高频电子线路课后题

2 1对于收音机的中频放大器，其中心频率0=465 kHz. Bo.7O7=8kHz,回路电容C=200pF, 试计算回路电感和Ql值。若电感线圈的Q=100,问在回路上应并联多大的电阻才能 满足要求。解21：时。=肃成*1 =1(2/0)2C 4/ x 4652 x 106 x 200 x 1(T”106= ：zw 0.586/nH4/r2x4652x200由岛.侦=刍得：人 _ 465x103r 2 5H.JL25100Bo.7078x103因为：R =4=罕 = 171.22/1/2 绍 C 2 X 465 x 10 X 200 x IO12 In x 465x2go + 幻,0=安=*=与1+t所以：R =(案一1) R = % R =%.125 X 171.22- 237.66AQ0.Q)-0100-58.125答：回路电感为0. 586mH,有载品质因数为58. 125,这时需要并联236. 66kQ的电阻。2- 2图示为波段内调谐用的并联振荡回路，可变电容C的变化范闱为12260 pF, Ct为微调电容，要求此回路的调谐范围为5351605 kHz,求回路电感L和G的值，并要 求C的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。题22图根据巳知条件，可以得出：回路总电容为q =c+c“因此可以得到以下方程组1605xl03 =:=2汗好点 2石血(12乂10”+C,)535 x 10= ,12 时LJ 2(260x10-12+C/)1605 _ j260xl0-” + C 260xl(T” + G_9 535 = V 12xlO-” + C 12xl0” + c =8G= 260x10-”-9x12x10-”=(2 疗 x535x 10)(260+19)x10”1060 3175 h答：电容C君1班42盛B%6.3175mH2- 3图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐振频率=lMHz, G=400 pf, C2-100 pF求回 路电感L。若Q=100, RL=2kQ,求回路有载Ql值。400pF- Ci0QpFTc2 阳2 g 久题2-3图(2C 140000 厂= 80pF,500 r解2.3yr 您 0.3l7/nH(2/rxl06)280xl012负载接入系数为P=弟=8折合到回路两端的负载电阻为用=3 = 击 =3.125W 回路固有谐振阻抗为R。=聂=6.28盘知” 199有载品质因数0=g-= 1+3.125答：回路电感为0.317mH,有载品质因数为1.54624石英晶体有何特点？为什么用它制作的振荡器的频率稳定度较高？答24石英晶体有以下几个特点1. 晶体的谐振频率只与晶片的材料、尺寸、切割方式、几何形状等有关，温度系数非 常小，因此受外界温度影响很小2. 具有很高的品质因数3. 具有非常小的接入系数，因此手外部电路的影响很小。4. 在工作频率附近有很大的等效电感，阻抗变化率大，因此谐振阻抗很大5. 构成震荡器非常方便，而且由于上述特点，会使频率非常稳定。3- 3高频谐振放大器中，造成工作不稳定的王要因素是什么？它有哪些不良影响？为使放 大器稳定工作，可以采取哪些措施？答33集电结电容是主要引起不稳定的因素，它的反馈可能会是放大器自激振荡：环境温度的 改变会使晶体管参数发生变化，如如、知、晾、y小引起频率和增益的不稳定。负载阻抗过大，增益过高也容易引起自激振荡。一般采取提高稳定性的措施为：（1）采用外电路补偿的办法如采用中和法或失配法（2）减小负载电阻，适当降低放大器的增益（3）选用f：比较高的晶体管（4）选用温度特性比较好的晶体管，或通过电路和其他措施，达到温度的自动补偿。3- 8高频功放的欠压、临界、过压状态是如何区分的？各有什么特点？当Ec、玖、民、& 四个外界因素只变化其中的一个时，高频功放的工作状态如何变化？答38当晶体管工作在线性区时的工作状态叫欠压状态，此时集电极电流随激励而改变，电压 利用率相对较低。如果激励不变，则集电极电流基本不变，通过改变负载电阻可以改变输出 电压的大，输出功率随之改变；该状态输出功率和效率都比较低。当晶体管工作在饱和区时的工作状态叫过压状态，此时集电极电流脉冲出现平顶凹陷，输出 电压基本不发生变化，电压利用率较高。g压和欠压状态分界点，及晶体管临界饱和时，叫临界状态。此时的输出功率和效率都比较 |Sjo随着&的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。 随着Ec的增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。 随着玖的负向增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。 随着Ub的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。当单独改变&时，当单独改变Ec时，当单独改变玖时，当单独改变Ub时，3- 9己知高频功放工作在过压状态，现欲将它调整到临界状态，可以改变哪些外界因素来 实现，变化方向如何？在此过程中集电极输出功率如何变化？答3-9可以通过采取以下措施1. 