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《高频电子线路》习题解答周选昌二○○六年九月第一章：选频网络与阻抗变换1-1电容器等效电路和电感线圈等效电路如图P1-1，已知电感线圈L=585uH ，其品质因数1000=Q ，电容器C=200PF ，Ω=M R C 30，将二者串联组成串联谐振电路，要求谐振频率为KHz f 4650=，试求：串联谐振回路的总电感L 0和总电容C 0 串联谐振回路的总谐振电阻r 0 串联谐振回路的品质因数Q e解： 在L 与L r 组成的支路中有： Ω===1.172000Q Lf Q r L πρ将C R 与C 组成的并联支路转换为C r 与C C 的串联支路后的等效电路如图所示。
则有：17530200====C C CC CR f C R R Q πωρ，利用串并互换原则有Ω=≈+=098.011122C CC C C R Q R Q r C C CC X X Q X C ≈+=2111 即pF C C C 200=≈则串联谐振回路的总电感H L L μ5850==，总电容pF C C C 2000==。
串联谐振回路的总谐振电阻Ω=+=+=198.17098.01.170C L r r r 串联谐振回路的品质因数43.992000===r Lf r Q e πρ1-2 现有一电感线圈L=200μH ，1000=Q 。
将其与一可变电容器C 串联后，接于Us=10mV ，f =794KHz 的信号源上。
调节可变电容器C 使回路谐振时，试求：（1）谐振时C 0及谐振电阻r 0。
（2）回路的谐振电流I 0。
（3）电容器C 两端电压Uc 。
LAB图P1-1LABV解：根据题意画出其电路如图所示。
Ω===102000Q Lf Q r L πρpF LC C LC2001120===∴=ωω 。
谐振时回路电流mA r V I LS10==电容两端的电压V V Q Cr V X I U S L S C C 1100==⋅==ω。
(pF)).(L C H)(.QR则L Ω取R Δf f Q (kHz)Δf MHz解：f..159101*********11591014321010010100101010121010990101211362620603670036700=⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯====⨯⨯===⨯-⨯==--ωμω时，产生并联谐振。
C L 或ωC L )当(时，产生串联谐振。
C L 或ωC L )当(时，产生并联谐振。
C L 或ωC L )当解：(22021101220211012202110111311211123======-ωωωR R C L R )LC ωL(j ωR )LC ωLR(j ωC L R C j ωR L j ωR )C j ωL)(R j ω(R 证明：Z =+=-+-++=+++++=-2112111133220020020000)()()()()())()()()())318010404501053514321121535100160512405354501605151431223202222μH .C C L 故采用后一个不合理舍去pF -得C C C 由pF得C C C 由解：=⨯+⨯⨯⨯⨯='+==+=⨯+=+=⨯+--ω。
()()()()mV V Q V V mA .R V I μH ..C L ..R C 解：Q-Sm Com Lom -om om --21210121220510111210100105114321121251010010511432115330312260200126000=⨯⨯====⨯===⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-ωω()()()()()()Ωj ..j .C jR Z Ω.....Q LQ L R pF C pF .L C C C C .V V Q μH .C 解：L X X X X X X X S C 796747102001014321747174710010253101432152102531014322001001025310143211100101025310100101432116312606666000626200122620-=⨯⨯⨯⨯-=-==⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-==→=⨯⨯⨯⨯==+⋅====⨯⨯⨯⨯==------ωωωωω()()()。
第二章 谐振与小信号选频放大电路2.4 解：1212200200100(pF)200200C C C C C ∑⨯===++， 42221212011 2.5410(H)44 3.141010010L f C π--∑==≈⨯⨯⨯⨯⨯。
等效电路如下图所示。
