1.小王在进行数字电路实验时,为了提高方波脉冲发生器的负载能力,就在其输出端增设了一级射极跟随器,见附图。结果他发现输出脉冲的边沿变坏了。你能帮助他分析一下这里的原因吗?

2.RC文氏电桥正弦波发生器如附图所示。你知道虚线方框中各元件的作用吗?若将图示电路中BG\(_{1}\)~BG3所组成的放大器的输入端与输出端用导线直接相联,电路是否还能产生正弦振荡。

3.有人根据在白炽灯的供电回路中串接一只二极管后,白炽灯的亮度变暗这样一条经验。他在交流电扇的供电回路中串联了一只二极管,以达到使电扇的转速降低的目的。你认为这种方法能行吗?结果又是怎样?
想想看答案
1.从表面上看,这个电路没有什么问题。而实际上电路中却存在着由元件引线及元件与元件之间所形成的寄生电容,这就相当于在射极输出器的输出端并联上一个负载电容C\(_{0}\),如图中虚线所示。
当方波脉冲发生器的输出脉冲正向跃变时,晶体管导通,因它导通时输出阻抗很小,所以发射极电流对C\(_{o}\)充电较快,使输出脉冲的上升沿比较陡。当方波脉冲发生器的输出脉冲负向跃变时,晶体管截止,Co不能向其集电极、基极放电,只能通过电阻R\(_{e}\)将电荷放掉。因Re一般比较大,使得C\(_{o}\)的放电速度缓慢,这样输出脉冲的下降沿比上升沿就更缓慢。输出脉冲的边沿变坏,这对数字电路的可靠工作是不利的。
此时,若在晶体管的be结上并联一只二极管,且二极管的正极接三极管的e极,负极接b极。这样当脉冲负向跃变时,C\(_{o}\)就能通过这只二极管迅速放电,减小了放电时间常数,从而可使输出脉冲的下降沿变陡。
2.图中虚线方框内的元器件组成自动稳幅电路。我们知道,RC文氏电桥振荡器的起振条件是放大器的增益要大于3,起振后振幅是递增的。当振幅达到某一数值时,使得放大器件的动态工作范围延伸到饱和区和截止区,振幅才被迫稳定下来。由于是利用放大器件的非线性进行稳幅(实际上是限幅),因此输出的电压波形失真严重。为了得到幅度稳定,失真较小的正弦波,一般都要设置自动稳幅电路,将振幅稳定在放大器件的线性工作区。
图中R\(_{1}\)、R2、D、BG\(_{4}\)、R3、R\(_{4}\)、C2和R\(_{5}\)组成非线性负反馈自动稳幅电路。改变R1可以调节自动稳幅电路对于输出电压的起控幅度。二极管D的作用是对输出电压在R\(_{2}\)上的分压进行半波整流,并经C2滤波后给BG4提供栅极负偏压。
当输出幅度很小时,R\(_{2}\)上的分压不足使D导通,BG4的栅极偏压近似为零,它的漏、源极间电流最大,沟道电阻最小,此时负反馈最弱,电路可以迅速起振,并且振幅逐渐增大,R\(_{2}\)上的分压也随之增大。当振幅达到某一数值时,R2上的分压可使二极管D导通,整流电压经C\(_{2}\)滤波后向BG4的栅极提供随振幅增大而增大的负偏压,使其漏、源极的电流减小,沟道电阻增大,负反馈增强,放大器增益下降,使振幅降低。反之,当振幅降低时,负反馈将自动减弱,使振幅增高。因而可以维持振幅基本稳定。由此可见,这里是利用场效应管的可变电阻特性,来实现对放大器增益的自动调节。以使振荡器输出电压为某一稳定幅度的正弦波。
若将放大器的输出端与输入端直接相联后,虽电路没有选频网络,但仍能满足幅度与相位平衡条件,因此仍可产生振荡。但是此时产生的是多谐振荡,输出的波形为非正弦波。
大家知道,当两个以上不同频率的正弦波信号合成在一起时,就成为一非正弦波信号了。在上述情况下,由于没有选频网络,振荡电路可能对各次谐波均能满足幅度与相位平衡条件,使振荡电路的输出不是单一频率的正弦波,而是多种频率正弦波的合成波形,所以输出是非正弦波。
为获得某一频率fo的正弦波,振荡电路中不能同时存在频率为fo以外的正弦波。利用选频网络,既可使频率为fo的信号电压满足振荡条件,又可使频率不为fo的信号电压不满足振荡条件,这样就可使这些频率不为fo的信号电压不存在于振荡器的输出端,即输出电压中没有各种谐波合成的情况,只有频率为fo的正弦波。(苏长赞)
3.在电风扇的供电回路中串接一只二极管,不但不能降低电扇的转速, 而且还会损坏电扇的电机。
在白炽灯的供电回路中串接一只二极管后,由于二极管的单向导电性,加在白炽灯上的电压就成了脉动直流电压。这对于白炽灯来说是不会造成损坏的,只是由于白炽灯得到的功率小了,而使得白炽灯会暗一些。
对于交流电扇来说就不同了。交流电扇只能采用交流供电,如果改变供给电扇的交流电压高低,是可以改变电扇的转速的,但交流电扇绝不能采用脉动直流电压。若在交流电扇的供电回路中串联一只二极管,电扇根本不能启动。再有电扇的电机是电感性的,其交流阻抗较高,而直流电阻很小。串联二极管后,将有很大的电流流过电机的绕组,这将造成电扇电机的损坏。(朱小华)