减小激励仇，集电极电流1“和电压振幅Uc基本不变，输出功率和效率基本不变。2. 增大基极的负向偏置电压，集电极电流私和电压振幅Uc基本不变，输出功率和效率 基本不变。3. 减小负载电阻Rl,集电极电流L增大，膈也增大，但电压振幅Uc减小不大，因此 输出功率上升。4. 增大集电极电源电压，私、Ic。和Uc增大，输出功率也随之增大，效率基本不变。3-10高频功率放大器中提高集电极效率的主要意义是什么？答 310主要意义在于提高了电源的利用率，将直流功率的更多的转换为高频信号功率，减小晶 体管的功率损耗，可降低对晶体管的最大允许功耗Pcx的要求，提高安全可靠性。3- 13试回答下列问题：利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加在基极或集电极时、应如何选择功放的工作状态？(2) 利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态？ o(3) 利用功放放大等幅度的信号时，应如何选择功放的工作状态？解3T3(1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加在基极或集电极时、功放应选在过压状 态。(2) 利用功放放大振幅调制信号时，功放应选在欠压状态，并为乙类工作。(3) 利用功放放大等幅度的信号时，功放应选在过压状态，此时有较大的输出功率和效率。也可以选择在过压状态，此时输出电压幅度比较稳定。4- 1什么是振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件？振荡器输出信号的振幅和频率分别是由什么条件决定?答4-1起振条件：即|n|i振幅条件(p(T) = 2nn, ii = 0,1,2. 相位条件.| = 1振幅条件平衡条件：n=i,即”刑I W稳定条件:振幅稳定条件相位稳定条件p(r)= 2冗，11 = 0,1,2相位条件4- 2试从相位条件出发，判断图示交流等效电路中，哪些可能振荡，哪些不可能振荡。能 振荡的属于哪种类型振荡器？(e)(/)题4-2图答4-2(a) 町能振荡，电感三点式反馈振荡器，(b) 不能，(c) 不能，(d) 不能，(e) 可能振荡，振荡的条件是L1C1回路呈容性，L2C2回路呈感性，即要求f01ff02,这时 是一个电感反馈振荡器，(f) 可能振荡，振荡的条件是LC3支路呈感性，即要求f0310”当以|妇作为放大器的输出时，反馈系数kf = S1 c 1()()要维持振荡，应满足KKf-1,即=热=3Kp C 1UU6-1己知载波电压uc=UcsinG)ct,调制信号如图所示,fcl/Tuo分别画出m=0.5及m=l两种情况卜所对应的AM波波形以及DSB波波形。(b)WD6B%)62某发射机输出级在负载Rl=100。上的输出信号为Uo=4(l-0.5cosQt)coscoct V。求 总的输出功率Pw、载波功率Pc和边频功率Pwo 解6-2显然，该信号是个AM调幅信号，且m=0.5,因此422x100=0.08 W=0.09 W七嬴用珈乘瞅利0龄-!0湖暴貌依01 物、.列信号的框图(1) AM波：(3) SSB 信号。解6.3DSB信号;UDSB6-4在图示的各电路中，调制信号ufl(t)=UQ cosQt,载波电压iic=Uc n,Ucu,二极管Vdi和Vs的伏安特性相同，均为从原点出发，斜率为gD的直线。(1) 试问哪些电路能实现双边带调制？ (2)在能够实现双边带调制的电路中，试分析其输出电 流的频率分量。解64题6V图=01-)= “ =(G + A ) = &K(V )(u c + ) - gKgt- + ua)= g“K，(Qf)(，+a)=g“ cos co/ - 土 cos 3g)J +) (Uc cos J + |3 32Jd = （ _ L ） = gK（ ）（“c + %）_ gK（ Q f _ 兀）（a -叫）= gK（GjJ）-K（Qf-7t）c + gK（0.f）+K（QfF）幺= g“K（Qf）c + g,M=81 -cos 3-Mcs 3g）J + ua cos %，+ gic cos aJ7C3冗）2g,Mn+ gM cos/cos（or +（o0U + cos（a 一o）t-cos（3. + on）Z cos（3cor -ao）/ +. 33切=(L + 2) = gK0t)(uc +Mn)+ g)K0t)(“ -Ua)=2gDK(mct)uc=2g J ! + 3 cos- M cos 3RG 15700卜5 . I 1-0.52V Q/w Y2/fx5x103x0.5故不产生惰性失真。又因为 r = 68m = 0.5, 10+4.7所以也不产生底边切割失真。6-24图示为二极管平衡电路，用此电路能否完成振幅调制（AM、DSB、SSB）、振幅解调、 倍频、混频功能？若能，写出U】、止应加什么信号，输出滤波器应为什么类型的滤波器， 中心频率f。、带宽B如何计算？题6-24图解 6-24设输出滤波器的谐振频率为fo,调制信号最高频率为Fmax当满足U2U1的条件下，输出电流!L=2gDK（2t）Ui,因此：（1）将山,加载波信号，U2,加调制信号，可实现AM调制。此时要求滤波器为带通滤波器, 中心频率为载波频率，fo=fc,带宽为2倍的调制信号最高频率.Bo.