正弦波振荡器振荡电路分析

正弦波振荡器分析

1．振荡器的振荡特性和反馈特性如图9.10所示，试分析该振荡器的建立过程，并判断A、B两平衡点是否稳定。

解：根据振荡器的平衡稳定条件可以判断出A点是稳定平衡点，B点是不稳定平衡点。因此，起始输入信号必须大于U iB振荡器才有可能起振。

图9.10 图9.11

2．具有自偏效应的反馈振荡器如图9.11所示，从起振到平衡过程u BE波形如图9.12所示，试画出相应的i C和I c0波形。

解：相应的和波形如图9.13所示。

图9.12 图9.13 3．振荡电路如图9.11所示，试分析下列现象振荡器工作是否正常：

（1）图中A点断开，振荡停振，用直流电压表测得V B＝3V，V E＝2.3V。接通A点，振荡器有输出，测得直流电压V B＝2.8V，V E＝2.5V。

（2）振荡器振荡时，用示波器测得B点为余弦波，且E点波形为一余弦脉冲。

解：（1）A点断开，图示电路变为小信号谐振放大器，因此，用直流电压表测得

V

＝3V，V E＝2.3V。当A点接通时，电路振荡，由图9.12所示的振荡器从起振到平B

衡的过程中可以看出，具有自偏效应的反馈振荡器的偏置电压u BEQ，从起振时的大于零，等于零，直到平衡时的小于零（也可以不小于零，但一定比停振时的u BEQ小），因此，测得直流电压V B＝2.8V，V E＝2.5V是正常的，说明电路已振荡。

（2）是正常的，因为，振荡器振荡时，u be为余弦波，而i c或i e的波形为余弦脉冲，所示E点波形为一余弦脉冲。

4．试问仅用一只三用表，如何判断电路是否振荡？

解：由上一题分析可知，通过测试三极管的偏置电压u BEQ即可判断电路是否起振。短路谐振电感，令电路停振，如果三极管的静态偏置电压u BEQ增大，说明电路已经振荡，否则电路未振荡。

5．一反馈振荡器，若将其静态偏置电压移至略小于导通电压处，试指出接通电源后应采取什么措施才能产生正弦波振荡，为什么？

解：必须在基极加一个起始激励信号，使电路起振，否则，电路不会振荡。

6．振荡电路如图9.14所示，试画出该电路的交流等效电路，标出变压器同名端位置；说明该电路属于什么类型的振荡电路，有什么优点。若L＝180μH，C2＝30pF，C

的变化范围为20～270pF，求振荡器的最高和最低振荡频率。

1

图9.14

解：画交流通路时，只需将耦合电容、旁路电容短路，电源接地即可，如图9.15所示。根据振荡器相位平衡条件，变压器的同名端标注的位置见图9.15。该电路属于共基调射型变压器反馈式振荡器，具有结构简单、易起振、输出幅度较大、调节频率方便、调节频率时输出幅度变化不大和调整反馈时基本上不影响振荡频率等优点。

因为163.6（pF）

43.9（pF）

所以振荡器的最高振荡频率和最低振荡频率分别为

）

1.79（MH

Z

）

0.93（MH

Z

7．试将图9.16所示变压器耦合反馈式振荡器交流通路画成实际振荡电路，并注明变压器的同名端。

解：参考的实际振荡电路如图9.17所示。

8．试从振荡的相位平衡条件出发，分析如图9.18所示的各振荡器的交流通路中的错误，并说明应如何改正。

解：图（a）为反馈式振荡器，同名端位置错误。图（b）、（c）、（d）、（e）、（f）为三点式振荡器，不满足三点式振荡器组成原则。改正后的交流通路（参考）如图11.19所示。

图

9.18

图9.19

9．电路如图9.20所示，已知L1＝40μH，L2＝15μH，M＝10μH，C＝470pF。

（1）画出其交流通路（偏置电路和负载电路可不画出），并用相位条件判别该电路能否振荡。图中电容C B、C E、C C和C L为隔直、耦合或旁路电容。

（2）电路如能振荡，试指出电路类型，并计算振荡器的振荡频率f0。

（3）说明图中L3在电路中的作用。

解：（1）交流通路如图9.21所示。该电路满足相位平衡条件，有可能振荡。

（2）电路类型为电感三点式振荡器，其振荡频率为

（3）图中L3为高频扼流圈，对直流提供通路，可接近短路，对交流接近开路，从而减小这一支路对谐振回路的影响。

图

9.20 图9.21

10．画出图9.22所示振荡器的交流通路，指出电路的振荡类型，并估算其振荡频率。

图9.22

解：交流通路如图9.23所示。该电路为改进型电容三点式振荡器（西勒振荡器）。

（pF）

（MH

）

Z

图

9.23 图9.24

11．图9.24为三谐振回路振荡器的交流通路，设三回路的谐振频率分别为f01、f02和f03。试分析在电路参数满足下述关系的情况下，该电路能否振荡？若能振荡，则属于哪种类型的振荡器？比较其振荡频率f0与f01、f02、f03的大小。

（1）L1C1＞L2C2＞L3C3；（2）L1C1=L2C2＜L3C3；（3）L2C2＞L3C3＞L1C1。

解：（1）能振荡，属电容三点式振荡器。因为L1C1＞L2C2＞L3C3，则f01＜f02＜f03，当f01＜f02＜f0＜f03时，L1C1回路、L2C2回路都呈容性，L3C3呈感性，因此，电路能振荡。

（2）能振荡，属电感三点式振荡器。因为L1C1=L2C2＜L3C3，则f01=f02＞f03，当f01=f02＞f0＞f03时，L1C1回路、L2C2回路都呈感性，L3C3呈容性，因此，电路能振荡。（3）不能振荡。

12．试分析影响LC振荡器频率稳定度的原因及稳频措施。

解：（1）影响振荡器振荡频率变化的原因：温度、湿度、电源电压、负载的变化以及机械振动、元件器的老化、周围磁场等都会使振荡频率发生变化，而温度是其中最重要的因素。这是因为LC振荡器的振荡频率主要取决于振荡回路的参数：电感L、电容C、品质因数Q e和串联损耗电阻r（其中主要的是L、C），而管子的参数和寄生参数对振荡频率也有一定的影响。此外，电路中任一相位的变化（主要回路相位φ的变化），也会使振荡频率发生变化。因此，温度、湿度、电源电压、负载的变化以及机械振动、元件器的老化、周围磁场等外部因素，都有可能引起决定振荡频率的回路元件参数（L、C、Q e、r）、管子的参数和相位（主要回路相位φ的变化）的变化，从而使振荡频率发生变化，后者是引起频率不稳定的内因。（2）稳频措施为一是减少外界因素的变化。例如，将振荡器或回路元件置于恒温槽内来减小温度的变化，采用密封工艺来减小湿度的变化，采用高稳定的稳压电源