1、整理第四章 正弦波振荡电路第四章 正弦波振荡电路考纲解读最新考纲要求：1、会连接LC振荡电路、RC串、并联振荡电路、石英晶体振荡电路；2、能熟练分析LC振荡电路是否起振；3、能运用振荡电路的工作原理，分析、排除实际电路故障。考点解读： 近年题型、分值列表考 点题型分值2011年：RC正弦波振荡电路的分析计算综合题15分2012年：2013年：RC文氏电桥振荡电路的分析计算综合题15分2014年：RC桥式振荡电路起振的条件选择题6分必考点：振荡电路的分析与计算重难点：RC文氏电桥振荡电路的分析计算知识清单一、理解振荡的基本概念自激状态：无需外加信号而靠振荡器内部反馈作用维持振荡的工作状态。自激振
2、荡器：依靠反馈维持振荡的振荡器称为反馈式自激振荡器。自激振荡器的组成：选频放大器和反馈网络。二、自激振荡的平衡条件1、相位平衡条件反馈信号的相位必须与输入信号同相位，即反馈极性必须是正反馈。2、振幅平衡条件反馈信号vf的振幅应等于输入信号vi的振幅，即AVF=1。起振条件：AVF 1。二、LC振荡器1、变压器反馈式LC振荡器电路结构：电路如图4-1所示。电路特点：振荡电路容易起振，振荡频率一般为几千赫兹到几百千赫兹。图4-12、电感反馈式振荡器电路结构：电路如图4-2所示，三极管的三个电极分别与LC回路中L的三个点相连，故而得名，又称电感三点式振荡器。电路特点：易起振且振幅大，振荡频率可达几十
3、兆赫；缺点是振荡波形失真较大。图4-23、电容反馈式振荡器电路结构：电路如图4-3所示，三极管的三个电极与电容支路的三个点相接，又称电容三点式振荡电路。电路特点：输出波形好，振荡频率可高达100 MHz以上，缺点是频率范围较小。图4-34、振荡频率的计算三、RC振荡器1、RC串并联振荡电路电路如图4-4所示。用RC选频电路来代替LC振荡器中的LC选频电路，由RC选频反馈网络和两级阻容耦合同相放大器两部分组成。图4-4振荡频率为：当=R，=C时，2、RC桥式振荡电路图4-5电路如图4-5所示。将RC选频网络和负反馈电阻单独画出，即得电桥电路，又称文氏电桥振荡器。电路特点：振荡频率范围宽且连接可调
4、，信号波形失真小。电路组成：同相比例运算放大器、RC串并联选频网络。选频频率：0=振幅平衡条件：反馈系数F=（即电压增益 A=3）和Rf =2Re1起振条件：电压增益A3四、石英晶体振荡器1、特点石英晶体振荡器是利用石英晶体具有压电效应的特点而工作的，其频率稳定度很高。（1）石英晶体的物理化学性能十分稳定，外界因素对其性能影响很小；（2）石英晶体振荡器的Q值很高，达105以上，稳频作用强。（3）有串联和并联两个谐振频率，即fs和fp，且fsfp，在f= fp时，呈纯电阻性，在其他频率范围内呈容性。2、石英晶体振荡器 （a） （b）图4-6串联型：电路如图4-6（a）所示。石英晶体谐振器串联在反
5、馈电路中，具有选频的功能；振荡器频率等于石英晶体的串联谐振频率时，石英晶体呈阻性，满足自激振荡条件；RS的大小可以调节，即可以调节反馈量的大小。并联型：电路如图4-6（b）所示。在电路中晶体作为感性元件，同反馈电容一起构成电容三点式振荡电路，振荡频率在fs和fp之间。五、判断正弦波振荡电路的方法1、判断电路的组成是否正确：包含选频放大器和反馈网络。2、判断放大电路是否正常工作。3、判断电路是否满足相位平衡条件：用瞬时极性法判断电路为正反馈时才有可能振荡。4、判断振幅平衡条件：只要电路参数选择合适，一般都可满足振幅平衡条件。5、电感三点式和电容三点式：根据电路组成原则进行判断。知识点精讲【知识点
