模拟电子技术基础 波形发生电路
模拟电子技术(第2版)课后习题答案第6章
第六章波形发生电路7.1 试用振荡相位平衡条件判断图P7.1所示各电路能否产生正弦波振荡，为什么？答：（a）：相位不平衡，不能振荡。
（b）：ϕA+ϕF=2nπ(n=0,1,2 )，能振荡。
（c）：ϕA=180︒，ϕF=180︒，ϕA+ϕF=2nπ(n=0,1,2 )，能振荡。
（d）：ϕA+ϕF≠2nπ(n=0,1,2 )，不能振荡。
7.2 已知RC振荡电路如图P7.2所示。
（1）求振荡频率f0=?（2）求热敏电阻Rt 的冷态电阻（3）说明Rt应具有怎样的温度特性？解：（1） f0=11==971Hz2πRC6.28⨯2⨯10-8⨯8.2⨯103Rt<11Rf=⨯10=5kΩ22 （2）Rf>Rt，（3）Rt应具有正温度特性胡应洪第 1 页2013-4-77.3 RC桥式振荡电路如图P7.1.4所示，已知R1=10kΩ，试分析Rt的阻值分别为下列三种情况时，输出电压波形的形状？（1）Rf=10kΩ；（2）Rf=100kΩ；（3）Rt 为的负温度系数的热敏电阻，冷态电阻值大于20kΩ1、当Rf=10kΩ时：Au=1+RfR1=1+10=2<310电路不能起振，无输出波形。
2、当Rf=100kΩ时：Au=1+RfR1=1+100=11>310电路能振荡，但波形会严重失真，输出为矩形波。
3、当Rf>20kΩ，且具有负温度特性时：Au=1+RfR1>3电路能振荡，且具有Rt的负温度特性输出波形稳定，是正弦波。
7.4 设计一个频率为500Hz的RC桥式振荡电路，已知，并用一个负温度系数、20kΩ的热敏电阻作为稳温元件，试画出电路并标出各电阻值。
解：1=500Hz2πRCC=0.047uFR=6.8kΩ f0=胡应洪第 2 页 2013-4-7。
电子技术基础 第5章 波形发生电路
F 2n π （n为整数)
ΦA是基本放大电路输出与输入的相位差， ΦF为反馈网络输出和输
入的相位差。该式表示基本放大电路的相位移与反馈网络的相位移 的和等于0或2π的整数倍，即电路必须引入正反馈。
第5章 波形发生电路
2、正弦波振荡的起振和稳幅
起振信号和及选频：实际上，振荡 电路开始建立振荡时，并不需要借助于 外加输入信号，它本身就能起阵，但电 路由自行起振到稳定需要一个建立的过 程。例如当电路接通电源时，将有电扰 动作用于电路。根据频谱分析，这种扰 动信号是由多种频率的分量所组成的， 其中必然包含频率为fo的正弦波。用一 个选频网络将fo信号“挑选”出来，使 它满足振荡相位平衡条件和幅值平衡条 件，其它频率成分的信号则因为不符合 振荡条件而衰减为零，所以电路就将维 持频率为fo的正弦波振荡。 振荡初始，输出信号将由小逐渐变 大，要求电路具有放大作用，所以电路 的起振条件为：
第5章 波形发生电路
3、正弦波振荡电路的组成和分析方法
组成：由以上分析可知，正弦波振荡电路必须有以下四个组成部分：
（1）电压放大电路 使f = fo的正弦输出信号能够从小逐渐增大，直到达到稳定幅值，而且通过 它将直流电源提供的能量转换成交流功率。 （2）正反馈网络 它使电路满足相位平衡条件，否则就不可能产生正弦波振荡。 （3）选频网络 它保证电路只产生单一频率的正弦波振荡。多数电路中，它和正反馈网络 合二为一。正弦波振荡电路常以选频网络所用元件来命名，分为RC、LC和石 英晶体正弦波振荡电路。RC正弦波振荡电路的输出波形较好，振荡频率较低， 一般在几百kHz以下；LC正弦波振荡电路的振荡频率较高，一般在几百kHz以 上；石英晶体正弦波振荡电路的振荡频率极其稳定。 （4）稳幅环节 保证输出波形具有稳定的幅值。
模拟电子技术基础 科学出版社 廖惜春 (最完整版)(包括选择题+填空题)第7章 波形产生电路B
1 o o 时，相移 F 0 。则 A F 360 ，满足相位平衡条件，电路能振荡。 2πRC 1 1 （2）RC 串并联电阻网络当频率 f f o 时，反馈系数 F 。要让振荡器振荡起来，必须 3 2πRC
当频率为 f f o 满足起振的幅值条件即 A F 1 ，即 A 3 。 T1、T2 构成的放大电路是具有级间反馈的多级放大电路，级间反馈类型为电压串联负反馈。根 据深度负反馈条件，电压放大倍数的估算，有
f0
1 2 LC
2 LC L L1 L2 2M
f0
1
2 LC C C2 C 1 C 1 C 2
f0
1
2 LC 1 C C0 1 1 1 C1 C 2 C 0
f0
1
结构复杂，分布电 容大，频率在几兆 赫到十几兆之间。
输出信号高次谐波 分量较大，波形质 量较差。
0.04 uF C R 68 k C
