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高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 1 第 3章 习 题 参 考 答 案3-1 3-2 3-3 3-4 3-53-6 3-7 3-8 3-9 3-103-11 3-12 3-13 3-14 3-153-16 3-17 3-18 3-19 3-203-21 3-22 3-23 3-24 3-25 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 2 3 1 对 高 频 小 信 号 放 大 器 的 主 要 要 求 是 什 么 ？ 高 频 小 信 号 放大 器 有 哪 些 分 类 ？答 3-1：对 高 频 小 信 号 器 的 主 要 要 求 是1.比 较 高 的 增 益2.比 较 好 的 通 频 带 和 选 择 性3.噪 音 系 数 要 小4.稳 定 性 要 高高 频 小 信 号 放 大 器 一 般 可 分 为 用 分 立 元 件 构 成 的 放 大 器 、 集成 放 大 器 和 选 频 电 路 组 成 的 放 大 器 。 根 据 选 频 电 路 的 不 同 ， 又可 分 为 单 调 谐 回 路 放 大 器 和 双 调 谐 回 路 放 大 器 ； 或 用 集 中 参 数滤 波 器 构 成 选 频 电 路 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 3 3 2 一 晶 体 管 组 成 的 单 回 路 中 频放 大 器 ， 如 图 所 示 。 已 知fo=465kHz， 晶 体 管 经 中 和 后 的参 数 为 ： gie=0.4mS,Cie=142pF，goe=55S， Coe=18pF，Yie=36.8mS,Yre=0， 回 路 等 效 电容 C=200pF， 中 频 变 压 器 的 接入 系 数 p1=N1/N=0.35，p2=N2/N=0.035,回 路 无 载 品 质 因数 Q 0=80， 设 下 级 也 为 同 一 晶 体管 ， 参 数 相 同 。 试 计 算 ： 题 3 1图（ 1） 回 路 有 载 品 质 因 数 QL和 3 dB带 宽 B0.7;（ 2） 放 大 器 的 电 压 增 益 ； (3) 中 和 电 容 值 。 （ 设 Cbc=3 pF） 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 4 解 3-2：根 据 已 知 条 件 可 知 ,能 够 忽 略 中 和 电 容 和 yre的 影 响 。 得2 2 2 21 2 200 0.35 18 0.035 142 202oe ieC p C p C pF 回 路 总 电 容 为C 3 -1200 02 2 465 10 202 10 7.37480fg SQ 固 有 谐 振 电 导 为C 2 21 2 02 6 2 3 60.35 55 10 0.035 0.4 10 7.374 10 14.6oe iep g p g g S 回 路 总 电 导 为g 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 5 3 -120 600.7 31 20 61 11 1 2 2 465 10 202 10 40.414.6 104653 11.5140.4| | 0.35 0.035 36.8 10 30.8814.6 100.35 3 1.6151 0.65L L fen b c b c fQ fdB B kHzQp p yK N p C C C pFN N p C品 质 因 数 g带 宽谐 振 增 益 g 中 和 电 容答 ： 品 质 因 数 QL为 40.4,带 宽 为 11.51kHz,谐 振 时 的 电 压 增 益为 30.88,中 和 电 容 值 为 1.615pF 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 6 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 3-3 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Coe、 Cie、 gie、 goe、 yfe、 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 T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 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 7 3 4 三 级 单 调 谐 中 频 放 大 器 ， 中 心 频 率 f0=465 kHz， 若 要 求总 的 带 宽 B0.7=8 kHZ， 求 每 一 级 回 路 的 3 dB带 宽 和 回 路有 载 品 质 因 数 QL值 。 130.7 1 0.71 13 0L 1 B B 2 1B 8B 15.7kHz0.50982 1fQ 29.6B 因 为 总 带 宽 为则 每 级 带 宽 为有 载 品 质 因 数设 每 级 带 宽 为 B1， 则 ：答 ： 每 级 带 宽 为 15.7kHz,有 载 品 质 因 数 为 29.6。