( )7.基本RS触发器和同步RS触发器的共同缺点是存在不定状态和空翻现象。( )9.三极管的输出特性是指三极管的VBE一定时,输出电流ic与输出电压VCE之间的关系。( )11.场效应管的输出特性曲线有可调电阻区、放大区、饱和区。第2题图五、综合题某超市举行一次促销活动,只要顾客拿着购物发票,就可以参加这项活动。......
2023-10-21
信息技术二类专业总复习：LC振荡器的谐振频率计算和起振判断
【摘要】：本章的难点在于对LC振荡器的谐振频率的计算和对能否起振的判断。 正弦波振荡器产生自激振荡需满足相位平衡条件和幅度平衡条件。三极管的基极的直流电压会通过电感线圈L2对地短路,管子截止,因而不能产生自激振荡。
2.自激振荡的过程与条件。(A)
3.RC串并联选频网络。(B)
4.RC桥式振荡器。(B)
5.变压器耦合LC振荡器的种类与频率计算。(B)
6.三点式LC振荡器的种类。(C)
8.石英晶体振荡器的种类。(A)
近三年四川省对口升学本章考点内容及考题分析
在学习本章知识中,应重点掌握振荡器的基本组成部分,能计算振荡器的谐振频率,能判断一个振荡电路能否起振。本章的难点在于对LC振荡器的谐振频率的计算和对能否起振的判断。
一、正弦波振荡器的基本知识
1.振荡器与放大器的区别
放大器需要外加输入信号,才能有输出信号;而振荡器不需要外加输入信号,由电路本身自激而产生输出信号。
2.振荡器的组成方框图,如图2-7-1所示。
图2-7-1 振荡器的组成
3.起振原理:振荡器通电瞬间,电路受到扰动,在放大器的输入端将产生一个微弱的扰动电压vi,经放大器放大、选频后,通过正反馈网络回送到输入端,再经放大器放大、选频、正反馈,使输出信号的幅度逐渐增大,振荡便由小到大地建立起来了。当振荡信号幅度达到一定数值时,由于三极管非线性区域的限制作用,使管子的放大作用减弱,即电路的放大倍数下降,振幅也就不再增大,最终使电路维持稳幅振荡。
4.自激振荡的条件
(1)相位平衡条件:φ=2nπ(n=0,1,2…)(正反馈)
(2)振幅平衡条件:Av F≥1
判断电路是否振荡的关键是该电路是否满足相位平衡条件(振幅平衡条件很容易满足),其方法是:首先要找到反馈元件,然后从放大器的输入端开始,用瞬时极性法假设输入端某一时刻为正,经反馈元件后返回到输入端仍然为正,我们就认为是正反馈,满足相位平衡条件。
二、RC振荡器
1.RC振荡器的组成
RC振荡器主要由RC选频反馈网络和放大器组成,常见的类型有桥式振荡器和移相式振荡器。
图2-7-2 RC振荡器
2.电路结构(见图2-7-2)
当输入信号ui频率等于选频频率f0时,输出电压uo幅度达到最高,为
,而且相位差为零,如图2-7-3所示,选频频率f0取决于选频网络R、C元件的数值,计算公式为
注:输入信号ui的频率高于或低于f0愈多,输出电压uo就愈小,且相移也愈大。
图2-7-3
3.RC桥式振荡器
图2-7-4 RC桥式振荡器
RC桥式振荡器如图2-7-4所示,因为RC选频网络的反馈系数
,因此只要使放大器的放大倍数AvF=3,就能满足振幅平衡条件;又因为LM741构成同相比例放大器,相位差为0°,RC串并联网络的移相也为0°,所以此电路为正反馈,满足自激振荡条件。
三、LC振荡器
1.LC振荡器的组成
LC振荡器是由放大器、LC选频回路和反馈电路三部分所组成。LC振荡器可分为变压器耦合式振荡器和三点式振荡器两大类。
2.LC振荡器的对比(见表2-7-1)
表2-7-1 LC振荡器的对比
四、石英晶体振荡器
1.石英晶体谐振器的特点
石英晶体振荡器利用石英谐振器来选频。由于石英晶体的Q值很高,所以谐振频率很稳定,广泛应用于频率稳定度要求较高的场合。
2.石英晶体振荡器
石英晶体振荡器的符号和等效电路及频率特性如图2-7-5所示。
图2-7-5
串联谐振频率:
并联谐振频率:
3.石英晶体振荡器的种类
(1)并联型石英晶体振荡器
该振荡器电路原理图如图2-7-6(a)所示,此时石英晶体振荡器工作在fs与fp之间,石英晶体相当于电感,选频回路由C1、C2和石英晶体组成,电路的振荡频率基本上由石英晶体的固有频率决定。
图2-7-6 石英晶体振荡器
(2)串联型石英晶体振荡器
该振荡器电路原理图如图2-7-6(b)所示,此时石英晶体振荡器工作在串联谐振频率fs处,利用阻抗最小的特性来组成振荡器,该电路只在频率fs上产生振荡,即振荡频率f0=fs。
