第8卷 正弦波振荡器的认识及制作（一） 湖北省（技能高考）《电子技术基础与技能》（高教版·第3版） 单元过关卷

湖北省（技能高考）电气电子类 《电子技术基础与技能》（高教版·第3版） 正弦波振荡器的认识及制作（一） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 正弦波振荡器中反馈选频网络的作用是（ ） A. 产生单一频率的振荡 B. 使振荡有丰富的频率成分 C. 保证相位平衡 D. 保证电路有合适的电压放大倍数 【答案】A 【解析】反馈选频网络利用电抗元件的频率选择特性，使电路在某一特定频率处满足相位平衡条件，并使该频率的反馈作用最强，从而产生频率稳定、波形较好的正弦振荡。因此其主要作用是产生单一频率的振荡，选A。 2. 正弦波振荡电路中正反馈网络的作用是（ ） A. 保证电路满足相位平衡条件 B. 提高放大器的放大倍数 C. 使振荡器产生单一频率的正弦波 D. 保证放大器满足幅值条件 【答案】A 【解析】正弦波振荡电路中正反馈网络的作用是保证电路满足相位平衡条件。 3. 如图所示电路，要使电路能够产生振荡，则A、B、C、D应连接成（ ） A. A-B，C-D B. A-C，B-D C. A-D，B-C D. 无论如何连接都不能产生振荡 【答案】A 4. 正弦波振荡器中基本放大器的主要作用是（ ） A. 保证电路满足振幅平衡条件 B. 保证电路满足相位平衡条件 C. 把外界的影响减弱 D. 保证反馈类型为正反馈 【答案】A 【解析】基本放大器为振荡电路提供能量和足够的电压增益，使环路增益满足振幅平衡条件，即振荡达到稳定状态时满足|Aβ|=1。因此选A。相位平衡主要由反馈网络和放大器的相位特性共同保证。 5. 正弦波振荡器产生自激振荡的条件是（n为零或正整数）（ ） A. AF= －1,ΦA+ΦF= ±2л B. AF＜1 ,ΦA+ΦF= ±(2n +1)л C. AF= 1 ,ΦA+ΦF= ±2nл D. AF＜－1,ΦA+ΦF= ±(2n +1)л 【答案】C 【解析】＞1是起振条件，=1是维持振荡条件。ΦA+ΦF= ±2nл。 6. 自激振荡电路实质上就是外加信号等于零时的（ ） A. 基本放大器 B. 负反馈放大器 C. 正反馈放大器 D. 正反馈选频放大器 【答案】D 【解析】自激振荡电路不需要外加输入信号，电路内部由正反馈把输出信号的一部分送回输入端。当外加信号等于零时，它本质上是一个带有正反馈选频网络的放大器，即正反馈选频放大器。因此选D。 7. 如图所示的电路，下列说法正确的是（ ） A. 该电路为串联型石英晶体振荡电路，石英晶体在电路中等效为电感 B. 该电路为并联型石英晶体振荡电路，石英晶体在电路中等效为电容 C. 该电路为并联型石英晶体振荡电路，石英晶体在电路中等效为电感 D. 该电路为串联型石英晶体振荡电路，石英晶体在电路中等效为电阻 【答案】D 8. 满足相位平衡条件但不满足振幅条件的振荡电路，会出现（ ） A. 起振后振幅逐渐增大 B. 能起振但振幅不稳定 C. 无法起振 D. 频率不断变化 【答案】C 【解析】持续振荡必须同时满足相位平衡条件和振幅平衡条件。题目已说明相位条件满足，但振幅条件不满足；按振荡电路通常所指的反馈不足情况，环路增益小于1，起始信号经过环路后逐渐衰减，因而无法起振。因此选C。 9. 变压器反馈式 LC 振荡电路中，加入稳幅环节的目的是（ ） A. 提高频率稳定度 B. 使输出振幅稳定 C. 便于起振 D. 减小相位偏移 【答案】B 【解析】振荡器起振后，放大器增益、元件参数等因素可能使输出振幅发生变化。稳幅环节通过负反馈或非线性控制作用，自动调节环路增益，使振荡达到稳定的振幅。因此加入稳幅环节的目的是使输出振幅稳定，选B。 10. 文氏桥振荡器输出波形如下图所示，以下说法错误的是（ ） A. 水平扫描速度为100.0us/div B. 垂直衰减为2v/div C. 