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 8 3 5 若 采 用 三 级 临 界 耦 合 双 回 路 谐 振 放 大 器 作 中 频 放 大 器 （ 三 个双 回 路 ） ， 中 心 频 率 为 fo=465 kHz， 当 要 求 3 dB带 宽 为 8 kHz时 ， 每 级 放 大 器 的 3 dB带 宽 有 多 大 ？ 当 偏 离 中 心 频 率 10 kHZ时 ，电 压 放 大 倍 数 与 中 心 频 率 时 相 比 ， 下 降 了 多 少 分 贝 ？ 解 3-5设 每 级 带 宽 为 B1， 则 ： 14 30.7 10.71 14 3B B 2 1B 8B 11.2kHz0.7142 1 根 据 总 带 宽 得 ：每 级 带 宽 为 10kHz当 偏 离 中 心 频 率 时 ， 根 据 谐 振 特 性 ， 有 ： 1 2 2 2 2 401K 2A 2K A 1(1 A ) 4 4 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 9 331 3 34 440 0 2 20 3 342 2401 0 13 4 243 K K 2 8 8K K 1 4 (4 ) f4 2Q f8 82f f 2 2 f4 (2 ) 4B f B 8 8 0.027, 20log0.027 31.4dB2992 2 104 11.2 10 答 ： 每 级 放 大 器 的 3 dB带 宽 为 11.2kHz,当 偏 离 中 心 频 率 10 kHZ时 ， 电 压 放 大 倍 数 与 中 心 频 率 时 相 比 ， 下 降 了 多 少 31.4dB 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 10 3 6 集 中 选 频 放 大 器 和 谐 振 式 放 大 器 相 比 ， 有 什 么 优 点 ？ 设计 集 中 选 频 放 大 器 时 ， 主 要 任 务 是 什 么 ？ 答 3-6优 点 ： 选 频 特 性 好 、 中 心 频 率 稳 定 、 Q值 高 、 体 积 小 、 调 整 方 便 。设 计 时 应 考 虑 ： 滤 波 器 与 宽 带 放 大 器 及 其 负 载 之 间 的 匹 配 。 另 外 还 要 考 虑补 偿 某 些 集 中 参 数 滤 波 器 的 信 号 衰 减 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 11 3 7 什 么 叫 做 高 频 功 率 放 大 器 ？ 它 的 功 用 是 什 么 ？ 应 对 它 提出 哪 些 主 要 要 求 ？ 为 什 么 高 频 功 放 一 般 在 B类 、 C类 状态 下 工 作 ？ 为 什 么 通 常 采 用 谐 振 回 路 作 负 载 ？ 答 3-7 高 频 功 率 放 大 器 是 一 种 能 将 直 流 电 源 的 能 量 转 换 为 高 频 信号 能 量 的 放 大 电 路 ， 其 主 要 功 能 是 放 大 放 大 高 频 信 号 功 率 ，具 有 比 较 高 的 输 出 功 率 和 效 率 。 对 它 的 基 本 要 求 是 有 选 频 作用 、 输 出 功 率 大 、 自 身 损 耗 小 、 效 率 高 、 所 以 为 了 提 高 效 率 ，一 般 选 择 在 B或 C类 下 工 作 ， 但 此 时 的 集 电 极 电 流 是 一 个 余 弦脉 冲 ， 因 此 必 须 用 谐 振 电 路 做 负 载 ， 才 能 得 到 所 需 频 率 的 正弦 高 频 信 号 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 12 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、 Eb、 Ub、 RL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 3-8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 。过 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 高 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 13 当 单 独 改 变 RL时 ， 随 着 RL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 EC时 ， 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 。当 单 独 改 变 Eb时 ， 随 着 Eb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 。