Rc 1
Rc 2 T2 Rf Re1
U CC
T1
R
C1
C2 uo
Re 2
例7-1图
解： （1）电路中的反馈信号可以看作从 T1 的栅极输入，从 T2 的集电极输出。放大电路是两级，第 一级是共源放大电路，相移为 180o，第二级是共射放大电路，相移也为 180o，故放大电路总相移 ， A 360o 。该正弦波振荡电路的选频网络为 RC 串并联电阻网络，其相移范围为（－90o～＋90o）
R
uc
-
振荡周期
R3
输出幅值
R1 ) R2
T 2 RC ln(1 2
uo
U o U z
方波 发生器
C
电子技术基础第八章 波形发生和信号转换
图8.2.13
8.2.5 集成电压比较器 一、集成电压比较器的特点和分类
1、特点 响应速度快，传输延迟时间短，一般不需要外 加限幅电路就可直接驱动TTL、CMOS和ECL等数 字电路；有些芯片带负载能力强，可直接驱动继电 器和指示灯。 2、分类 单、双和四电压比较器； 通用、高速、低功耗、低电压和高精度型电压 比较器； 普通输出、集电极（漏极）开路输出或互补输 出型。 此外，还有的集成电压比较器带有选通端。
例8.2.2 在图6.2.9电路 中， R1=50KΩ, R2=100KΩ, ±UZ=±9V， 已知uI波形，试画出 uO的波形。
图8.2.11
例8.2.3 设计一个电压比较器，使其具有如图8.2.12（a） 所示的电压传输特性。要求电阻在20～100KΩ 之间。
图8.2.12
解：
若R1取为25KΩ，则R2应取为50 KΩ ；或各取为 50 KΩ和100 KΩ 。
由于C<<C0，所以fp≈fs。
二、石英晶体正弦波振荡电路 1、并联型石英晶体正弦波振荡电路 电路如图8.1.29所示，石英晶体等效为电感，和 C1、C2组成电容反馈式正弦波振荡电路。振荡频率 为 f p。 2、串联型石英晶体正弦波振荡电路 电路如图8.1.30所示，石英晶体等效为电阻，振荡 频率为fs。
，即
，φF=0o。
二、桥式正弦波振荡电路 f=f0时， ，所以 图8.1.6 在图8.1.7中
采用非线性环节， 例如热敏电阻以稳定 输出电压。
图8.1.7
三、振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路
图8.1.9
8.1.3 LC正弦波振荡电路 一、 LC谐振回路的频率特性
图8.1.10
谐振频率
模拟电子技术基础(第四版)习题解答_Part8
解图 P8.27 8.28 试将直流电流信号转换成频率与其幅值成正比的矩形波，要求画出电路来， 并定性画出各部分电路的输出波形。 解： 首先将电流信号转换成电压信号， 然后将电压信号接如图 P8.25 所示压控振 荡器的输入端，即可将直流电流信号转换成频率与其幅值成正比的矩形波，如解图 P8.28 (a)所示，其波形如解图(b)所示。 若输入电流与解图 P8.28 (a)所示相反，则应将 uO3 经比例系数为−1 的反相比例 运算电路后，再接压控振荡器。
uO U Z 时，T 截止时， 1 2uI 103 uO1 (t2 t1 ) uO1 (t1 ) uI (t2 t1 ) uO1 (t1 ) ( R1 R2 )C 3 45
(2) uO 和 uO1 的关系曲线如解图 P8.26 (a)所示。 (3) uO 和 uO1 的波形如解图 P8.26 (b)所示。
代入上式得： (2) uO1、uO2 和 uO3 的波形如解图 8.22 所示。
∴ T1
6 UI 600
109
解图 P8.22 8.23 试将正弦波电压转换为二倍频锯齿波电压，要求画出原理框图来，并定性画 出各部分输出电压的波形。 解：原理框图和各部分输出电压的波形如解图 P8.23 所示。
图 P8.18
解图 P8.18
解：(1)振荡周期： T ( R1 R2 )C ln 3 3.3mS (2)脉冲宽度： T1 R1C ln 3 1.1mS ∴uO 和 uC 的波形如解图 8.18 所示。 8.19 图 P8.19 所示电路为某同学所接的方波发生电路，试找出图中的三个错误， 并改正。
图 P8.22 解：在图 P8.22 所示电路中，Al 和 A2 组成矩形波一三角波发生电路。 (1)在 A2 组成的滞回比较器中，令 uP
模拟电子技术基础第8章习题题解
第八章波形的发生和信号的转换自测题一、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。
（1）在图T8.1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T8.1（2）只要电路引入了正反馈，就一定会产生正弦波振荡。
