第9章《自测题、习题》参考答案

第9章 信号发生电路

自测题

填空题

1．正弦波振荡电路属于 反馈电路，它主要由 、 、 和 组成。其中， 的作用是选出满足振荡条件的某一频率的正弦波。

2．自激振荡电路从1AF >到1AF =的振荡建立过程中，减小的量是 。

3．RC 正弦波振荡电路、LC 正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路是按组成 的元件不同来划分的。若要求振荡电路的输出频率在10kHz 左右的音频范围时，常采用 元器件作选频网络，组成 正弦波振荡电路。

4．在正弦波振荡电路中，为了满足振荡条件，应引入 反馈；为了稳幅和减小非线性失真，可适当引入 反馈，若其太强，则 ，若其太弱，则 。

5．在 型晶体振荡电路中，晶体可等效为电阻；在 型晶体振荡电路中，晶体可等效为电感。石英晶体振荡电路的振荡频率基本上取决于 。 6．当石英晶体作为正弦波振荡电路的一部分时，其工作频率范围是 。 `

7．集成运放组成的非正弦信号发生电路，一般由 、 和 几个基本部分组成。

8．非正弦波发生电路产生振荡的条件比较简单，只要反馈信号能使 的状态发生跳变，即能产生周期性的振荡。

9．方波和矩形波输出电压的幅值取决于比较器的 ；三角波和锯齿波输出电压的幅值取决于比较器的 。

答案：1．正、放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅环节、选频网络。2．放大倍数。3．选频网络、RC 、RC 。4．正、负、不易起振、容易产生非线性失真。5．串联、并联、石英晶体本身的谐振频率。6．s p f f f ≤≤。7．开关元件、反馈网络、延迟环节。8．比较器。9．输出电压、阈值电压。 选择题

1．为了满足振荡的相位平衡条件，反馈信号与输入信号的相位差应该等

于 。

A ．o

90； B ．o 180； C ．o 270； D ．o 360。

2．为了满足振荡的相位条件，RC 文氏电桥振荡电路中放大电路的输出信号与输入信号之间的相位差，合适的值是 。 【

A ．o

90； B ．o 180； C ．o 270； D ．o 360。

3．已知某正弦波振荡电路，其正反馈网络的反馈系数为，为保证电路起振且可获得良好的输出波形，最合适的放大倍数是 。

A ．0；

B ．5；

C ．20；

D ．50。

4．若依靠晶体管本身来稳幅，则从起振到输出幅度稳定，晶体管的工作状态是 。

A ．一直处于线性区；

B ．从线性区过渡到非线性区；

C ．一直处于非线性区；

D ．从非线性区过渡到线性区。

5．已知某LC 振荡电路的振荡频率在450Hz ~10Hz 之间，通过电容C 来调节，因此可知电容量的最大值与最小值之比等于 。 A ．52.510-?； B

． C ．2210?； D ．4410?。

6．电感反馈式正弦波振荡电路的相位平衡条件是通过合理的选择 来满足的。

A ．电流放大倍数；

B ．互感极性；

C ．回路失谐；

D ．都不是。

！

7．LC 正弦波振荡电路没有专门的稳幅电路，它是利用放大电路的非线性来自

动稳幅的，但输出波形一般失真并不大，这是因为 。

A ．谐振频率高；

B ．输出幅度小；

C ．谐振回路选择特性好；

D ．反馈信号弱。

8．在题9.2.8图所示的电路中，输出信号的周期为 。

A ．2

1p 322(2)ln 1R

T R R C R ??=++ ??

?； B ．2

1p

32(2)ln 1R T R R C R ??=++ ???

； C ．21p 34(2)R T R R C R =

+； D ．21p 3

2(2)R

T R R C R =+。 9．在题9.2.9图所示的电路中，输出信号的周期为 。

A ．23p 12(2)ln 1R T R R C R ??=++ ???；

B ．13p 42(2)ln 1R T R R

C R ??

=++ ??

?；

C ．2

3p 12(2)R T R R C R =

+； D ．13p 4

2(2)R

T R R C R =+。 ~

答案：1．D 。2．D 。3．D 。4．B 。5．D 。6．B 。7．C 。8．B 。9．C 。

判断题

1．正弦波振荡电路中，如没有选频网络，就不能引起自激振荡。（ ） 2．正弦波振荡电路中的晶体管仍需要一个合适的静态工作点。（ ） 3．如果放大电路的输出信号与输入信号倒相，至少要有三节RC 移相网络才能构成RC 移相式振荡电路。（ ）

4．在正弦波振荡电路中，只允许存在正反馈，不允许有负反馈。（ ） 5．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。（ ）

6．电容三点式正弦波振荡电路输出的谐波成份比电感三点式大，因此波形较差。（ ）

7．要制作频率稳定度很高，而且频率可调的正弦波振荡电路，一般采用晶体振荡电路。（ ）

8．三角波信号发生电路由反相输入滞回比较器和反相输入积分电路组成。（ ）

;

