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601260.87710Hz 0.877MHz 2π2π3301010010f LC--===⨯=⨯⨯⨯(b) 同名端标于二次侧线的圈下端606120.77710Hz 0.777MHz 2π1401030010f --==⨯=⨯⨯⨯(c) 同名端标于二次侧线圈的下端606120.47610Hz 0.476MHz 2π5601020010f --==⨯=⨯⨯⨯变压器耦合LC 振荡电路如图所示，已知360pF C =，280μH L =、50Q =、20μH M =，晶体管的fe 0ϕ=、5oe 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0612Hz =0.5MHz 2π2π2801036010f LC--==⨯⨯⨯略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为5661121042.7μS 502π0.51028010e oe oe o G G G G S S Q Lρω--=+=+=⨯+=⨯⨯⨯⨯⨯由于三极管的静态工作点电流EQ I 为12100.712330.6mA 3.3k EQV 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 muo eiU g A G U -==而反馈系数为f oU j M M F j L LU ωω-=≈=-这样可求得振荡电路环路增益值为60.023203842.710280meg M T A F G L -====⨯ 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；601260.1910Hz 0.19MHz 47002π10300102f --==⨯=⨯⨯⨯(b) 不能； (c)能；601260.42410Hz 0.424MHz 2π47010(100200)10f --==⨯=⨯⨯+⨯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010203112233,,2π2π2πf f f L C L C L C ===(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；01f 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12123001000pF=231pF 3001000C C C C C ⨯==++所以0612Hz=1MHz 2π2π1101023110f LC--==⨯⨯⨯(2) 求振幅起振条件66122261222261332120.4/26S=0.0154S 262410S/6011010/231103001000241040.6μS10001300120010//10001210//3610m CQ p p p ieie B B g I G S Q L C C C G G S C C G G C R R -----=====⨯⨯⨯⎛⎫++⎛⎫'==⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫'=+=⨯+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⨯⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()33162S 28μS 1/1/210S 0.510S 500μS(40.62850025)μS 594μS 0.01543007.81594101000c c e p ie c oe meG R G G G G G g C T G C --===⨯=⨯=''=+++=+++====>⨯ 故满足振幅起振条件。

振荡器如图所示，它们是什么类型振荡器有何优点计算各电路的振荡频率。

[解] (a) 电路的交流通路如图(s)(a)所示，为改进型电容三点式振荡电路，称为克拉泼电路。

其主要优点是晶体管寄生电容对振荡频率的影响很小，故振荡频率稳定度高。

61211Hz=2.25MHz2π2π501010010fLC--≈=⨯⨯⨯(b) 电路的交流通路如图(s)(b)所示，为改进型电容三点式振荡电路，称为西勒电路。

其主要优点频率稳定高。

061213.3pF=4.86pF1112.28.215Hz=9.6MHz2π2π5710 4.8610CfLC--⎛⎫⎪=+⎪⎪++⎪⎝⎭==⨯⨯⨯分析图所示各振荡电路，画出交流通路，说明电路的特点，并计算振荡频率。

[解] (a) 交流通路如图(s)(a)所示。

606121125pF=30.83pF11115105510Hz=12.82MHz2π51030.8310Cf--⎛⎫⎪=++⎪⎪++⎪⎝⎭=⨯⨯⨯⨯电容三点振荡电路，采用电容分压器输出，可减小负载的影响。

(b) 交流通路如图(s)(b)所示，为改进型电容三点式LC 振荡电路(西勒电路)，频率稳定度高。

采用电容分压器输出，可减小负载的影响。

6061211pF=38.625pF1111120020051100 5.110Hz=9.06MHz2π81038.62510C f --⎛⎫ ⎪=+ ⎪ ⎪+++ ⎪⎝⎭=⨯⨯⨯⨯ 若石英晶片的参数为：q 4H L =，3q 6.310pF C -=⨯，o 2pF C =，q 100r =Ω，试求(1)串联谐振频率sf ；(2)并联谐振频率pf 与sf 相差多少(3)晶体的品质因数Q 和等效并联谐振电阻为多大[解] (1) 63121.00310Hz=1.003MHz 2π2π4 6.31010s q qf L C --===⨯⨯⨯⨯(2)3126120 6.310101111 1.00310210q p s s C f f f C ---⎫⎫⨯⨯⎪-=+=+⨯⨯⎪⎪⎪⨯⎭⎭31.5810Hz=1.58kHz =⨯(3) 652π2π 1.0031042.5210100qs qqqL f L Q r r ω⨯⨯⨯====⨯202200003126312126.310104631063M (2 6.310)10210100q q q qp q qqqL L C C L C C R C Cr C r C C C r -----⎛⎫===⎪+⎝⎭⨯⨯⨯==⨯Ω=Ω+⨯⨯⨯⨯⨯图所示石英晶体振荡器，指出他们属于哪种类型的晶体振荡器，并说明石英晶体在电路中的作用。

[解] (a) 并联型晶体振荡器，石英晶体在回路中起电感作用。

(b) 串联型晶体振荡器，石英晶体串联谐振时以低阻抗接入正反馈电路。

[解] 该电路的简化交流通路如图(s)所示，电路可以构成并联型晶体振荡器。

若要产生振荡，要求晶体呈感性，11L C 和22L C 呈容性。

所以201f f f >>。

画出图所示各晶体振荡器的交流通路，并指出电路类型。

[解] 各电路的交流通路分别如图(s)所示。

图所示为三次泛音晶体振荡器，输出频率为5 MHz，试画出振荡器的交流通路，说明LC回路的作用，输出信号为什么由V输出2[解] 振荡电路简化交流通路如图(s)所示。

LC回路用以使石英晶体工作在其三次泛音频率上。

V构成射极输出器，作为振荡器的缓冲级，用以2减小负载对振荡器工作的影响，可提高振荡频率的稳定度。

试用振荡相位平衡条件判断图所示各电路中能否产生正弦波振荡，为什么[解] (a) 放大电路为反相放大，故不满足正反馈条件，不能振荡。