（）（3）凡是振荡电路中的集成运放均工作在线性区。
（）（4）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。
（）解：（1）√（2）×（3）×（4）×二、改错：改正图T8.2所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。
要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。
图T8.2解：（a）加集电极电阻R c及放大电路输入端的耦合电容。
（b）变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。
三、试将图T8.3所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。
图T8.3解：④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。
如解图T8.3所示。
解图T8.3四、已知图T8.4（a）所示方框图各点的波形如图（b）所示，填写各电路的名称。
电路1为，电路2为，电路3为，电路4为。
图T8.4解：正弦波振荡电路，同相输入过零比较器，反相输入积分运算电路，同相输入滞回比较器。
五、试分别求出图T8.5所示各电路的电压传输特性。
图T8.5解：图（a）所示电路为同相输入的过零比较器；图（b）所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为±U T＝±0.5U Z。
两个电路的电压传输特性如解图T8.5所示解图T8.5六、电路如图T8.6所示。
图T8.6（1）分别说明A1和A2各构成哪种基本电路；（2）求出u O1与u O的关系曲线u O1＝f（u O）；（3）求出u O与u O1的运算关系式u O＝f（u O1）；（4）定性画出u O 1与u O 的波形； （5）说明若要提高振荡频率，则可以改变哪些电路参数，如何改变。
《模拟电子技术基础》(童诗白、华成英第四版)习题解答
模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答山东大学物理与微电子学院目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。
(1)在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。
( √ )(2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
( ×)(3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
( √ )(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。
( ×)(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R大的特点。
( √)其GSU大于零，则其输入电阻会明显变小。
( ×) (6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS二、选择正确答案填入空内。
(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。
A.变窄B.基本不变C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。
A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。
A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有A 、C 。
A.结型管B.增强型MOS 管C.耗尽型MOS 管三、写出图Tl.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D=0.7V。
童诗白《模拟电子技术基础》(第4版)笔记和课后习题(含考研真题)详波形的发生器和信号的转换)【圣才出
第8章 波形的发生器和信号的转换8.1 复习笔记一、正弦波振荡电路1．产生正弦波振荡的条件（1）振幅平衡条件：（2）相位平衡条件：（3）起振条件：2．正弦波振荡电路的组成（1）放大电路：保证电路有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，实现能量的控制。