峰峰值为2V D. 周期约为600us 【答案】C 【解析】本题考查文氏桥振荡器输出波形，通过观察输出信号，可知A、C、D选项正确，峰峰值约为4.3V左右。 11. 电容三点式振荡电路中，若 C1=100pF，C2=400pF，则等效电容为（ ） A. 500pF B. 80pF C. 300pF D. 400pF 【答案】B 【解析】电容三点式振荡电路中，C1和C2串联构成等效电容，等效电容为C=C1C2/(C1+C2)。代入数据得C=(100×400)/(100+400)pF=40000/500pF=80pF，因此选B。 12. 石英晶体振荡器构成并联型时，石英晶体相当于（ ） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 不确定 【答案】B 【解析】信号fs 和fp之间，石英晶体显电感性，稳定度极高。 13. 晶体振荡器通常用于产生哪种类型的波形（ ） A. 正弦波 B. 方波 C. 三角波 D. 锯齿波 【答案】A 【解析】晶体振荡器由于其高频率稳定性和低失真特性，通常用于产生正弦波。 14. 如图所示，已知RC振荡电路如下图，，，。 （1）电路中振荡频率的值为（ ） A. 1kHz B. 2kHz C. 3kHz D. 1.5kHz E. 3kΩ F. 5kΩ G. 10kΩ H. 4kΩ 【答案】A 15. ______振荡器的频率稳定度高。（ ） A. 互感反馈 B. 克拉波电路 C. 西勒电路 D. 石英晶体 【答案】D 【解析】石英晶体振荡器利用石英晶体的压电效应，具有极高的频率稳定度，通常可达到1到1量级。 互感反馈振荡器的频率稳定度一般在1量级，相对较低。 克拉波电路是一种改进型的电容反馈式LC振荡器，频率稳定度比普通LC振荡器有所提高，但一般在1到1量级，仍不如石英晶体振荡器。 西勒电路是在克拉波电路基础上进一步改进的LC振荡器，其频率稳定度虽有所提升，但也难以达到石英晶体振荡器的水平。 16. 在RC串并联选频网络中，当输入信号为时，=（ ） A. 3 B. 1/3 C. D. 1/5 【答案】B 【解析】RC串并联选频网络在中心频率f0处具有最大输出，且输出电压与输入电压同相。对于常用文氏桥RC串并联网络，在f0处网络的电压传输系数为1/3，即vo=1/3 vi。因此选B。 17. 文氏桥振荡器通电后，观察示波器波形如图所示，以下说法正确的是（ ） A. 应该调大电位器RP的阻值 B. 应该调小电位器RP的阻值 C. 应增大选频网络电阻值 D. 应减小选频网络电容值 【答案】A 【解析】本题考查文氏桥振荡器起振调节，应调大电位器RP的阻值，增大电压放大倍数，使电路起振。 18. 以下哪个型号的集成电路不能用于搭建文氏桥振荡器。（ ） A. LM358 B. LM741 C. AD8137 D. LM324 【答案】C 【解析】本题考查搭建文氏桥振荡器选择合适的集成电路信号，LM358、LM741、LM324可以是通用运放，可以用来搭建文氏桥振荡器， AD8137是一款高速差分放大器，其性能非常优异，可以用于一些高频和高速信号的放大以及传输应用。但是AD8137并不是一款特化的振荡器运放，因此使用AD8137作为文氏桥振荡器的运放并不适合。 19. 检查时未发现集成运放LM358的方向安装反了，通电时，可能出现的现象是（ ） A. 正常起振，输出正弦波形 B. 与输入电压有关，可能起振也可能不起振 C. 集成运放无法承受输入电压，过载损坏 D. 正常起振，但波形有变化 【答案】C 【解析】本题考LM358查焊接错误时，文氏桥振荡器的电路情况，无法正常起振，同时若输入电压过高，可能会导致LM358发热过载损坏。 20. 数字万用表测文氏桥振荡器输出电压，应选择档位（ ） A. DC20V B. AC20V C. DC2V D. AC2V 【答案】B 【解析】本题考查数字万用表测文氏桥振荡器输出电压选则档位，文氏桥振荡器输出交流信号，则数字万用表应选择AC20V。