当 单 独 改 变 Ub时 ， 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 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 14 3 9 已 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 Ub， 集 电 极 电 流 Ic1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 Ic1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 R L， 集 电 极 电 流 Ic1增 大 ， IC0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 ， Ic1、 IC0和 UC增 大 ， 输 出 功 率 也 随之 增 大 ， 效 率 基 本 不 变 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 15 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 3-10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 PCM的 要 求 ， 提 高 安 全 可 靠 性 。3 11 设 一 理 想 化 的 晶 体 管 静 特 性如 图 所 示 ， 已 知 Ec=24 V，Uc=21V， 基 极 偏 压 为 零 偏 ，U b=3 V， 试 作 出 它 的 动 特 性曲 线 。 此 功 放 工 作 在 什 么 状 态 ？并 计 算 此 功 放 的 、 P1、 P0、 及 负 载 阻 抗 的 大 小 。 画 出 满 足要 求 的 基 极 回 路 。 题 3 11图 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 16 解 3-11 0.5 ,1 , cos( cos24 21cos(3cos 0.5bCm bece c cc m b b bcec m E vdig Sduu E U ti g U t E Eu ti g t 根 据 给 定 静 态 特 性 ，得 到 晶 体 管 的 并 得 到 如 下 方 程 组 代 入 数 值 后 得可 以 解 出 ：）1、 求 动 态 负 载 线 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 17 c ce c Cc b o ce c cce c C c cmax m m t i =0, u E U 24 21 35Vt 0.5i =0, cos E 0.5,cos ,30.5 0.5arccos 80 u E U cos 24 21 20.5V,3 3 (3) t 0u E U 3V,i =i g (3cos0 0.5 2.5g b (1)当 时晶 体 管 截 止 ， 因 此 但 ，位 于 C点(2)当 时晶 体 管 临 界 导 通 且 有 U因 此 。 位 于 B点 。当 时 ） = 2.5A.A 位 于 点 。连 接 A、 B、 C三 点 ， 就 是 它 的 动 态 特 性 曲 线 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 183 9 15 21 27 33 39 45 beu 3.0V2.52.01.51 /ci A ceu /V A B C02、 求 解 、 P1、 P0、 及 负 载 阻 抗 的 大 小 。 oCL oC1 1 cmax0.5arccos 803U 21 21R 17.8I (80 ) i 2.5 0.472 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 19 C1 C11 o0 C0 C 1 cmax C C 0 110 I U 21 2.5 0.472P 12.39W2 2P I E (80 ) i E 0.286 2.5 24 17.16WP P P 17.16 12.39 4.77WP 12.39 0.722P 17.16 3、 符 合 要 求 的 基 极 回 路 为 1 2 3 4 5 6 A B C D 654321 D C B A Title Number RevisionSize B Date: 6-Aug-2005 Sheet of File: D:Design Explorer 99MyDesign2.ddb Drawn By: v + _ COSb bu U t 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 20 3 12 某 高 频 功 放 工 作 在 临 界 伏 态 ， 通 角 =75o” ， 输 出 功 率为 30 W， Ec=24 V， 所 用 高 频 功 率 管 的 SC=1.67V， 管子 能 安 全 工 作 。 （ 1） 计 算 此 时 的 集 电 极 效 率 和 临 界 负 载电 阻 ； （ 2） 若 负 载 电 阻 、 电 源 电 压 不 变 ， 要 使 输 出 功率 不 变 。 而 提 高 工 作 效 率 ， 问 应 如 何 凋 整 ？ (3） 输 入 信号 的 频 率 提 高 一 倍 ， 而 保 持 其 它 条 件 不 变 ， 问 功 放 的 工 作状 态 如 何 变 化 ， 功 放 的 输 出 功 率 大 约 是 多 少 ？ C1 1 Cmax 1 C C C 21 C1 C 1 C C C C 1 C C C 1 C CI i S (E U )1 1 1 1P I U S (E U )U S E U S U2 2 2 2 因 为所 以 =解 3-12（ 1） 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 21 2 21 C C 1 C C 1 C 1 C C 1C 1 C 1 C2 C o1C C 2C1 Lcr2 2CLcr 1 S E ( S E ) 8 S P E E 2PU 2 S 2 4 S24 24 2 30 60U 12 144 12 8.062 4 (75 )1.67 0.455 1.6720.06V( U 20.06 0.836E 24UP 2RU 20.06R 62P 2 30 解 之 得 到代 入 数 值 后 得 到 集 电 极 电 压 振 幅 为取 正 值 ) 集 电 极 效 率=因 为 ， 所 以 .7 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 22 （ 2） 可 增 加 负 向 偏 值 ， 但 同 时 增 大 激 励 电 压 ， 保 证 IC1不 变 ，但 这 样 可 使 导 通 角 减 小 ， 效 率 增 加 。（ 3） 由 于 频 率 增 加 一 倍 ， 谐 振 回 路 失 谐 ， 集 电 极 阻 抗 变 小 ， 电路 由 原 来 的 临 界 状 态 进 入 欠 压 状 态 ， 输 出 幅 度 下 降 ， 故 使输 出 功 率 和 效 率 都 下 降 。 对 于 2的 频 率 ， 回 路 阻 抗 为 ： L L r 000 L1 0 Ln 1 L(r j L) C rCZ 1r j L 1 jQCLZ rC LrC n Z 11 jQ n n 回 路 阻 抗 为在 时 ，在 时 ， 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 23 Ln 2L1Ln 22 2 n 2 L1 Z 1 n1Z 1 jQ(n 1)1 jQ n nZ n n 2Z Q(n 1) 3Q1 Q(n 1) 所 以因 此 ， 输 出 功 率 下 降 到 原 来 的 2/3Q倍 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 24 3 13 试 回 答 下 列 问 题 ： (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 、 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 ？ 。 (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 3-13(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 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 25 3 I4 当 工 作 频 率 提 高 后 ， 高 频 功 放 通 常 出 现 增 益 下 降 ， 最 大输 出 功 率 和 集 电 极 效 率 降 低 ， 这 是 由 哪 些 因 素 引 起 的 ？ 解 3-14主 要 原 因 是1. 放 大 器 本 身 参 数 ， 如 、 随 频 率 下 降 。2. 电 路 失 谐 ， 集 电 极 阻 抗 减 小 。3. 少 数 载 流 子 渡 越 时 间 效 应 。4. 非 线 性 电 抗 效 应 ， 如 Cb C 的 影 响 。5. 发 射 极 引 线 电 感 的 影 响 ， 对 高 频 反 馈 加 深 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 26 3 15 如 图 所 示 ， 设 晶 体 管 工 作 在 小 信 号 A类 状 态 ， 晶 体 管 的输 入 阻 抗 为 Z， 交 流 电 流 放 大 倍 数 为 hfe/(1+j/f/f)， 试求 Le而 引 起 的 放 大 器 输 入 阻 抗 Zi。 并 以 此 解 释 晶 体 管发 射 极 引 线 电 感 的 影 响 。 3 15题 图fe fei i e i ee fei e fe i2 2 2 f f2i e fe i e feh hZ Z j 1 L Z j Lf f1 j 1 jf ff fj Lhf f 1Z Lh Z jf f f1 1 1f f ffZ 2 Lh f Z 2 Lh ff 可 见 ， Le越 大 ， 输 入 阻 抗 越 大 ， 反 馈 越 深 ， 电 流 越 小 ， 反馈 越 深 ， 输 出 功 率 和 效 率 越 低 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 27 3 16 改 正 图 示 线 路 中 的 错 误 ， 不 得 改 变 馈 电 形 式 ， 重 新 画出 正 确 的 线 路 。 题 3 16图 2C 2E2L 改 正 后 的 电 路 图 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 28 3 17 试 画 出 一 高 频 功 率 放 大 器 的 实 际 线 路 。 要 求 (1)采 用 NPN型 晶 体 管 ， 发 射 极 直 接 接 地 ； (2)集 电 极 用 并 联 馈 电 ， 与振 荡 回 路 抽 头 连 接 ； (3)基 极 用 串 联 馈 电 ， 自 偏 压 ， 与 前级 互 感 耦 合 。 