第三章 正弦波振荡器习题解3-5(a) 不振。

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。

当ω1<ωosc <ω2(ω1、ω2分别L 1C 1、L 2C 2谐振频率)，即L 2C 2回路呈感性，L 1C 1回路呈容性，组成电感三点式振荡电路；(e)能振。

计入结电容e 'b C ，组成电容三点式振荡电路；(f)能振。

(b) 当ω1、ω2<ωosc (ω1、ω2分别L 1C 1并联谐振回路、L 2C 2串联谐振回路谐振频率)时，L 1C 1回路呈容性，L 2C 2回路呈感性，组成电容三点式振荡电路。

3-6交流通路如图3-6所示。

(a)、(c)、(f)不振；不满足三点式振荡电路的组成法则；(b)、(d)、(e)、(g)能振。

(b)、(d)为电容三点式振荡电路，其中(d)的管子发射结电容e 'b C 成为回路电容之一，(e)为电感三点式振荡电路，(g)LC1o osc =ω≈ω,电路同时存在两种反馈。

由于LC 串联谐振回路在其谐振频率o ω上呈现最小的阻抗，正反馈最强，因而在o ω上产生振荡。

L图3-7CL 2L 1 T C R CL 1 L 2MTR ELC 2C 1TC L 1 L 2R DTR E1R E3C LR C1R C2RT 1T 2C 2C 1LT(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)3-7按并联谐振回路相频特性可知：在电感三点式振荡电路中ωo3<ωosc <ωo1、ωo2,在电容三点式振荡电路中ωo1、ωo2<ωosc <ωo3。

振荡电路如图3-7所示，图中1C C 、2C C 、B C 、E C 对交流呈短路。

设1B R 、2B R 阻抗较大，对回路影响不大。

3-8改正后的电路如图3-8所示。

说明，图(c)中可在2B R 两端并联旁路电容B C 。

3-9图(a)满足正反馈条件，LC 并联回路保证了相——频特性负斜率，因而满足相位稳定条件，电路可振。

图(b)不满足正反馈条件，将1T 基极开路，反馈电压f V 比1i V 滞后一个小于 90的相位。

图(c)不满足正反馈条件，不振。

3-10用万用表测量发射极偏置电阻E R 上的直流电压：先使振荡器停振（例如回路线(a)BCCR B1R B2ECC CCCR B1R B2(b)(c)(e)(f)(g)R f圈短路）测得EQ V ，得E EQ EQ R /V I =，然后使振荡器工作，测得EO V ，得E EO EO R /V I =。

若EQ EO I I ≠，则说明电路产生振荡。

3-11C)L L (121o osc +=ω≈ω，∵ 12o 22osc 22osc o osc 2osc 2osc of L L V C L 1C L V Cj 1L j L j V V -=ω-ω-=ω+ωω=， i D m o V R g V -=， ∴1L /L R g )(T 12D m osc >=ω即D21m R L L g >。

3-12LC 2o osc =ω≈ω， ∵1C1L C 1V V k osc osc osc o ffv-=ω-ωω-==，D m V R g A -=， ∴1R g k A D m fv v >=或ms 1R 1g Dm =>。

∵)V V (W C g )th (GS GS OX n m -μ=∴V 5.0121V WC g V )th (GS OX n m min GS =-=+μ=3-13在发射极处E L 拆环后，混合∏型等效电路如图3-13 所示。

根据振幅起振条件得式(3-2-8a)i 'L m ng g n1g +>，V i (j ω)+V f (j ω)-图3-13∵015.033205151C C C n '211=+=+=，ms 30g r 1g m ei ===∴v 10443.0g 3'L -⨯<。

∵L'Leo R 1g 1R -=∴Ω=⨯-⨯>--k 115.410210443.01R 43eo ，80105.010115.4LQ R 63o eo ⨯⨯⨯>=ω-- sec /rad 109.1026⨯=能起振。

相应pF 189105.09.1021L 1C 622=⨯⨯<ω=， ∵pF 77.1383371332051189C C C C C C 21213=⨯-<+-=，当pF 12C min 3=时相应∑=ωLC 1max sec /rad 102.17910)33205133205112(105.016126⨯=⨯+⨯+⨯⨯=--。

因而sec /rad 10)2.1799.102(6max min ⨯-=ω-ω，振荡频率MHz 52.288.163f f max min -=-。

3-15图3-15所示为ω-ϕ特性曲线，其中(a)图e e Q Q >'。

首先，当o oω>ω'时引起ω∆osc(1-2)变化，然后f f ϕ>ϕ'又引起ω∆osc(2-3)变化，因而o ω、f ϕ变化引起ω∆osc(1-3)变化，最后e e Q Q >'又引起ω∆osc(3-4)变化，使总频率变化为ω∆osc(1-4)<ω∆osc(1-3)。

