第十八章 正弦波振荡电路 183 一、 例题精解 【例题18.1】 判断图18.1各电路能否产生正弦波振荡,并说明理由。如不能振荡, 加以改正。 【解】图(a)中，从交流通路来看，放大器为正反馈，故有产生振荡的可能。但从直 流通路来看，晶体管的基极为地电位，晶体管截止，所以该振荡器不能产生振荡。如在 至基极的支路中加一隔直电容，则会产生自激振荡。 2 L 图(b)中，因为发射极旁路电容将反馈信号旁路，即电路中不存在反馈，所以不能产 生振荡。若将发射极旁路电容开路，则电路可能产生振荡。 图(c)中，因反馈支路中无隔直电容，静态的U，故该电路不能产生振荡。 若在电感的中心抽头与发射极之间加一隔直电容，则电路可能产生振荡。 0V CE = 图(d)中，从交流通路来看电路可能产生振荡，但静态U，三极管工作不正常， 所以不能产生振荡。如在至基极之间加一隔直电容，则会产生自激振荡。 BC U= L 图(e)中，由于并联回路谐振时，阻抗最大，正反馈支路近似开路，电路不可能 在回路的谐振频率处产生振荡。若将反馈网络改成串联回路，则串联回路谐 振时，T和 的发射极之间近似短路，由此构成正反馈，从而产生振荡。 LC LC LC LC 1 2 T 1 L 2 L C (c) L 1 C C E+ 2 C (b) 1 L 2 L C (a) C E+ C E+ L 1 C C E+ 2 C L1 T C E+ C 2 T (d) (e) 图18.1 例题18.1的图 【例题18.2】 用相位条件判断图18.2所示各电路能否产生振荡。若能振荡，写出 振荡频率表达式。 【解】 图（a）所示电路为一三点式振荡电路，其交流通路如图18.2(d) 所示。从 电路结构来看，该电路能够产生振荡，其振荡频率 电工学试题精选与答题技巧 184 21 21 0 2 1 CC CC L f + π ≈ 图（b）所示电路为一电感三点式振荡电路。其交流通路如图18.2(e) 所示。从电 路结构来看，该电路能够产生正弦波振荡，其振荡频率 LC f π ≈ 2 1 0 其中 MLLL 2 21 ++= 在图（c）所示电路中，T和构成差动式放大电路。当从基极引入信号时， 从集电极输出（同相输出端）的信号再经过三节移相网络后反馈到输入端的信 1 2 T 1 T 2 T RC L 1 C C E+ 2 C C 2 L 1 R (b) E R (a) 2 R 3 R 1 L C E+ E E? C E+ 1 T 2 T C C C RR (c) (e) 1 R 2 R C 2 L 1 L (d) 1 C 2 C E R L 图18.2 例题18.2的图 号不可能与输入信号同相，所以该电路不可能产生振荡。 【例题18.3】 由运算放大器组成的正弦波振荡电路如图18.3所示，已知 R =160 ?k， =0.01C Fμ。（1）设R =3 ?k，求满足振荡幅度条件的值；为了使电 路可靠地起振，起振时的的值应比计算的大一些还是小一些？为什么？（2）计算振 荡频率。 2 R 2 R 0 f 【解】（1）虚线框内电路的电压放大倍数 1 2 V 1 R R A += 经串并联网络反馈到同相输入端的电压 RC of 3 1 U && =U 即 3 1 o f V == U U F & & 第十八章 正弦波振荡电路 185 要满足振荡的幅度条件必须满足 1 VV =× AF 即 1 3 1 )1( 1 2 =+ R R 1 3 1 ) 3 1( 2 =+ R 得到 R ?= k6 2 但在起振时希望 1 VV >× FA 即 1 3 1 ) 3 1 2 >+ R ( 得到 R ?> k6 2 即在起振时的值比稳定振荡时要大一些。 2 R （2）频率Hz5.99 1001.0101602 1 2 1 63 0 = ××××π = π = ? RC f ∞ R 1 R C R C 2 R f U 0 A o U o U & ∞ 0 A C L f U & Fμ0.01 100mH p R 10kΩ 10kΩ Ω100k 图18.3 例题18.3的图 图18.4 例题18.4的图 【例题18.4】 由运算放大器和并联谐振电路组成的振荡器如图18.4所示。（1） 分析电路工作原理；（2）估计振荡频率；（3）为了使电路能够起振，应该调节10 电 位器，试求电位器滑动点以下的电阻 LC ?k R的最小值。 