高频电子线路第四章作业解答

第4章习题4.1说明反馈式振荡器的振荡条件。答：反馈振荡器必须满足起振、平衡和稳定三个条件,每个条件中应分别讨论其振幅和相位两个方面的要求。在起振时，环路增益的幅值必须大于1，环路增益的相位应为2π的整数倍；在平衡状态时，环路增益的幅值等于1，环路增益的相位应为2π的整数倍；在稳定点，环路增益的幅值具有负斜率的增益—振幅特性，环路增益的相位具有负斜率的相频特性。4.2画出题图4.2所示各电路的交流通路，并根据振荡的相位平衡条件判断哪些电路能够产生振荡，哪些不能够产生振荡？(其中下标电容bC、cC、eC为耦合电容或者高频旁路电容)UCCRb1Rb2CbReCeRCCCLC1(a)Rb1Rb2ReCeC1C2UCCL（b）UCCRb1Rb2CbReCeRCCL1L2M(c)题图4.2解：交流等效电路分别如图解4.2所示。LC1(a)C1C2L（b）RCL1L2M(c)C图解4.2（a）图的发射极与集电极都接地，不满足正反馈相位条件，不能振荡；（b）图不满足三点式电路法则，不能振荡；（c）图不满足正反馈相位条件，不能振荡。4.3分析题图4.3所示振荡电路，说明各元件的作用，并画出交流通路，计算振荡频率。VCCRB1RB20.1μRE200p200pRc20pBCE10μVCC2.2pReR1R2Rc0.1μF10p3.3p47μ8.2p(a)(b)题图4.3解：(a)电源CCV、电阻ECBBRRRR、、、21给电路提供一个合适的直流偏置，以满足电路正常起振的振幅条件；μ1.0的电容让交流反馈信号可以到基极；其余为工作电容、工作电感，使其振荡在所需的频率上。交流等效电路为图解4.3(a)所示。振荡频率为：zMHLCf3.12210=π=（b）电源CCV、电阻ecRRRR、、、21给电路提供一个合适的直流偏置，以满足电路正常起振的振幅条件；μ1.0的电容使晶体管交流到地；其余为工作电容、工作电感，使其振荡在所需的频率上。交流等效电路图解4.3(b)所示。振荡频率为：zMHLCf6.10210=π=RE200p200pRc20pBCE10μ(a)2.2pRe10p3.3p47μ8.2p(b)图解4.34.4如图4.4所示振荡器，分析说明各元件的作用，并求当振荡频率为49.5MHz时，电容C应该调到何值。Rb1Rb2ReCφ-VEEC330pF6.2pF3pFLC1LC21.5μHCCb题图4.4解：电源EEV−、电阻ebbRRR、、21给电路提供一个合适的直流偏置，以满足电路正常起振的振幅条件；电容bC为高频旁路电容，使基极交流接地；电感1CL、2CL是高频扼流圈，阻止交流信号到地，提供直流通路；电容ϕC是电源滤波部分，使交流信号到地。其余的电容、电感为工作电容、工作电感。pFLfCLCf9.6)2(121200=π=⇒π=ΕΕ则电容C应该调到5pF。4.5石英晶体振荡器与LC振荡器相比，谁的频率稳定度谁高？为什么？石英晶体振荡器的频率稳定度高，因为：石英晶体自身的标准性很高；外电路对石英晶体的接入系数很小；石英晶体的品质因数很高。4.6某石英的参数为：HLq4=，pFCq3103.6−×=，pFC20=，Ω=100qr，求：(1)串联谐振频率sf；(2)并联谐振频率pf；(3)晶体的品质因数Q和并联谐振电阻pR。解：(1)串联谐振频率zMHCLfqqq121=π=（2）并联谐振频率pfzMHCCffqqp0016.110=+=（3）晶体的品质因数Q和并联谐振电阻pR5105.21×==qqqCLrQΩ×=ω=120103.6LQRp4.7画出题图4.7所示晶体振荡器的交流等效电路，指出电路类型，并计算该电路的振荡频率。Ucc3.9k0.1μF5.6k300p10k1mH8/30p10MHz135p20p题图4.7交流等效电路如图解4.7所示。300p8/30p10MHz135p20p图解4.7电路是皮尔斯振荡电路，振荡频率为晶体的标称频率10MHz。4.8泛音晶体振荡器和基频振荡器有什么区别？在什么情况下应选用泛音晶体振荡器？为什么？利用基片振动的称为基频晶体，利用泛音振动的称为泛音晶体。泛音晶体广泛应用三次和五次的泛音振动。通常大于20MHz时采用泛音晶体。由于晶体厚度与振动频率成反比，工作频率越高，则要求基片的厚度很薄。薄的基片加工困难，使用中也容易损坏，所以若需要的振荡频率高，可使用晶体的泛音频率，以使基片的厚度可以增加。4.9题图4.9所示为五次泛音晶体振荡器，输出频率为5MHz，画出振荡器的交流等效电路，说明LC并联回路的作用，并说明晶体管V2在本电路所起的作用。200p5MHz5.6k20kV10.01μUcc3~10p330p2.7k4.7μ4700p1.5k10μ0.1μV220p题图4.9解：交流等效电路如图解4.9所示。200p5MHzV13~10p330p4.7μ4700p1.5kV220p图解4.9LC并联谐振回路谐振频率为：MHzLCf410330107.4212112601≈×××π=π=−−则当晶体的标称频率为MHz5时，330pF电容与4.7μH电感构成的并联回路呈现容性，其满足三点式电路的组成法则，是电容三点式电路。而当晶体的标称频率为3MHz时，330pF电容与4.7μH电感构成的并联回路呈现感性，不满足三点式电路的组成法则，该电路不能正常工作。晶体管V2在本电路中是射极跟随器，其输入电阻大，起隔断后级对前级影响的作用。4.10请画出满足下列要求的一个晶体管振荡电路：(1)采用NPN三极管；(2)晶体作为电感元件；(2)采用泛音晶体的皮尔斯振荡电路；(3)晶体管发射极交流接地。解：该电路如图解4.10所示。Ucc3.9kCeRb1Rb2图解4.10