）

<5）正弦波振荡电賂需耍非线性环节的原因足要稳定振荡幣值.（）

（6）LC正弦波振荡电路不采用通用型集成运放作为放大电路的原因是因其上限截

止频率太低•<）

（7）LC正弦波振荡电路一般采用分立元件组成放大电路•既作为基本放大电路又作

为稳幅环节。

<>

解（1〉X

（2）v<3）X（4）X（5）V（6〉J（7）7

9.2现有放大电路和选频网络如下，选择止确的答案填空.

A.共射放大电路B.共集放大电路C.共基放大电路

D.同相比例运算电路E.RC申并联网络F.LC并联网络

G.石英晶体

（1）制作频率为20Hz〜20kHz的音频信号发生电路，应选用作为基本放大

电路、作为选额网络•

（2）制作频率为2MHz〜20MHz的接收机的本机振荡器•应选用戒

作为棊本放大电路、作为选频网络•

（3）产生频牢为800MHz〜900MHz的奇施载波侑号•应选用作为基本放

大电路、作为选频网络•

（4）制作频率为20MHz且非常揚定的演试用依号源•应选用作为基本放大

电路、作为选劈网络.

解

（1）D・E

（2）A或C.F（3）C・F（4）GG

9.3选择题

（1）设放大倍数为A•反饰系数为戶.正弦波振荡电路产生自激掘荡的条件

是•负反馈放大电路产生自激振荡的条件是•

（2）正弦波振荡电路的主更组成部分是v_、和°

解（1>af=i,Af=-i

（2）放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅环节

9.4判断图P9M所示电路是否可能产牛:

正弦波振荡，简述理由。

解图P9.4（a）所示电路有可能产生正弦波振荡。

因为共射放大电路输出电压和输人电压反相〈即必=-180°）,且图中反馈网络为三级移相电路，在信号频率为0到无穷大时相移为+270°〜0",因此存在使相移为+180"即猝=+180°）的频率•即存在满足正弦波振荡相位条件的频率九（此时艸+妙=0°卄目在f*时有可能満足起振条件

|AF|>h故可能产主正弦波振荡。

图P9.4（b）所示电路不可能产生正弦波振荡.因为反馈信号引回到晶体管的发射极•放大电路为共基接法°输出电压和输入电压同相（即财=0°）.而图中反馈网络为三级移相电路•在信号频率为0到无穷大时相移修为0°〜一270°。

因此为了使电路满足正弦波振荡相位条件•则要求妙=0°,而此时的振荡频率九趋于无穷大，故不可能产生正弦波

9.5正弦波振荡电胳如图P9.5所示，已知A为理想集成运放。

（1）已知电路能够产生正弦波振荡•为使输出波形频率増大应如何调节电路参数？

（2）已知&=ioka・若产生稳定振荡，则R约为多少？

2丿UwKf=12kn9问电路产生什么现象？

简述理由.

解

（1）应减小电阻R或考电容C。

（2）R约为20口

（3）不能振荡•因为电路无法满足正弦波振荡的幅值条件。

9.6正弦波振荡电路如图P9.6S）所示，已知A为理想集成运放.

（1）为使电路产生正弦波掘荡•请标出集成运放的同相端和反相瑞.

（2）求解振荡極率的调节范围。

（3）已知&为热敏电阻，试问其温度系数是正还是负？

（4）已知热敏电PAR的特性如图P9.6（b）所示，求稳定振荡时&的阻值和电流人的有效值。

（5）求稳定振荡时输出电压的峰值。

解

（1）集成运放上端为同相端，下端为反相端.

（2）当R•调节到最小时仇最大，当乩调节到最大时齐最小，根据

L——<丄

2tt（R+&〉C5~2叔：

得

145Hz

振荡频率的调节范園为145Hz〜1592Hz。

（3）Rt温度系数应为负。

（4）稳定振荡时斤与&应满足尺=2&=2kC。

在图P9・6（b）中对应找出R=

2kO时人的有效值为1-5mA.

