《电工电子学》第6章习题答案.doc

第6章习题答案6.1.1 选择题 （1）在LC并联谐振回路谐振时，若电感的中间抽头交流接地，则首端与尾端的信号电压相位B 。 A. 相同 B. 相反 C. 90 。 D.-90 。 （2）在LC并联谐振回路谐振时，若电感的首端或尾端交流接地，则电感其它两个端点的信号电压相位A 。 A. 相同 B. 相反 C. 90 。 D. -90 。（3）自激振荡是电路在_B_的情况下，产生了有规则的、持续存在的输出波形的现象。A. 外加输入激励 B. 没有输入信号 C. 没有反馈信号 （4） 正反馈是放大电路产生自激振荡的_A_。A. 必要条件 B. 充分条件 C. 充要条件 （5） 在正弦波振荡电路中，能产生等幅振荡的幅度条件是_A_。 A. B. C. （6） 正弦波振荡电路的起振条件是_B_。A. B. C. （7） 在RC型正弦波振荡器中，通常是利用_B_来自动的稳定振荡器输出的幅度。 A. 线性特性元件 B. 非线性特性元件 C. 电抗特性元件（8） 在题图6.1.1所示电路中，谐振回路由_A_元件组成。A. 、 B. 、 C. 、 题图 6.1.1（9） 在题图6.1.1所示电路中，电路的谐振频率_C_。A. B. C. （10） 电路如题图6.1.2所示，设运放是理想器件，为使该电路能产生正弦波，则要求_C_。A. （可调）B. （可调）C. （可调）题图 6.1.2（11） 对于LC正弦波振荡电路，若已满足相位平衡条件，则反馈系数越大，_A_。 A.越容易起振 B. 越不容易起振错误 C.输出越小6.1.2判断下列说法是否正确，在括号中画上“”或“”。 （1）在反馈电路中，只要安排有LC谐振回路，就一定能产生正弦波振荡。（ ） （2）对于LC正弦波振荡电路，若已满足相位平衡条件，则反馈系数越大，越容易起振。（ ） （3）电容三点式振荡电路输出的谐波成分比电感三点式的大，因此波形较差。（ ） （4）正弦振荡的幅值平衡条件是|=|。（ ）（5）电路当中只要存在正反馈，就一定会产生振荡。（ ）（6）在正弦波振荡电路中，只能引入正反馈，不允许出现负反馈。（ ）（7）负反馈放大器的自激振荡与正弦波振荡器的振荡物理本质是一样的。（ ）6.1.3 试指出题图1.1.3中(a)、(b)、(c)、(d)所示正弦波振荡器中的错误，并加以改正。解：在 题图1.1.3图(a)中的错误是：(1).静态时基极被L2 短路，三极管截止；(2).L2极性接反，不能满足振荡的相位条件。改正：在1、2 点之间加电容；调换L2 的极性。图(b)中的错误是：(1).静态时，集电极对地短路；(2).电容CE 使反馈信号短路。改正：在1、2 点间加电容；去掉CE。图(c)中的错误是：LC 并联谐振时阻抗最大，反馈信号很弱，难以满足自激振荡的幅值条件。改正：将LC 并联电路改为LC 串联电路。图(d)中的错误是：静态时L 把集电极和基极短路。改正：在1、2 间加电容或3、4间加电容均可。题图 6.1.36.1.4 填空题（1）自激振荡的相位的条件是 ，而幅值条件是 。答案：( n = 0、1、2 ) ，（2）一个完善的正弦波振荡器由 、 、 、 组成。答案：放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅环节（3）振荡器中选频网络的作用是 。答案：选出单一频率的正弦波信号 （4）LC 并联选频网络的振荡频率是 ，当发生并联谐振时其 最大，且呈 性。答案： ；阻抗最大，呈电阻性（5） LC 正弦波振荡器的基本结构常有三种，它们是 、 、 。答案：变压器反馈式，电感三点式，电容三点式（6） RC 串并联正弦波振荡器的振荡频率是 。答案： 6.1.5 由集成运算放大器和RC 并联谐振电路组成的振荡器如题图6.1.5 图所示,已知R=160K,C=0.01F。试问:(1)若R1=3K,求满足振荡幅值条件的Rf 值; 为了使电路可靠起振, 起振时Rf 应比计算值大一些还是小一些？为什么？(2)估算振荡频率f0。题图6.1.56.1.6 用下列元器件能否构成正弦波振荡电路？(1).16K电阻三只,27K的负温度系数的热敏电阻一只,集成运放一只, 10K电位器一只,0.01F 电容器两只。(2).1K、5.1K、15K的电阻各一只, 0.1F 的电容器两只, 300PF 的电容器一只,变压器一只6.1.7 题图6.1.7是用集成运放构成的音频信号发生器简化线路。(1) 试分析电路是如何满足振荡的相位和幅值条件的？(2) RP1,RP2 为双联电位器,可从0 调到14.4K,试分析该振荡器频率的调节范围。(3) R1 大致调到多少方能起振。题图 6.1.76.2.1 题图 6.2.1 是一简易触摸开关电路，当手摸金属片时，发光二极管亮，经过一定时间，发光二极管熄灭。说明其工作原理，并问二极管能亮多长时间？（输出端电路稍加改变，也可接门铃、短时照明灯、厨房排烟风扇等） 题图 6.2.1【解题过程】这是一个由555定时器组成的单稳态触发电路，当有人触摸金属片时，相当给出一个触发信号，触发器翻转，发光二极管亮。经过一定时间后（暂稳态持续的时间），触发器又回到原来的状态，发光二极管熄灭。发光二极管能亮11s。 6.2.2 由一个555定时器组成一个单稳态触发器，已知电阻R500k,电容,试求：（1）画出电路图；（2）已知触发脉冲的波形，画出相应的电容电压和输出脉冲端波形；（3）输出脉冲的宽度【解题思路】555定时器组成的单稳态触发器的特点是：只有一个稳定状态，在外来信号的作用下，由稳定态能翻转到另一个暂稳态，维持一定的时间后，主动返回到稳定状态。 题图6.2.2图 【解题过程】（1）由555组成的单稳态触发器电路如题题2图所示。（2），波形如图所示。（3）输出脉冲宽度为【提示】减少电阻R时，其他参数不变，将减小，当时，单稳态触发器不能正常工作。为使单稳态触发器正常工作，应保证。实验室中，若为序列脉冲，通过减小波形的占空比或增大RC乘积使其正常工作。6.2.3 由555集成定时器组成的电路如题图6.2.3所示，该电路完成的功能是（C ）。 （A）单稳态触发器（B）双稳态触发器（C）多谐振荡器题图6.2.36.1.8 已知两个电路中L=0.4mH，C1=C2=25pF。判断题图6.1.8中（a）和（b）两个电路能否产生正弦振荡。如能振荡，估计其振荡频率。 （a） （b）题图 6.1.8解：（a）不能振荡。本电路欲构成电容三点式LC振荡器。共射放大器是基本放大器部分，同时具有选频功能，电容C1、C2构成反馈网络。但当LC并联谐振回路谐振时，A=180o；又知，F=0o；从而有A+F=180o，不满足振荡的相位条件。（b）能振荡。本电路属于电容三点式LC振荡器。选频放大器是共基极组态，LC并联谐振回路谐振时A=0o；又知，F=0o；从而有A+F=0o，满足振荡的相位条件。其振荡频率：*讨论：在进行正弦波振荡器的相位平衡条件判别时，要注意以下几点：1. 区别正弦波振荡器类型。不同的振荡器在判别中的方法和依据是不同的，所以必须加以区别。各种振荡器的不同之处主要在于它们的选频网络。RC振荡器的选频网络是由电阻、电容组成的。进一步区分：桥式振荡器的选频网络是RC串并联网络；移相式振荡器的选频网络是RC移相式网络。LC振荡器的选频网络是由电感、电容组成的谐振回路。进一步区分：变压器反馈式振荡器的反馈网络是依靠变压器实现的；电感三点式或电容三点式振荡器中的谐振回路由两个相同性质的电抗和一个与前者性质相反的电抗组成。晶体振荡器中应包含晶体，并且晶体一定在其中起到选频作用。2. 将振荡器分作基本放大器和反馈网络两部分，再分别判断A、F、A+F。3. 正弦波振荡器具有选频功能，选频网络可以设置在反馈网络中，也可以放在放大器中。要明确的是，由于选频作用，电路只能在某一频率上满足正弦波的振荡条件，只能在一个频率上产生振荡。4. 在进行正弦波振荡器的相位平衡条件判别时，所涉及的是交流信号，直流电压源应视为短路；除LC并联谐振回路中的电容之外，其它的如：耦合电容、旁路电容也要视为短路。