'Lg其中，5061200111.25410(S)250 6.281010010g Q f L π--==≈⨯⨯⨯⨯⨯，22'2210010.05(mS)2005L L L C g p g g C ∑⎛⎫⎛⎫===⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，5350' 1.254100.0510 6.25410(S)L g g g ---∑=+=⨯+⨯=⨯，则有载品质因数为：612052 6.28101001010.06.25410L f C Q g π-∑-∑⨯⨯⨯==≈⨯.第三章 高频功率放大电路3.7 解：（1） 60100(W),1006040(W)0.6OC O C P P P P P η======-=-=，1008(A)12.5C CC P I V ====。
（2）'60'75(W),'''756015(W),0.8OC O C P P P P P η======-=-=。
'401525(W)C C P P -=-=。
3.8 解：集电极电流和输入电压的波形图如下所示：tt00.60.2cos 0.364,69,1.1Bz BB im U V U θθ--==≈≈0120.7A,()0.249,()0.432,()0.269,CM I αθαθαθ=≈≈≈001122()0.70.249A 0.174A,()0.70.4320.302,()0.70.2690.188C CM C m CM C m CM I I I I A A I I A Aαθαθαθ=≈⨯≈=≈⨯≈=≈⨯≈3.10 解：（1）0001(120)0.406,(120)0.536,αα≈≈000max 010C1m max 101(120)1000.40640.6(mA),(120) 1.32(120)1000.53653.6(mA)11(120)0.95 1.3262.7%22C C C c I I g I I g ααηξ=≈⨯=≈=≈⨯===⨯⨯=（2）000011(70)0.253,(70)0.436,(70) 1.73g αα≈≈≈00max 00C1m max 101(70)1000.25325.3(mA),(70)1000.43643.6(mA),11(70)0.95 1.7382.2%22C C C c I I I I g ααηξ=≈⨯==≈⨯===⨯⨯≈3.11 解：05240.256(W),651(W),83.3%6o D CC C c D o c D P P V I P P P P η==⨯==-=-===≈。
高频电子线路简介高频电子线路是一种专门用于处理高频信号的电子线路。
在无线通信、雷达系统、射频识别等领域中，高频电子线路起着至关重要的作用。
本文将介绍高频电子线路的基本原理、设计要点以及常见问题的解答。
基本原理高频电子线路的基本原理是利用高频信号的特性进行信号的放大、滤波、混频等处理。
和低频电子线路相比，高频电子线路在设计上需要考虑更多的因素，比如信号损耗、噪声抑制、信号衰减等。
以下是一些常见的高频电子线路原理：放大器在高频信号处理中，放大器是非常重要的组件。
常见的高频放大器有普通放大器、宽带放大器和差分放大器等。
在设计高频放大器时，需要考虑放大器的增益、带宽、稳定性以及非线性失真等指标。
滤波器滤波器被广泛应用于高频电子线路中，用于去除不需要的频率分量。
常见的滤波器有低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
在设计滤波器时，需要选择合适的滤波器类型，并根据系统要求选择合适的截止频率。
混频器混频器用于将一个信号的频率转换到另一个频率，常用于射频信号的调频和解调。
在高频电子线路中，混频器的设计非常复杂，需要考虑混频器的转换损耗、抑制副本通道等因素。
设计要点设计高频电子线路需要注意以下几个要点：1.信号损耗：在高频范围内，信号的传输会引起较大的损耗，因此需要采取一些措施来降低信号损耗，比如使用合适的传输介质和优化信号传输路径。
2.噪声抑制：噪声是高频电子线路中一个重要的问题，会对信号的质量和可靠性造成影响。
需要采用合适的降噪技术，比如使用低噪声放大器和滤波器等。
3.信号衰减：高频信号在传输过程中会衰减，需要进行补偿。
可以通过增加放大器的增益、使用衰减补偿器等方法进行信号补偿。
4.阻抗匹配：阻抗匹配是高频电子线路中一个重要的设计技巧，可以提高信号的传输效率。
需要采用合适的匹配网络来匹配电路的输入和输出阻抗。
常见问题解答1. 为什么高频电子线路需要考虑信号衰减？答：高频信号的频率较高，传输过程中会遇到较大的衰减。
高频电子线路_高瑜翔_gyx_答案2.3解: 设放大电路的选频电路由简单LC 并联回路构成.则LC 回路谐振频率465kHz,为满足带宽要求,回路的品质因数应为5810810465337.0≈⨯⨯==BW f Q o L 此回路谐振电阻为5.922==C f Q R o Lπ (k Ω) 改为1992L o Q R f Cπ== (k Ω)回路未接电阻时固有谐振电阻为1592≈=Cf Q R o oo π (k Ω)改为3422oo o Q R f Cπ=≈ (k Ω)因此需并联电阻为221=-=RR RR R o oL (k Ω)改为476oL o RR R R R==- (k Ω)2.4解:为计算简化,这里1R 与电容2C 的容抗之比π221=C X R 较大,可采用部分接入法公式 )(1002121pF C C C C C =+=∑电感 )(253.0)2(12mH C f L o ≈=∑π接入系数 P=5.0212=+C C C1R 在两端等效为)(2021Ω==k PR R T 电感固有品质因数50,对应的固有谐振电阻)(58.792Ω≈=∑k C f Q R o oo π端等效电阻为)(16Ω≈+k R R R R oT oT有载品质因数10101623=⨯⨯=∑C f Q o L π习 题3.1 高频功率放大器的主要作用是什么?应对它提出哪些主要要求？答：高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。
