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高频电子线路课后题

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高频电子线路课后题

f 0=465 kHz .B 0.707=8kHz ,回路电容 C=200pF , Q L 值。若电感线圈的 Q O =100,问在回路上应并联多大

的电阻才能

答:回路电感为 0.586mH, 有载品质因数为 58.125, 这时

需要并联 236.66k Ω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 的变化范围为 12~260 pF , Ct 为微调电

容,要求此回路的调谐范围为 535~1605 kHz ,求回路电感 L 和 C t 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 2- 2 图

根据已知条件,可以得出:

回路总电容为 1605 10 C C C t ,因此可以得到以下方程组 1 535 10 3

min

1 2 LC max 2 L(12 10 12 C t ) 1 122-1 对于收音机的中频放大器,其中心频

率 试计算回路电感和 满足要求。 解 2-1 :

因为: 所以: 由f 0

由B Q L

R 0

Q

L

R L

2 LC

得:

1

1

2

2 2 6 12

2 f 0)2C 4 2 4652 106 200 10 12

10

6

2

0.586mH

4652 200

42

0.707

B

0.707

Q

C

0C g

Q

Q L Q 0L

得:

465 103

58.125

8 103

2 465

100 103 200

10

12

2

10

9

171.22k

465 2

C

g 0 g L

1)R 0

Q

1

R 0

R L

Q L Q 0 Q L R

58.125 100 58.125

171.22 237.66k

1

1605

260 10

12

C t

260 12

10

12

C t

9

535 12 10

12

C

t

12

12

10 12

C t

9

8C t

260

10

12

9 12

10

12

解 2-3

2

(2 f 0)2

C

1

6 2 12 0.317mH

(2 106 )2

80 10 12

负载R L 接入系数为 p=C 1

C

1

C

2

400

0.8 500

折合到回路两端的负载电阻为 R L

R

L

2 p 2

2 3.125k

0.64

回路固有谐振阻抗为 R 0 2 Q

有载品质因数 Q L

1

R 0

R

L

Q 0 f 0C 100

100

6 12

6.28 106

80 10

12

1.546

199 3.125

199k

C t

260 8

108

10 12

19pF

2 535 103

)(2

260 19)10

-12

6

106

答:电容 Ct 为311499p 4F 2,3电43感5 L 为

00..33117755m

m H H.

2- 3 图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐振频率

L 。若 Q 0=100 ,R L =2k Ω,求回路有载 Q L 值。

路电感 f

=1MHz ,C 1=400 pf ,C 2=100 pF 求回

C 1C

2

C

1 C 2

1 40000

80pF, 500

题 2- 3

答:回路电感为 0.317mH, 有载品质因数为 1.546

2- 4 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 2-4 : 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 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 C oe 、C ie 、g ie 、g oe 、y fe 、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。

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

E C 、 E b 、 U b 、 R L

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

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 U b ,集电极电流 I c1 和电压振幅 U C 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 I c1 和电压振幅 U C 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 I c1增大, I C0也增大,但电压振幅 U C 减小不大,因此 输出

功率上升。

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, 高。

?当单独改变

?当单独改变 ?当单独改变

?当单独改变 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 R L

时, E C 时, E 时, 随着 随着 随着 随着 R L 的增大,工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。 E C 的增大,工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。

E b 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。 U 的增大,工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。

4. 增大集电极电源电压,I c1、I C0和U C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P CM的要求,提高安全可靠性。

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。

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:T ( j ) 1,即T(j()T)12n振幅条件

n 0,1,2 ....... 相位条件.

平衡条件:T(j ) 1,即T(j()T)12n振幅条件

n 0,1, 2 ........ 相位条件

稳定条件:

U i U i U iA

振幅稳定条件

相位稳定条件

4- 2 试从相位条件出发,判断图示交流等效电路

中,振荡的属于哪种类型振荡器?

