高频电子线络第三版习题解
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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。
[2.2]试定性分析图2-1所示电路在什么情况下呈现串联谐振或并联谐振状态。
由图可得(1) 当L1,C1;L2,C2 至少有一个是容性时,电路呈现串联谐振;(2)当L1,C1;L2,C2 至少有一个呈感性时,电路呈现并联谐振(3)当L1,C1;L2,C2 至少有一个呈感性时,电路呈现串联谐振;对于解:(1)题要熟悉并联谐振和串联谐振的条件。
串联谐振:X=ωO L -C 1ω=0 并联谐振:B=ωP C -L1P ω=02.4 [2.4]有一并联回路在某频段内工作,频段最低频率为535KHZ ,最高频率为1605KHZ 。
现有两个可变电容器,一个电容器的最小电容量为12PF ,最大电容量为100PF ;另一个电容器最小电容量为15PF ,最大电容量为450PF 。
试问:应采用哪一个可变电容器,为什么?回路电感应等于多少?绘出实际的并联回路图. (1)解: f min =535KHz, f max =1605KHz ∴f max /f min=3又回路电路L 保持不变,f=LC π21电容应变为原来的9倍 又∴C 1min =12PFC 1max =100PF ∴C 1max /C 1min <9 不合题目要求C 2min =15PFC 2max =450PF ∴C 2max /C 2min >>9 ∴采用最小电容为15PF ,最大电容为450PF 的电容器 (2)f 远大于 C1∴f min =535)(21=+C C L πf max =1605)(21=+C C L π解方程得L=179μH [2.5]给定串联谐振回路的f 。
=1.5MHZ ,C 。
=100PF ,谐振时电阻R =5Ω。
试求Q 。
和L 。
.又若信号源电压振幅Vsm =1MV ,求谐振时回路中的电流I 。
解;以及回路元件上的电压Vl0m 和Vc0m. f 0=LoCo π21L 0=100pF,f 0=1.5MHz代入方程L 0≈113H μOQ =R 1C L=511010010113⨯⨯=212I 0=R Vsm=Ω51mv=0.2mAV Lom =V com =Vsm 1Q +≈212mV [2.6]串联回路如图2-2所示。
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,恢复出原来的信息,经低频功放放大后,驱动扬声器。
话筒扬声器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。
[2.2]试定性分析图2-1所示电路在什么情况下呈现串联谐振或并联谐振状态。
由图可得(1) 当L1,C1;L2,C2 至少有一个是容性时,电路呈现串联谐振;(2)当L1,C1;L2,C2 至少有一个呈感性时,电路呈现并联谐振(3)当L1,C1;L2,C2 至少有一个呈感性时,电路呈现串联谐振;对于解:(1)题要熟悉并联谐振和串联谐振的条件。
串联谐振:X=ωO L -C 1ω=0并联谐振:B=ωP C -L1P ω=02.4 [2.4]有一并联回路在某频段内工作,频段最低频率为535KHZ ,最高频率为1605KHZ 。
现有两个可变电容器,一个电容器的最小电容量为12PF ,最大电容量为100PF ;另一个电容器最小电容量为15PF ,最大电容量为450PF 。
试问:应采用哪一个可变电容器,为什么?回路电感应等于多少?绘出实际的并联回路图. (1)解: f min =535KHz, f max =1605KHz∴f max /f min=3又回路电路L 保持不变,f=LC π21电容应变为原来的9倍 又∴C 1min =12PF C 1max =100PF∴C 1max/C 1min <9 不合题目要求C 2min =15PFC 2max =450PF ∴C 2max /C 2min >>9 采用最小电容为15PF ,最大电容为450PF 的电容器 (2)f 远大于C1 ∴f min =535)(21=+C C L π f max =1605)(21=+C C L π解方程得L=179μH [2.5]给定串联谐振回路的f 。
=1.5MHZ ,C 。
=100PF ,谐振时电阻R =5Ω。
试求Q 。