9．在题9.2.8图中，若电容充电和放电的时间常数不等，则输出的矩形波就会变成方波。（ ）

答案：2、3、5对；1、4、6、7、8、9错。

习题

题9.2.8图 题图

连接题图中的电路，并回答下列问题：（1）组成一个正弦波振荡电路；（2）当115k ΩR =，210k ΩR =，10.01μF C =，20.015μF C =，R 4=1k Ω时，振荡频率为多少（3）3R 为何值时电路起振（4）3R 应选用正还是负温度系数的热敏电阻说明原因；（5）若3R 短路，用示波器观察输出波形将看到什么现象（6）当1210k ΩR R R ===，

120.02μF C C C ===，41k ΩR =时，若

310k ΩR =，电路又将可能出现什么现象说明原因。

解：（1）1-7、4-6、2-5、3-8 （2）o 1212

2πf R R C C =

3

3

6

6

1.06kHz 2π151010100.01100.01510

--=

≈???????

（3）1221

11

||0.25150.015

11100.01F R C R C =

==++++

，

当||1AF >即341

||1||

R A R F =+

>

时电路起振， 、

34111113k Ω||0.25R R F ????

>-=?-= ? ?????

。

（4）3R 为负温度系数，设o 3u R ↑→的功耗3R ↑→的温度3R ↑→的阻值

u o A u ↓→↓→↓

（5）30R =时u 1A =，使u ||1A F <，不振，示波器为一条水平线。 （6）1

||3

F =

，3410||111131R A R =+=+=>>，波形上下被削平。

电路如题图所示，回答下列问题：（1）M 、N 、J 、K 四点如何连接才能产生振荡；（2） 满足起振条件时，f R 和e1R 大小之间有何关系；（3）若希望输出电压幅度基本稳定，应采取什么措施。

题图

题图

解：（1）连接M —J ，M —N 两点。 （2）f

u e1

13R A R =+

>，f e12R R > （3）f R 采用负温度系数或e1R 采用正温度系数的热敏电阻。

?

电路如题图所示，A 为理想集成运放。回答下列问题：（1）为满足相位条件，请在图中标出集成运放输入端中哪个是同相端、哪个是反相端；（2）输出信号频率o f 的值是多少（3）t R 具有正温度系数还是负温度系数（4）理想情况下，输出最大功

率om P 是多少（5）晶体管1T 的CM P 至少是多少

解：（1）上负下正。 （2）o 36

11

7.24kHz 2π2π 2.2100.0110

f RC -=

=≈???? （3）正温度系数。

（4）22

CC om L 18 6.48W 2225

V P R =

=? （5）CM om 0.20.2 6.48 1.296W P P ≥=?=

在题图所示的振荡电路中，

CC EE 12V V V ==。（1）判断此电路

能否产生正弦波振荡。若能，简述理由；若不能，则在不增减元件的情况下对原图加以改正，使之有可能振荡起来。（2）若要使电路起振，对电阻R 2应有何要求（3）试估算振

题图

<

题图

荡频率o f 。

解：（1）不能振荡，将运放两输入端（+和-）对调即可。 （2）2

u 1

13R A R =+>，212224k ΩR R >=

?= （3）o 36

11

3.98kHz 2π2π2100.0210f RC -=

=≈????

分别标出题图所示电路中变压器的同名端，使之满足正弦波的相位平衡条件。

解：对于图（a ），它是以56L 两端的电压作为反馈电压f U

，并从发射极输入。假设断开5与发射极的连线，并加信号k U ⊕，由共基关系可知T 的c U ⊕⊕，显然，当1与3端或2与6端为同名端时，才满足相位平衡条件。

对于图（b ），它以34L 两端的电压作为反馈电压f U 。断开3端与栅极间连线，且加信号k U ⊕，由共源关系可知T 的d U

，显然若2与4端为同名端或1与3

端为同名端时，才满足相位平衡条件。

-

电路如题图所示，试用相位平衡条件判断哪个可能振荡，哪个不能振荡，说明理由。

（a ） （b ）

题图

（a ） （b ）

题图

解：对于图（a ），它以1L 两端的电压作为反馈电压f U 。断开1端与发射极之间的连线，且加信号k U ⊕，则有

k U ⊕→ 由共基可知T 的c U ⊕⊕ →由同名端可知3端为

→1端k

U

显然引入的是负反馈，不满足相位平衡条件，不能振荡。

对于图（b ），它以34L 两端的电压作为反馈电压f U 。断开抽头与A 2同相输入端之间的连线，且加信号k U ⊕，则有

k U ⊕→ A 2输出o2U ⊕⊕ →A 1输出端o U 为

→1和3端为

→k

U

显然引入的是负反馈，不满足相位平衡条件，不能振荡。

|

检查题图所示的正弦波振荡电路是否有错，若有则指出错误并加以改正，说出

改正后的电路名称。

解：图（a ）基极直流接地，应在次级线圈与基极间接一隔直电容。改后电路为变压器反馈式LC 正弦波振荡电路。

图（b ）因C E U U ≈，管子饱和，应在反馈线上加一隔直电容。改后电路为电感三点式LC 正弦波振荡电路。

题图所示为某收音机中的本机振荡电路，回答下列问题：（1）在图中标出振荡线圈原、副边绕组的同名端；（2）计算在5C 的变化范围内，振荡频率的可调范围。

（a ） （b ）

题图

解：（1）5端与1端或4端与3端为同名端。 （2）[

]

omin 1345max 3345max 2π()/()f L C C C C C C ≈

+++

6

12

1.35MHz

2π10010[(10+250)30010

/(300+10+250)