哪些可能振荡,哪些不可能振荡。能

题4-2 图

答4-2

(a) 可能振荡,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f01

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f03

题4-4 图

解4-4 改正过的电路图如下

4-8 在图示的电容三端式电路中,试求电路振荡频率和维持振荡所必须的最小电压增

益。解4-8

题4-8 图

6-1 已知载波电压u c=U C sinωC t,调制信号如图所示,

C2C1 30000 = 75pF

回路总电容C =

C2+ C1400

1

振荡频率f1 f0 =

1 0

2 LC

1

2 50 10 6 75 10 12 当以

u ce作为放大器的输出时,反馈系

数K F =C1

F C2

2.6MHz

要维持振荡,应满足K K F 1,

即K= K1F C C12 130000 3

f C>>1/T Ω。分别画出m=0.5 及m=1

两种情况下所对应的

AM 波波形以及DSB 波波形。

6-2 某发射机输出级在负载R L=100 Ω上的输出信号为u0(t)=4(1-0.5cos Ω t)cosω c t V。求总的输出功率P av、载波功率P c 和边频功率P 边频。

解6-2

显然,该信号是个AM 调幅信号,且m=0.5, 因此

6P-边3频试用P相av乘器P、C相加0器.0、9滤波0器.0组8成产0生.0下1列W信号的框图(1)AM 波;(2)DSB 信号;

(3)SSB 信号。

解6-3

P C

R L U C2

2 2 100 0.08W

P av P C 1 0.08 1

0.52

0.09W

常数(直流)

u

Ω

(t

)=U Ω cosΩt,载波电压u C=U C cosω c t ,且ωc>>

Ω ,U C>>U Ω,二极管V D1和V D2的伏安特性相同,均为从原点出发,斜率为g D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。

题6-4 图

解6-4

i2

i2

i La i1

i Lb i1

g D K (

4 g D

g D K( c t)(u c

t)(u c

cos c t

u)

4

cos3

3

2g D U

2g D U c

u ) g D K(

c t

c t

cos

)(u c u )

c t U cos t

)t cos( c )t

1

)t cos(3 c

3c

cos(

1

cos(3 c

3c

21 cos2 2t cos4 2t

)t

3

2

3

2

u

+X

u u C

u DSB u

X X滤波器

6- 4 在图示的各电路中,调制信号

u SSB

i Lc i1 i2

g D K(

g D K (

4

g D K( c t)(u c t)

K( c t )

c t)u

u c)g D K( c t

K( c t)

g D

)(u

K(

u c) c t ) u c

g D cos c t

2g D U

cos( c

1

cos(3 c

3c

g D u c

4

cos3

3

)t

c t

cos(

)t

U cos

)t

c1

cos(3 c 3c

)t

g D U c cos c t

g D U c cos c t

i Ld i1 i 2g D K(c t)(u c u ) g D K(c t)(u c u )

2g D K(c t)u c

2

cos

2

cos3 c t 3c DSB 调幅c的奇次谐波与Ω的和频与差频分量,以及ω c

的偶次谐波分量。c 的基频分量。

2g D 12

2 所以,(b)和而且在(b)中,包含了ω 在(c)中,包含了

ω c 的奇次谐波与Ω的和频与差频分量,以及ω

c t

c)能实现

U c cos c t

6-14 检波电路如图所示,其中u s=0.8(1+0.5cosΩt)cosωC tV,F=5kHz, f C=465kHz,r D=125 Ω . 试计算输入电阻R i 、传输系数K d,并检验有无惰性失真及底部切削失真。

根据已知条件,得

10 4.7

R 3.2k

4.7 10

因此,输入阻抗为R i

电流通角:

R

1.6k

2

3 125 o

3

336o

4.7 103

检波效率:

因为RC

3 3R r D

K d cos36o

3.2 1030.01 10 632 10 6S

0.81

6

1 m

2

1 0.53

2 0.7548 10 6 RC,

2 5 1030.5 15700

故不产生惰性失真。

10

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u1、u2 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f0、带宽B 如何计算?

