《電工電子學》第6章習題答案.doc

《《電工電子學》第6章習題答案.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《電工電子學》第6章習題答案.doc（13頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第6章習題答案 6.1.1 選擇題 　 （1）在LC并聯(lián)諧振回路諧振時，若電感的中間抽頭交流接地，則首端與尾端的信號電壓相位B 。 A. 相同 B. 相反 C. 90 。 D.-90 。 　 （2）在LC并聯(lián)諧振回路諧振時，若電感的首端或尾端交流接地，則電感其它兩個端點的信號電壓相位A 。 A. 相同 B. 相反 C. 90 。 D. -90 。 （3）自激振蕩是電路在__B___的情況下，產(chǎn)生了有規(guī)則的、持續(xù)存在的輸出波形的現(xiàn)象。 A. 外加輸入激勵 B. 沒有輸入信號 C. 沒有反饋信號 （4） 正反饋是放大電路產(chǎn)生自激振蕩的__A____。 A. 必要條件 B. 充分條件 C. 充要條件 （5） 在正弦波振蕩電路中，能產(chǎn)生等幅振蕩的幅度條件是__A____。 A. B. C. （6） 正弦波振蕩電路的起振條件是__B____。 A. B. C. （7） 在RC型正弦波振蕩器中，通常是利用___B______來自動的穩(wěn)定振蕩器輸出的幅度。 A. 線性特性元件 B. 非線性特性元件 C. 電抗特性元件 （8） 在題圖6.1.1所示電路中，諧振回路由___A______元件組成。 A. 、 B. 、 C. 、、 題圖 6.1.1 （9） 在題圖6.1.1所示電路中，電路的諧振頻率____C_____。 A. B. C. （10） 電路如題圖6.1.2所示，設運放是理想器件，，為使該電路能產(chǎn)生正弦波，則要求____C_____。 A. （可調(diào)） B. （可調(diào)） C. （可調(diào)） 題圖 6.1.2 （11） 對于LC正弦波振蕩電路，若已滿足相位平衡條件，則反饋系數(shù)越大，__A______。 A.越容易起振 B. 越不容易起振錯誤 C.輸出越小 6.1.2判斷下列說法是否正確，在括號中畫上“√”或“”。 （1）在反饋電路中，只要安排有LC諧振回路，就一定能產(chǎn)生正弦波振蕩。（ⅹ ） （2）對于LC正弦波振蕩電路，若已滿足相位平衡條件，則反饋系數(shù)越大，越容易起振。（√ ） （3）電容三點式振蕩電路輸出的諧波成分比電感三點式的大，因此波形較差。（ⅹ ） （4）正弦振蕩的幅值平衡條件是||=||。（ⅹ ） （5）電路當中只要存在正反饋，就一定會產(chǎn)生振蕩。（ ⅹ） （6）在正弦波振蕩電路中，只能引入正反饋，不允許出現(xiàn)負反饋。（ ⅹ ） （7）負反饋放大器的自激振蕩與正弦波振蕩器的振蕩物理本質(zhì)是一樣的。（√ ） 6.1.3 試指出題圖1.1.3中(a)、(b)、(c)、(d)所示正弦波振蕩器中的錯誤，并加以改正。 解：在 題圖1.1.3圖(a)中的錯誤是：(1).靜態(tài)時基極被L2 短路，三極管截止；(2).L2極性接反，不能滿足振蕩的相位條件。改正：在1、2 點之間加電容；調(diào)換L2 的極性。 圖(b)中的錯誤是：(1).靜態(tài)時，集電極對地短路；(2).電容CE 使反饋信號短路。 改正：在1、2 點間加電容；去掉CE。 圖(c)中的錯誤是：LC 并聯(lián)諧振時阻抗最大，反饋信號很弱，難以滿足自激振蕩的幅 值條件。改正：將LC 并聯(lián)電路改為LC 串聯(lián)電路。 圖(d)中的錯誤是：靜態(tài)時L 把集電極和基極短路。改正：在1、2 間加電容或3、4 間加電容均可。 題圖 6.1.3 6.1.4 填空題 （1）自激振蕩的相位的條件是 ，而幅值條件是 。 [答案：　　( n = 0、1、2 …) ， （2）一個完善的正弦波振蕩器由 、 、 、 組成。 [答案：放大電路、正反饋網(wǎng)絡、選頻網(wǎng)絡、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)] （3）振蕩器中選頻網(wǎng)絡的作用是 。 [答案：選出單一頻率的正弦波信號 ] （4）LC 并聯(lián)選頻網(wǎng)絡的振蕩頻率是 ，當發(fā)生并聯(lián)諧振時其 最大，且呈 性。 [答案： ；阻抗最大，呈電阻性] （5） LC 正弦波振蕩器的基本結(jié)構(gòu)常有三種，它們是 、 、 。 [答案：變壓器反饋式，電感三點式，電容三點式] （6） RC 串并聯(lián)正弦波振蕩器的振蕩頻率是 。 [答案： ] 6.1.5 由集成運算放大器和RC 并聯(lián)諧振電路組成的振蕩器如題圖6.1.5 圖所示,已 知R=160K?,C=0.01F。試問: (1)若R1=3K?,求滿足振蕩幅值條件的Rf 值; 為了使電路可靠起振, 起振時Rf 應比計 算值大一些還是小一些？為什么？ (2)估算振蕩頻率f0。 題圖6.1.5 6.1.6 用下列元器件能否構(gòu)成正弦波振蕩電路？ (1).16K?電阻三只,27K?的負溫度系數(shù)的熱敏電阻一只,集成運放一只, 10K?電位器 一只,0.01F 電容器兩只。 (2).1K?、5.1K?、15K?的電阻各一只, 0.1F 的電容器兩只, 300PF 的電容器一只,變壓器一只 6.1.7 題圖6.1.7是用集成運放構(gòu)成的音頻信號發(fā)生器簡化線路。 (1) 試分析電路是如何滿足振蕩的相位和幅值條件的？ (2) RP1,RP2 為雙聯(lián)電位器,可從0 調(diào)到14.4K?,試分析該振蕩器頻率的調(diào)節(jié)范圍。 (3) R1 大致調(diào)到多少方能起振。 題圖 6.1.7 6.2.1 題圖 6.2.1 是一簡易觸摸開關(guān)電路，當手摸金屬片時，發(fā)光二極管亮，經(jīng)過一定時間，發(fā)光二極管熄滅。說明其工作原理，并問二極管能亮多長時間？（輸出端電路稍加改變，也可接門鈴、短時照明燈、廚房排煙風扇等） 題圖 6.2.1 【解題過程】這是一個由555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，當有人觸摸金屬片時，相當給出一個觸發(fā)信號，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，發(fā)光二極管亮。經(jīng)過一定時間后（暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)的時間），觸發(fā)器又回到原來的狀態(tài)，發(fā)光二極管熄滅。發(fā)光二極管能亮11s。 6.2.2 由一個555定時器組成一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，已知電阻R＝500k,電容, 試求： （1）畫出電路圖； （2）已知觸發(fā)脈沖的波形，畫出相應的電容電壓和輸出脈沖端波形； （3）輸出脈沖的寬度 【解題思路】555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點是：只有一個穩(wěn)定狀態(tài)，在外來信號的作用下，由穩(wěn)定態(tài)能翻轉(zhuǎn)到另一個暫穩(wěn)態(tài)，維持一定的時間后，主動返回到穩(wěn)定狀態(tài)。 題圖6.2.2圖 【解題過程】（1）由555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路如題題2圖所示。 （2），波形如圖所示。 （3）輸出脈沖寬度為 【提示】減少電阻R時，其他參數(shù)不變，將減小，當時，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不能正常工作。