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【例1】 (2018年高考题)RC振荡器主要由放大器和RC选频反馈网络所组成。( )
【答案】 A
【解析】 振荡器由放大电路、选频电路和反馈电路三部分构成。
【例2】 (2017年高考题)关于如图所示电路的描述,正确的是( )
A.电路满足正弦波振荡相位条件,是电容三点式振荡器
B.电路满足正弦波振荡相位条件,是电感三点式振荡器
C.电路满足正弦波振荡相位条件,是文氏桥振荡电路
D.电路不能满足正弦波振荡相位条件,不能构成振荡电路
【答案】 A
【解析】 由图可知,此电路有放大电路,正反馈网络和LC选频网络,并且满足“射同基反”法则,故为电容三点式振荡器。
【例3】 (2015年高考题)正弦波振荡器产生自激振荡需满足相位平衡条件和幅度平衡条件。现假设该振荡器放大部分的放大倍数为Av,反馈电路的反馈系数为F,则其幅度平衡条件为( )
A.Av F＞1 B.Av F≥1 C.Av F＜1 D.Av F≤1
【答案】 B
【解析】 根据自激振荡器幅度平衡条件可知:Av F≥1。
【例4】 RC桥式振荡器如图所示,已知R1=R2=20 kΩ,C1=C2=5000 p F,R3=10 kΩ。
(1)估算Rt的阻值;
(2)计算振荡频率f0为多大?
【答案】 (1)20 kΩ (2)1.6 k Hz
【解析】 (1)根据振幅平衡条件,要求RC振荡器的同相放大器的电压放大倍数
,整理得Rt≥2R3=2×10=20(kΩ)。
(2)振荡频率:
。
【例5】 如图所示为LC振荡器,根据电路结构判断电路类型,并判断各电路是否可能振荡。
【答案】 图(a)所示电路为电感三点式振荡器,由于电感线圈L2对三极管的C极与E极起了直流短路的作用,三极管VCE=0,因而不能正常放大,不能产生自激振荡。
图(b)所示电路为变压器耦合振荡器,反馈电压从线圈L2两端取出。设基极瞬时信号极性为正,则线圈L2上的反馈电压为上正下负,加至发射极电阻Re上,构成负反馈,不满足相位平衡条件,所以不会产生自激振荡。
图(c)所示电路为变压器耦合振荡器。三极管的基极的直流电压会通过电感线圈L2对地短路,管子截止,因而不能产生自激振荡。
【解析】 判断电路是否起振的一般步骤是:
①检查电路是否具备放大、反馈、选频网络三个组成部分;
②检查放大器偏置电路与交流通路是否正常;
③分析是否满足相位和振幅平衡条件。
一、单项选择题
1.振荡器的功能是( )
A.放大交流信号 B.将输入信号转换为正弦信号
B.波形变换 D.自行产生交流信号
2.如图所示的振荡电路,要将振荡频率提高,可采用的调整方法是( )
A.将R1和R2调大 B.将C1和C2调大
C.将R1和R2调小 D.将Rt调大
第2题图
第3题图
3.如图所示电路的正反馈电压Vf是从________两端取出。( )
A.C1 B.C2 C.L D.Re
4.石英晶体谐振器工作在fs与fp之间时呈________性。( )
A.电感 B.电容 C.电阻 D.阻抗不确定
5.正弦波振荡器引入正反馈的作用是( )
A.提高放大器的放大倍数 B.产生单一频率的正弦信号
C.使电路满足振幅平衡条件 D.使电路满足相位平衡条件
二、判断题(正确的选“A”,错误的选“B”)
1.反馈式振荡器只要满足相位平衡条件就可以振荡。( )
2.石英晶体振荡器工作在fs与fp之间时呈电容性。( )
3.正弦波振荡器无须加输入信号就能产生输出信号。( )
4.RC正弦波振荡器的振荡频率由RC选频网络元件参数决定。( )
5.只要放大器满足相位平衡条件和振幅条件中的任意一个就能产生自激振荡。( )
三、填空题
1.振荡电路输出的信号频率取决于________。
2.振荡器实质上是一个满足自激振荡条件的_________。
3.若RC桥式振荡器电路输出的波形不是正弦波,而是出现上下切割失真的波形,出现该失真波形的原因是_________,常用的解决办法是_________。
4.石英晶体谐振器的串联谐振频率为________。
5.LC振荡器常用的有变压器式、电感三点式和电容三点式三种类型,其相位平衡条件可用________法来判断。
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