解6-24

设输出滤波器的谐振频率为f0,调制信号最高频率为F max。当满足U2>>U 1的条件下,输出电流i L=2g D K(ω2t)u1,因此:

(1)将u1,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,f 0=f C,带宽为2 倍的调制信号最高频率,B0.7=2F max,即输入信号的带宽。(2)将u1,加调制信号,u2,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,f0=f C,B0.7=2F max。SSB调制时,B 0.7=F max.- F min.≈F max, 中心频率f0=f C+0.5( F ma x+ F min)。(3)将u1,加调幅信号,u2,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f H> F max. 。

(4)将u1,加正弦信号信号,u2 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u1,加调幅信号,u2,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,f 0=f I=f L-f C,带宽为2 倍的调制信号最高频率,B0.7=2F max.,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。调制信号为频

谱分布如图中所示。试画出图中各方框输出端的频谱图。

300~3000 HZ 的音频信号,其

7-1 角调波 u ( t )=10cos (2 ⅹ106

t + 10cos2000πt )(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,

2000 rad /S ,F =1000 Hz , (t) 10cos 2000 t

7-2 调制信号 u Ω=2cos2πⅹ 103

t + 3cos3π*10 3

t ,调频灵敏度 k f =3kHZ/V ,载波信号为 u c =5cos2πⅹ 107

t (V) ,试写出此 FM 信号表达式。

解 7-2 由题意可知:

333

(t) 2 k f u 2 3 103 2cos2 103t 3cos3 103

t

3 3 3 3

12 103 cos2 103 t 18 103 cos3 103t t

(t) (t)dt

0 5

f / MHz

20

f / MHz

(1)最大频偏

d (t) dt d 10cos2000 t

dt 2 104

sin 2000 t 2 10

4

rad /s,

4

104

Hz

(2)最大

相偏

(3)信号m

B S

m P 10rad 3

2( f m F ) 2(10 1) 103

(4)因为调角波的功率就等 于载波功率,所以 22kHz

U C 2

P 2R L (5)因为题中没给出调制信号的形式,因此无

法判定它是

102

50 W

2

FM 还是PM 信

号。

题 6-25 图

解 6-25 各点频谱如下

5

7- 3 调制信号如图所

示。

题7-3 图

(1) 画出FM 波的△ω (t) 和△φ (t) 曲线;( 2)画出PM 波的△ω (t) 和△φ (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

信号(a)在FM 时,

它们的频率为线性

变化,称为线性调

频或扫频信号;

t

由于(t) (t)dt

0 的积分限不

定,所以我(的t) 波形实际上可

沿纵坐标上下移动;

(a)

(b)

(c)DSB 信号的方法产生PM(或PSK )信号。

信号(b)在PM时,它

们的频率为线性变化,

信号(c)可以认为是数字信号,

因此实现的调制为数字调制,又

2PSK 。

相同,故在数字调制中,可用产生

因为是二元信号,对它进行FM

和PM 分别称为2FSK 和

PM 信号的波形与DSB 信号的波形

称为线性调频或扫频

信号;

7-4 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UΩ加倍,频率不变,带宽是多少?若UΩ不变,频率增大一倍,带

宽如何?若U Ω和频率都增大一倍,带宽又如何?

解7-4

根据题意,已知

C 100MHz, F 5kHz, f m 50kHz

(1) B s 2( f m F ) 2(50 5) 110kHz

(2) 当U 加倍时,因为f m正比于U ,所以f m也加倍,调频指数m f 增大一倍。

B s 2( f m F ) 2(100 5) 210kHz

(3) 当U 不变时,F加倍时,最大频偏不变,但调频指数m f 减小一倍,所以带宽

B s 2( f m F ) 2(50 10) 120kHz

(4) 当U 、F 都加倍时,最大频偏加倍,但调频指数m f不变,所以带宽为

B s 2( f m F ) 2(100 10) 220kHz

7-6 有一个AM 和FM 波,载频均为1MHz ,调制信号均为υ Ω(t)=0.1sin(2πⅹ 103t) V。FM灵敏度为k f =1kHz/V ,动态范围大于20 V 。( 1)求AM 波和FM 波的信号带宽; (2)若υΩ(t)=20sin(2π*10 3t) 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=1000Hz

AM 调幅时,信号带宽为B=2F=2 ⅹ 1000=2000Hz 。

FM 调制时,

Δf m=0.1k f=100Hz, 则调频信号带宽为B S=2(Δf m+F)= 2(100+1000)=2200Hz.

(2) 若υ Ω (t )=20sin(2 π*10 3t),则:

AM 调幅时,信号带宽仍然B=2F=2 ⅹ1000=2000Hz 。但在FM 调制时,Δ f m=20k f=20Hz, 则调频信号带宽为B S=2(Δf m+F)= 2(20+1)=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

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