6、1】振荡电路起振的分析判断【例1】电路如图4-7所示。试用相位平衡条件判断电路是否能振荡，指出可能振荡的电路属于什么类型。（ a） （b）（c） （d）（e） （f）图4-7【分析】（a）图：该电路中集电极的直流通路被电容阻断，集电极无直流偏置，ICQ= 0，因此三极管不能进行放大，故不能产生振荡。（b）图：该电路没有选频回路，而且L2并接在Rb2上，将Rb2短接，基极相当于对地短路，基极无直流偏置电压，三极管不能进行放大，因此不能产生振荡。（c）图：运用瞬时极性判断反馈类型。假设VT基极电压瞬时极性为“+”，集电极为“-”，L1的极性为上“+”下“-”，由电路连接可知L2为反馈元件，反馈电压
7、取自L2两端，根据同名端原理，L2的极性为上“-”下“+”，反馈至VT基极极性为“-”，与原来的极性相反，使输入信号减弱，所以是负反馈，电路不满足相位平衡条件，不能产生振荡。（d）图：用瞬时极性法判断反馈类型，假设VT基极电压瞬时极性为“+”，集电极为“-”，经Cb2至LC反馈网络，该电路中，反馈信号取自电容C2两端，C2两端的电压极性为上“-”下“+”，反馈至VT基极极性为“-”，为负反馈，电路不满足相位平衡条件，不能产生振荡。（e）图：该电路中，VT与L、C1、C2组成电容三点式振荡电路，满足相位平衡条件，其中C2为反馈元件，适当选取其它元件参数，使电路满足幅度平衡条件就能起振。（f）图：
8、该电路中，VT与C、L1、L2组成电感三点式振荡电路，满足相位平衡条件，其中L1为反馈元件，适当选取其它元件参数，使电路满足幅度平衡条件就能起振。【知识点2】RC文氏桥电桥振荡器的分析与计算【例2】电路如图4-8所示：（1）保证电路振荡，求的最小值；（2）求振荡频率的的调节范围。图4-8【解】（1）该电路为RC文氏桥电桥振荡器，电路起振的条件是反馈系数的最大值为：Fmax=即电压增益至少等于3：A3，由于运算放大器为同相比例运放，所以=（1+）3Rp5.3K，即Rp的最小值为5.3K。（2）振荡频率可采用下式计算当R2调至最大时，0最小=145Hz当R2调至最小时，最大=1592Hz所以的调节
9、范围是145Hz1592Hz。【例3】在RC桥式正弦波振荡电路中，当相位平衡条件满足时，放大电路可以起振时的电压放大倍数是（ ）A、等于1/3 B、略大于3 C、等于3 D、等于1【分析】RC桥式振荡电路的起振条件是：当相位平衡条件满足时，电压增益 A3。所以该题选B。【举一反三】【例3】（2013年对口招生考试题）文氏电桥振荡电路如图4-9所示。图4-9（1）请在图中指出运算放大器A两个输入端的正、负极性；（2）估算满足起振时电阻Rf至少为多少；（3）设运放A具有理想的特性，若要求振荡频率为480Hz，试计算R的阻值。【解】（1）根据文氏电桥电路连接的形式可知，运算放大器两输入端的极性是上端
10、为“”下端为“+”。（2）电路起振的条件是所以Rf =3R1-R1=2R1=210K=20K（3）根据振荡频率的计算公式0=可求出R的阻值为R=33174【例4】（2011年对口招生考试题）如图4-10所示为RC正弦波振荡电路，其最大输出电压为14V。（1）二极管VD1、VD2为自动稳幅元件，试分析起振幅度条件；（2）计算输出信号的频率；（3）试定性说明因不慎使R2短路时，输出电压u0的波形。图4-10【分析】该电路中，利用二极管VD1、VD2的非线性特性自动调节负反馈的强弱来控制输出电压的恒定。振荡过程中VD1、VD2将交替导通和截止，总有一个处于正向导通状态的二极管与R3并联，由于二极管正
11、向电阻rd随ud增大而下降，因此负反馈随振幅上升而增强，即A随振幅增大而下降，直到满足振幅平衡条件为止。【解】（1）当u0的幅值较小时，VD1、VD2截止，VD1、VD2与R3并联电路的等效电阻近似为R3=2.7K，因此3.33有利于电路起振。（2）输出信号的频率（3）因不慎使R2短路时，即R2=0，则=1+1.53电路停振，输出电压u0的波形为一条与时间轴重合的直线。同步检测一、选择题1、振荡器的振荡频率取决于（ ）。 A、供电电源 B、选频网络 C、晶体管的参数 D、外界环境2、为提高振荡频率的稳定度，高频正弦波振荡器一般选用（ ）。 A、LC正弦波振荡器 B、晶体振荡器 C、RC正弦波振