為使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器正常工作，應保證。實驗室中，若為序列脈沖，通過減小波形的占空比或增大RC乘積使其正常工作?！　? 6.2.3 由555集成定時器組成的電路如題圖6.2.3所示，該電路完成的功能是（C　 ）。 　　　　?。ˋ）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器　?。˙）雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器　?。–）多諧振蕩器 　題圖6.2.3 6.1.8 已知兩個電路中L=0.4mH，C1=C2=25pF。判斷題圖6.1.8中（a）和（b）兩個電路能否產(chǎn)生正弦振蕩。如能振蕩，估計其振蕩頻率。 （a） （b） 題圖 6.1.8 解：（a）不能振蕩。本電路欲構(gòu)成電容三點式LC振蕩器。共射放大器是基本放大器部分，同時具有選頻功能，電容C1、C2構(gòu)成反饋網(wǎng)絡。但當LC并聯(lián)諧振回路諧振時，ΦA=180o；又知，ΦF=0o；從而有ΦA+ΦF=180o，不滿足振蕩的相位條件。 （b）能振蕩。本電路屬于電容三點式LC振蕩器。選頻放大器是共基極組態(tài)，LC并聯(lián)諧振回路諧振時ΦA=0o；又知，ΦF=0o；從而有ΦA+ΦF=0o，滿足振蕩的相位條件。 其振蕩頻率： *討論：在進行正弦波振蕩器的相位平衡條件判別時，要注意以下幾點： 1. 區(qū)別正弦波振蕩器類型。不同的振蕩器在判別中的方法和依據(jù)是不同的，所以必須加以區(qū)別。 各種振蕩器的不同之處主要在于它們的選頻網(wǎng)絡。RC振蕩器的選頻網(wǎng)絡是由電阻、電容組成的。進一步區(qū)分：橋式振蕩器的選頻網(wǎng)絡是RC串并聯(lián)網(wǎng)絡；移相式振蕩器的選頻網(wǎng)絡是RC移相式網(wǎng)絡。LC振蕩器的選頻網(wǎng)絡是由電感、電容組成的諧振回路。進一步區(qū)分：變壓器反饋式振蕩器的反饋網(wǎng)絡是依靠變壓器實現(xiàn)的；電感三點式或電容三點式振蕩器中的諧振回路由兩個相同性質(zhì)的電抗和一個與前者性質(zhì)相反的電抗組成。晶體振蕩器中應包含晶體，并且晶體一定在其中起到選頻作用。 2. 將振蕩器分作基本放大器和反饋網(wǎng)絡兩部分，再分別判斷ΦA、ΦF、ΦA+ΦF。 3. 正弦波振蕩器具有選頻功能，選頻網(wǎng)絡可以設置在反饋網(wǎng)絡中，也可以放在放大器中。要明確的是，由于選頻作用，電路只能在某一頻率上滿足正弦波的振蕩條件，只能在一個頻率上產(chǎn)生振蕩。 4. 在進行正弦波振蕩器的相位平衡條件判別時，所涉及的是交流信號，直流電壓源應視為短路；除LC并聯(lián)諧振回路中的電容之外，其它的如：耦合電容、旁路電容也要視為短路。 6.1.9 試判斷題圖(a)和（b）)所示電路是否有可能產(chǎn)生振蕩。若不可能產(chǎn)生振蕩，請指出電路中的錯誤，畫出一種正確的電路，寫出電路振蕩頻率表達式。 圖(a) 圖(b) 【解題思路】 　　 (1) 從相位平衡條件分析電路能否產(chǎn)生振蕩。 　　 (2) LC電路的振蕩頻率，L、C分別為諧振電路的等效電感和電容。 【解題過程】 　　 圖（a）電路中的選頻網(wǎng)絡由電容C和電感L（變壓器的等效電感）組成；晶體管T及其直流偏置電路構(gòu)成基本放大電路；變壓器副邊電壓反饋到晶體管的基極，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)；本電路利用晶體管的非線性特性穩(wěn)幅。靜態(tài)時，電容開路、電感短路，從電路結(jié)構(gòu)來看，本電路可使晶體管工作在放大狀態(tài)，若參數(shù)選擇合理，可使本電路有合適的靜態(tài)工作點。