和L 。
.又若信号源电压振幅Vsm =1MV ,求谐振时回路中的电流I 。
解;以及回路元件上的电压Vl0m 和Vc0m. f 0=LoCo π21L 0=100pF,f 0=1.5MHz代入方程L 0≈113H μ OQ =R 1C L=511010010113⨯⨯=212I 0=R Vsm=Ω51mv=0.2mAV Lom =V com =Vsm1Q +≈212mV [2.6]串联回路如图2-2所示。
信号源频率f 。
=1MHZ ,电压振幅Vsm =0.1V 。
将11端短接,电容C 调到100PF 时谐振。
此时,电容C 两端的电压为10V 。
如11端开路再串接一阻抗Zx (电阻与电容串联),则回路失谐,C 调到200PF 时重新谐振,总电容两端电压变成2.5V 。
试求线圈的电感量L 、回路品质因数Q 。
值以及未知阻抗Zx 。
解:00021C L f π=MHZ f 10=pF C 1000=代入方程得H L μ2530= V Q V V SMCO 1012=+=100=∴Q 又-CLR Q 1=Ω≈=1650πR 串联XZ 后,设电阻为X R ,电容为XC ,则XX X C R Z +='21LC f π=pFC 100'=pFC C C C C 200''00=-=∴ 又V Q V V SM CO 5.2'1'2=+= 25'=Q 又''1'C L R Q =Ω≈=∴64200'πRΩ=-=∴48'R R R X[2.7]给定并联谐振回路的f 。
=5MHZ ,C =50PF ,通频带2Δf0.7=150KHZ.试求电感L 、品质因数Q 。
以及对信号源频率为5.5MHZ 时的失调。
又若把2Δf0.7加宽至300KHZ ,应在回路两端再并联上一个阻值多大的电阻。
解:πHC f L μππ2.201050410251410=⨯⨯⨯⨯==3.3310150105200=⨯⨯=∆=f f Q66.6105105.023.332=⨯⨯⨯⨯=∆=w w Q ξ000计算得:R=21K Ω [2.9]如图2-4所示。
已知L =0。
8μh,Q 。
=100,C1=C2=20PF ,C1=5PF ,Ri=10k Ω,C 。
=20PF ,R 。
=5K Ω.试计算回路谐振频率、谐振阻抗(不计R 。
与Ri 时 ) 、有载Ql 值和通频带。
解: LC f π2110= 01033.18)(⨯=++++=C C C C C C C C MHZLCf 6.41210==∴πΩ=⨯⨯⨯=⨯=⨯⨯⨯==K CL Q L LCL W Q R 9.201033.18108.01002121002000ππ L CRL W R Q PL== 03 '0R R R R SP =0009)2060('RR R ==1017.01⨯=∴R15.28=LQ MHZQ f f 48.120==∆[3.5]晶体管3DG6C 的特征频率Ft =250MHZ ,β。
=50。
求该管在f=1、20和50MHZ 时的β的值。
0ββ≈f f TMHZHZ f 5105501025066=⨯=⨯=∴ββ又2)(1βββff +=当f=1MHZ 时当f=20MHZ 时当f=50MHZ 时50)51(150≈+=β5.12)520(150≈+=β 5.0)550(150≈+=β[3.6]说明f β、Ft 和FMAX 的物理意义。
为什么fmax 最高,ft 次之,f β最低?fmax 受不受电路组态的影响?请分析说明。
解:f β:当β值下降至低频值β0的1/2时的频率fT :当频率增高,使|β|下降至1时,此时的频率成为特征频率f T max f :晶体管的功率增益Gp =1时的工作频率; 由此意义可知,max f 最高,f T 次之,f β最低。
当频率为f β时,β的值下降为0.707B 0,当频率为f T 时,β下降到1,所以max f 最大,f T 次之,f β最低。
max f =1/2πc eCb Cb rbb gm'''4 ('rbb :基极电阻,e Cb '发射结电容 c Cb ':集电结电容 ) [3.7]3DG6C 型晶体管在VCE =10V ,IE =1MA 时的FT =250MHZ ,又rbb ˊ=70Ω,Cb ’c =3PF ,β。
=50。
求该管在频率f=10MHZ 时的共发电路的y 参数。
