高频电子线路 阳昌汉 第四章 习题答案
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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。
4-1 如图是用频率为1 000 kHz 的载波信号同时传输两路信号的频谱图。
试写出它的电压表达式,并画出相应的实现方框图。
计算在单位负载上的平均功率P av 和频谱宽度BW AM 。
解:(1)为二次调制的普通调幅波。
为二次调制的普通调幅波。
第一次调制:调制信号:F = 3 kHz 载频:f 1 = 10 kHz ,f 2 = 30 kHz第二次调制:两路已调信号叠加调制到主载频f c = 1000 kHz 上。
上。
令 W = 2p ´ 3 ´ 103 rad/sw 1 = 2p ´ 104rad/sw 2= 2p ´ 3 ´ 104rad/s w c = 2p ´ 106rad/s第一次调制:v 1(t ) = 4(1 + 0.5cos W t )cos w 1tv 2(t ) = 2(1 + 0.4cos W t )cos w 2t第二次调制:v O (t ) = 5 cos w c t + [4(1 + 0.5cos W t )cos w 1t + 2(1 + 0.4cos W t )cos w 2t ] cos w c t= 5[1+0.8(1 + 0.5cos W t )cos w 1t + 0.4(1 + 0.4cos W t )cos w 2t ] cos w c t (2) 实现方框图如图所示实现方框图如图所示(3) 根据频谱图,求功率。
根据频谱图,求功率。
○1 载频为10 kHz 的振幅调制波平均功率的振幅调制波平均功率 V m01 = 2V ,M a1 = 0.5W 5.4)211(2W 22121a 01av1201m 01=+===M P P V P ;○2 f 2 = 30 kHz V m02 = 1V ,M a2 = 0.4W 08.1)211(2W 5.02122a 02av2202m 02=+===M P P V P ; ○3 主载频f c = 1000 kHz V m0 = 5VW 5.122120m 0==V P总平均功率P av = P 0 + P av1 + P av2 = 18.08 W ○4 BW AM 由频谱图可知F max = 33 kHz得BW AM = 2F = 2(1033 -1000) = 66 kHz4-3 试画出下列三种已调信号的波形和频谱图。
高频电子线路第二版阳昌汉课后答案高频电子线路:是电子、通信类各专业的一门主要技术基础课,课程目的是通过对高频条件下电子元器件和特性参数的再认识,以及对选频传输网络、高频小信号谐振放大、高频谐振功率放大、非线性器件的应用、信号的调制与解调、频谱变换技术和锁相环技术等的教学,使学生掌握基本的高频电路(非线性电子线路或通信电子线路)特点、结构、原理和分析方法。
为后续专业课程打下必要的基础与低频区别1:电路的工作频率由频谱低端向频谱高端发展和延伸。
它是频谱资源开发与通信电子工程应用的必然。
2:电路的工作状态由线性主导状态变为非线性主导状态。
主要研究对象转为非线性器件的特性、分析方法与应用。
3:随着电路的工作频率变高,电路中分布参数的影响越发突出,器件的几何形状、工艺和结构要求也出现新的特殊性和复杂性。
4:现代通信系统中,除了在信道的收发端点上,无法离开传统的高频硬件电路之外,系统的整个中间过程基本上可用微电脑和软件来实现。
重点应该放在对高频电子线路的基本概念、物理模型、数学模型以及基本分析方法的掌握其任务主要是解决工作频率大约在1GHz 范围内的电子线路在信号处理、通信等方面所涉及的原始信息换能、信道资源共享(即频谱搬移与变换即调制与解调、频分复用)、高频功率发送、高频微弱信号选择接收等方面的基本理论和技术问题。
在上述的高频范围内,电子技术应用主要涉及高频电子元器件;选频传输网络;高频小信号的选择性放大;高频(RF)功率放大;标准载波信号产生;频谱变换、频谱搬移技术(信号的调制与解调)锁相环及频率合成技术等七个方面内容高频电路基础(高频器件、选频网络及应用)1、从高频的角度重新审视过去熟识的基本元器件和认识新器件。
例如:(1)电阻、电容、(变容二极管)电感11(2)传输线、传输线变压器(3)中介回路(可涉及天线如线天线、面天线和微带天线等)的基本概念2、熟知LC并联谐振网络及其选频特性在高频电路中的作用。
