第8章 高频放大器

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验六 集成电路模拟乘法器的应用,实验性质：综合性实验,实验内容：,1,、改变模拟乘法器外部电路，实现混频器电路，观察输出点波形，并测量输出频率,2,、改变模拟乘法器外部电路，实现平衡调幅电路，观察输出点波形,3,、改变模拟乘法器外部电路，实现同步检波电路，观察输出点波形,4,、改变模拟乘法器外部电路，实现鉴频电路，观察输出点波形,实验目的与要求：,1,、了解模拟乘法器（,MC1496,）的工作原理，掌握其调整与特性参数的测量方法,2,、掌握乘法器实现混频，调幅，同步检波，鉴频等几种频率变换电路的原理及方法,注意要点：遵守实验室的各项规章制度,混频器工作原理,混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口网络。,本地振荡信号,一个中频输出信号：,u,c,u,L,u,I,混频器,t,u,c,(,t,),t,u,I,(,t,),t,u,L,(,t,),有两个输入信号：,高频调制波,f,c,f,c,+,F,F,c,-,F,f,u,c,的频谱,f,c,f,L,f,u,L,的频谱,f,I,f,I,+,F,f,I,-,F,f,u,I,的频谱,t,u,c,(,t,),t,u,c,(,t,),t,u,L,(,t,),t,u,L,(,t,),t,u,I,(,t,),t,u,I,(,t,),第,8,章 高频放大器,第,8,章 高频放大器,8.1,概述,8.3,高频小信号放大器,8.2,高频放大器的分类,8.4,高频功率放大器,8.1,概述：高频放大器,一、作用及性能要求,安全,：放大管应用在大信号状态，常接近管子的极限运用，故必选用合适功率管，保证安全工作。,作用,：在输入信号的作用下，将,直流电源的直流功率,转换为,输出信号功率。,性能要求,：安全、高效、不失真、输出所需信号功率,高效率,：功率放大器为能量转换器，,用放大管的集电极效率,c,来评价功率转换能量的性能。,不失真,：输出信号功率大，相应动态电流、电压就大，因而器件非线性特性引起的非线性失真就大。实用中常采用,负反馈,等措施减小失真，同时限制输出功率，使失真在允许范围内。,第,8,章 高频放大器,8.2,高频放大器分类,（,1,）,高频小信号放大器（小信号谐振放大器）,：,位于接收机前段，放大接收到的高频小信号。,采用谐振回路作为负载。,（,2,）,高频功率放大器（谐振功率放大器）,：,位于发射机末端，放大高频信号或高频已调波。,采用谐振回路作为负载。,第,8,章 高频放大器,导通角,：晶体管集电极电流的导通角（在信号周期的一周内，导通角度的一半）。,1,、高频小信号放大器主要用于无线通信系统的,( ),。,A,发送,设备,B,接收设备,C,发送设备、接收设备,2,、谐振功率放大器主要用于无线通信系统的（）。,A,发送设备,B,接收,设备,C,发送设备、接收设备,习 题,3,、高频谐振功率放大器与高频小信号放大器的区别是,（）,。,A,前者比后者电源电压高,B,前者比后者失真小,C,谐振功率放大器工作在丙类，高频小信号放大器工作在甲类,D,谐振功率放大器输入信号小，调谐放大器输入信号大,4,、 关于导通角,的说法正确的是（）。,A,.,是指一个信号周期内集电极电流导通角度,B,.,是指一个信号周期内集电极电流导通角度的一半,C,.,是指一个信号周期内集电极电流导通角度的两倍,D,.,是指一个信号周期内集电极电流导通角度的三倍,5,、高频功率放大电路根据以下哪种说法可分为甲类、甲乙类、乙类、丙类放大器等（）。,A,电路特点,B,功率放大倍数,C,电流大小,D,功放管静态工作点选择情况,6,、在高频放大器中，多用调谐回路作为负载，其,作用不包括（）。,A,选出有用频率,B,滤除谐波成分,C,阻抗匹配,D,产生新的频率成分,7,、高频功率放大器主要工作在（）。,A,甲类,B,乙类,C,甲乙类,D,丙类,8,、丙类高频功率放大器的导通角（）。