图3-15图(b) e e Q Q <'。

通过类似分析得总频率变化为ω∆osc(1-4)>ω∆osc(1-3)。

3-16混合∏型等效电路如图3-16所示。

sec,/rad 1052.8410701021LC 161263osc ⨯=⨯⨯⨯=≈ω--Ω===Ω=⨯⨯⨯⨯=ω=-k 95.79.16//15R //R R ,k 9.161001021052.84LQ R eo L 'L 66o osc eo ,pF 4.800501040101000C C C )C C (C C C C C Ce b 21e b 21'21'21'21''=⨯=+++=+=- ,88.50R n R ,08.04.8007070C C C n 'L 22''L '21332Ω=≈=+=+=- ,26I 5001r 1R 1g ,2.0401010001000C C C n EQ e E i'211+=+==+=+=mA 21.3I ),26I 5001(2.088.5012.0126I ,ng g n 1g EQ EQ EQ i ''L m >++⨯>+>3-17起振时应满足i 'L m ng g n1g +>，其中，m ee E i g r 1r 1R 1g ≈≈+=，所以上式可改写为 ">-L m g n1)n 1(g ，由上题得0.2n =，192.31mS g m =， O 3OSC O OSC eo Q C 1LQ R ω≈ω=，eo L L R //R R ='，图3-16'⎪⎪⎭⎫⎝⎛+="="-L 22133L L R C C C g 1R ，当pF 60C 3=时， Ω=⨯⨯⨯⨯=-k 7.1910010601052.841R 126eo ，Ω='k 5.8R L ，Ω="k 041.0R L ，mS 154)2.01(31.192)n 1(g m =-⨯=-，mS 12210041.02.01g n 13L =⨯⨯="，可振。

当pF 40C 3=时，Ω=k 58.29R eo ，Ω='k 95.9R L ，Ω="k 023.0R L ，mS 4.217g n1L ="，不振。

3-18改正后的交流通路如图3-18所示。

图3-18(a)、(d)并联型晶体振荡器，晶体呈电感，器件的gd C 为振荡电路的部分电容，(b) 、(c) 、(e)串联型晶体振荡器，晶体呈短路元件。

3-19电路如图3-19所示。

图(a)中 1OSC OSC C 1L ω<ω，1LC 回路呈感性，而在图(b)中，1OSC OSC C 1L ω>ω，1LC 回路呈容性。

图3-193-20交流通路如图3-20所示。

由图可知，若晶体呈感性，11C L 并联谐振回路、22C L 串联谐振回路呈容性，则形成皮尔斯振荡电路，1OSC 2ω>ω>ω。

图3-203-21晶体呈感性，为使振荡器起振，要求-+>V V ，O f 11OV 31R R R V V =+=-，,R R R V V eo eo O+=+31R R R eo eo >+，Ω=<+k 240R 3R R eo eo ，Ω=<k 160R 2R eo 。

3-22图(a)不能振荡。

同相放大器加180°相移，电路构成负反馈，不满足相位条件。

图(b)可以振荡。

T 2发射极的输出电压V O 与T 1输入电压反相，三节RC 移相网络可移相180°，因此满足相位条件，能够起振。

图(c)不能振荡。

差分对管组成同相放大器，三节RC 导前移相网络最大相移不超过270°，所以不能满足相位条件，不能振荡。

图(d)不能振荡。

由于T 1 、T 2组成反相放大器，RC 串并联选频电路的相移为零，所以整个电路为负反馈，不满足相位条件，不振。

图(a)(c)(d)改正后的电路如图3-22所示。

图3-223-23图3-23所示为电桥形式电路。

图(a)中灯泡是非线性器件，它的阻值随温度高而增加，即是正温度系数的非线性器件，它的正向阻值随信号增加反而少，这样，振荡器起振时D1、D2截止，负反馈弱，随着振荡加强，二极管正向阻值减小，负反馈增大，从而使振幅达到平衡。

图3-23 3-24∵串并联选频电路网络2211221//11//C j R C j R C j R VV k OSC OSC OSC bfvf ωωω'++'==31)()1()1(122212112=='-+++=OSC vf OSC OSC k C R C R j R R C C ωωω ，式中32L R //R R ='，0C R 1C R 12OSC 21OSC ='ω-ω，2121OSC C C R R 1'=ω。

(1),S /rad 1041005.01051C R 1,C C ,R k 5R //R R 36311OSC 211322⨯=⨯⨯⨯==ω==Ω=='- 3R R C C 12112='++∴要求二反相放大器增益 ;k 32.17R 3R ,3R R V V ,3V V 3min f 23minf i 0i 0Ω===⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=≥ (2),S /rad 1047.4101.001.0105101,k 5R 31234OSC 2⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=ωΩ='-.k 06.361013R 13R ,13V V 1351001.01.01R R C C 13min f io 2112Ω=⨯==≥∴=++=++3-25(1)三节RC 移相网络或变压器耦合电路如图3-25(a) 、(b)所示；(2)LC 串联谐振电路、RC 串并联选频网络、晶体、变压器耦合电路，如图(c) 、(d) 、(e) 、(f)所示；(3)反馈支路同(2)，但T 1、T 2组成振荡器，T 3组成放大器。