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1、第第八八章章 波波形形的的发发生生和和信信号号的的转转换换8.1 判断图题 8.1 所示各电路是否可能产生正弦波振荡，简述理由。设图（b）中 C4容量远大于其它三个电容的容量。图题 8.1解解： 图（ a）所示电路有可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出电压和输入电压反相（A 180） ，且图中三级移相电路为超前网络，在信号频率为 0 到无穷大时相移为2700，因此存在使相移为180（F 180）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f0 （此时AF0） ；且在 ff0时有可能满足起振条件1，故可能产FA&生正弦波振荡。图（ b）所示电路有可能产生正弦波振荡。因为共射放大电路输出电压和输
2、入电压反相（A 180） ，且图中三级移相电路为滞后网络，在信号频率为0到无穷大时相移为0 270，因此存在使相移为180 （F 180）的频率，即存在满足正弦波振荡相位条件的频率f0（此时AF 360） ；且在 ff0时有可能满足起振条件1，故可能产生FA&正弦波振荡。8.2 电路如图 8.2 所示，试用相位平衡条件判断哪个低拿路可能振荡，哪个不能，并简述理由。图题 8.2解解： （a）断开反馈网络：RC 串并电路，并在的栅极加 “+”极性，而的1T1T漏极为 “” ，即的基极为 “” ，的射极也为 “” ，即。反馈2T2To180a网络 RC 串并电路，当RC 网络谐振时，RC 网络呈阻性
3、。因此，不RC10ABVV& 31o0fo360fa能振荡。（b）断开反馈，即P 点，并在 “+”输入端的 “+”极性，则输出为“+”0V极性，或，的讨论与（ a ）一致，则或o360ao0fo0fo0fa，能振荡。o3608.3 电路如图题8.3 所示，试求解：（1）RW的下限值；（2）振荡频率的调节范围。图题 8.3解解： （1）根据起振条件k。22 W Wf，RRRR 故 RW的下限值为2k。（2）振荡频率的最大值和最小值分别为Hz145)( 21kHz6 . 1 2121min01max0CRRfCRf8.4 电路如图题8.4 所示。（1）试从相位平衡条件分析电路能否产生正弦波振荡；（
4、 2）若能振荡，和的值应有何关系？振荡频率是多少？为了稳幅，fR1eR电路中哪个电阻可以采用热敏电阻，其温度系数如何？图题 8.4解解：（1）断开栅极，则同8.2 题图（ a）相同，可知，1To360ao0f，可能振荡。o360fa（2）文氏电桥（即RC 串并联）电路，这里，为了满31F& RC10足振荡的幅度特性，则。，故，1 FA&3A&3)1 (111efeef RRRRRA&时，才能起振，这时。12efRRRCf 21 2o o（3）在起振过程中，要使输出频率为的电压逐渐增大，就应使振荡电路工作of于增幅振荡，。但幅度足够后，再增大输出电压幅度，将出现非线性失真，1FA&因此要限制输出
5、幅度的继续增大。这里振荡后，、上温度11ef RRA& 1eRfR升高，要使不增加，上要用正温度系数的热敏电阻或者用负温度系A& 1eRfR数的热敏电阻。8.5 设运放 A 是理想的，试分析图题8.5 所示正弦波振荡电路：（1）为满足振荡条件，试在图中用+、标出运放 A 的 同相端和反相端；（2）为能起振，和两个电阻之和应大于何值；（3）此电路的振荡频率pR2R（4）试证明稳定振荡时输出电压的峰值为?ofZ pomVRRRV11 23图题 8.5解解：（1）文氏电桥应接在A 的“+”端，故 A 为上 “+” ，下 “ ” 。（2）起振条件：，故，因此1FA& 31F&3112RRRAp&kRR
6、Rp2 .10222（3）振荡频率：HzRCf59. 1101 . 0101021 2163o（4）当时，由于，故，即omoVV 3A& omVVV31omNVV31omN PN RPVRVRRVV3111RPZNomVVVV8.6 分别标出图题8.6 所示各电路中变压器的同铭端，使之满足正弦波振荡的相位条件。图题 8.6解解： 图题 8.6 所示各电路中变压器的同铭端如解图题8.6 所示。解图题 8.68.7 分别判断图题8.7 所示各电路是否满足正弦波振荡的相位条件。图题 8.7解解： （a）可能 （b）不能 （c）不能 （d）可能8.8 试分别指出图题8.8 所示两电路中的选频网络、正反
7、馈网络和负反馈网络，并说明电路是否满足正弦波振荡的相位条件。图题 8.8解解： 在图（ a）所示电路中，选频网络：C 和 L；正反馈网络： R3、C2和 RW；负反馈网络： C 和 L。电路满足正弦波振荡的相位条件。在图（ b）所示电路中，选频网络：C2和 L；正反馈网络： C2和 L；负反馈网络： R8 。电路满足正弦波振荡的相位条件。8.9 两种石英晶体振荡器原理电路如图题8.9a、b 所示。试说明它们属于哪种类型的晶体振荡电路，为什么说这种电路结构有利于提高频率稳定度？图题 8.9解解： 图 8.9（a）是电感三点式晶体振荡电路。图 8.9（b）是电容三点式晶体振荡电路。适当调节晶体串联
