第7章波形发生电路习题及习题解答
7-1判断下面所述的正误
1. 串联型石英晶体振荡电路中，石英晶体相当于一个电感而起作用。（）
2. 电感三点式振荡器的输出波形比电容三点式振荡器的输出波形好。（）
3. 反馈式振荡器只要满足振幅条件就可以振荡。
（）
4. 串联型石英晶体振荡电路中，石英晶体相当于一个电感而起作用。（）
5. 放大器必须同时满足相位平衡条件和振幅条件才能产生自激振荡。（）
6. 正弦振荡器必须输入正弦信号。
（）
7. LC振荡器是靠负反馈来稳定振幅的。（）
8. 正弦波振荡器中如果没有选频网络，就不能引起自激振荡。（）
9. 反馈式正弦波振荡器是正反馈一个重要应用。
（）
—
10. LC正弦波振荡器的振荡频率由反馈网络决定。
（）
11. 振荡器与放大器的主要区别之一是：放大器的输出信号与输入信号频率相同，
而振荡器一般不需要输入信号。
（）
12. 若某电路满足相位条件（正反馈），则一定能产生正弦波振荡。（）
13. 正弦波振荡器输出波形的振幅随着反馈系数F的增加而减小。（）7-2并联谐振回路和串联谐振回路在什么激励下（电压激励还是电流激励）才能产生负斜率的相频特性
解：并联谐振回路在电流激励下，回路端电压V 的频率特性才会产生负斜率的相频特性，如图(a)所示。串联谐振回路在电压激励下，回路电流I 的频率特性才会产生负斜率的相频特性，如图(b)所示。
7-3电路如题7-3图所示，试求解：(1)R W的下限值；(2)振荡频率的调节范围。
^
题7-3图
解：(1) 根据起振条件
''2,2f W W R R R R k +>>Ω 故R w 的下限值为2k Ω。
(2) 振荡频率的最大值和最小值分别为
0max 11
1.62f kHz R C π=
≈， 0min 1211452()f Hz R R C π=≈+ 7-4 在题7-4图所示电路中，已知R 1=10k Ω，R 2=20k Ω，C = μF ，集成运放的最大输出电压幅
值为±12V ，二极管的动态电阻可忽略不计。(1)求出电路的振荡周期；(2)画出u O 和u C 的波形。
题7-6图
解7-6图
解：(1)振荡周期： 12()ln 3 3.3ms T R R C ≈+≈
(2)脉冲宽度：11ln 3 1.1T R C mS ≈≈
)
∴u O 和u C 的波形如解7-6图所示。
7-5 试判断如图所示各RC 振荡电路中，哪些可能振荡，哪些不能振荡，并改正错误。图中，
C B 、C C 、C E 、C S 对交流呈短路。
解：改正后的图如图所示。
(a) 为同相放大器，RC移相网络产生180相移，不满足相位平衡条件，因此不振。改正：将反馈线自发射极改接到基极上。
(b) 中电路是反相放大器，RC移相网络产生180相移，满足相位平衡条件，可以振荡。
(c) 中放大环节为同相放大器，RC移相网络产生180相移，不满足相位平衡条件，因此不振。改正：移相网络从T2集电极改接到T1集电极上。
(d) 中放大环节为反相放大器，因为反馈环节为RC串并联电路，相移为0，所以放大环
节应为同相放大。改正：将T1改接成共源放大器。
7-6分别标出题7-6图所示各电路中变压器的同名端，使之满足正弦波振荡的相位条件。
%
(a) (b)
(c)(d)
题7-6图
解：题7-6图所示各电路中变压器的同名端如题7-6解图所示。
(a) (b)
#
(c) (d)
题7-6解图
7-7试判断下图所示交流通路中，哪些可能产生振荡，哪些不能产生振荡。若能产生振荡，则说明属于哪种振荡电路。
解：
(a)不振。同名端接反，不满足正反馈；
(b)能振。变压器耦合反馈振荡器；
(c)不振。不满足三点式振荡电路的组成法则；
(d)能振。但L2C2回路呈感性，osc <2，L1C1回路呈容性，osc >1，组成电
感三点式振荡电路。
(e)能振。计入结电容C b e，组成电容三点式振荡电路。
！
(f)能振。但L1C1回路呈容性，osc>1，L2C2回路呈感性，osc>2，组成电容三点式振荡电路。
7-8试画出下图所示各振荡器的交流通路，并判断哪些电路可能产生振荡，哪些电路不能产生振荡。图中，C B、C C、C E、C D为交流旁路电容或隔直流电容，L C为高频扼流圈，偏置电阻R B1、R B2、R G不计。
解：画出的交流通路如图所示。
(a)不振，不满足三点式振荡电路组成法则。
(b)可振，为电容三点式振荡电路。
(c)不振，不满足三点式振荡电路组成法则。
…
(d)可振，为电容三点式振荡电路，发射结电容C b e为回路电容之一。
(e)可振，为电感三点式振荡电路。
(f)不振，不满足三点式振荡电路组成法则。
7-9试改正如图所示振荡电路中的错误，并指出电路类型。图中C B、C D、C E均为旁路电容或隔直流电容，L C、L E、L S均为高频扼流圈。
解：改正后电路如图所示。
图(a)中L改为C1，C1改为L1，构成电容三点式振荡电路。
图(b)中反馈线中串接隔值电容C C，隔断电源电压V CC。
图(c)中去掉C E，消除C E对回路影响，加C B和C C以保证基极交流接地并隔断电源电压
V CC；L2改为C1构成电容三点式振荡电路。
7-10【