第二章 高频电路基础2-1对于收音机的中频放大器,其中心频率f 0=465 kHz .B 0.707=8kHz ,回路电容C=200pF ,试计算回路电感和 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满足要求。
解2-1: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。
2-5 一个5kHz 的基频石英晶体谐振器, C q =2.4X10-2pF C 0=6pF ,,r o =15Ω。
求此谐振器的Q 值和串、并联谐振频率。
解2-5:答:该晶体的串联和并联频率近似相等,为5kHz ,Q 值为88464260。
2-7 求如图所示并联电路的等效噪声带宽和输出均方噪声电压值。
设电阻R=10k Ω,C=200 pF ,T=290 K 。
解:答:电路的等效噪声带宽为125kHz ,和输出均方噪声电压值为19.865μV2.2-10 接收机等效噪声带宽近似为信号带宽,约 10kHz ,输出信噪比为 12 dB ,要求接收机的灵敏度为 1PW ,问接收机的噪声系数应为多大? 解2-10:根据已知条件答:接收机的噪音系数应为32dB 。
第三章 高频谐振放大器3-4 三级单调谐中频放大器,中心频率f 0=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Q L 值。
解3-4: 设每级带宽为B 1,则:答:每级带宽为15.7kHz,有载品质因数为29.6。
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f o =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B 1,则:0226120611244651020010100.5864465200f L f C mHπππ-==⨯⨯⨯⨯=≈⨯⨯2由()03034651058.125810LL 0.707f Q f Q B =⨯===⨯0.707由B 得:900312000000000010010171.222465102001024652158.1251171.22237.6610058.125L LLL L L L Q R k C C C Q Q R g g g R Q Q R R R k Q Q Q ΩωππωωΩ∑-===≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯===++=-==⨯≈--因为:所以:()0q q0q 00q0q 093120q C C 60.024C 0.024pF C C C 60.024f f f 0.998f 4.99kHz C 11122C 1110Q 884642602f Cr 25100.0241015 3.6-⨯==≈=++==≈=⎛⎫++ ⎪⎝⎭====ππ⨯⨯⨯⨯⨯π总电容串联频率品质因数20220002064121),11|()|11()11arctan(2)1(2)211101254410200108RH R j CR j C R H j df df H CR df fCR fCR CR kHz CR ωωωωωπππ∞∞∞∞-===++=+==+====⨯⨯⨯⎰⎰⎰0n 网络传输函数为H(j 则等效噪音带宽为B =22202343214444 1.3710290101251019.865()n n n n kTGB H kTB R kTRB R V μ-====⨯⨯⨯⨯⨯⨯=输出噪音电压均方值为U 121212234061015.85101015.8515.85 1.3710290101015883215.85 1.3729o i i F o S N S N kTB N S N dB---=====⨯⨯⨯⨯=≈≈⨯⨯。
..高频电子线路习题集第一章 绪论1-1 画出无线通信收发信机的原理框图,并说出各部分的功用。
答:上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图,它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。
发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器(不一定必须)、功率放大器和发射天线组成。
低频音频信号经放大后,首先进行调制后变成一个高频已调波,然后可通过变频,达到所需的发射频率,经高频功率放大后,由天线发射出去。