12、荡器 D、多谐振荡器3、设计一个振荡频率可调的高频高稳定度的振荡器，可采用 （ ）。A、RC振荡器 B、石英晶体振荡器 C、互感耦合振荡器 D、并联改进型电容三点式振荡器4、串联型晶体振荡器中，晶体在电路中的作用等效于（ ）。 A、电容元件 B、电感元件 C、大电阻元件 D、短路线5、振荡器是根据（ ）反馈原理来实现的，（ ）反馈振荡电路的波形相对较好。 A、正、电感 B、正、电容 C、负、电感 D、负、电容6、（ ）振荡器的频率稳定度高。 A、互感反馈 B、克拉泼电路 C、西勒电路 D、石英晶体7、石英晶体振荡器的频率稳定度很高是因为 （ ）。 A、低的Q值 B、高的Q值 C、小的接入系数
13、D、 大的电阻8、正弦波振荡器中正反馈网络的作用是（ ）。A、保证产生自激振荡的相位条件 B、提高放大器的放大倍数，使输出信号足够大 C、产生单一频率的正弦波D、以上说法都不对9、在讨论振荡器的相位稳定条件时，并联谐振回路的Q值越高，值越大，其相位稳定性 （ ）。A、越好 B、越差 C、不变 D、无法确定10、并联型晶体振荡器中，晶体在电路中的作用等效于( )。A、电容元件 B、电感元件 C、电阻元件 D、短路线11、克拉拨振荡器属于（ ）振荡器。 A 、RC振荡器 B 、电感三点式振荡器C 、互感耦合振荡器 D 、电容三点式振荡器12、振荡器与放大器的区别是（ ）。A、振荡器比放大器电源电压
14、高 B、振荡器比放大器失真小C、振荡器无需外加激励信号，放大器需要外加激励信号D、振荡器需要外加激励信号，放大器无需外加激励信号13、如图所示电路，以下说法正确的是（ ）。A、该电路由于放大器不能正常工作，不能产生正弦波振荡B、该电路由于无选频网络，不能产生正弦波振荡C、该电路由于不满足相位平衡条件，不能产生正弦波振荡D、该电路满足相位平衡条件，可能产生正弦波振荡14、改进型电容三点式振荡器的主要优点是（ ）。A、容易起振 B、振幅稳定 C、频率稳定度较高 D、减小谐波分量15、在自激振荡电路中，下列哪种说法是正确的（ ）。A、LC振荡器、RC振荡器一定产生正弦波 B、石英晶体振荡器不能产生正
15、弦波C、电感三点式振荡器产生的正弦波失真较大 D、电容三点式振荡器的振荡频率做不高16、利用石英晶体的电抗频率特性构成的振荡器是（ ）。A、ffs时，石英晶体呈感性，可构成串联型晶体振荡器B、ffs时，石英晶体呈阻性，可构成串联型晶体振荡器C、fsffp时，石英晶体呈阻性，可构成串联型晶体振荡器D、fsffp时，石英晶体呈感性，可构成串联型晶体振荡器17、如图所示是一个正弦波振荡器的原理图，它属于（ ）振荡器 。 A、互感耦合 B、电容三点式 C、电感三点式 D、改进型18、电路如图所示，欲使该电路能起振，则应该采取的措施是（ ）。A 改用电流放大系数小的晶体管 B、适当增加反馈线圈L1的匝数
16、C、适当减小L 值或增大C值 D、增大电源电压二、填空题1、振荡器的振幅平衡条件是 ，相位平衡条件是 。2、石英晶体振荡器频率稳定度很高，通常可分为 和 两种。3、电容三点式振荡器的发射极至集电极之间的阻抗Zce性质应为 ，发射极至基极之间的阻抗Zbe性质应为 ，基极至集电极之间的阻抗Zcb性质应为 。4、要产生较高频率信号应采用 振荡器，要产生较低频率信号应采用 振荡器，要产生频率稳定度高的信号应采用 振荡器。5、LC三点式振荡器电路组成的相位平衡判别是与发射极相连接的两个电抗元件必须 ，而与基极相连接的两个电抗元件必须为 。6、利用正反馈产生正弦波振荡的电路，其组成主要是 和 。7、任何一