,A,180 B,90,180,C,90 D,90,1,高频小信号谐放大器的主要特点是以,作为放大器的交流负载，具有,和,功能。,2,高频功率放大电路根据静态工作点的位置可分为,、,、,等三种,。,3,高频功率放大器主要用来放大,信号，为了提高效率，一般工作在,类状态。,填空题,调谐回路,放大,选频,甲类,乙类,丙类,丙类,高频,高频功率放大器与高频小信号放大器有哪些区别？,（,1,）作用与要求不同。高频小信号放大器主要用于高频小信号的选频放大，要求有较高的选择性和谐振增益；高频功率放大器用于高频信号的功率放大，要求效率高，输出功率大。,（,2,）对谐振回路要求不同。高频小信号放大器中谐振回路用来选择有用信号，抑制干扰信号，故回路的,Q,值较高；高频功率放大器的谐振回路用于抑制谐波，实现阻抗匹配，输出大功率，所以,Q,值较低。,实验六 集成电路模拟乘法器的应用,实验性质：综合性实验,实验内容：,1,、,改变模拟乘法器外部电路，实现混频器电路，观察输出点波形，并测量输出频率,2,、改变模拟乘法器外部电路，实现平衡调幅电路，观察输出点波形,3,、改变模拟乘法器外部电路，实现同步检波电路，观察输出点波形,4,、改变模拟乘法器外部电路，实现鉴频电路，观察输出点波形,实验目的与要求：,1,、了解模拟乘法器（,MC1496,）的工作原理，掌握其调整与特性参数的测量方法,2,、掌握乘法器实现混频，调幅，同步检波，鉴频等几种频率变换电路的原理及方法,注意要点：遵守实验室的各项规章制度,混频器工作原理,混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口网络。,本地振荡信号,一个中频输出信号：,u,c,u,L,u,I,混频器,t,u,c,(,t,),t,u,I,(,t,),t,u,L,(,t,),有两个输入信号：,高频调制波,f,c,f,c,+,F,F,c,-,F,f,u,c,的频谱,f,c,f,L,f,u,L,的频谱,f,I,f,I,+,F,f,I,-,F,f,u,I,的频谱,t,u,c,(,t,),t,u,c,(,t,),t,u,L,(,t,),t,u,L,(,t,),t,u,I,(,t,),t,u,I,(,t,),实验七 小功率调频发射机设计,实验性质：设计性实验,实验内容：,1,、调试发射单元的电路特性，实现发射机的正常工作,2,、观察发射单元的各点波形,实验目的与要求：,1,、掌握调频发射机整机电路的设计与调试方法，以及调试中常见故障的分析与处理,2,、,学习如何将各种单元电路组合起来完成工程实际要求的整机电路设计,注意要点：遵守实验室的各项规章制度,第,8,章 高频放大器,高频放大器分类,（,1,）,高频小信号放大器（小信号谐振放大器）,：,位于接收机前段，放大接收到的高频小信号。,采用谐振回路作为负载。,（,2,）,高频功率放大器（谐振功率放大器）,：,位于发射机末端，放大高频信号或高频已调波。,采用谐振回路作为负载。,第,8,章 高频放大器,导通角,：晶体管集电极电流的导通角（在信号周期的一周内，导通角度的一半）。,第,8,章 高频放大器,8.3,高频小信号放大器,功能,：从接收的众多信号中，选出有用信号并放大，,抑制无用信号、干扰与噪声，提高信号的质量和抗干扰能力。,小信号,：指输入信号电平较低。,高频小信号放大器,：工作在线性范围，是,线性放,大器。,第,8,章 高频放大器,窄带高频小信号放大器性能要求：,（,1,）,增益要高,：也就是放大量要大。,（,2,）,频率选择性好,：指选择有用信号与抑制无,用信号的能力,。,用,选频回路,实现,。,（,3,）,工作稳定可靠,：要求放大器的性能尽量不,受外界因素变化的影响,。