：=2Fg,即输入信号的带宽。（2）将山,加调制信号，m,加载波信号，可实现DSB或SSB调制。滤波器为带通滤波器DSB 调制时，fo=fc，BoFmaxo SSB 调制时，Bo.7=Fmax.-Fnun.Fnnx,中心频率 fo=fc+O.5（ FnuX+ Fmm）。（3）将加调幅信号，加插入载波信号，可实现振幅解调。此时要求滤波器为低通滤波 器，滤波器的高频截止频率。（4）将山，加正弦信号信号，m不加信号，可实现倍频。此时要求滤波器为窄带滤波器，中 心频率为所需倍频的频率。（5）将W,加调幅信号，m,加本振信号，可实现混频。此时要求滤波器为带通滤波器，中心 频率为中频频率，fo=fi=fL-fc，带宽为2倍的调制信号最高频率,Bo.7=2F皿.，即输入信号的带 宽。6-25图示为单边带（上边带）发射机方框图。调制信号为300-3000 HZ的音频信号，其 频谱分布如图中所示。试画出图中各方框输出端的频谱图。平税 调制器率器 功大 性大 线放解 6-25各点频谱如下、/ABb7-1 角调波 u (t) =10cos(2n x 106t + 10cos2000 n t) (V),试确定：(1)最大频偏：(2)最 大相偏；(3)信号带宽；(4)此信号在单位电阻上的功率：(5)能否确定这是FM波还是 PM波？ (6)调制电压。解7-1根据给定条件，可以看出，Q = 200(br(/W/S), F=1000(Hz), Ap(f) = lOcos2000m最大频偏切= 地=d(10cs2000E)= _2 小应 2000dtdtA =2xl04/r-ad, M =经=104 Hz(2)最大相偏= mp = IQrad信号带宽叫=2(M” + F) = 2(10 + l)x IO, = 22 kHzIJ1 1()2(4) 因为调角波的功率就等于载波功率，所以P = - = = 50(W)2(5) 因为题中没给出调制信号的形式，因此无法判定它是FM还是PM信号。7-2调制信号眼=2cos2n x 103t + 3cos3 n *103t,调频灵敏度kf=3kHZ V,载波信号为 uc=5cos2 n x 107t (V),试写出此FM信号表达式。解7-2由题意可知：a)(t) = 2kfua = 2/rx3xl0 x(2cos2xl0、+ 3cos3;rxl0七)=12x 103cos 2x10 + 18x 103cos3x 103rtp(f) = J Aa)(t)dt0t=J 12x 103cos2x 103r + 18xl03cos3x 10)*0=6 sin 2龙 x 103/ + 6 sin 3/rx 10,7-3调制信号如图所示。加57V 一 0r曲线为抛物线0)调相时的最大相偏电=90 (t)曲线；(2)画出PM波的Z3(t)和(|(t)曲线;(3)画出FM波和PM波的波形草图。解7.3波形如下图所示/0)()4号(a)在1时它们的频率为线性变化，称为线性调频或扫频信号；PM称为线性调频或扫频 信号；FM0)A切信号(c)可以认为是数字信号卜 因此实现的调制为数字调制，又 因为是二元信号，对它进行FM 和PM分别称为2FSK和 2PSK007-4频率为100 MHz的载波被频率被5 kHz的正弦信号调制，最大频偏为50 kHz”求 此时FM波的带宽。若U。加倍，频率不变，带宽是多少？若U。不变，频率增大一倍，带 宽如何？若U“和频率都增大一倍，带宽又如何？解74根据题意，已知R= 100 MHz, F = 5kHz,= 50 kHz 8, = 2(“ +F) = 2(50 + 5) = 110kHz(2) 当L加倍时，因为M正比于所以M也加倍， 调频指数增大一倍。B = 2(M： + F) = 2(100 + 5) = 210 kHz(3) 当不变商，F加倍时，最大频偏不变，但调频指数。减小一倍， 所以带宽为Bs = 2(M + 史)=2(50+10) = 120 kHz(4) 当Ue F都加倍时，最大频偏加倍，但调频指数不变，所以带宽为Bs = 2W： +史)=2(100+10) = 220 kHz7-6 有一个AM和FM波，载频均为1MHz,调制信号均为u Q (t) =0.1sin(2 n x 103t) V。 FM灵敏度为kf=lkHz/V,动态范闱大于20Vo (1)求AM波和FM波的信号带宽：(2)若 、(t) =20sm(2 n *103t) V,重新计算AM波和FM波的带宽；(3)由此(1)、(2)可得出什 么结论。解7-6(1) 根据已知条件，调制信号频率F=1000HzAM调幅时，信号带宽为B=2F=2 x 1000=2000HZoFM调制时，Afm=0.1kf=100Hz,则调频信号带宽为 Bs=2( fm+F)= 2(100+1000)=2200Hz.(2) 若 (t) =20sm(2 n *103t),则：AM调幅时，信号带宽仍然B=2F=2 x 1000=2000HZo但在FM调制时， fm=20kf=20Hz,则调频信号带宽为Bs=2( A fm+F)= 2(20+l)=42kHz.(3) 比较(1)和(2)的结果，可以看到，AM调幅时的信号带宽只取决于调制信号的频率, 而与调制信号的大小无关。对于FM调制，在窄带调制时，信号带宽基本上等于AM信 号带宽，但在宽带调制时，主要取决于调制灵敏度和调制信号的振幅，带宽基本不随调