高频电子线路第4章习题答案

第4章正弦波振荡器

分析图所示电路，标明次级数圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。[解] (a) 同名端标于二次侧线圈的下端

6

0.87710Hz0.877MHz

f===⨯=

(b) 同名端标于二次侧线的圈下端

6

0.77710Hz0.777MHz

f==⨯=

(c) 同名端标于二次侧线圈的下端

6

0.47610Hz0.476MHz

f==⨯=

变压器耦合LC振荡电路如图所示，已知360pF

C=，280μH

L=、50

Q=、20μH

M=，

晶体管的

fe

ϕ=、5

oe

210S

G-

=⨯，略去放大电路输入导纳的影响，试画出振荡器起振时开环小信号等效电路，计算振荡频率，并验证振荡器是否满足振幅起振条件。

[解] 作出振荡器起振时开环Y参数等效电路如图(s)所示。

略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于

Hz=0.5MHz

f

略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为

5

66

11

21042.7μS

502π0.51028010

e oe oe

o

G G G G S S

Q L

ρω

-

-

=+=+=⨯+=

⨯⨯⨯⨯⨯

由于三极管的静态工作点电流

EQ

I为

1210

0.7

1233

0.6mA

3.3k

EQ

V

I

⨯

⎛⎫

-

⎪

+

⎝⎭

==

Ω

所以，三极管的正向传输导纳等于

/0.6/260.023S

fe m EQ T

Y g I U mA mV

≈===

因此，放大器的谐振电压增益为

o m

uo

e

i

U g

A

G

U

-

==

g

g

g

而反馈系数为

f o

U j M M F j L L

U ωω-=

≈

=-g

g

g

这样可求得振荡电路环路增益值为

60.023203842.710280

m e g M T A F G L -==

==⨯g g

g g 由于T >1，故该振荡电路满足振幅起振条件。

试检查图所示振荡电路，指出图中错误，并加以改正。

[解] (a) 图中有如下错误：发射极直流被f L 短路，变压器同各端标的不正确，构成负反馈。改正图如图(s)(a)所示。

(b) 图中有如下错误：不符号三点式组成原则，集电极不通直流，而CC V 通过L 直接加到发射极。只要将1C 和L 位置互换即行，如图(s)(b)所示。

根据振荡的相位平衡条件，判断图所示电路能否产生振荡？在能产生振荡的电路中，求出振荡频率的大小。

[解] (a)

能；60

0.1910Hz 0.19MHz f =

=⨯=

(b) 不能； (c)

能；600.42410Hz 0.424MHz f ==⨯=

画出图所示各电路的交流通路，并根据相位平衡条件，判断哪些电路能产生振荡，哪些电路不能产生振荡(图中B C 、E C 、C C 为耦合电容或旁路电容，C L 为高频扼流圈)。

[解] 各电路的简化交流通路分别如图(s)(a)、(b)、(c)、(d)所示，其中 (a) 能振荡； (b) 能振荡； (c) 能振荡； (d) 不能振荡。

图所示为三谐振回路振荡器的交流通路，设电路参数之间有以下四种关系：(1)

112233L C L C L C >>；(2) 112233L C L C L C <<；(3) 112233L C L C L C =>；(4) 112233L C L C L C <=。

试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率与各回路的固有谐振频率有何关系？

[解]

令010203f f f =

=

=

(1) 112233L C L C L C >>，即010203f f f << 当01f f <时，1X 、2X 、3X 均呈感性，不能振荡；

当0102f f f <<时，1X 呈容性，2X 、3X 呈感性，不能振荡；

当0203f f f <<时，1X 、2X 呈容性，3X 呈感性，构成电容三点式振荡电路。 (2) 112233L C L C L C <<，即010203f f f >> 当03f f <时，1X 、2X 、3X 呈感性，不能振荡；

当0302f f f <<时，3X 呈容性，1X 、2X 呈感性，构成电感三点式振荡电路； 当0201f f f <<时，2X 、3X 呈容性，1X 呈感性，不能振荡； 当01f f >时，1X 、2X 、3X 均呈容性，不能振荡。 (3) 112233L C L C L C =>即010203f f f =<

当0102()f f f <时，1X 、2X 、3X 均呈感性，不能振荡；

当010203()f f f f <<时，1X 、2X 呈容性，3X 呈感性，构成电容三点式振荡电路； 当03f f >时，1X 、2X 、3X 均呈容性，不振荡。 (4) 112233L C L C L C <=即010203f f f >=

0203()f f f <时，1X 、2X 、3X 均呈感性；020301()f f f f <<时，2X 、3X 呈容性，1X 呈感性；01

f f >时，1X 、2X 、3X 均呈容性，故此种情况下，电路不可能产生振荡。

电容三点式振荡器如图所示，已知LC 谐振回路的空载品质因数60Q =，晶体管的输出电导5oe 2.510S G -=⨯，输入电导3ie 0.210S G -=⨯，试求该振荡器的振荡频率0f ，并验证CQ 0.4mA I =时，电路能否起振？

[解] (1)求振荡频率0f ，由于

12123001000

pF=231pF 3001000

C C C C C ⨯=

=++

所以

0MHz f

(2) 求振幅起振条件