17、种正弦波振荡器，对它们的基本要求是，振荡频率及输出幅度要 ，波形失真要 。8、正弦波振荡器常按照组成选频网络的元件类型分为 振荡器， 振荡器和 振荡器。9、常用的LC振荡器有 振荡器， 振荡器和 振荡器。10、电容三点式振荡电路输出的谐波成分比电感三点式 ，因此波形较 。11、在并联型石英晶体振荡电路中，石英晶体置于 回路中，晶体等效为 ，和电容组成一个 。12、 在串联型石英晶体振荡电路中，石英晶体等效为 ，且 产生相移，频率取决于 。13、文氏振荡电路的选频由 实现，振荡频率为 。14、文氏振荡电路适用于 振荡，由 和 两部分电路构成。三、判断题1、串联型石英晶体振荡电路中，石英晶体相当于
18、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阻而起作用。 （ ）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
19、与输入信号频率，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。 （ ）四、简答题1、如图所示振荡器，指出他们属于哪种类型的振荡器，并写出各电路的振荡频率。2、画出如图所示振荡器的交流等效电路图，并说明是什么类型的振荡器？3、用相位平衡条件的判断准则，判断图中示的三端式振荡器交流等效电路，哪些不可能振荡，哪些可能振荡，不能振荡的说明原因，若能振荡，属于哪种类型的振荡电路，并说明在什么条件下才能振荡。、采用瞬时极性法判断下列各图能否振荡，若能振荡，写出频率表达式。通过安全预评价形
20、成的安全预评价报告，作为项目前期报批或备案的文件之一，在向政府安全管理部门提供的同时，也提供给建设单位、设计单位、业主，作为项目最终设计的重要依据文件之一。五、计算题1、某振荡器原理电路如图所示，已知，若振荡频率为10.7MHz，求：（1）画出该电路的交流通路；（2）该振荡器的电路形式；（3）回路的电感；（4）反馈系数。每名环境影响评价工程师申请登记的类别不得超过2个。2、某振荡电路如下图所示：对于安全预评价的内容，要注意安全预评价的目的、时间，安全预评价报告的内容等知识点。C1=200pF，C2=400pF，C3=10pF，C4=50200pF，L=10H。（1）画出交流等效电路。 （一）建
21、设项目环境影响评价的分类管理（2）回答能否振荡。1.建设项目环境影响评价分类管理的原则规定（3）写出电路名称。2）预防或者减轻不良环境影响的对策和措施。主要包括预防或者减轻不良环境影响的政策、管理或者技术等措施。（4）求振荡频率范围。（5）求反馈系数。1.依法评价原则；2）预防或者减轻不良环境影响的对策和措施。主要包括预防或者减轻不良环境影响的政策、管理或者技术等措施。按照国家规定实行审批制的建设项目，建设单位应当在报送可行性研究报告前报批环境影响评价文件。按照国家规定实行核准制的建设项目，建设单位应当在提交项目申请报告前报批环境影响评价文件。按照国家规定实行备案制的建设项目，建设单位应当在办
22、理备案手续后和开工前报批环境影响评价文件。（3）总经济价值的组成。我们可以用下式表示环境总经济价值的组成：3、将图示的文氏电桥和集成运放A连接成一个正弦波振荡电路。4、试判断图示两电路能否产生正弦波振荡，若能振荡，请写出振荡频率的近似表达式若不能振荡，请简述理由，设A均为理想集成运放。5、电路如图：（1）判断电路是否满足相位平衡条件；（2）判断电路的振荡类型；（3）写出电路的振荡频率表达式。6、电路如图：（1）画出电路的交流通路，标出电路的瞬时极性，判断电路是否满足相位平衡条件；（2）判断电路的振荡类型；（3）若L为0.1，C为1F，试计算电路的振荡频率；（4）若减小L2的匝数，对电路有什么影响。