（2）选频网络：确定电路的振荡频率，使电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡。
（3）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于反馈信号。
（4）稳幅环节：也是非线性环节，使输出信号幅值稳定。
在不少实用电路中，常将选频网络和正反馈网络“合二而一”，且对于分立元件放大电路，也不再另加稳幅环节，而依靠晶体管特性的非线性来起到稳幅作用。
3．判断电路能否震荡的方法（1）观察电路是否包含了放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节四个组成部分。
（2）判断电路是否有合适的静态工作点且动态信号是否能够输入、输出和放大。
（3）判断电路是否满足振荡的相位条件、幅值条件。
3．RC 正弦波振荡电路（1）振荡条件：反馈系数，电压放大倍数。
（2）起振条件：，即。
12f R R （3）振荡频率：。
（4）典型的RC 正弦波振荡电路：文氏电桥正弦波振荡电路，如图8.1所示。
图8.1 RC 文氏电桥正弦波振荡电路4．LC正弦波振荡电路（1）谐振时，回路等效阻抗为纯阻性，阻值最大，值为：其中，为品质因数；为谐振频率。
（2）如图8.2所示，LC并联谐振回路等效阻抗为：图8.2 LC 并联网络（3）变压器反馈式振荡电路的振荡频率为：（4）三点式LC 正弦波振荡器（1MHz 以上频率），典型电路如图8.3所示。
(a)电感三点式振荡器(b)电容三点式振荡器图8.3 典型三点式LC正弦波振荡器①组成原则：与晶体管发射极相联的电抗是相反性质的，不与发射极相联的另一电抗是相同性质的。
②振荡频率：计算振荡频率时，只需分离出LC总回路求谐振频率即可。
电容式：电感式：5．石英晶体振荡器（1）石英晶体等效电路：R、C、L串联后与Co并联，如图8.4所示。
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形变
形变
机械振动 外力
模
拟
电
子
技
术
3. 等效电路
Cq C0 Lq rq
Co — 晶片静态电容 (几 ~ 几十 pF)
Lq — 晶体的动态电感 (103 ~ 102 H)(大) rq — 等效摩擦损耗电阻(小)
Cq — 晶体的动态电容 (< 0.1 pF)(小)
1 Q rq
Lq Cq
模
拟
电
子
技
模
拟
电
子
技
术
2、组成LC三点式正弦波发生电路的规律
LC三点式正弦波发生电路的一般结构如下图所示。
a）反相放大
b）同相放大
图 LC三点式正弦波发生电路的一般结构 若考虑到a中的负载阻抗 运放输出电阻为
，
r
0
模
拟
电
子
U
技
术
uo L 0 L
无反馈时的
u
A A Z / r Z
1 1 3
F Z / Z Z
X X X 0
1 2 3
X X X
3 1
2
uo 1
进而可得 AF
u u
A XX A X X X X X X
uo 1 2 2 1 3 1
3
A X X
uo 2
1
模
拟
电
子
技
术
1
2
上式说明，为了产生振荡， X 、X 的符号必须
而 X 必须与它们异号。
模
拟
电
子
技
术
7.1.1 正弦波振荡电路的工作原理
一、振荡条件
•
Ui
•
•
放大器
Au
反馈网络
•
•
RL
Uo
•
Uo Au • ; Ui • • Uf Fu • ; Uo
•
•
Uf
Fu
Au Fu 1
•
微弱的电扰动中，某一频 • • — 振幅平衡条件 Au Fu 1 率成分通过正反馈逐渐放 AF A F 2 大，则产生正弦振荡。nπ — 相位平衡条件 n = 0, 1, 2,
7.2.3 压控方波产生电路
7.2.4 三角波发生电路
模
拟
电
子
技
术
7.2.1 电压比较器(Comparer) 功能： 比较电压信号(被测试信号与标准信号)大小 简单比较器(单门限) 基本比较器 类型 窗口比较器(双门限) 迟滞比较器(施密特触发器) 一、单限电压比较器 U 1. 过零电压比较器
8
OH
模
拟
电
子
技
术
4、 电容三点式振荡电路 考毕兹振荡器(Colpitts)
+VCC
RB1 V
CB
•
Uo
C1
CE 2
•
•
1
×
f0
RB2
Ui
RE
C3
L
Uf
C2
3
1 2 LC
1 C1C 2 2 L C1 C 2
模
拟
电
子
技
术
优点：波形较好 缺点：
1) 调频时易停振