8、电容，可使晶体谐振频率与LC 谐振频率一致，又因为晶体品质因数 Q 很高，更加大了振荡频率的稳定度。所以说这种电路结构有利于提高频率稳定度。8.10 RC 文氏电桥振荡电路如图题8.10 所示。（1）试说明石英晶体的作用：在电路产生正弦波振荡时，石英晶体是在串联还是并联谐振下工作。（2）电路中采用了什么稳幅措施，它是如何工作的？图题 8.10解解： （1）晶体和 C 串联，故晶体为串联谐振，晶体呈纯阻性质，输出频率RCfo21（2）同相比例放大电路电压增益：)/(1453 RrRRADSV当增大时， T 的栅极电平上升，将增大，将下降；当减小时， TOVDSrVAOV的栅极电平下降，减小，将上
9、升，因此能自动实现稳幅作用，二极管DSrVAD 的作用是对进行整流滤波，在当小于 “0”时，给、和提供OVZDov2R1R1C正电平，为栅极提供偏置电平。8.11 试分别求解图题8.11 所示各电路的电压传输特性。图题 8.11解解： 图（ a）所示电路为单限比较器，uOUZ8V，UT 3V，其电压传输特性如解图题8.11（a）所示。图（ b）所示电路为过零比较器，UOL UD 0.2V，UOL UZ 6V，UT0V。其电压传输特性如解图题8.11（b）所示。图（ c）所示电路为反相输入的滞回比较器，uOUZ6V。令INREF 212 O 211 PuuURRRuRRRu求出阈值电压 UT10
10、 V UT24 V其电压传输特性如解图题8.11（c）所示。图（ d）所示电路为同相输入的滞回比较器，uOUZ6V。令V3NO1 211 I 212 PuuRRRuRRRu得出阈值电压 V5 . 7V5 . 1T2T1 UU其电压传输特性如解图题8.11（d）所示。图（ e）所示电路为窗口比较器，uOUZ5V，UT3V，其电压传输特性如解图题8.11（e）所示。解图题 8.118.12 已知三个电压比较器的电压传输特性分别如图题8.12（a） 、 （b） 、（c）所示，它们的输入电压波形均如图（d）所示，试画出uO1、uO2和 uO3的波形。图题 8.12解解： 根据三个电压比较器的电压传输特
11、性画出在输入电压作用下它们的输出电压波形，如解图题8.12 所示。解图题 8.128.13 图题 8.13 所示为光控电路的一部分，它将连续变化的光电信号转换成离散信号（即不是高电平，就是低电平），电流 I 随光照的强弱而变化。（1）在 A1和 A2中，哪个工作在线性区？哪个工作在非线性区？为什么？（2）试求出表示uO与 i 关系的传输特性。图题 8.13解解： （1）A1工作在线性区（电路引入了负反馈）；A2工作在非线性区（电路仅引入了正反馈） 。（2）uO与 i 关系式为uO1 iIR1 100iIuO与 uO1的电压传输特性如解图题8.13（a）所示，因此uO与 i 关系的传输特性如解图
12、题8.13（b）所示。解图题 8.138.14 波形发生电路如图题8.14 所示，设振荡周期为T，在一个周期内uO1UZ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 增大、 不变或 减小填入空内：图题 8.14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 。解解： 设 RW1、RW2在未调整前滑动端均处于中点，则应填入，；，；，；。8.15 电路如图题8.15 所示。（1）定
13、性画出uO1和 uO的波形；（2）估算振荡频率与uI的关系式。图题 8.15解解： （1）uO1和 uO的波形如解图题8.15 所示。（2）求解振荡频率：首先求出电压比较器的阈值电压，然后根据振荡周期近似等于积分电路正向积分时间求出振荡周期，振荡频率是其倒数。I 1TII1TTI 1TT625. 0221V8 uCRUufuCRUTUTuCRUUUZ解图 8.158.16 图题 8.16 所示为一波形发生器电路，试说明它是由哪些单元电路组成的，各起什么作用，并定性画出A、B、C 各点的输出波形。题 8.16解解： 电路由、所代表的三级电路组成，级为文氏电桥振荡电路，1A2A3A1A作用是发生频
14、率为的正弦波；级为过零比较器，当时，LCfo212A01OV；时，因此为的方波。为积分ZOVV201OVZOVV22OVLCfo213A电路，由于为方波，故为三角波，、都为电压跟随器，2OV3OV4A5A6A，波形如图解8.16 所示。1OAVV 2OBVV 3OCVV图解 8.168.17 试将直流电流信号转换成频率与其幅值成正比的矩形波，要求画出电路来，并定性画出各部分电路的输出波形。解解： 首先将电流信号转换成电压信号，然后将电压信号接如图题8.15所示压控振荡器的输入端，即可将直流电流信号转换成频率与其幅值成正比的矩形波，如解图题8.17（a）所示，其波形如解图（b）所示。解图题 8.17若输入电流与解图P8.29（a）所示相反，则应将uO3经比例系数为 1的反相比例运算电路后，再接压控振荡器。此题还可选用其它的压控振荡器，完成电压频率转换。