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 放大器中除有负反馈特性外，若有正反馈特性，则电路必须会产生自激振荡。（ ） 【答案】错误 【解析】本题考查振荡器电路的组成，振荡器由放大器、选频网络、正反馈网络组成，题目中所述缺选频网络，因此不能产生自激振荡。 22. 正弦波振荡器中如没有选频网络，就不能产生自激振荡。（ ） 【答案】正确 【解析】正弦波振荡器需要通过选频网络确定振荡频率，并抑制其他频率成分，使电路输出正弦波。没有选频网络时，通常无法构成满足特定频率和相位条件的正弦波自激振荡。因此判断为正确。 23. 对于正弦波振荡电路而言，只要不满足相位平衡条件，即便是放大电路的放大倍数很大，它也不能产生正弦波振荡。（ ） 【答案】正确 【解析】振荡电路工作需要满足振幅平衡和相位平衡两个条件。 24. 只要电路存在正反馈，电路就能产生正反馈振荡。（ ） 【答案】错误 【解析】正反馈只是产生振荡的必要条件之一。电路还必须满足相位平衡条件，并且环路增益在起振时应大于或等于1、稳定振荡时应趋近于1；同时还需要合适的选频特性。因此仅有正反馈不一定能产生振荡，判断为错误。 25. 在LC振荡电路中，当输入信号的频率与振荡电路的固有频率相等时，发生共振。（ ） 【答案】正确 【解析】LC振荡电路具有由电感和电容决定的固有频率。当外加信号频率等于电路的固有频率时，电路中的电感和电容发生谐振，表现为共振现象。因此判断为正确。 26. 正弦波振荡电路中的反馈网络，只要满足正反馈电路就一定能产生振荡。（ ） 【答案】错误 【解析】反馈网络满足正反馈，只能说明反馈信号在相位上有利于振荡，不能保证电路一定振荡。还必须同时满足相位平衡条件和振幅平衡条件；若环路增益小于1，信号会衰减，若参数不合适也可能无法形成稳定振荡。因此判断为错误。 27. 石英晶体的固有频率不仅与晶体的几何尺寸有关,还与电路中RC的数据有关。（ ） 【答案】错误 【解析】石英晶体的固有频率只决定于其几何尺寸和电极面积。 28. 文氏桥振荡器电路安装时使用3P接线端输入双12V电源。（ ） 【答案】正确 【解析】本题考查文氏桥振荡器电路安装，安装时使用3P接线端输入双12V电源。 29. 文氏桥振荡器在安装焊接过程中，最主要的是焊接温度的控制。（ ） 【答案】正确 【解析】本题考查文氏桥振荡器在安装焊接过程中，需要注意焊接温度的控制，若焊接温度控制不合适，温度过高，会损坏元件或焊点，温度过低，无法将元件固定在焊点上，容易出现虚焊等情况。 30. 通过示波器观察测量出文氏桥振荡器的频率为1.5kHz，若要增大该频率，只需要调大的阻值。（ ） 【答案】错误 【解析】本题考查文氏桥振荡器输出频率由RC选频网络参数决定。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述正弦波振荡器的基本组成及产生持续振荡的条件。 【答案】（1）正弦波振荡器主要由放大电路、正反馈网络、选频网络和直流电源组成。 （2）产生持续振荡必须满足相位平衡条件，即反馈信号与输入信号同相。 （3）还必须满足幅值平衡条件，即反馈信号的幅值能够维持放大电路连续工作。 【解析】正弦波振荡器利用放大电路提供能量，利用正反馈和选频网络形成特定频率的信号。只有相位平衡和幅值平衡同时满足，才能产生稳定的持续振荡。 32. 电路如图所示。 （1）该集成电路构成一个什么振荡电路？ （2）求的下限值； （3）求振荡频率的调节范围。 【答案】（1）RC桥式振荡器； （2）的下限值为2kΩ （3）144.5Hz～1.59kHz。 【解析】解：（1）RC桥式振荡器； （2），故，，故的下限值为2kΩ （3）当时，； 当时，。 所以振荡频率的调节范围为144.5Hz～1.59kHz。 33. 