5.13 电路如图P5.13所示,试求解:(1)RW的下限值;(2)振荡频率的调节范围。
图P5.13
解:(1)根据起振条件
''R?R>2R,R>2kΩ。 fWW
故RW的下限值为2kΩ。
(2)振荡频率的最大值和最小值分别为
1f0max??1.6kHz2 πR1C1f0min??145Hz2 π(R?R)C12
5.14 在图P5.14所示电路中,已知R1=10 kΩ,R2=20 kΩ,C=0.01μF,集成运放的最大输出电压幅值为±12V,二极管的动态电阻可忽略不计。 (1)求出电路的振荡周期;
(2)画出uO和uC的波形。
图P5.14 解图P5.14
解:(1)振荡周期
T≈(R1+R2)C ln3≈3.3mS
(2)脉冲宽度
T1≈R1C ln3≈1.1mS uO和uC的波形如解图5.14所示。
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5.15 波形发生电路如图P5.15所示,设振荡周期为T,在一个周期内uO1=UZ的时间为T1,则占空比为T1 / T;在电路某一参数变化时,其余参数不变。选择①增大、②不变或③减小填入空内:
图P5.15
当R1增大时,uO1的占空比将 ,振荡频率将 ,uO2的幅值将 ;若RW1的滑动端向上移动,则uO1的占空比将 ,振荡频率将 ,uO2的幅值将 ;若RW2的滑动端向上移动,则uO1的占空比将 ,振荡频率将 ,uO2的幅值将 。
解:设RW1、RW2在未调整前滑动端均处于中点,则应填入②,①,③;②,①,②;③,②;②。
5.16 在图P5.15所示电路中,已知RW1的滑动端在最上端,试分别定性画出RW2的滑动端在最上端和在最下端时uO1和 uO2的波形。
解:uO1和 uO2的波形如解图5.16所示。
(a)RW2滑动端在最上端 (b)RW2滑动端在最下端
解图5.16
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第六章 正弦波振荡电路
6.1 试用相位平衡条件判别图6.1电路中,哪个有可能振荡,哪个不能振荡,并简述理由。
图6.1
解:此类题分析的要点是首先确定振荡器类型(1),一般从选频网络来看是RC,还是LC振荡器(2)。若为RC振荡器,是RC串并联网络还是用单级的RC移相网络级联组成,并要清楚这二种选频网络的频率特性(3)。若为LC振荡器,要判别是变压器耦合型的还是三点式型的。特别要注意的是瞬时极性总是按同一方向的,故抽头与非参考接地的那端子必为相同极性(4)。管子各级间电压极性的关系,由管子的组态决定。
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图(a)所示电路,选频网络为RC串并联电路,其特征是:在f0?1/RC时,其反馈
电压最大,即Fu?1/3,而相移φF=0。则T1,T2必须构成同相型放大器才行,T1,T2为单端输入单端输出的差分放大器,判别其相位关系,可以从T1的基极断开加一瞬时极性为“+”(相对于交流“地”)的信号,T2集电极C2输出电压的极性与T1基极输入电压极性相同,也为+,反馈到T1基极的极性也为? (∵φF=0),引入的是正反馈,满足产生正弦振荡的相位平衡条件,故有可能产生振荡,瞬时极性见图(a)。
图(b)电路,选频网络为三节滞后RC移相网络组成,其相移0<φF<270°,而在270°时反馈是F?0,但在180°相移时可提供足够反馈量,只要满足起振条件(幅度平衡条件),T1,T2必须构成一个反相放大器才行,可以发现T1-T2为CC-CE级联,b1与C2反相,φA为180°,从相位平衡条件看,有可能产生振荡,瞬时极性见图(b)。
图(c)电路,其选频网络L1C接在集电极,由变压器耦合在L2产生反馈电压,接发射极,T为CB组态,断开e极,在T,发射极加“+”的信号,二极与之同相。根据同名端,L2二端得到的反馈电压为?,形成正反馈,电路有可能振荡。瞬时极性见图(c)。
图(d)电路:L2C选频网络接在基极;为了减少放大器Ri,Ci对LC回路的影响,取抽头按如图(d)接法。L2左端为交流“地”,在基极加一瞬时+的信号。C极反相为-,由于L1的右端与L2的左端为异名端,而抽头与L2右端对应交流“地”相位同,所以抽头处为?,形成正反馈,可能振荡。 瞬时极性见图(d)
图(e)电路,显然是一种三点式电路,基极断开,加一瞬时“+”的信号,集电极对交流接“地”(即VCC对交流接“地”)为一,L1、L2分压,反馈电压取自L2两端,亦应为“-”,引到基极,则为负反馈,故不可能产生正弦振荡。若以三点式代禯陆判别准则,交流时应满足“射同基反”,本电路接了相同性质的电抗组件L1、L2而e极却接了C,L1性质不同的电抗组件,故不能起振。
图(f)画出其交流通路,明显满足“射同基反”这个构成三点式LC振荡器的原则,故可能振荡,实质上引回反馈取自C1二端的电压。
6.2 文氏电桥正弦振荡器如例图6.2所示,已知R=10KΩ,RW=50KΩ,C=0.01μF。A为性能理想的集成运放,求(1)标出运放A的同相、反相端符号;(2)计算振荡频率fo;(3)分析二极管D1、D2作用。
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图6.2
解:(1)RC串并联选频网络在反馈是最大时,相移为0,所以A必须是同相放大器,故接RC并联支路一端应为?,接RW为。
(2) f0?1/2?RC?1592Hz
(3) D1、D2为稳幅且易于起振。 在刚起振时,Uo幅度小,流过二极管(不管Uo是正还是负,总有一个二极管会导通)的电流小,相应的动态电阻rd就大,与R1并联后等效电阻也较大,引入的负反馈弱,使A组成的发达起的闭环增益Auf>3,相当于增幅箴石个;随着Uo↑使二极管流过的Id↑,rd↓。负反馈变强,使Auf=3,产生稳幅振荡。
例6.3 由集成运放A组成的文氏桥式振荡器如例6.3(a)所示,已知R=10KΩ,R1=2KΩ,C=0.01μF,热敏电阻R2的特性如例图6.3(b)所示,试求振荡电路的输出电压幅度Uom。
图6.3(a) 图6.3(b)
解:在满足稳幅振荡是应满足Au?3?1?R2/R1,即R2=4K在图(b)中查得相应功耗
(有效值)
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