接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。
由天线接收来的信号,经放大后,再经过混频器,变成一中频已调波,然后检波,恢复出原话筒扬声器来的信息,经低频功放放大后,驱动扬声器。
1-2 无线通信为什么要用高频信号?“高频”信号指的是什么?答:高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。
采用高频信号的原因主要是:(1)频率越高,可利用的频带宽度就越宽,信道容量就越大,而且可以减小或避免频道间的干扰;(2)高频信号更适合电线辐射和接收,因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时,才有较高的辐射效率和接收效率,这样,可以采用较小的信号功率,传播较远的距离,也可获得较高的接收灵敏度。
1-3无线通信为什么要进行凋制?如何进行调制?答:因为基带调制信号都是频率比较低的信号,为了达到较高的发射效率和接收效率,减小天线的尺寸,可以通过调制,把调制信号的频谱搬移到高频载波附近;另外,由于调制后的信号是高频信号,所以也提高了信道利用率,实现了信道复用。
调制方式有模拟调调制和数字调制。
在模拟调制中,用调制信号去控制高频载波的某个参数。
在调幅方式中,AM普通调幅、抑制载波的双边带调幅(DSB)、单边带调幅(SSB)、残留单边带调幅(VSSB);在调频方式中,有调频(FM)和调相(PM)。
在数字调制中,一般有频率键控(FSK)、幅度键控(ASK)、相位键控(PSK)等调制方法。
高频电子线路参考答案第2章 小信号选频放大器2.1 已知并联谐振回路的1μH,20pF,100,L C Q ===求该并联回路的谐振频率0f 、谐振电阻p R 及通频带0.7BW 。
[解] 90-612110.035610Hz 35.6MHz 2π2π102010f LCH F-===⨯=⨯⨯6312640.71010022.4k 22.361022.36k 201035.610Hz35.610Hz 356kH z100p HR Q Ff BW Q ρρ--===Ω=⨯Ω=Ω⨯⨯===⨯=2.2 并联谐振回路如图P2.2所示,已知:300pF,390μH,100,C L Q ===信号源内阻s 100k ,R =Ω负载电阻L 200k ,R =Ω求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
[解] 011465kHz 2π2π390μH 300PFf LC≈==⨯0.70390μH100114k Ω300PF////100k Ω//114.k Ω//200k Ω=42k Ω42k Ω42k Ω371.14k Ω390μH/300 PF/465kHz/37=12.6kHzp e s p Lee e R Q R R R R R Q BWf Q ρρ===========2.3 已知并联谐振回路的00.710MHz,C=50pF,150kHz,f BW ==求回路的L 和Q 以及600kHz f ∆=时电压衰减倍数。
如将通频带加宽为300 kHz ,应在回路两端并接一个多大的电阻? [解] 6262120115105μH (2π)(2π1010)5010L H f C --===⨯=⨯⨯⨯⨯ 6030.7101066.715010f Q BW ⨯===⨯2236022*********.78.11010p oU f Q f U ••⎛⎫⎛⎫∆⨯⨯=+=+= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭当0.7300kHz BW =时6030.746120101033.33001033.31.061010.6k 2π2π10105010e e e ef Q BW Q R Q f C ρ-⨯===⨯====⨯Ω=Ω⨯⨯⨯⨯而471266.72.131021.2k 2π105010p R Q ρ-===⨯Ω=Ω⨯⨯⨯ 由于,p e pRR R R R =+所以可得10.6k 21.2k 21.2k 21.2k 10.6k e p p eR R R R R Ω⨯Ω===Ω-Ω-Ω2.4 并联回路如图P2.4所示,已知:360pF,C =1280μH,L ==100,Q 250μH,L = 12=/10,n N N =L 1k R =Ω。