（5）稳定振荡时&上的电流几的有效值为1.5mA,则输出电压的峰值4=

湮（R+&M~6・4V〜

9.7分别判晰图F9.7所示电路是否可能产生正弦波振荡，简述理由。

若能振荡,试分别说明它们为何种形式的正弦波振荡电路（变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式）。

已他mu为耦合电容或旁路电容。

團P9.7

解图P9.7（a）所示电路的基本放大电路为共源放大电路，通过变压器引入的反馈为负反馈，无法满足正弦波振荡的相位条件。

图P9.7（b）所示电路的基本放大电路为共基放大电路，能够正常工作，通过变压器引入的反馈为正反馈，满足正弦波振荡的相位条件；另外，电路在f=fo时有可能滿足起振条件|AF|>1,因此可能产生正弦波振荡’为变压器反馈式。

图P9.7（c）所示电路的基本放大电路为共射放大电路，能够正常工作，当LC并联回路谐振时通过电感引入的反馈为正反馈，满足正弦波振荡的相位条件；另外，电路在/=人时有可能满足起振条件|AF|>K因此可能产生正弦波振荡。

为电感反馈式。

图P9・7（d）所示电路的基本放大电路为共基放大电路•能够正常工作•当LC并联回

路睹振时通过电容引入的反馈为正反馈•满足正弦波振荡的相位条件；劣外•电路在/=

Zo时有可能满足起振条件丨人戶！

＞1・因此可能产生正孩波振荡。

为电容反馈式。

9.8分别改正图P9.8所示各电路的错谋•使之可能产牛正弦波振荡•耍求不改变放大电路的基本接法；改正后分别说明它们是何种形式的止兹波振荡电路（变压器反馈式■电感反馈式、电容反馈式儿C知为耦合电容或旁路电容。

9.9图P9.9所示正弦波振荡电路中■已知电容G.G为幡合电容。

回答下列问题:

（1）分别指出电路中的正反馈网络和选频网络，并分析电路是否满足正弦波振荡的相位条件.

（2）若电路没有起振•则应增大还是减小电阻R-

（3）若电容C开路•电路能否产生圧兹波振荡？

为什么？

9.9图P9.9所示正弦波振荡电路中•已知电容CZ为耦合电容。

回答下列问题：

（1）分别指出电路中的正反馈网络和选频网络，并分析电路是否满足正兹波振荡的相位条件。

（2）若电路没有起振■则应增大还是减小电阻R-

（3）若电笄G开路，电路能否产生疋弦波振荡？

为什么？

解（1〉正反馈网络为R八G和R、，选頻网络为厶C并联回路。

由于电路存在正反馈网络，因此满足正弦波振荡的相位条件。

<2）若电路没有起振，則应减小电阻R”•使反馈电压增大。

（3）若电容G开路•则电路没有正反馈网络，不能满足正弦波振荡的相位条件•无法振荡。

（4〉若电容G开路•则没有选频网络，此时电路存在正反馈网络•放大电路的电压放大倍数很大•可能振荡•但输出波形不是正弦波，可能接近方波'

9.10已知电路如图P9.10所示，电容G为耦合电容・C2、C$为旁路电容。

分别判断各电路是否可能产生正弦波振荡；如可能产生正弦波振荡，则说明石英晶体在电路中呈容性、感性还是纯阻性，电路的振荡频率等于石英晶体的串联谐振频率/.、等于并联谐振频率几、还是介于人和九之间。

解图P9.10（a）电路中电容C.为旁踽电容。

两个电路都可能振荡。

图P9・10（a）电路中石英晶体呈感性•电路的振荡频率介于人和人之间；图P9.10（b）电路中石英品体呈纯阻性，电路的振荡频率等于石英晶体的串联谐振族率人。

9.11图P9.11所示电路中，已知R=10kd，R2=20kQ,R=10kd,C=0.01MF.稳压管的稳压值为6V,Uref=0.

<1）分别求输出电压呦和电容两端电压如的最大值和最小值。

（2）计算输出电压Uo的周期，对应画出MO和«的波形.标明幅值和周期。

（3）若分别单独增大R,、R和Uz，则“°的幅值和周期有无变化？

如何变化？

（4）若Uref变为3V,则如的幅值和周期有无变化？

如何变化？

解

（1）g的最大值和最小值分别为+6V和一6V°

R

由于滞回比较器的阈值电压土Ut=hUz兀亏気=±2V,因此“C的最大值Ua=I5=2V,火的最小值为（Jz=—Ut=-2V。

（2）设«0的周期为丁，则

T2RCln（1+卷）~13&6戸

如利％的波形如解图9.11所示。

（3）若单独增大R,则g的周期将变大，幅值将不变；

若单独增大&则如的周期将变大，幅偵将不变；若单独增大Uz，则uo的周期将不变，韬值将増大。

（4）若〔几秤变为3V,则uo的幅值将不变，周期将增大，具体分析如下：

由于滞回比较器的阈值电圧变为C7t.=Uref疋気+Uz瓦其；=4V，Ut2=UR徉臣*；-Uz石¥^=°V‘因此«c的最大值UCfno=lITI=4V,«C的最小值为Ucmic=Ut2=0V_