比较 LC 振荡器、石英晶体振荡器和 RC 振荡器在选频元件、频率稳定性及适用场合方面的主要区别。 【答案】（1）LC 振荡器以电感和电容组成选频网络，振荡频率较高，适用于高频信号产生。 （2）石英晶体振荡器利用石英晶体的压电谐振特性，频率稳定度高，适用于对频率准确度要求较高的场合。 （3）RC 振荡器以电阻和电容组成选频网络，结构简单、成本较低，适用于低频信号产生。 【解析】三类振荡器的主要区别在于选频元件不同。石英晶体的品质因数较高，频率稳定性最好；RC 网络不含电感，便于制作低频振荡电路。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某电子实训小组制作三节 RC 移相式正弦波振荡器，三个移相节的电阻均为 ，电容均为 。在近似条件下，振荡频率计算式为 。 【答案】（1） 。 近似振荡频率为 。 （2）当 、 时，。 （3）若相位条件基本满足而环路增益小于1，反馈信号提供的能量不足以补偿电路损耗，振荡不能维持。应适当提高放大器的电压增益，使环路增益达到或略大于1；实际电路还需通过稳幅措施使稳定振荡时的环路增益回到1附近。 【解析】（1）将R=10 kΩ、C=10 nF代入公式f≈1/(2πRC√6)，得f≈649.7 Hz，故约为650 Hz。（2）由公式变形R≈1/(2πfC√6)，代入f=1000 Hz、C=10 nF，得R≈6.50 kΩ。（3）环路增益小于1时能量补偿不足，振荡衰减；应提高增益至环路增益达到或略大于1，并用稳幅措施使其稳定在1附近。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖北省（技能高考）电气电子类 《电子技术基础与技能》（高教版·第3版） 正弦波振荡器的认识及制作（一） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 正弦波振荡器中反馈选频网络的作用是（ ） A. 产生单一频率的振荡 B. 使振荡有丰富的频率成分 C. 保证相位平衡 D. 保证电路有合适的电压放大倍数 2. 正弦波振荡电路中正反馈网络的作用是（ ） A. 保证电路满足相位平衡条件 B. 提高放大器的放大倍数 C. 使振荡器产生单一频率的正弦波 D. 保证放大器满足幅值条件 3. 如图所示电路，要使电路能够产生振荡，则A、B、C、D应连接成（ ） A. A-B，C-D B. A-C，B-D C. A-D，B-C D. 无论如何连接都不能产生振荡 4. 正弦波振荡器中基本放大器的主要作用是（ ） A. 保证电路满足振幅平衡条件 B. 保证电路满足相位平衡条件 C. 把外界的影响减弱 D. 保证反馈类型为正反馈 5. 正弦波振荡器产生自激振荡的条件是（n为零或正整数）（ ） A. AF= －1,ΦA+ΦF= ±2л B. AF＜1 ,ΦA+ΦF= ±(2n +1)л C. AF= 1 ,ΦA+ΦF= ±2nл D. AF＜－1,ΦA+ΦF= ±(2n +1)л 6. 自激振荡电路实质上就是外加信号等于零时的（ ） A. 基本放大器 B. 负反馈放大器 C. 正反馈放大器 D. 正反馈选频放大器 7. 如图所示的电路，下列说法正确的是（ ） A. 该电路为串联型石英晶体振荡电路，石英晶体在电路中等效为电感 B. 该电路为并联型石英晶体振荡电路，石英晶体在电路中等效为电容 C. 该电路为并联型石英晶体振荡电路，石英晶体在电路中等效为电感 D. 该电路为串联型石英晶体振荡电路，石英晶体在电路中等效为电阻 8. 满足相位平衡条件但不满足振幅条件的振荡电路，会出现（ ） A. 起振后振幅逐渐增大 B. 能起振但振幅不稳定 C. 无法起振 D. 频率不断变化 9. 变压器反馈式 LC 振荡电路中，加入稳幅环节的目的是（ ） A. 提高频率稳定度 B. 使输出振幅稳定 C. 便于起振 D. 减小相位偏移 10. 