6.1.9 试判断题图(a)和（b）)所示电路是否有可能产生振荡。若不可能产生振荡，请指出电路中的错误，画出一种正确的电路，写出电路振荡频率表达式。图(a) 图(b)【解题思路】 (1) 从相位平衡条件分析电路能否产生振荡。 (2) LC电路的振荡频率，L、C分别为谐振电路的等效电感和电容。【解题过程】 图（a）电路中的选频网络由电容C和电感L（变压器的等效电感）组成；晶体管T及其直流偏置电路构成基本放大电路；变压器副边电压反馈到晶体管的基极，构成闭环系统统；本电路利用晶体管的非线性特性稳幅。静态时，电容开路、电感短路，从电路结构来看，本电路可使晶体管工作在放大状态，若参数选择合理，可使本电路有合适的静态工作点。动态时，射极旁路电容和基极耦合电容短路，集电极的LC并联网络谐振，其等效阻抗呈阻性，构成共射极放大电路。利用瞬时极性法判断相位条件：首先断开反馈信号（变压器副边与晶体管基极之间），给晶体管基极接入对地极性为的输入信号，则集电极对地的输出信号极性为，即变压器同名端极性为，反馈信号对地极性也为。反馈信号输入信号极性相反，不可能产生振荡。若要电路满足相位平衡条件，只要对调变压器副边绕组接线，使反馈信号对地极性为即可。改正后的电路如图（c）所示。本电路振荡频率的表达式为图(c) 图 (d)图（b）电路中的选频网络由电容C1、C2和电感L组成；晶体管T是放大元件，但直流偏置不合适；电容C1两端电压可作为反馈信号，但放大电路的输出信号（晶体管集电极信号）没有传递到选频网络。本电路不可能产生振荡。首先修改放大电路的直流偏置电路：为了设置合理的偏置电路，选频网络与晶体管的基极连接时要加隔直电容，晶体管的偏置电路有两种选择，一种是固定基极偏置电阻的共射电路，另一种是分压式偏置的共射电路。选用静态工作点比较稳定的电路（分压式偏置电路）比较合理。修改交流信号通路：把选频网络的接地点移到C1和C2之间，并把原电路图中的节点2连接到晶体管T的集电极。修改后的电路如图（d）所示。然后再判断相位条件：在图（d）电路中，断开反馈信号（选频网络与晶体管基极之间），给晶体管基极接入对地极性为的输入信号，集电极输出信号对地极性为（共射放大电路），当LC选频网络发生并联谐振时，LC网络的等效阻抗呈阻性，反馈信号（电容C1两端电压）对地极性为。反馈信号与输入信号极性相同，表明，修改后的电路能满足相位平衡条件，电路有可能产生振荡。本电路振荡频率的表达式为6.1.10 在调试题图6.1.10所示电路时，如果出现下列现象，请予以解释。 （1）对调反馈线圈的两个接头后就能起振； （2）调、或阻值后就能起振； （3）改用较大的晶体管后就能起振； （4）适当增加反馈线圈的匝数后就能起振； （5）适当增大值或减小值后就能起振； （6）增加反馈线圈的匝数后，波形变坏； （7）调整、或的阻值后可使波形变好； （8）减小负载电阻时，输出波形产生失真，有时甚至不能起振。 题图 6.1.10【解题思路】 根据变压器反馈式正弦波振荡器的组成、工作原理及工作条件解释题述现象。【解题过程】 （1）对调反馈线圈的两个接头后就能起振，说明原电路中反馈线圈极性接反了，形成了负反馈而不能起振。 （2）调节、或阻值可改变电路的静态工作点。调、或阻值后就能起振，说明原电路的工作点偏低，电压放大倍数偏小；而调整工作点后电压放大倍数提高，故能起振。 （3）原电路中的太小，使电压放大倍数不满足自激振荡的幅度条件。改用较大的晶体管可使电压放大倍数提高，易于振荡。 （4）原电路中的反馈强度不够（太小），不能起振。增加反馈线圈的匝数可增大反馈值，使电路易于起振。 （5）适当增大值或减小值，可使谐振阻抗增大，从而增大电路的电压放大倍数，使电路易于起振。 （6）反馈太强使晶体管进入饱和区才能稳定，故而波形变坏。 （7）调整、或的阻值可使静态工做点合适，放大器工作在靠近线性区时稳定振荡，所以波形变好。 （8）负载过小，折算到变压器原边的等值阻抗下降，晶体管的交流负载线变陡，容易产生截至失真，故波形不好；同时使输出电压下降，电压放大倍数减小，故有时不能起振。