1、图 P6.1 桥式振荡电路 第六章6.1 图 P6-1 所示,RC 桥式振荡电路中,已知频率为 500Hz,C=0.047F,R F 为负温度系数、20k 的热敏电阻,试求 R 和 R1 的大小。解:由于工作频率为 500Hz,所以可选用集成运放 LM741。因提供的热敏电阻为负温度系数,故该电阻应接于 RF 的位置。为了保证起振,要求,现取 。kRF1021 k.R861根据已知 fo 及 C,可求得 67104521.fRo可取 金属膜电阻。k.866.2 已知 RC 振荡电路如图 P6.2 所示,试求:(1)振荡频率 fo=?(2)热敏电阻 Rt 的冷态阻值,R t 应具有怎样的温度特性
2、?(3)若 Rt 分别采用 10K 和 1K 固定电阻,试说明输出电压波形的变化。图 P6.3图 P6.2解:(1) HzRCfo 97102.1.82163(2)R t 应具有正温度系数,R t 冷态电阻 kRF5(3)输出波形变化停振 uo=03210RtKFuo 为方波31tF6.3 分析图 P6.3 所示电路,标明二次线圈的同名端,使之满足相位平衡条件,并求出振荡频率。图 P6.4解:(a)同名端标于二次侧线圈的下端 MHzzHzLCfo 87.0187.0130102 626 (b)同名端标于二次侧线圈的下端 zzzfo 52.1052.101360142 612(c)同名端标于二次
3、侧线圈的下端 MHzzHzfo 476.01476.012056226 6.4 根据自激振荡的相位条件,判断图 P6.4 所示电路能否产生振荡,在能振荡的电路中求出振荡频率的大小。解:分别画出图 P6.4 所示电路的简化交流通路如图解 P6.4(a)、(b) 、(c) 所示。图(a)构成电容三点式 LC 振荡电路;图 (b)不满足振荡相位条件,不能振荡;图(c)构成电感三点式LC 振荡电路。图(a)的振荡频率 MHzzHzLCfo 19.019.030214721 66图解 P6.4图(c)的振荡频率 MHzzHzLCfo 42.0142.01470)201(2 626 6.5 振荡电路如图
4、P6.5 所示,它是什么类型的振荡电路?有何优点?计算它的振荡频率。解:画出该电路的交流通路如图解 P6.5 所示,为改进型电容三点式振荡电路,称为克拉泼电路。其主要优点是晶体管寄生电容对振荡频率的影响很小,故振荡频率稳定度高。 MHz.zLCfo 25105021266.6 图 P6.6 所示石英晶体振荡电路中,试说明它属于哪种类型的晶体振荡电路,并指图 P6.5 图解 P6.5图 P6.6图解 P6.6出石英晶体在电路中的作用。解:将图 P6.6(a)改画成图解 P6.6(a)所示。由图可见,电路构成并联型晶体振荡器,石英晶体在电路起电感作用,与 C1、C 2、C 3 构成改进型电容三点式
5、 LC 振荡电路。画出图 P6.6(b)所示电路的交流通路如图解 P6.6(b)所示,图中 C1、C 2、L 构成选频网络,对频率等于晶体串联谐振频率的信号,晶体呈现很小的电阻,电路构成正反馈,且正反馈很强,使电路产生振荡,而对偏离晶体串联谐振频率的信号,晶体不但等效阻抗很大,且产生附加相移,电路将不满足振荡的振幅和相位条件而停振,所以图 P6.6(b)所示电路为串联型晶体振荡电路,石英晶体工作在串联谐振状态。6.7 试画出图 P6.7 所示各电压比较器的传输特性。解: u I2V 时,运放输出负饱和电压, uO-6V;u I2V 时,运放输出正饱和电压,uO6V。因此,可画出传输特性如图解
6、P6.7 所示。图 P6.7图解 P6.8图解 P6.7图 P6.86.8 迟滞电压比较器如图 P6.8 所示,试画出该电路的传输特性;当输入电压为时,试画出输出电压 uO 的波形。)V(tsinuI4解:由图可得 V)(UROLTLHH 26201212 因此可画出传输特性和 uO 波形分别如图解 P6.8(a)、(b)所示。图解 P6.9图 P6.96.9 迟滞比较器如图 P6.9 所示,试计算门限电压 UTH、 UTL 和回差电压,画出传输特性;当 时,试画出输出电压 uO 的波形。)(sin6VtuI解:由图可得 VUVRTLHTOREFLHTH6)2(42101046212121 故
7、可画出传输特性 uO 波形分别如图解 P6.9(a)、(b)所示。6.10 电路如图 P6.10 所示,试画出输出电压 uO 和电容 C 两端电压 uC 的波形,求出它们的最大值和最小值以及振荡频率。解:此为方波发生电路,由图可得图解 P6.10图 P6.10图 P6.11 图解 P6.11VUROLTLHH 8.2)6(4350.212 因此可画出 uO、u C 波形如图解 P6.10 所示。u O 的最大值为 +6V,最小值为-6V;u C 的最大值为 2.8V,最小值为-2.8V。振荡频率为 Zo kHRCf 510)54321ln(0.102)1ln(2 363 6.11 方波发生电路
8、如图 P6.11 所示,图中二极管 V1、V 2 特性相同,电位器 RP 用来调节输出方波的占空比,试分析它的工作原理并定性画出 时的振荡波, RR形 uO 和 uC。图 P6.12 图解 P6.12 解:电路输出高电平时,U OH 经 、V 1 对 C 充电;输出低电平时,U OL 经 V2、R放电。由于 V1、V 2 特性相同,所以当 R与 R不相等时,定时电容 C 的充电和放电时R间也就不相等,输出方波的占空比 将不等于 50%,调节 RP,即改变 R和 R的大小,输出方波的占空比随之改变。当 R=R,C 的充放电时间相等,输出电压 uo 波形及电容两端电压 uc 波形,如图解P6.11
9、(a)所示,方波的占空比为 50%。当 RR,C 充电慢、放电快,输出方波电压 uO 的占空比大于 50%,u O 和 uC 波形如图解 P6.11(b)所示。当 RR,C 放电快、放电慢,输出方波电压 uO 的占空比小于 50%,u O 和 uC 波形如图解 P6.11(c)所示。6.12 三角波发生电路如图 P6.12 所示,试画出 uO1、u O 的波形,并求出其振荡频率。解:此为由同相输入迟滞比较器(A 1)和反相输入积分器(A 2)构成的三角波发生器。由图可得运放 A1 的同相输入端电位为OOPuRuRu2121图 P6.13令 uP1=0,则得 12OuR由于 uO16V,故得迟滞比较器的门限电压分别为 VRUTLH2)6(15.12可画出 uO1、u O 的波形如图解 P6.12 所示。振荡频率为 ZZo kHRCTf 19.3047.15041 63321 6.13 频率合成器框图如图 P6.13 所示,要求输出信号频率为 440kHz,频率间隔为2kHz,试求各分频比 M 及 N。解: 204,5021kHzfNkHzfMrors