--=

≈???[]

omax 1345min 3345min 2π()/()f L C C C C C C ≈

+++

6

12

3.52MHz

2π10010[(10+12)30010

/(300+10+12)

--=

≈???

所以电路振荡频率的可调范围为1.35~3.52MHz 。

如题图所示的三点式振荡电路。（1）试用相位平衡条件分析此电路能否振荡（2）设电路总的电感500μH L =，112~365pF C =，

2 6.6pF C =，336pF C =，试计算振荡频率的变

化范围。

解：（1）符合三点式LC 振荡器“射同基反”的组成原则，即满足相位平衡条件，能振荡。 &

（2）由图可知，振荡电路的总电容

123

123

()C C C C C C C ∑+=

++，则有

1min 23min 1min 23()(12 6.6)36

12.26pF 12 6.636

C C C C C C C ∑++?=

=≈++++

!

题图

1max 23max 1max 23()(365 6.6)

36

32.82pF 365 6.636

C C C C C C C ∑++?=

=≈++++

故

omax -612

min 2.03MHz 2π2π5001012.2610f LC -∑==≈???

omin -612

max 1.24MHz 2π2π5001032.8210f LC -∑=

=≈???

可见，振荡频率的变化范围为：1.24MHz ~2.03MHz 。

振荡电路如题图所示。（1）它是什么类型的振荡电路（2）设电路50μH L =，121000pF C C ==，

3100pF C =，计算它的振荡频率。

—

解：由1C 、2C 、3C 、L 组成电容三点式振荡

电路。

1231

83.33pF 111C C C C ∑=≈++

o 612

2.47MHz 2π2π50108

3.3310f LC --∑=

=≈???

题图所示为石英晶体振荡电路，试说明它们各属于哪种类型的晶体振荡电路，并说明晶体在电路中的作用。

（a ） （b ）

题图

题图

解：图（a ）电路为并联型晶体振荡器，晶体起电感作用。 图（b ）为串联型晶体振荡器，晶体起阻抗很小的纯电阻作用。

—

电路如题图所示，设集成运放为理想器件。试分析电路能否产生方波、三角波信号，若不能产生请说明理由，并提出改正方案。

解：积分电路的输出接比较器输入构成反馈环路。下面将根据非正弦波发生器的振荡条件来判断。

假设比较器输出高电平Z U ，此时A 1同相端的电位1

Z 12

R u U R R +=

+，

积分器输出O u 向负方向变化。这样A 1反相输入端与同相输入端电位没有比较点，即比较器输出不可能发生跳变，也就不会产生振荡。

改正的方案：第一种方案是将1R 的下端接A 2输出，构成同相输入滞回比较器；A 1的反相输入端接地。第二种方案是在A 1的输出端与A 2的输入端之间增加一个反相比例运算电路。这两种方法都可以使滞回比较器的输出发生周期性的跳变。

方波—三角波发生电路如题图所示。其中，139k ΩR =，220k ΩR =，310k ΩR =，

p 10k ΩR =，4150k ΩR =，0.1μF C =，各集成运放为理想器件。（1）求出调节p R 时

所能获得的max f 。（2）画出O1u 和O u 的波形，标明峰—峰值；如果A 1的反相端改接REF U ，方波和三角波的波形有何变化。

（3）要求三角波和方波的峰—峰值相同，3R 应为多少（4）不改变三角波原来的幅值而要使max 10f f =，电路元件的参数应如何调整

题图

解：（1）p R 的滑动头应置最上端。

32

1O O113232

R R

u u u u R R R R +-=

+==++

3TH O O1210

63V 20

R u u u R ==-=±?=± ()1t O o1

136

0416

d 150100.110u t u t t R C -=-

=-???? 当O ()3V u t =-所需要的时间正好是

1

4

周期。则 136

6

3150100.110t --

=-???，7.5ms t =

max 3

111133.33Hz 447.510f T t -===≈??

（2）1A 的反相端改接REF U 后，O1()u t 的波形不变，O ()u t 的波形发生上下平移。当REF 0U >，O ()u t 的波形向上移动；当REF 0U <，O ()u t 的波形向下移动。

（3）33O O126620

R R

u u R =

=?= *

题解图

3620

20k Ω6

R ?=

= （4）幅值保持不变，即不改变2R 、3R 的比值。可以减小4R 或减小C ，使

40.115015k ΩR =?=或0.10.10.01μF C =?=

一般用电位器代替4R 来调节f 。