要求具有高效率和高功率输出。
3.2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载？若回路失谐将产生什么结果？若采用纯电阻负载又将产生什么结果？答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c 为电流脉冲，负载必须具有滤波功能，否则不能获得正弦波输出。
若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。
若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。
3.3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的？各有什么特点？答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态，在临界线左方时高频功放工作于过压状态。
欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。
临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高。
过压状态下，负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。
3.4 分析下列各种功放的工作状态应如何选择？ (1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加到基极或集电极时，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信号时，应如何选择功放的工作状态？答：(1) 当调制的音频信号加到基极时，选择欠压状态；加到集电极时，选择过压状态。
(2) 放大振幅调制信号时，选择欠压状态。
、 (3) 放大等幅度信号时，选择临界状态。
3.5 两个参数完全相同的谐振功放，输出功率P o 分别为1W 和0.6W ，为了增大输出功率，将V CC 提高。
结果发现前者输出功率无明显加大，后者输出功率明显增大，试分析原因。
若要增大前者的输出功率，应采取什么措施？答：前者工作于欠压状态，故输出功率基本不随V CC 变化；而后者工作于过压状态，输出功率随V CC 明显变化。
在欠压状态，要增大功放的输出功率，可以适当增大负载或增大输入信号。
3.6 一谐振功放，原工作于临界状态，后来发现P o 明显下降，ηC 反而增加，但V CC 、U cm 和u BEmax 均未改变（改为：V CC 和u BEmax 均未改变，而U cm 基本不变（因为即使Ucm 变化很小，工作状态也可能改变，如果Ucm 不变，则Uce 不变，故工作状态不应改变）），问此时功放工作于什么状态？导通角增大还是减小？并分析性能变化的原因。
答：工作于过压状态（由于Ucm 基本不变，故功率减小时，只可能负载增大，此时导通角不变）；导通角不变3.7 某谐振功率放大器，工作频率f =520MHz ，输出功率P o =60W ，V CC =12.5V 。
(1) 当ηC =60%时，试计算管耗P C 和平均分量c0I 的值；(2) 若保持P o 不变，将ηC 提高到80%，试问管耗P C 减小多少？解：(1) 当ηC =60%时，W P P CD 1006.060===η W P P P D C 40601000=-=-=A V P I CC D C 85.121000===(2) 若保持Po 不变，将ηC 提高到80%W P P CD 758.060===η W P P P D C 1560750=-=-=3.8 谐振功率放大器电路如图3.1(c)所示，晶体管的理想化转移特性如题3.8图所示。
已知：BB 0.2V V =，i 1.1cos ()u t V ω=，回路调谐在输入信号频率上，试在转移特性上画出输入电压和集电极电流波形，并求出电流导通角θ及c0I 、c1m I 、c2m I 的大小。
u BE /V0.20.40.60.80.6 1.2i C /A解：由V t u V u i BB BE ωcos 1.12.0+=+=，可作出它的波形如图(2)所示。
根据u BE 及转移特性，在图中可作出i C 的波形如题图3.8(s)。
由于t=0时，BE BE max (0.2 1.1)=1.3,u u V V ==+则max 0.7C i A =。