7-11在下图所示的电容三点式振荡电路中，已知L = H，C l = 51 pF，C2 = 3300 pF，C3 =（12 ~ 250）pF，R L = 5 k，g m = 30 mS，C b e = 20 pF，足够大。Q0 = 80，试求能够起振的频率范围，图中C B、C C对交流呈短路，L E为高频扼流圈。
解：在L E 处拆环，得混合Ⅱ型等效电路如图所示。
由振幅起振条件知，i L m 1ng g n g +'> (1) 式中015.0211='+=C C C n ，其中mS 301pF 3320m e e b 22===+=''g r C C C ，。 代入(1)，得 mS 443.0L
<'g 由eo
L L 11R R g +='，得k Ω115.4eo >R 则能满足起振条件的振荡频率为rad/s 109.1026o eo ?>=
LQ R ω。 ）
由图示电路知，2
1213C C C C C C '+'+=∑。 当C 3 = 12pF 时，C = pF ，rad/s 102.1791
6omax ?==
∑LC ω 当C 3 = 250pF 时，C = 300 pF 。
可见该振荡器的振荡角频率范围min ~ max = ~ 106 rad/s ，
即振荡频率范围f min ~ f max = ~ MHz 。
7-12 试指出如图所示各振荡器电路的错误，并改正，画出正确的振荡器交流通路，指出晶体
的作用。图中C B 、C C 、C E 、C S 均为交流旁路电容或隔直流电容。
解：改正后的交流通路如图所示。
,
图(a)L 用C 3取代，为并联型晶体振荡器，晶体呈电感。
图(b)晶体改接到发射极，为串联型晶体振荡器，晶体呈短路元件。
7-13 电路如题7-12图所示，已知集成运放的最大输出电压幅值为±12V , u I 的数值在u O1的峰-
峰值之间。
(1) 求解u O3 的占空比与u I 的关系式；
(2) 设u I ＝ ，画出u O 1、u O 2和u O 3的波形。
题7-12图
解：在题7-11图所示电路中，A l 和A 2组成矩形波一三角波发生电路。
(1) 在A 2组成的滞回比较器中，令322123230P O O R R u u u R R R R =
?+?=++ ]
求出阈值电压：236T OM R U U V R ±=±?=±
在A l 组成的积分运算电路中，运算关系式为
22111()()O O O u u t t u t RC
=--+ 在二分之一振荡周期内，积分起始值：11()6O T u t U V =-=-，
终了值： 11()6O T u t U V =-=，212O OM u U V =-=-，
代入上式得： 5716(12)610102
T -=-
?-?-? 求出振荡周期： 20T mS =
求解脉冲宽度T 1： ∵11(),2I OM T T U U U RC =-?-?- ∴16600
I U T += 求解占空比：1612I T U T δ+== (2) u O 1、u O 2和u O 3的波形如解图7-12 所示。
@
解图7-12
7-14 题7-13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。
题7-13 题7-13解图
解：题7-13所示电路中有三处错误：(1)集成运放“+”、“?”接反；( 2 ) R 、C 位置接反；(3)输出限幅电路无限流电阻。改正后的电路如题7-13解图所示。
7-15 波形发生电路如题7-14图所示，设振荡周期为T ，在一个周期内1O Z u U =的时间为T l ，
则占空比为T l / T ；在电路某一参数变化时，其余参数不变。选择①增大、②不变或③减小填入空内：
题7-14图
`
当R 1增大时，u O 1的占空比将 ，振荡频率将 ，u O 2的幅值将 ； 若R W l 的滑动端向上移动，则u O 1的占空比将 ，振荡频率将 ，u O 2的幅值将 ；若R W 2的滑动端向上移动，则u O 1的占空比将 ， 振荡频率将 ,u O 2的幅值将 。
解：设R W l 、R W 2在未调整前滑动端均处于中点，则应填入② ，① ，③； ②，① ，② ； ③ ，② ，② 。
7-16 在题7-14图所示电路中，已知R W l 的滑动端在最上端，试分别定性画出R W 2的滑动端在上
端和在最下端时u O 1和u O 2的波形。
解：u O 1和u O 2的波形如题7-15解图所示。
(a)R W 2滑动端在最上端 (b) R W 2滑动端在最下端
题7-15解图
7-17 电路如题7-16图所示。(1) 定性画出u O 1和u O 的波形；(2)估算振荡频率与u I 的关系式。
题7-16图
解：(1) u O 1和u O 的波形如解图 所示。
(2)求解振荡频率：首先求出电压比较器的阈值电压，然后根据振荡周期近似等于积分电路正向积分时间求出振荡周期，振荡频率是其倒数。
8T Z U U V ±=±=±；
11T I T U u T U R C
≈--； 12T I
U R C T u ≈； 10.6252I I T u f u U R C
≈= 题7-16解图