動態(tài)時，射極旁路電容和基極耦合電容短路，集電極的LC并聯(lián)網(wǎng)絡諧振，其等效阻抗呈阻性，構(gòu)成共射極放大電路。利用瞬時極性法判斷相位條件：首先斷開反饋信號（變壓器副邊與晶體管基極之間），給晶體管基極接入對地極性為的輸入信號，則集電極對地的輸出信號極性為一，即變壓器同名端極性為一，反饋信號對地極性也為一。反饋信號輸入信號極性相反，不可能產(chǎn)生振蕩。若要電路滿足相位平衡條件，只要對調(diào)變壓器副邊繞組接線，使反饋信號對地極性為即可。改正后的電路如圖（c）所示。本電路振蕩頻率的表達式為 圖(c) 圖 (d) 　　圖（b）電路中的選頻網(wǎng)絡由電容C1、C2和電感L組成；晶體管T是放大元件，但直流偏置不合適；電容C1兩端電壓可作為反饋信號，但放大電路的輸出信號（晶體管集電極信號）沒有傳遞到選頻網(wǎng)絡。本電路不可能產(chǎn)生振蕩。首先修改放大電路的直流偏置電路：為了設置合理的偏置電路，選頻網(wǎng)絡與晶體管的基極連接時要加隔直電容，晶體管的偏置電路有兩種選擇，一種是固定基極偏置電阻的共射電路，另一種是分壓式偏置的共射電路。選用靜態(tài)工作點比較穩(wěn)定的電路（分壓式偏置電路）比較合理。修改交流信號通路：把選頻網(wǎng)絡的接地點移到C1和C2之間，并把原電路圖中的節(jié)點2連接到晶體管T的集電極。修改后的電路如圖（d）所示。然后再判斷相位條件：在圖（d）電路中，斷開反饋信號（選頻網(wǎng)絡與晶體管基極之間），給晶體管基極接入對地極性為的輸入信號，集電極輸出信號對地極性為一（共射放大電路），當LC選頻網(wǎng)絡發(fā)生并聯(lián)諧振時，LC網(wǎng)絡的等效阻抗呈阻性，反饋信號（電容C1兩端電壓）對地極性為。反饋信號與輸入信號極性相同，表明，修改后的電路能滿足相位平衡條件，電路有可能產(chǎn)生振蕩。本電路振蕩頻率的表達式為 6.1.10 在調(diào)試題圖6.1.10所示電路時，如果出現(xiàn)下列現(xiàn)象，請予以解釋。 　　 （1）對調(diào)反饋線圈的兩個接頭后就能起振； 　　 （2）調(diào)、或阻值后就能起振； 　　 （3）改用較大的晶體管后就能起振； 　　 （4）適當增加反饋線圈的匝數(shù)后就能起振； 　　 （5）適當增大值或減小值后就能起振； 　　 （6）增加反饋線圈的匝數(shù)后，波形變壞； 　　 （7）調(diào)整、或的阻值后可使波形變好； 　　 （8）減小負載電阻時，輸出波形產(chǎn)生失真，有時甚至不能起振。 題圖 6.1.10 【解題思路】 　　 根據(jù)變壓器反饋式正弦波振蕩器的組成、工作原理及工作條件解釋題述現(xiàn)象。 【解題過程】 　　 （1）對調(diào)反饋線圈的兩個接頭后就能起振，說明原電路中反饋線圈極性接反了，形成了負反饋而不能起振。 　　 （2）調(diào)節(jié)、或阻值可改變電路的靜態(tài)工作點。調(diào)、或阻值后就能起振，說明原電路的工作點偏低，電壓放大倍數(shù)偏??；而調(diào)整工作點后電壓放大倍數(shù)提高，故能起振。 　　 （3）原電路中的太小，使電壓放大倍數(shù)不滿足自激振蕩的幅度條件。改用較大的晶體管可使電壓放大倍數(shù)提高，易于振蕩。 　　 （4）原電路中的反饋強度不夠（太小），不能起振。增加反饋線圈的匝數(shù)可增大反饋值，使電路易于起振。 　　 （5）適當增大值或減小值，可使諧振阻抗增大，從而增大電路的電壓放大倍數(shù)，使電路易于起振。 　　 （6）反饋太強使晶體管進入飽和區(qū)才能穩(wěn)定，故而波形變壞。 　　 （7）調(diào)整、或的阻值可使靜態(tài)工做點合適，放大器工作在靠近線性區(qū)時穩(wěn)定振蕩，所以波形變好。 　　 （8）負載過小，折算到變壓器原邊的等值阻抗下降，晶體管的交流負載線變陡，容易產(chǎn)生截至失真，故波形不好；同時使輸出電壓下降，電壓放大倍數(shù)減小，故有時不能起振。