解 3-17根 据 要 求 画 出 的 高 频 功 率 放 大 器 电 路 如 下 1 2 3 4 5 6 A B C D 654321 D C B A Title Number RevisionSize B Date: 7-Aug-2005 Sheet of File: D:Design Explorer 99MyDesign3.ddb Drawn By: Rb Cb v Cc C1 C Lc L Ec 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 29 3 18 一 高 频 功 放 以 抽 头 并 联 回 路 作 负 载 ， 振 荡 回 路 用 可 变 电容 调 谐 。 工 作 频 率 f=5 MHZ， 调 谐 时 电 容 C=200 PF，回 路 有 载 品 质 因 数 QL=20， 放 大 器 要 求 的 最 佳 负 载 阻 抗RLr=50 ， 试 计 算 回 路 电 感 L和 接 入 系 数 P。 解 3-18 0 2 2 12 120Lcr 0 Lcr 0 Lcr 0 L 2 L L6 12 3 1f = 2 LC1 1L 5.07 H(2 f ) C 4 25 10 200 10R C R C R 2 f CQ , pp Q Q 50 2 5 10 200 10 50 10 2 0.12520 由 得 ，因 所 以 ， 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 30 3 19 如 图 （ a） 所 示 的 D型 网 络 ， 两 端 的 匹 配 阻 抗 分 别 为RP1、 RP2。 将 它 分 为 两 个 L型 网 络 ， 根 据 L型 网 络 的 计算 公 式 ， 当 给 定 Q2=RP2/XP2时 ， 证 明 下 列 公 式 ： p1p1 p1 22p2 p2 p1 2s s1 s2 2 222 p2RX R (1 Q ) 1R R RX X X Q (1 Q ) 11 Q R 并 证 明 回 路 总 品 质 因 数 Q=Q1 Q2。 题 3 19图 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 31 解 3-19首 先 将 电 路 分 解 成 两 个 L回 路 ， 如 图 （ 1） 。 然 后 利 用 并 串 转换 ， 将 Xp2和 Rp2的 并 联 转 换 为 Rs和 Xs3的 串 联 ， 得 到 图 （ 2） 。 1 2 3 4 5 6 A B C D 654321 D C B A Title Number RevisionSize B Date: 7-Aug-2005 Sheet of File: D:Design Explorer 99MyDesign3.ddb Drawn By: p1X p2Xs1X s1X p2R p1Xs1X s1X s3XsR p1X s1X sR p1X pX pR(1) (2) (3) (4)根 据 串 并 转 换 关 系 ， 得 ： p2 p2 p2 p2s s3 p2 p22 2p2 p2 p2 p22 2p2 p2p2 p22 2 2 2p2 p2 p2 p2jX R jX RR jX (R jX )R jX R XX RR j XR X R X 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 32 p2 s32 p2 sp2 p2 p2 p22 2s p2 s3 p22 2 2 2 2p2 p2 2 p2 p2 2 2s3 s2 s R XQ X RR R X XR X X R 1R X 1 Q R X 1 QX X R 因 为 = ,所 以= ，当 时 ， 产 生 谐 振 ， 电 路 简 化 为 图 （ 3） ， 谐 振 电 阻 为再 利 用 串 并 转 换 ， 将 Xs1和 Rs的 并 联 转 换 为 Rp和 Xp的 并 联 ， 得到 图 （ 4） ， 其 中 p2 s1p 1 s p s1 121 P sR X1R 1 Q R X 1 X QQ X R （ ） ， （ ） ， 其 中p1 p p p1X X , R R当 产 生 并 联 谐 振 ， 谐 振 阻 抗 为 = ， 因 此 有 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 33 2p1 1 s2p2 2 sp11 p1 p1 p1 21 2s p2p1 p1p1 1 p1 22 p2 R 1 Q R 1R 1 Q R 2 1 , 2RQ 3XR RQ 1 1 Q 1 3R RR R X (Q R 1 Q 1R （ ）（ ） 由 得 到 ，（ ） 代 入 得 = 证 明 完 毕 ）（ ） 2p1 p2 p2 22s 1 s 2 s2 s3 2p2 222R X X QR Q R 1 Q 1,X X 1R 1 Q1 Q s1又 因 为 ，X （ ） ， 因 此 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 34 2p1 p2 22s s1 s2 s 2 2p2 22p1 p2 22s 2p2 p2 p1 2s 2 2p2p2 p1 22 222 p2 R X QX X X R 1 Q 1R 1 QR X QR 1 Q 1R RRR 1 Q 1 QR R R (1 Q ) 1 Q1 Q R （ ）（ ）（ ） （ 证 明 完 毕 ）s2 s3 s1 s2 s1 s3 1 2s sX XX X X XQ Q Q (R R 因 为 ， 因 此 从 图 （ 2） 可 以 看 出 ， 总 的 品 质 因 数 为证 明 完 毕 ） 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 35 3 20 上 题 中 设 RP1=20， Rp2=100， F=30MHZ， 指 定Q2=5， 试 计 算 Ls、 CP1、 CP2和 回 路 总 品 质 因 数 Q。 