min R 【解】（1）本电路当并联谐振时（阻抗为∞），U 和U同相，就能满足振荡 的相位条件。虚线框内电路的电压放大倍数 LC f & o & 11) 10 100 1( V =+=A 只要满足 1 VV =× FA 就能满足振荡的振幅条件，由此可得 11 1 p min o f V === R R U U F （2）振荡频率 电工学试题精选与答题技巧 186 63 0 101.0101002 1 2 1 ?? ×××π = π = LC f Hz5035= （3）为了使电路能够起振 11 1 p min V == R R F 即 11 1 10 min = R 则 ?= k909.0 min R C E+ 1 L 2 L E R 1b R 2b R C 图18.5 例题18.5的图 图18.6 例题18.6的图 ∞ R R 2 R 1 R CC i U & o U & 【例题18.5】正弦波振荡电路如图18.5所示，试求电路的起振条件和振荡频率。 【解】 当集成运算放大器具有理想特性时，可列出节点电流方程 C R UU CU R U ω + ? =ω+ j 1 j io i i &&& 因为 U Vfio AU &&& = 所以 C R UAU CU R U ω + ? =ω+ j 1 j iVfi i i &&&& 即 )j)( j 1 ( i i iVfi UC R U C RUA & & &&& ω+ ω +=?U 整理得 ) j 1 j()3( iVfi RC RCUA ω +ω=? &&& U RC RCA ω +ω=? j 1 j3 Vf & [( 0)3(j]1) Vf 2 =?ω+?ω ARCRC & 令 (ω 01) 2 =?RC 得 RC 1 0 ≈ω 又令 0)3(j Vf =?ω ARC & 第十八章 正弦波振荡电路 187 得 3 Vf =A & 由运算放大器同相比例运算公式可知 )1( 1 2 Vf R R A += & 即 12 1 2 23 RR R R ==+1 所以电路的起振条件是，振荡频率 12 2RR = RC f π ≈ 2 1 0 。 【例题18.6】 图18.6所示为一正弦波震荡器电路。在调试电路时，发现如下 现象，试解释其原因。 LC (1) 将反馈线圈的两个接头反接后方能起振； (2) 调整、或的阻值方能起振； 1b R 2b R E R E E? C E+ 1 T 2 T C C C R R E R C 2 L 1 L E E+ (a) (b) C E+ C R D E+ C L （c） （d） 图18.7 例题18.7的图 (3) 该用β值较大的晶体管后方能起振； (4) 适当增加反馈线圈的圈数方能起振； (5) 适当增加L值或减小值方能起振； C (6) 波形变坏，严重失真； (7) 负载太重，有时甚至不能起振。 【解】（1）反接前是负反馈，不满足相位平衡条件。 （2）放大器工作点不合适，不满足幅度振荡条件。 （3）放大倍数不够，不满足建立振荡的幅值条件。 （4）反馈信号太小。 （5）振荡回路的品质因数太低，为增大Q，应增加L或减小。 C （6）放大倍数太大或反馈信号太强，使振荡进入了放大器的非线性区。 电工学试题精选与答题技巧 188 （7）负载太重使放大器的放大倍数降低，不满足AF≥1，所以不能起振。 【例题18.7】 试判断图18.7各电路哪些能自激振荡？哪些不能？（图中未标号的 电容均系隔直电容或旁路电容。） 【解】 图18.7(a) 、(b) 、 (c)能自激振荡，(d)不能。 二、 习题精选 【习题18.1】 放大器的自激振荡是由于放大器的电压放大倍数太大所致。（ ） 【习题18.2】 振荡器是没有输入信号而有输出信号的放大器。（ ） 【习题18.3】 在频率较低（几赫到几百赫）的情况下，是不宜采用振荡器的。 （ ） LC 【习题18.4】 正弦波振荡器中引入负反馈是为了稳定振幅。（ ） CC U+ 1 CC U+ 2 3 L 1 C CC U+ L CC U+ C 2 T C L 4 图18.8 习题18.5的图 【习题18.5】 用瞬时极性法判断图18.8中哪些电路能满足振荡的相位条件。（ ） 三 、 习题答案 【习题18.1】 （非） 【习题18.2】 （是） 【习题18.3】 （是） 【习题18.4】 （非） 【习题18.5】 （1）（2）（4）