文氏桥振荡器输出波形如下图所示，以下说法错误的是（ ） A. 水平扫描速度为100.0us/div B. 垂直衰减为2v/div C. 峰峰值为2V D. 周期约为600us 11. 电容三点式振荡电路中，若 C1=100pF，C2=400pF，则等效电容为（ ） A. 500pF B. 80pF C. 300pF D. 400pF 12. 石英晶体振荡器构成并联型时，石英晶体相当于（ ） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 不确定 13. 晶体振荡器通常用于产生哪种类型的波形（ ） A. 正弦波 B. 方波 C. 三角波 D. 锯齿波 14. 如图所示，已知RC振荡电路如下图，，，。 （1）电路中振荡频率的值为（ ） A. 1kHz B. 2kHz C. 3kHz D. 1.5kHz E. 3kΩ F. 5kΩ G. 10kΩ H. 4kΩ 15. ______振荡器的频率稳定度高。（ ） A. 互感反馈 B. 克拉波电路 C. 西勒电路 D. 石英晶体 16. 在RC串并联选频网络中，当输入信号为时，=（ ） A. 3 B. 1/3 C. D. 1/5 17. 文氏桥振荡器通电后，观察示波器波形如图所示，以下说法正确的是（ ） A. 应该调大电位器RP的阻值 B. 应该调小电位器RP的阻值 C. 应增大选频网络电阻值 D. 应减小选频网络电容值 18. 以下哪个型号的集成电路不能用于搭建文氏桥振荡器。（ ） A. LM358 B. LM741 C. AD8137 D. LM324 19. 检查时未发现集成运放LM358的方向安装反了，通电时，可能出现的现象是（ ） A. 正常起振，输出正弦波形 B. 与输入电压有关，可能起振也可能不起振 C. 集成运放无法承受输入电压，过载损坏 D. 正常起振，但波形有变化 20. 数字万用表测文氏桥振荡器输出电压，应选择档位（ ） A. DC20V B. AC20V C. DC2V D. AC2V 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 放大器中除有负反馈特性外，若有正反馈特性，则电路必须会产生自激振荡。（ ） 22. 正弦波振荡器中如没有选频网络，就不能产生自激振荡。（ ） 23. 对于正弦波振荡电路而言，只要不满足相位平衡条件，即便是放大电路的放大倍数很大，它也不能产生正弦波振荡。（ ） 24. 只要电路存在正反馈，电路就能产生正反馈振荡。（ ） 25. 在LC振荡电路中，当输入信号的频率与振荡电路的固有频率相等时，发生共振。（ ） 26. 正弦波振荡电路中的反馈网络，只要满足正反馈电路就一定能产生振荡。（ ） 27. 石英晶体的固有频率不仅与晶体的几何尺寸有关,还与电路中RC的数据有关。（ ） 28. 文氏桥振荡器电路安装时使用3P接线端输入双12V电源。（ ） 29. 文氏桥振荡器在安装焊接过程中，最主要的是焊接温度的控制。（ ） 30. 通过示波器观察测量出文氏桥振荡器的频率为1.5kHz，若要增大该频率，只需要调大的阻值。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述正弦波振荡器的基本组成及产生持续振荡的条件。 32. 电路如图所示。 （1）该集成电路构成一个什么振荡电路？ （2）求的下限值； （3）求振荡频率的调节范围。 33. 比较 LC 振荡器、石英晶体振荡器和 RC 振荡器在选频元件、频率稳定性及适用场合方面的主要区别。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某电子实训小组制作三节 RC 移相式正弦波振荡器，三个移相节的电阻均为 ，电容均为 。在近似条件下，振荡频率计算式为 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $