第三章__正弦波振荡器
RL =1k Ω , RE =500 Ω 。试问 IEQ 应满足什么要求时振荡器才能振荡。
题 3.12 图
w.k 解:回路中电容为
C∑
=
C1C2′ C1 + C2′
≈ C1
= 51pF
ww 接入系数
n = C1 ≈ C1 = 51 = 0.0255
C1 + C2′ C2 2000
网 共基极电容三点式振荡器的起振条件
(f)可能产生振荡。当 ω1 、 ω2 < ωosc ( ω1 、 ω2 分别为 L1C1 并联谐振回路、 L2C2 串
联谐振回路的谐振频率)时, L1C1 回路成容性, L2C2 回路成感性,组成电容三
点式振荡回路。 3.10 试画出题 3.10 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
+ C4
6.2303 = 6.2× 30 + 30× 3 + 3× 6.2 + C4
因为回路谐振频率要求为 49.5MHz,则
m C∑
=
(2π
1 f0)2 L
=
(2π
1 × 49.5×10−6 )2 ×1.5×10−6
=
=6.899pF
co 所以 C4 = C∑ −1.894 = =6.899 −1.894=5.005pF
课 电路的小信号等效电路为
6
其中
n1
=
C1 C1 + C2
=
60 300 + 60
=
1 6
n2
=
C2 C1 + C2
=
300 300 + 60
=
5 6
om gi′e
=
n12
×
gi
=
n12
× (gie
+ 1) 10
=
1 36
× 2.1 =
0.058ms
w.c go′e
=
n22 goe
=
25 36
×
20
= kd2
=4
com 而
C
=
C1C2 C1 + C2
+ C3
+ C0
khdaw. 于是
Cmax
=
C1C2 C1 + C2
+ C3max
+ C0
=4
Cmin
C1C2 C1 + C2
m 的振幅和频率分别是由什么条件决定的? o 解:(1) 起振条件:
.c 振幅起振条件
A0F > 1
aw 相位起振条件
ϕA + ϕF = 2nπ (n=0,1,…)
hd (2) 平衡条件: k 振幅平衡条件
AF=1
w. 相位平衡条件
ϕA + ϕF = 2nπ (n=0,1,…)
ww (3) 平衡的稳定条件:
(1)画出振荡器的共射交流等效电路;
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(2)估算振荡频率和反馈系数; (3)根据振幅起振条件判断该电路能否起振。
(提示:在振荡器共射交流等效电路中,设法求出 gie 等效到晶体管 c、e 两端的值 gi′e )
题 3.13 图
m 解:(1)振荡器的共射交流等效电路 .khdaw.co (2)振荡频率和反馈系数
课 8.2× 20 + 8.2× 20 + 8.2×8.2
15 + 2.2
回路电感
L
=
25330 fo2scC
=
25330 502 ×12.6
≈
0.8(μF)
3.17 题 3.17 图所示是一电容反馈振荡器的实际电路,已知 C1 = 50pF, C2 = 100pF,
C3 = 10~260pF,要求工作在波段范围,即 f = 10~20MHz,试计算回路电感 L 和电容
C0 。设回路空载 Q0 = 100,负载电阻 RL = 500 Ω ,晶体管输入电阻 Ri = 500Ω ,若要
求起振时环路增益 Aυ F = 3,问要求的跨导 gm 必须为多大?
