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四川省(对口招生)《电子技术基础与技能》
易错题精讲
易错点十三 LC与RC振荡器
例1 (25单招)以下电路属于 RC 桥式振荡器且连接正确的是( )
A B
C D
【错解】B
【错因】对正弦波振荡器的基本知识未掌握。
【正解】C
【解析】RC 桥式(文氏桥)振荡器核心两个条件
①选频网络:由RC 串并联网络构成(两路支路:一路 R 串 C,一路 R 并 C,纯电阻电容,无电感 L),只允许特定频率信号通过,满足相位条件。
②放大电路:运放构成同相放大(反馈信号接运放同相输入端),保证总相移为 0°/360°;同时负反馈支路(电阻分压)稳定幅值,构成完整桥路。
A、B 选项:电路中出现电感 L,属于 LC 振荡电路,不是 RC 桥式振荡器,直接排除。
D 选项:RC 串并联选频网络输出接到运放反相输入端,同相放大条件不满足,总相移无法达到 360°,不满足振荡相位条件,错误。
C 选项左侧 R1-C1 串联、R2-C2 并联,构成标准 RC 串并联选频网络;选频网络输出接入运放同相端,运放组成同相放大器;R3、R4 构成电压串联负反馈,稳定放大倍数,满足起振幅值条件(电压放大倍数 A≥3);完全符合 RC 桥式振荡器结构要求。
【避错攻略】
一、LC 振荡器的种类
LC 振荡器主要用于产生高频正弦波信号(频率通常在几百 kHz 到几百 MHz)。其核心选频网络由电感(L)和电容(C)组成。
1. 变压器反馈式 LC 振荡器:
特点: 利用变压器耦合实现正反馈。
优点: 容易起振,调节频率方便。
缺点: 频率稳定性较差,波形失真较大。
2.电感三点式振荡器:
电感三点式振荡器原理电路 电感三点式振荡器交流通路
结构: 电感线圈有抽头,反馈电压取自电感的一部分。
特点: 容易起振,输出幅度大。
缺点: 输出波形较差(因为反馈信号中含有较多高次谐波)。
3.电容三点式振荡器:
电容三点式振荡器原理图 电容三点式振荡器交流通路
结构: 两个电容串联分压,反馈电压取自其中一个电容。
特点: 输出波形好(电容对高次谐波阻抗小,滤除效果好),频率稳定性较高。
二、RC 串并联选频网络
RC串并联网络选频特性
RC 振荡器主要用于产生低频正弦波信号(几 Hz 到几百 kHz)。RC 串并联网络(又称文氏电桥臂)是其核心部分。
电路结构: 由一个 RC 串联支路和一个 RC 并联支路串联而成。
选频特性:当信号频率 时,该网络的传输系数(反馈系数)最大,为 。此时,输出电压与输入电压同相(相移为 )。
作用: 它既作为选频网络(只让特定频率通过),又作为正反馈网络(满足相位平衡条件)。
三、集成运放型 RC 桥式振荡器
这是最经典的 RC 振荡电路,也称为文氏桥振荡器 。
1. 电路组成:
放大电路: 集成运算放大器接成同相比例运算电路(因为 RC 串并联网络在谐振频率下相移为 0,所以放大器必须也是同相放大,总相移才能为 或 )。
正反馈网络: RC 串并联选频网络,连接在运放的输出端与同相输入端(+)之间,决定振荡频率。
负反馈网络: 通常由电阻(有时包含热敏电阻或二极管稳幅电路)组成,连接在输出端与反相输入端(-)之间,用于稳定振幅和改善波形。
2.起振条件:
相位条件: 满足正反馈。
幅度条件: 放大倍数 必须略大于 3(因为反馈系数 ,需满足 才能起振)。即负反馈支路的电阻比值需满足 。
振荡频率: 。
特点: 频率调节方便(只需改变 R 或 C),波形失真小,适合低频信号发生。
1.在LC正弦波振荡电路中,电路的谐振频率( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】在LC正弦波振荡电路中,电路的谐振频率
2.(判断题)如图1所示,LC正弦波振荡电路的谐振频率( )
图1
【答案】×
【解析】该电路为电容三点式振荡器,与串联,回路总等效电容 ,谐振频率公式应为:,题干中将总电容写成,公式错误。
3.LC并联谐振回路的谐振频率为 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】LC 并联谐振回路标准谐振频率公式: 。A、B 为感抗、容抗公式,D 公式形式颠倒,均错误。
1.电容三点式LC振荡器的最大优点是 ( )
A.输出幅度较大 B.输出波形好
C.易于起振,频率调节方便 D.振荡频率较低
【答案】B
【解析】电容三点式 LC 振荡器特点:电容对高次谐波阻抗小,高频谐波易被滤除,输出波形失真小、波形好;A 错误:输出幅度不是其优势;C 错误:电感三点式更易起振,电容三点式调频不便;D 错误:振荡频率可做到高频,并不偏低。
2.在RC串并联选频网络中,当输入信号频率为时( )
A.3Vi B. C. D.
【答案】B
【解析】在RC串并联选频网络中,当输入信号的频率等于谐振频率时,根据RC串并联选频网络的幅频特性可知,此时的传输系数达最大,为 ,所以
3.(判断题)RC选频振荡电路,能产生电路振荡的放大电路的放大倍数至少为5倍。( )
【答案】×
【解析】RC 文氏桥选频网络的反馈系数,根据正弦波振荡幅值起振条件,可得,放大倍数至少为 3 倍,不是 5 倍。
4.RC文氏桥振荡电路的起振条件是放大器的放大倍数Au大于( )
A. B. C.3 D.2
【答案】C
【解析】RC 文氏桥振荡电路起振幅值条件,RC 串并联选频网络在谐振频率下,代入得。
5.在RC正弦波振荡电路中,电路的谐振频率 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】RC 串并联(文氏桥)正弦波振荡电路谐振频率公式:
6.如图2所示LC振荡电路,已知C1=C2=400pF,L=5mH,试求电路的振荡频率。
图2
【答案】电容三点式振荡电路
等效电容计算:
振荡频率公式:
代入参数: L=5mH,C=200pF
计算结果:
7. 如图3所示正弦波振荡电路,已知000pF,μH,求振荡频率。
图3
【答案】电感三点式振荡电路:
总电容计算:先并联与得,再与串联得:
振荡频率公式:
代入参数: C≈66.86pF
计算结果:
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