高频电子线路试题库及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)第二章选频网络1、LC串联电路处于谐振时,阻抗( B )。
A、最大B、最小C、不确定2、LC并联谐振电路中,当工作频率大于、小于、等于谐振频率时,阻抗分别呈( B )。
A、感性容性阻性B、容性感性阻性C、阻性感性容性D、感性阻性容性3、在LC并联电路两端并联上电阻,下列说法错误的是( D )A、改变了电路的谐振频率B、改变了回路的品质因数C、改变了通频带的大小D、没有任何改变第三章高频小信号放大器1、在电路参数相同的情况下,双调谐回路放大器的通频带与单调谐回路放大器的通频带相比较AA、增大B减小 C 相同 D无法比较2、三级相同的放大器级联,总增益为60dB,则每级的放大倍数为( D )。
A、10dBB、20C、20 dBD、103、高频小信号谐振放大器不稳定的主要原因是( C )(A)增益太大(B)通频带太宽(C)晶体管集电结电容C b’c的反馈作用(D)谐振曲线太尖锐。
第四章非线性电路、时变参量电路和混频器1、通常超外差收音机的中频为( A )(A)465KH Z (B)75KH Z (C)1605KH Z (D)10.7MH Z2、接收机接收频率为f c,f L>f c,f I为中频频率,则镜象干扰频率为( C )(A)f c>f I (B)f L+f c (C)f c+2f I(D)f c+f I3、设混频器的f L >f C,即f L =f C+f I ,若有干扰信号f n=f L+f I,则可能产生的干扰称为( D )。
(A)交调干扰(B)互调干扰(C)中频干扰(D)镜像干扰4、乘法器的作用很多,下列中不属于其作用的是( D )A、调幅B、检波C、变频D、调频5、混频时取出中频信号的滤波器应采用( A )(A)带通滤波器(B)低通滤波器(C)高通滤波器(D)带阻滤波器6、频谱线性搬移电路的关键部件是( B )(A)相加器(B)乘法器(C)倍频器(D)减法器7、在低电平调幅、小信号检波和混频中,非线性器件的较好特性是( C )A、i=b0+b1u+b2u2+b3u3B、i=b0+b1u+b3u3C、i=b2u2D、i=b3u38、我国调频收音机的中频为( D )(A)465KH Z (B)455KH Z (C)75KH Z (D)10.7MH Z9、在混频器的干扰中,组合副波道干扰是由于 ----------- 造成的。
思考题与习题4.1 按照电流导通角θ来分类,θ=180度的高频功率放大器称为甲类功放,θ>90度的高频功放称为甲乙类功放,θ=90度的高频功率放大器称为乙类功放,θ<90度的高频功放称为丙类功放。
4.2 高频功率放大器一般采用LC谐振回路作为负载,属丙类功率放大器。
其电流导通角θ<90度。
兼顾效率和输出功率,高频功放的最佳导通角θ= 60~70 。
高频功率放大器的两个重要性能指标为电源电压提供的直流功率、交流输出功率。
4.3 高频功率放大器通常工作于丙类状态,因此晶体管为非线性器件,常用图解法进行分析,常用的曲线除晶体管输入特性曲线,还有输出特性曲线和转移特性曲线。
4.4 若高频功率放大器的输入电压为余弦波信号,则功率三极管的集电极、基极、发射极电流均是余弦信号脉冲,放大器输出电压为余弦波信号形式的信号。
4.5 高频功放的动态特性曲线是斜率为1-的一条曲线。
R∑υ对应的静态特性曲线的交点位于放大区就4.6对高频功放而言,如果动态特性曲线和BEmaxυ称为欠压工作状态;交点位于饱和区就称为过压工作状态;动态特性曲线、BEmax 对应的静态特性曲线及临界饱和线交于一点就称为临界工作状态。
V由大到小变化时,4.7在保持其它参数不变的情况下,高频功率放大器的基级电源电压BB功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。
高频功放的集电极V(其他参数不变)由小到大变化时,功放的工作状态由过压状态到电源电压CCV(其它参数不变)由小临界状态到欠压状态变化。
高频功放的输入信号幅度bm到大变化,功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。
4.8 丙类功放在欠压工作状态相当于一个恒流源;而在过压工作状态相当于一个恒压源。
集电极调幅电路的高频功放应工作在过压工作状态,而基级调幅电路的高频功放应工作在欠压工作状态。
发射机末级通常是高频功放,此功放工作在临界工作状态。
4.9 高频功率放大器在过压工作状态时输出功率最大,在弱过压工作状态时效率最高。