设s的周期为T,利用KC-阶电路的三要索法列方穆如下：

U（*=（5一匕“）（1一L禺）+U*

T=2RCln3~219ps・“o和uc的周期都增大「

9.12图P9・12所示电路中，已知Rl=10kn<^=20kQ>R=10ka，C=0.1“F。

稳压管稳定电压为6V■正向导通电压可忽略不计。

计算如的周期•并画出“和如的波形。

解«.»的型大值和E小值分别为6V和0V。

由丁•滞回比较器的阈值电压

DR

Uu2V,Ut2=0X^^=0V

因此々的最大值Uc^-t/Ti=2V,uc的鼠小（ftUz=U"=OV.

设“的周期为7•利用KC-阶电路的三要索法列方程如下：

Ug=（5-Uz）（1-3承〉+U*

得到如的周期丁心811卩5。

"和々的波形如解图9・12所示。

9.13图P9.13所示电路中•已知Rg、R诫的滑动端均位于中点=50k（bC=O.OlpF,稳压骨的稳压值为6V.・

（1>画岀“5和“3的波形，标明幅值和周期。

（2）Kwl的滑动端向右移时皿和和冷忆的幅值和周期分别如何变化。

（3）当R辺的滑动端向右移时“a和的俯值和周期分别如何变化。

（4）为了仅使“02的幅值增大•应如何调节电位器？

为了仅使“02的周期增大,应如何调节电位器？

为了使“0：

的幅值和周期同时增大，应如何调节电位器？

为了使“6的幅值增大而使周期减小•应如何调节电位器？

d>Moi为方波，幅值为±6V；如龙为三角波，幅值为±5

”皿的周期

4X-|-RwiX占Rw?

C

T==2ms

”5和如2的波形如解图9.13所示.

（2）当R,的滑动端向右移时・“5、“伐的幅值均不变•周期均滅小。

（3）当尺淤的滑动端向右移时de的幅值不变,“02的幅值减小。

"01与"02的周期减小。

（4）为了仅便“3的幅值增大•应调节Rw的滑动端向左移，然后调节Eo的滑动端向右移以使周期不变；为了仅使“a•的周期堆大，应调节R辺的滑动端向左移：

为了使的幅值和周期同时增大，应调节R蛇的滑动堆向左移；为了使的幅值增大而使周期成小，应调节R”2的滑动端向左移，然后调节R"的滑动端向右移。

9.14图P9.14所示电路中，已知R-的滑动端位于中点.选择填空：

A.增大B.不变C.减小

当&增大时，“5的占空比将,振荡频率将,s的福值

将I当&增大时・“0J的占空比将，振荡频率将的幅值

将:

当S增大时的占空比将•振荡頻率将・“2的幅值

将:

若几的滑动端向上移动，则U（„的占空比将，振荡频率

将的幅值将•

解B>A,C；B,C>A；

9.15电路如图P9.15所示。

<1）定性画出畑和«0的波形；

<2）估算振荡频率与U!

的关系式；

<3）若^<0,则电路能否产生掠荡？

解

（1）“6和Uo的波形如解图9.15所示.

（2）求解振荡频率：

首先求出电压比较器的阈值电圧，然后根据扳荡周期近似等于积分电路正向积分时间求岀振荡周期•捺荡频率是其倒数°

+■Ui

9.16压控振荡器电路如图P9.15所示。

设计一个锯齿波发住电路•并将锯齿波发生电路的输出电压作为该压控振荡器的输入电压他（要求锯齿波输出电压值大于0）•用仿貞软件观察压控按荡器输出电压Uo的波形•说明波形的变化规律。

解可采用图P9,14所示锯战波发生电路•为使压控扳荡器的输入电压⑷大于0,需典在锯齿波发牛电路的输出电压匕叠加一个正的玄流电压•因此采用同相求利运算电路将锯齿波发牛•电路的输出电圧与一个正的玄流电压相加•然厉再作为压控振荡器的输入电圧⑷.具体电路如解图9・16所示。

输出电压作为圧控振荡器的输入电压u：

a用仿真软件观察压控振荡器的输出电压波形是一个频率周期性变化的锯齿波•这是因为压控振荡器的输入电压均（即解图9.16中的仪宀是〜个锯齿波，其幅值周期性变化•从而使得压控振荡器的输出信号频率周期性变化。