解 3-20 p2 p1 2s 2 222 p2 22 ss 6p1p1 2p1 22 p2 R RX (1 Q ) 1 Q1 Q R100 20 (1 5 ) 1 5 27.111 5 100X 27.11L 0.144 H2 f 2 30 10R 20 X 9.76R 20 (1 5 ) 11 Q 1 100R （ ） 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 36 p1 6p1p2p2 2 p2 6p2p1 2 21 2p2 1 2 1 1C 544pF2 fX 2 30 10 9.76R 100X 20Q 51 1C 265pF2 fX 2 30 10 20 R 20Q 1 Q 1 (1 5 ) 1 2.05R 100Q Q Q 5 2.05 7.05 （ ） 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 37 3 21 如 图 示 互 感 耦 合 输 出 回 路 ， 两 回 路 都 谐 振 ， 由 天 线 表 IA测 得的 天 线 功 率 PA=10 W， 已 知 天 线 回 路 效 率 2=0 .8。 中 介 回路 的 无 载 品 质 因 数 QO=100， 要 求 有 载 品 质 因 数 QL=10， 工作 于 临 界 状 态 。 问 晶 体 管 输 出 功 率 P1为 多 少 ？ 设 在 工 作 频 率L1=50， 试 计 算 初 级 的 反 映 电 阻 rf， 和 互 感 抗 M。 当 天线 开 路 时 ， 放 大 器 工 作 在 什 么 状 态 ？ 题 3 21 图 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 38 1A 2 rP P 2 fk解 2-21： 设 次 级 损 耗 电 阻 为 r， 初 级 损 耗 电 阻 为 ， 反 射 电 阻 为 r，中 介 回 路 效 率 天 线 功 率 为 ， 次 级 总 功 率 为 。 则 ：A A 2 A2 A 2 A L2 02 11 1k 0 1 1L f 11 f Lf A 2 P R 1 0.2r R 50 12.5P R r 0.8P Q10 10P 12.5W 1 1 0.90.8 Q 100P L12.5 50P 13.9W r 0.50.9 Q 100L L 50Q , r r 0.5 4.5 r r Q 10M r R r 4.5 62.5 16.8 k因 为 ， 得 到， ，因 为 所 以（ ） 当 天 线 开 路 时 ， 反 射 电 阻 为 零 ， 初 级 回 路 等 效 并 联 阻 抗 增大 ， 放 大 器 将 从 临 界 状 态 进 入 过 压 状 态 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 39 3 22 什 么 是 D类 功 率 放 大 器 ， 为 什 么 它 的 集 电 极 效 率 高 ？ 什么 是 电 流 开 关 型 和 电 压 开 关 型 D类 放 大 器 ？ 答 3-22D类 放 大 器 是 一 种 工 作 在 开 关 状 态 的 功 率 放 大 器 ， 两 个 晶 体 管 在输 入 激 励 控 制 下 交 替 饱 和 导 通 或 截 止 ， 饱 和 导 通 时 ， 有 电 流流 过 ， 但 饱 和 压 降 很 低 ； 截 止 时 ， 流 过 晶 体 管 的 电 流 为 零 。所 以 晶 体 管 的 平 均 功 耗 很 小 ， 效 率 很 高 。在 电 流 开 关 型 电 路 中 ， 两 管 推 挽 工 作 ， 电 源 通 过 一 个 大 大 电 感供 给 一 个 恒 定 电 流 ， 分 别 交 替 流 过 两 个 晶 体 管 ， 两 管 轮 流 导通 和 截 止 。 通 过 谐 振 电 路 得 到 正 弦 输 出 电 压 。在 电 压 开 关 型 电 路 中 ， 两 晶 体 管 是 与 电 源 电 压 和 地 电 位 串 联 的 ，在 输 入 控 制 下 ， 一 个 导 通 ， 一 个 截 止 ， 因 此 ， 两 管 的 中 间 点电 压 在 0和 电 源 电 压 之 间 交 替 切 换 。 通 过 谐 振 电 路 ， 获 的 正 弦 输 出 信 号 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 40 3 23 图 3 33的 电 压 开 关 型 D类 放 大 器 ， 负 载 电 阻 为 RL， 若考 虑 晶 体 管 导 通 至 饱 和 时 ， 集 电 极 饱 和 电 阻 Rcs(Rcs=1/Sc)，试 从 物 理 概 念 推 导 此 时 开 关 放 大 器 的 效 率 。 