101502626⨯⨯==I r β=1.3KΩSr g ebom 66105.38103.150-⨯=⨯==βmsj r jwc g r jwc g g r jwc g y g r ms j arctg j arctg y y arctg a b arctg ms PFM b a wc y M M r wc b g r msa j y r jwc g r g msy j y r jwc g r jwc g Sy Mrad f Sw r PFg F f g c )6676.00008.0()1(100)1787.00003.0()137142sin()137142cos(178.0)137142()2(178.0)13014()130137(31021301470)25021305(102130137130017011)7.31.36()1()37.187.0()1(/8.62101022130011025.010025.01025014.32105.382+=+++++=∴∴KΩ+-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=∠=+-=--==+⨯⨯=+==⨯⨯⨯⨯⨯===⨯+=+=-=++++=+++==⨯⨯=====⨯=⨯⨯⨯⨯==的值很小可以忽略的值约为代入数据得:代入数据得:ππϕππϕππππππ[3.8]试证明M 级(η=1)双调谐放大器的矩形系数为单级双调谐放大器 442ξ+其中η=1 ξ=Q L f f ∆2 当m =21时,⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡∆+4)2(420f f Q m=21 21)2(420=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆+∴f f Q04=(2×2m )2/m =21/m×4 Q f f ⨯-⨯=∆∴44220当101=⎥⎦⎤⎢⎣⎡m A A 时,0m =1010 )2(40ff Q ∆+∴4=(10·2m )2/m =102/m ·4 Q f f ⨯-⨯=∆∴441020 K r0.1= [3.9]在图3-1中,晶体管3DG39的直流工作点是VCE =+8V ,IE =2MA ;工作频率FE =10。
7MHZ ;调谐回路采用中频变压器L1-3=4μh ,Q 。
=100,其抽头为N2-3=5圈,N1-3=20圈,N4-5=5圈。
试计算放大器的下列各值:电压增益、功率增益、通频带、回路插入损耗和稳定系数S (设放大器和前级匹配GS =GIE )。
晶体管3DG39在V CE =8V ,I E =2MA 时参数如下:解:1、因为p1=N N =0.25 P2=NN =0.25 G O =100104107.102116600⨯⨯⨯⨯⨯=--πωLQ =37.185μsg 2=Go+p 12g oe +p 22g ie2=37.185+0.252(200+2860)=228. 0012110442441022--=-⨯-⨯=∆∆f f 435μs Avo=-g y p p =-63210*435.22810*45*25.0--=-12.3 2、Gpo=Avo 2g g=12.32=151.6 3、2Δf 0.7=LQ foQ L =1/w o Lg 2 所以Δf 0.7=f o W o Lg 2=10.7*106*2π*10.7*106*228.435*10-6=0.65731MHz 4、回路插入损耗=(1-0gG )2=(1-37.185/228.435)2=0.70 5、因为f 0=LCπ21所以C=Lf )2(1π=55.31pF [3.14]用晶体管CG30做一个30MHZ 中频放大器,当工作电压VCE =8V ,IE =2MA 时,其Y 参数是:求此放大器的稳定电压增益(AV0)S ,要求稳定系数S >=5。
因为(Avo )s=c 02ωα又因s ≥5 y re =g re -jw o c rey re =0.08-j0.3ms 所以w o c re =0.3ms αfe =224.364.26+=44.966ms (Avo )s=3.05.2966.44⨯=7.74 [5.23] 解用高频小功利管3AG32H 作为混频管信号频率与中频分为fs=1MHZ fi=456KHZ ;其工作点为Vce=-6V ,I E =0.5mA;参数为β=35,f T =6.5MHZ,r b ’b =200Ω,g ce =4μs ,C b ’c =7pF.计算此晶体管混频器的gc,g ic ,goc 和最大高频功率增益。