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解:因为
题 3. 17 图
kd
=
fmax fmin
=
Cmax = 20 = 2 Cmin 10
所以
Cmax Cmin
3.8 反馈型 LC 振荡器从起振到平衡,放大器的工作状态是怎样变化的?它与电路的哪些参 数有关? 解:反馈型 LC 振荡器从起振到平衡,放大器的工作状态一般来说是从甲类放大状态进
入甲乙类、乙类或丙类。当 A0F = 2 时,平衡状态时放大器工作于乙类;当 A0F > 2 时,
平衡状态时放大器工作于丙类;当1 < A0F < 2 时,平衡状态时放大器工作于甲乙类。
案 gm
>
1 n
gL′
+
nge
后答 式中
g′L
=
gL
+
geo
=
1 RL
+
1 Q0
C∑ = 10−3 + 1
L
100
51×10−6 ≈ 1.06(ms) 1.3
课因为
gm
≈
1 re
=
ge
=
I EQ 26
,
所以
I EQ
>
26 1− n
×
1 n
gL′
=
26 ×
1− 0.0255
1 ×1.06×10−3 0.0255
隔断晶体三极管集电极与地之间的联系。
图(b)中去掉 CE ,消除 CE 对回路影响,加 CB 和 Cc 以保证基极交流接地并隔断电源 电压Vcc ; L2 改为 C1 构成电容三点式振荡电路。
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图(c)中 L2 改为 C1 ,构成电容三点式电路;去掉原电路中的 C1 ,保证栅极通过 L1 形
成之流通路。
www C = C1C2′ ≈ 60×300 ≈ 60(pF) C1 + C2′ 300 + 60
振荡频率
1
1
案网 fosc = 2π
=
= 9.19(MHz)
LC 6.28 5×10−6 × 60 ×10−12
答 反馈系数
kf
=
C1 C2′
≈
60 300
1 =
5
后 (3)根据振幅起振条件判断该电路能否起振。
思考题与习题
3.3 若反馈振荡器满足起振和平衡条件,则必然满足稳定条件,这种说法是否正确?为什
么?
解:不正确。因为满足起振条件和平衡条件后,振荡由小到大并达到平衡。但当外界因
素(温度、电源电压等)变化时,平衡条件受到破坏。若不满足稳定条件,振荡起就不
会回到平衡状态,最终导致停振。
3.4 分析图 3.2.1(a)电路振荡频率不稳定的具体原因?
3.11 试改正题 3.11 图所示振荡电路中的错误,并指出电路类型。图中 CB 、 CD 、 CE 均为
3
旁路电容或隔直流电容, LC 、 LE 、 LS 均为高频扼流圈。
题 3.11 图 www.k 解:改正后的电路图如下图所示。
网 案 答 后 课
图(a)中 L 改为 C1 , C1 改为 L1 ,构成电容三点式振荡电路。 Lc 为扼流圈,交流时,
≈ 1.11(mA)
IEQ 应大于1.11mA 时振荡器才能振荡。
3. 13 已知题 3.13 图所示的振荡器中,晶体管在工作条件下的 y 参数为: gie = 2mS ,
goe = 20μS , y fe = 20.6mS 。回路元件参数为 C2 =330000pFp, C1 = 600ppF, L = 5µµHH,
答 (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;
后 (d)可能产生振荡。当 ω1 < ωosc < ω2 ( ω1 、 ω2 分别为 L1C1 、 L2C2 回路的谐振频
课 率),即 L1C1 回路呈容性, L2C2 回路呈感性,组成电感三点式振荡电路;
(e)可能产生振荡。计入结电容 Cb'e ,组成电容三点式振荡电路;
题 3.14 图
Rc 、 Rb1 、 Rb2 、 Re 、 Rf 确定偏执工作点, Cb 高频旁路电容使放大器为共基放大。
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L、 C1 、 C2 、 C3 、 C4 组成振荡回路。 C1 和 C2 构成反馈支路,提供正反馈。 Cp 输出
耦合电容。
(2)振荡回路总电容 C∑ 为
C∑
=
C1C2
C1C2C3 + C2C3 + C1C3
化来调整ϕA + ϕF =ϕYF + ϕZ =0,保证振荡电路处于正反馈。
显然,上述三个条件均与电路参数有关。 A0 是由放大器的参数决定,除于工作点 IeQ
1
有关外,还与晶体管的参数有关,而反馈系数 F 是由反馈元件的参数值有关。对电容
三点式与反馈电容 C1 、 C2 有关,对于电感三点式与反馈电感有关。
w. 3.15 题 3.15 图所示的电容反馈振荡电路中, C1 = 100pF, C2 = 300pF, L = 50µH。画出电 da 路的交流等效电路,试估算该电路的振荡频率和维持振荡所必须的最小电压放大倍数 www.kh Aυmin 。
网 案 答 后 题 3.15 图
解:(1)振荡器的共射交流等效电路
( geo
+
go′e
+
gi′e
)
=
36 5
(0.035
+
0.014
+
0.058)
=
0.77
答 电路可以产生振荡。