2) V 极间电容影响 f0
模
拟
电
子
技
术
(二)石英晶体谐振电路 1. 串联型 f = fs，晶体呈纯阻
+VCC C V L
2. 并联型 fs < f < fp，晶体呈感性
+VCC
RB1
RB1
RB2 RE
RC V
×
CB R B2
RE
×
CE
C1 C2
C3
模
拟
电
子
技
术
7.2 非正弦波信号 产生电路
7.2.1 电压比较器 7.2.2 方波产生电路
f
90º
0
幅频特性
90º 相频特性
0
L / rC Z 1 j(ωrL 1
ωrC
Z0 ) 1 jQ( f / f 0 f 0 / f )
模
拟
电
子
技
术
5. 并联谐振的本质 — 电流谐振
i
U
iL iC C •
•
•
+ r u L –
I
•
IL
•
IC
I L IC
•
1) Z = Z0 呈纯阻 2)形成环流，大小是总电流的 Q 倍
0
90
式中: 0 = 1/RC
. ω0 ω 3 j( u= 1/3 ) F ω0 ω = 0º
模
拟
电
子
技
术
2. RC 桥氏振荡电路
1) 组成：
F = 0º
同相 放大器
A = 2n
2) 电路：
•R C
Rf R1 8
•
Ui
Uf
Uo
C R
•
模
拟
电
子
技
术
AF 2n
. Is
Z
C
r
模
拟
电
子
技
术
1. 谐振频率 f0
ω0
1 ， LC
1 f0 2π LC
2. 谐振阻抗 Z0 Z 0 L
rC
ω0C
Z0 Qω0 L Q
3. 回路品质因数 Q
ω0 L 1 1 L Q C r rω0C r
模
拟
电
子
技
术
4. 频率特性 Z0
Q 小
Z
Q 大
Q 增大
因此
u uo 1
2
A ZZ AF r Z Z Z Z Z Z
u o 1 2 3 2 1
3
A ZZ X X X jr X X X
uo 1 2 2 1 3 o 1 2
3
其中，
模
拟
电
子
技
术
u u
为了使电路振荡，应有 A F 1 ，上式应为实数， 分母的需不应为零，即：
3)振荡频率
4)振荡条件
1 f0 2RC
1 Au Fu 1 F 3
• • •
A 3
•
应使： R R 2 f 1
Rf 2R1
Rf 不能太大，否则 正弦波将变成方波
模
拟
电
子
技
术
5)稳幅措施
为使电 Au 为非线性，起振时，应使 Au > 3，稳幅后 Au = 3。 4.3 k 1 二极管稳幅 f0 R2 R3 热敏电阻稳幅 2RC V1 22 k f0 = 1.94 kHz 负温度系数 V2Rf R1 正温度系数 R1 12.4 k > R2 > 8.1 k 6.2 k Uo 起振时信号小， 0.01 F 8.2 k 二极管电阻大 0.01 F 8.2 k Uo Au 1 + (R2+ R3)/R1 > 3 Ui R C U f 起振后二极管电阻逐渐减小， C R R2 > 2R1 R3 Au T Rf1 Auf (1 Rf / R1 )2 2R1 1 + R2/R = 3 为使失真小： R <
8
8
模
拟
电
子
技
术
二、RC 移相式振荡电路
C C C R Rf 8
R
R
Uo
一节 RC 环节 移相 90 二节 RC 环节 移相 180 三节 RC 环节 移相 270
1 对于 f 0 的信号， F 180 2π 6 RC A 180 AF 0 — 满足相位平衡条件
Uf2 Uf2 Ui3 Ui4
ui uuf f 起振
稳幅
模
拟
电
子
技
术
三、电路的组成和起振的判断
组成:
1. 放大电路 Au 2. 正反馈网络 Fu 3. 选频率网络—实现单一频率的振荡 4. 稳幅环节—使振荡稳定、波形好 满足振荡条件
模
拟
电
子
技
术
Ui
放大器 Uo
Uf 选频正 反馈网络
Ui
选频 Uo 放大器
相输入端。
模
拟
电
子
技
术
3、 电感三点式 振荡电路
+VCC RB1 V
C1
×RB2
CB
Ui R
•
Uo
•
1
E
Uf
CE 2 L1 • M L2 3
C
模
拟
电
子
技
术
优点： 易起振(L 间耦合紧)；
易调节(C 可调)。
缺点： 输出取自电感，对 高次谐波阻抗大， 输出波形差。
f0
1 1 2 LC 2 ( L1 L2 2 M )C
模
拟
电
子
技
术
二、窗口比较器
U1 uI
uO1 V1 uO2 uO
8 8
U2
V2
模
拟
电
子
技
术
设 U1 > U2 ，比较器采用单电源
uI < U2 > U1 U2 < uI < U1 uO1 0 uO2 UOmax V1 截止 导通 V2 导通 截止 uO UZ UZ 0
UOmax 0 0 uO UZ O U2 0