,第,8,章 高频放大器,8.3.1,晶体管的高频,等效电路,共射晶体管放大器,偏置电压：设置合适,的工作点,输入小信号,第,8,章 高频放大器,晶体管高频小信号混合 型等效电路模型,正向传输跨导,PN,结产生的,反偏集电结电容,势垒电容,输出交流短路时的输入电阻,输入交流短路时的输出阻抗,各极的体电阻,(,引线电阻,),4,5,1,2,3,R,b1,R,b2,R,e,R,L,C,b,C,e,C,T,1,T,2,L,V,c,R,b1,R,b2,R,e,V,c,1,2,3,4,5,T,1,T,2,C,L,R,L,输入回路,输出回路,晶体管,提供直流工作点，,保证工作在线性,放大状态,高频小信号放大器的直流和交流通路,第,8,章 高频放大器,高频小信号放大器的交流等效电路,3,、电路性能分析,8.4,高频功率放大器（,C,类）,+,v,i,-,R,p,C,L,+,v,CE,-,i,c,V,CC,V,BB,+,v,c,-,第,8,章 高频放大器,2,、基极偏置电压 的设置,(1),当输入信号 时， 的设置使静态时发射结,为反偏。,的取值可正、可负，,但,(,为晶体管,BE,结的导通电压,),，使晶体管工作在截止状态。,(2),当输入信号为余弦波 时，晶体管,BE,结上的电压为：,为使晶体管导通，输入信号必须为大信号，满足：,1,、高频小信号放大器主要用于无线通信系统的,( ),。,A,发送,设备,B,接收设备,C,发送设备、接收设备,2,、谐振功率放大器主要用于无线通信系统的（）。,A,发送设备,B,接收,设备,C,发送设备、接收设备,习 题,3,、高频谐振功率放大器与高频小信号放大器的区别是,（）,。,A,前者比后者电源电压高,B,前者比后者失真小,C,谐振功率放大器工作在丙类，高频小信号放大器工作在甲类,D,谐振功率放大器输入信号小，调谐放大器输入信号大,4,、 关于导通角,的说法正确的是（）。,A,.,是指一个信号周期内集电极电流导通角度,B,.,是指一个信号周期内集电极电流导通角度的一半,C,.,是指一个信号周期内集电极电流导通角度的两倍,D,.,是指一个信号周期内集电极电流导通角度的三倍,5,、高频功率放大电路根据以下哪种说法可分为甲类、甲乙类、乙类、丙类放大器等（）。,A,电路特点,B,功率放大倍数,C,电流大小,D,功放管静态工作点选择情况,6,、在高频放大器中，多用调谐回路作为负载，其,作用不包括（）。,A,选出有用频率,B,滤除谐波成分,C,阻抗匹配,D,产生新的频率成分,7,、高频功率放大器主要工作在（）。,A,甲类,B,乙类,C,甲乙类,D,丙类,8,、丙类高频功率放大器的导通角（）。,A,180 B,90,180,C,90 D,90,1,高频小信号谐放大器的主要特点是以,作为放大器的交流负载，具有,和,功能。,2,高频功率放大电路根据静态工作点的位置可分为,、,、,等三种,。,3,高频功率放大器主要用来放大,信号，为了提高效率，一般工作在,类状态。,填空题,调谐回路,放大,选频,甲类,乙类,丙类,丙类,高频,高频功率放大器与高频小信号放大器有哪些区别？,（,1,）作用与要求不同。高频小信号放大器主要用于高频小信号的选频放大，要求有较高的选择性和谐振增益；高频功率放大器用于高频信号的功率放大，要求效率高，输出功率大。,（,2,）对谐振回路要求不同。高频小信号放大器中谐振回路用来选择有用信号，抑制干扰信号，故回路的,Q,值较高；高频功率放大器的谐振回路用于抑制谐波，实现阻抗匹配，输出大功率，所以,Q,值较低。,第,4,章 习 题,一、选择题,1,、并联型晶体振荡器中，石英晶体在电路中起,( ),作用。,A.,电阻,B.,电容,C.,电感,D.,短路,2,、串联型晶体振荡器中，石英晶体在电路中起,( ),作用。,A.,电阻,B.,电容,C.,电感,D.,短路,3,、为提高振荡频率的稳定度，高频正弦波振荡器一般选用（）。,A,LC,正弦波振荡器,B,晶体振荡器,C,RC,正弦波振荡器,4,、试用自激振荡的相位条件判别下图能产生自激振荡的电路（）。,5,、正弦振荡器中选频网络的作用是 （ ）,A,产生单一频率的正弦波,B,提高输出信号的振幅,C,保证电路起振,A. B. C. D.,6,、石英晶体谐振于,fs,时，相当于,LC,回路的 （ ）。,A.,串联谐振现象,B.,并联谐振现象,C.,自激现象,D.,失谐现象,7,、判断下图是哪一类振荡器（）。,A.,电感三点式,B.,电容三点式,C.,改进的电容三点式,D.,变压器耦合式,8,、电容三点式,LC,正弦波振荡器与电感三点式,LC,正弦波振荡器比较，,优点是（）。