解 3-23根 据 题 意 ， 将 （ a） 图 简 化 为 （ b） 图 所 示 的 等 效 电 路 。 设Rcs1=Rcs2=Rcs,LC回 路 对 开 关 频 率 谐 振 ， 则 ： ic2 iLL0 C0 RLV2u ce2 uce1V1T1 Ec (a) ic1 1 2 3 4 5 6 A B C D 654321 D C B A Title Number RevisionSize B Date: 8-Aug-2005 Sheet of File: D:Design Explorer 99MyDesign3.ddb Drawn By: S? SW SPST Eccs1Rcs1R 0L 0C LRLi(b) 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 41 2 222 2 20 22 22 0 0 22 21 cos sin2 21 1cos cos2 2 ( ) ( ) 2( )22 c cL L LL ccs L cs L cs L c cLC L cs L cs LcC C cs LL cLL L E ER R RU E td t tR R R R R RE EUI td t td tR R R R R EP E I R RR EUP R 输 出 电 压 振 幅集 电 极 平 均 电 流直 流 输 入 功 率 负 载 上 的 功 率 22 2( )cs LR R 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 42 0 2 20 2 2 22 02 ( )2 2( ) ( )2( )L Lcs L c L cC L cs L cs L c cs cscs L cs L cs L P RP R R E R EP P P R R R RE R RPR R R R R R 集 电 极 效 率集 电 极 耗 散 功 率 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 43 3 24 根 据 图 3 37的 反 相 功 率 合 成 器 线 路 ， 说 明 各 变 压 器 和 传输 线 变 压 器 所 完 成 的 功 用 ， 标 出 从 晶 体 管 输 出 端 至 负 载 间各 处 的 阻 抗 值 。 设 两 管 正 常 工 作 时 ， 负 载 电 阻 上 的 功 率 为 100 W， 若 某 管 因 性 能 变 化 ， 输 出 功 率 下 降 一 半 ， 根 据 合成 器 原 理 ， 问 负 载 上 的 功 率 下 降 多 少 瓦 ？ R2 75 T8T7 T5 T6 Ze18.5 Zc18.5 V13DA7 3DA7 36 VV2 T1 T2 T3 不 平 衡 -平 衡 转 换 反 相 分 配 平 衡 -不 平 衡 转 换1:4阻 抗 变 换 反 相 合 成阻 抗 变 换100 W反 相 功 率 合 成 器 的 实 际 线 路9.375 18.7537.537.59.375 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 44 当 某 管 上 的 功 率 下 降 一 半 时 ， 证 明 该 管 上 的 输 出 电 压 降 低 ，其 值 是 原 来 的 0.707倍 。 那 么 最 后 流 过 合 成 器 负 载 的 电 流 2 20 0 2 ,2 212 2 12 UI UU U UUR RII I I R 0 2 设 功 率 降 低 一 半 的 晶 体 管 原 来 正 常 输 出 电 压 为 它 贡 献 合 成 器的 电 流 为 ， 异 常 输 出 电 压 为 ， 该 管 的 负 载 电 阻 为 R 则 有 ：，那 么 ， 流 过 合 成 器 的 电 流 为（ 1+ 合 成 后 的 功 率 为1+ 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 45 2 21 12 2 0.7284 40.728 100 72.8I I W 2 2与 正 常 相 比 ， 有1+ 1+所 以 ， 故 障 后 的 合 成 功 率 为P= 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 46 3 25 射 频 摸 块 放 大 器 的 最 基 本 形 式 是 什 么 样 的 电 路 ？ 它 可以 完 成 哪 些 功 能 ？ 它 有 哪 些 王 要 优 点答 3-25射 频 模 块 放 大 器 的 最 基 本 的 形 式 是 一 个 采 用 混 合 电 路 技 术 的薄 膜 混 合 电 路 ， 是 把 固 态 元 件 和 无 源 元 件 （ 包 括 分 立 元 件 和 集成 元 件 ） 外 接 在 一 块 介 质 衬 底 上 ， 并 将 有 源 和 无 源 元 件 以 及 互连 做 成 一 个 整 体 。用 这 种 放 大 器 可 以 构 成 振 荡 器 、 调 制 器 、 混 频 器 、 功 率 合 成与 分 配 期 、 环 行 器 、 定 向 耦 合 器 ； 采 用 多 个 模 块 可 构 成 一 个 射频 系 统 。采 用 射 频 模 块 的 主 要 优 点 是 电 路 性 能 好 、 可 靠 性 高 、 尺 寸 小、 重 量 轻 、 散 热 好 、 损 耗 低 、 价 格 便 宜 等 。 高 频 电 子 线 路 习 题 参 考 答 案 47