因为()cos im BE on BB U U V θ=-，所以BE(on)BBim0.60.2cos 0.364,1.1U V U θ--===则得 69θ=︒由于0(69)0.249α︒=，1(69)0.432α︒=，2(69)0.269α︒=，则题3.8图题3.8(s)图00max 11max 22max (69)0.2490.70.174(69)0.4320.70.302(69)0.2690.70.188c C c m C c m C I i A I i A I i Aααα=︒=⨯==︒=⨯==︒=⨯= 3.9 谐振功率放大器工作在欠压区，要求输出功率P o =5W 。
已知V CC =24V ，V BB = V BZ ，R e =53Ω，设集电极电流为余弦脉冲，即⎩⎨⎧≤>ω=0u 00u t cos i i i i Cmax C试求电源供给功率P D ，集电极效率ηC 。
解： 90=θ，5.0319.010==αα，A R P I I R P e m c e m c 434.0535222101201=⨯==⇒=A I i mc C 868.05.0434.011m ax ===α A i I C C 277.0319.0868.00m ax 0=⨯==α W I V P C CC D 65.6277.0240=⨯==%7565.650===D C P P η 3.10 已知集电极电流余弦脉冲max 100mA C i =，试求通角120θ=︒，70θ=︒时集电极电流的直流分量0c I 和基波分量1c m I ；若CC 0.95cm U V =，求出两种情况下放大器的效率各为多少？ [解] (1) 120θ=︒，0()0.406αθ=，1()0.536αθ=%7.6295.0406.0536.021)()(216.53100536.0,6.40100406.00110=⨯⨯=⨯⨯==⨯==⨯=cc cm c m c c V U mAI mA I θαθαη(2) 70θ=︒，0()0.253αθ=，1()0.436αθ=010.25310025.3mA,0.43610043.6mA 10.4360.9581.9%20.253c c m c I I η=⨯==⨯==⨯⨯=3.11 已知谐振功率放大器的CC 24V V =，C0250mA I =，5W o P =，cm CC 0.9U V =，试求该放大器的D P 、C P 、C η以及c1m I 、max C i 、θ。
解： 00.25246W D C CC P I V ==⨯=1651W583.3%62250.463A 0.924C D o o C D o c m cm P P P P P P I U η=-=-====⨯===⨯11()220.833 1.85,.50?09CC C cm V g U θθη==⨯⨯=︒= 0max 00.25 1.37()0.183C C I i A αθ=== 3.12 试画一高频功率放大器的实际电路，要求： (1) 采用PNP 型晶体管，发射极直接接地； (2) 集电极并联馈电，与谐振回路抽头连接； (3) 基极串联馈电，自偏压，与前级互感耦合。
解：（略）3.13 谐振功率放大器电路如题3.13图所示，试从馈电方式，基极偏置和滤波匹配网络等方面，分析这些电路的特点。
解：(a) 1V 、2V 集电极均采用串联馈电方式，基极采用自给偏压电路，1V 利用高频扼圈中固有直流电阻来获得反向偏置电压，而2V 利用B R 获得反向偏置电压。
输入端采用L 型滤波匹配网络，输出端采用∏型滤波匹配网络。
(b) 集电极采用并联馈电方式，基极采用自给偏压电路，由高频扼流圈B L 中的直流电阻产题3.13图生很小的负偏压，输出端由23L C ，345C C C 构成L 型和T 型滤波匹配网络，调节34C C 和5C 使得外接50欧负载电阻在工作频率上变换为放大器所要求的匹配电阻，输入端由1C 、2C 、1L 、6C 构成T 和L 型滤波匹配网络， 1C 用来调匹配，2C 用来调谐振。
3.14 某谐振功率放大器输出电路的交流通路如图T3.3所示。
工作频率为2 MHz ，已知天线等效电容C A =500pF ，等效电阻8A r =Ω，若放大器要求80e R =Ω，求L 和C 。
LC A CR er A解：先将L 、A C 等效为电感A L ，则A L 、C 组成L 形网络，如题3.14(s)图所示。
由图可得801138e e A R Q r =-=-= 由图又可得/e A A Q L r ω=，所以可得6622122626381.9110 1.91μH 2π210111 1.91μH 12.122μH 311298710F 2987pF (2π210) 2.12210e AA A A e A Q r L H L L Q C L ωω---⨯===⨯=⨯⨯⎛⎫⎛⎫'=+=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭===⨯='⨯⨯⨯⨯ 因为1A AL L C ωωω=-，所以 6262126111.9110(2π210)5001014.5910H 14.59μHA A L L C ω---=+=⨯+⨯⨯⨯⨯=⨯=3.15 一谐振功率放大器，要求工作在临界状态。