,A.,电路组成简单,B.,输出波形好,C.,容易调节振荡频率,D.,频率稳定度高,9,、改进型电容三点式振荡器的主要优点是（）。,A.,容易起振,B.,振幅稳定,C.,频率稳定度较高,D.,减小谐波分量,10,、石英晶体振荡器的主要优点是（ ）。,A.,容易起振,B.,振幅稳定,C.,频率稳定度高,D.,减小谐波分量,11,如图所示电路，以下说法正确的是（,）。,A.,该电路可以产生正弦波振荡,B.,该电路不能产生正弦波振荡，原因在于振幅平衡条件不能满足；,C.,该电路不能产生正弦波振荡，原因在于相位平衡条件不能满足；,D.,该电路不能产生正弦波振荡，原因在于振幅平衡、相位平衡条件均不能满足；,12,、,振荡器的平衡条件为,( ),。,A.,B.,C.,D.,13,、,振荡器的起振条件为,( ),。,A.,B.,C.,D.,14,、判断下图是哪一类振荡器（）。,A,考毕兹电路,B,哈特莱电路,C,西勒电路,D,克拉泼电路,15,、,如下图,2,所示的振荡器属于,( ),振荡器。,A.,考毕兹,B.,石英晶体,C.,克拉泼,D.,西勒,二、填空题,1,、石英晶体在并联型晶体振荡器中起,_,作用，在串联型,晶体振荡器中起,_,作用。,电感,短路,2,、根据石英晶体的电抗特性，当 时，石英晶体呈,，,当 时，石英晶体呈,性,，,当 或 时，,石英晶体呈,性。,短路,电感,电容,3,、反馈型振荡器维持振荡的振幅平衡条件为,_,，,相位平衡条件为,_,。,4,、正弦波振荡器由,、,、,三部分组成,。,有源器件,(,放大器）,选频网路,反馈网络,1,、,如图是一种三回路振荡器的交流通路,。,假设电路的参数有两种情况,：,上述两种情况能否形成振荡？如能振荡，属于哪种振荡电路？需要什么条件？,三、计算题,2,、,石英晶体振荡器如图所示，若,为,回路的谐振频率,，,若,为,回路的谐振频率,，,试分析电路能否振荡？若能振荡，指出振荡频率,与,、,之间的关系。,3,、,根据相位平衡条件的判断准则来判断那个可能振荡，那个不能？能振荡的电路是什么振荡器？有什么限制条件？,(a),(b),4,、在考毕兹电路中，已知,、 ，,。,考虑晶体管参数,、,求：振荡频率,、,反馈系数,F,。,四、思考题,1,、,反馈型正弦波振荡器由几部分组成？各自的作用是什么？,2,、,简述反馈型正弦波振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件。,3,、何谓频率稳定度？,4,、影响频率稳定度的因素有哪些？,5,、,在并联型晶振电路中和串联型晶振电路中，石英晶体分别在电路中所起的作用？,第五章 习 题,一、填空题,1.,二极管包络检波只适用于解调,_,信号，对,于,DSB,、,SSB,信号解调则需采用,_,检波电路。,2,调幅就是用,信号去控制,，使载,波的,随,大小变化而变化,。,普通调幅,同步,调制,载波信号,振幅,调制信号的,二,.,选择题,1,二极管峰值包络检波器适用于哪种调幅波的解调（ ）。,A,单边带调幅波,B,抑制载波双边带调幅波,C,普通调幅波,D,残留边带调幅波,2,某单频调制的普通调幅波的最大振幅为,10v,，最小振幅为,6v,，,则调幅系数,ma,为（ ）。,A,0.6 B,0.4 C,0.25 D,0.1,3,同步检波器要求接收端载波与发送端载波（ ）。,A,频率相同、幅度相同,B,相位相同、幅度相同,C,频率相同、相位相同,D,频率相同、相位相同、幅度相同,4,属于频谱的线性搬移过程的有（ ）。,A,振幅调制,B,频率调制,C,相位调制,D,角度解调,5,调幅波的信息包含在它的（ ）。,A,频率变化之中,B,幅度变化之中,C,相位变化之中,6,惰性失真和负峰切割失真是下列哪种检波器特有的失真（）。,A,小信号平方律检波器,B,大信号包络检波器,C,同步检波器,7,在波形上它的包络与调制信号形状完全相同的是（ ）。,A,AM B,DSB C,SSB D,VSB,8,大信号包络检波器只适用于以下哪种调幅波（ ）。,A,VSB B,SSB C,DSB D,AM,9,调幅的描述,（ ）,。,A.,用载波信号去控制调制信号的振幅，使调制信号的振幅按载波信号的规律发生变化。,B.,用调制信号去控制载波信号的振幅，使调制信号的振幅按载波信号的规律发生变化。,C.,用调制信号去控制载波信号的振幅，使载波信号的的振幅随调制信号的规律发生变化。,10,属于频谱的非线性搬移过程的有（）。,A.,振幅调制,B.,调幅波的解调,C.,混频,D.,频率调制,11,用双踪示波器观察到下图所示的波形，此波形是哪种类型的调幅波（ ）。,A,VSB B,SSB,C,DSB D,AM,1,、,一普通,AM,调制器,，,载波频率,，,振幅为,20V,，,调制信号频率为,，,它使输出调幅波的包络振幅为,7.5V,。,求,：,(1),上、下边频,；,(2),调幅系数,；,(3),包络振幅的最大、最小值,；,(4),已调波表达式。,三、计算题,调幅波振幅,2,、,两个已调波电压,判断,为何种已调波，分别计算消耗在单位电阻上的边频功率、平均功率及带宽,。,3,、,普通调幅,AM,、双边带调幅,DSB,、单边带调幅,SSB,的功率有效性、频带的区别？,4.,已知调幅波的表示式为,，并加在阻值为,的负载电阻上。求：,（,1,）调幅系数、载波振幅；,（,2,）载波的频率、频带宽度；,（,3,）载波功率、边频功率。,1,、,在通信系统中为什么要进行调制及解调？模拟调制和解调各有哪些方法？,四、思考题,2,、什么是振幅调制？,3,、什么是调制信号？什么是载波信号？什么是已调信号？,4,、为什么调幅系数在一般情况下不能大于,1,？,5,、,DSB,信号与,AM,信号相比较，有哪些共同点和不,同点？,第六章 习题,填空题,1,、,斜率鉴频器是先将调频信号变换成,_,信号，然后用,_,进行解调得到调制信号。,2,调频有两种方法，分别称为,和,。,3,直接调频的优点是,，间接调频的优点是,。,调频调幅,包络检波器,直接调频,间接调频,频偏大,中心频率稳定度高,选择题,1,、采用频率,振幅变换网络的鉴频器称为,( ),鉴频器。,A.,正交,B.,斜率,C.,脉冲计数式,D.,锁相,2,变容二极管调频器实现线性调频的条件是变容二极管的结电容变化指数,n,为（）。,A,1/3 B,1/2 C,2 D,4,3,某调频波，其调制信号频率,F,1kHz,，载波频率为,10.7MHz,，最大频偏,fm,10kHz,，若调制信号的振幅不变，频率加倍，则此时调频波的频带宽度为,（,）。,A,12kHz B,24kHz C,22kHz D,40kHz,4, 鉴频的描述是（ ）。,A,调幅信号的解调,B,调频信号的解调,C,调相信号的解调,5,直接调频与间接调频相比，以下说法正确的是（）。,A,直接调频频偏较大，中心频率稳定,B,间接调频频偏较大，中心频率不稳定,C,直接调频频偏较大，中心频率不稳定,D,间接调频频偏较大，中心频率稳定,6,单频调制时，调频波的最大频偏,fm,正比于（）。,A,U,B,u,(t,) C,7,、调频的描述是（ ）。,A),用调制信号去控制载波信号的频率，使载波信号的频率随调制信号的规律而变化,B),用载波信号去控制调制信号的频率，使载波信号的频率随调制信号的规律而变化,C),用调制信号去控制载波信号的频率，使调制信号的频率随载波信号的规律而变化,简答,1,、,直接调频和间接调频各有何优缺点？,答：调频波电路,要求载波稳定度高，调制特性线性度好，频偏大小合适。,直接调频优点：原理简单、,频偏较大,；,缺点：频率的稳定度不高。,间接调频优点：,频率的稳定度高,；,缺点：频偏比较小，需要扩展频偏。,2.,什么叫调频？什么叫调相？为什么调频和调相又统称为调角？,答：,调频：载波的角频率随调制信号的大小变化；,调相：载波的相位随调制信号的大小变化。,因为调频和调相都要引起相角的变化，所以统称为调角。,3.,为了产生一个调相波，假设载波信号为 ，调制信号为,，且单位电压产生的相移为 。,求：（,1,）写出瞬时相位 、瞬时角频 率 ；,（,2,）写出该调相波的表达式；,（,3,）单位电阻上消耗的平均功率。,