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⾼频电⼦线路1-7课后习题第⼀章思考题1.通信系统基本组成框图及各部分作⽤?1.信号源：在实际的通信电⼦线路中传输的是各种电信号，为此，就需要将各种形式的信息转变成电信号。
2.发送设备：将基带信号变换成适合信道传输特性的信号。
3.传输信道：信号从发送到接收中间要经过传输信道，⼜称传输媒质。
不同的传输信道有不同的传输特性。
（有线信道，⽆线信道）4.收信装置：收信装置是指接收设备输出的电信号变换成原来形式的信号的装置。
（还原声⾳的喇叭，恢复图象的显像管）5.接收设备：接收传送过来的信号，并进⾏处理，以恢复发送端的基带信号。
2.为什么⽆线电传播要⽤⾼频？（⽆线电通信为什么要进⾏调制？）低频信号传输时对发射天线的要求较⾼，不易实现。
同时对于相同频率的信号，发射时如果没有⽤⾼频调制的话，也⽆法接收和区分信号。
通过⾼频调制，可以实现以下⼏⽅⾯⽬的：A.便于进⾏⽆线传播,具体可从传播距离,抗⼲扰,⽆线信道特性等⽅⾯⼊⼿深⼊.B.便于进⾏频分复⽤,区分不同的业务类型或⽤户,即FDMA.C.从天线的⾓度出发,天线的尺⼨与发射频率的波长正相关.3.⽆线电发射机和超外差式接收机框图及各⾼频单元电路的作⽤?画出波形。
调制:将原始信号“装载”到⾼频振荡中的⽅法有好⼏种，如调频、调幅、调相等。
电视中图象是调幅，伴⾳是调频。
⼴播电台中常⽤的⽅法是调幅与调频1、⾼频放⼤：接收到有⼲扰的⾼频⼩信号，将该信号进⾏初步选择放⼤，并抑制其他⽆⽤信号。
2、混频器：将收到的不同载波频率转为固定的中频。
3、中频放⼤：主选择放⼤，具有较强的增益和滤波功能。
第三章习题讲解1、并联谐振回路外加信号频率等于回路谐振频率时回路呈（ C ）（A）感性（B）容性（C）阻性（D）容性或感性3、LC回路串联谐振时，回路阻抗最⼩，且为纯电阻。
4、LC回路并联谐振时，回路电阻最⼤，且为纯电阻。
5、LC回路的品质因数Q值愈⼩，其选频能⼒愈强。
（错）答：以串联震荡回路的品质因数为例：Q值不同即损耗R不同时，对曲线有很⼤影响，Q值⼤曲线尖锐，选择性好，Q值⼩曲线钝，选择性差。
南京邮电大学《通信电子线路》2022-2023学年第二学期期末试卷《通信电子线路》考试内容：《《通信电子线路》；考试时间：120分钟；满分：100分；姓名：——；班级：——；学号：——一、单选题（每题2分，共20分）1.《在通信系统中，调制的主要目的是：《《《A.《提高信号的抗干扰能力《《《《《B.《降低信号的频率《《《《《C.《增加信号的传输距离《《《《《D.《便于信号的放大和传输2.《下列哪种调制方式属于线性调制？《《《A.《调频（FM）《《《《《B.《调相（PM）《《《《《C.《振幅调制（AM）《《《《《D.《脉冲调制（PM，但此处的PM与调相不同，故为干扰项；正确应为AM的线性变种如SSB）3.《在LC振荡电路中，若电感L增大，则振荡频率将：《《《A.《增大《《《《《B.《减小《《《《《C.《不变《《《《《D.《无法确定4.《锁相环（PLL）的主要功能是：《《《A.《频率合成《《《《《B.《噪声抑制《《《《《C.《相位检测与同步《《《《《D.《振幅放大5.《混频器在通信系统中的主要作用是：《《《A.《将信号频率降低到基带《《《《《B.《将信号频率变换到中频《《《《《C.《放大信号《《《《《D.《滤波6.《放大器的稳定性因子K是衡量其：《《《A.《增益大小《《《《《B.《稳定性《《《《《C.《噪声性能《《《《《D.《带宽7.《在调频（FM）通信中，若调制信号的频率增加，则已调信号的：《《《A.《振幅增大《《《《《B.《相位变化加快《《《《《C.《频率偏移量增大《《《《《D.《带宽减小8.《噪声系数（NF）是衡量通信系统或放大器：《《《A.《增益的指标《《《《《B.《噪声性能的指标《《《《《C.《线性度的指标《《《《《D.《带宽的指标9.《射频识别（RFID）技术主要依赖于哪种通信方式？《《《A.《红外线《《《《《B.《无线电波《《《《《C.《光纤《《《《《D.《超声波10.《在通信电子线路中，为了减小信号的失真，常采用：《《《《A.《负反馈技术《《《《《《B.《正反馈技术《《《《《《C.《滤波技术《《《《《《D.《调制技术二、填空题（每题3分，共30分）1.《在通信系统中，调制是将基带信号转换为适合在信道中传输的______信号的过程。
通信电子电路基础第一章半导体器件§1-1 半导体基础知识一、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。
硅和锗的共价键结构。
（略）1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化•掺杂──管子•温度──热敏元件•光照──光敏元件等2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴•自由电子──受束缚的电子（－）•空穴──电子跳走以后留下的坑（＋）三、杂质半导体──N型、P型（前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。
•N型半导体（自由电子多）掺杂为＋5价元素。
如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。
载流子组成：o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。
o空穴──少子o自由电子──多子•P型半导体（空穴多）掺杂为＋3价元素。
如：硼；铝使空穴大大增加原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。
B──＋3价载流子组成：o本征激发的空穴和自由电子──数量少。
o掺杂后由B提供的空穴──数量多。
o空穴──多子o自由电子──少子结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子；P型半导体中的多数载流子为空穴。
§1-2 PN结一、PN结的基本原理1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。
2、PN结的结构分界面上的情况：P区：空穴多N区：自由电子多扩散运动：多的往少的那去，并被复合掉。
留下了正、负离子。
（正、负离子不能移动）留下了一个正、负离子区──耗尽区。
由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。
方向：N--> P大小：与材料和温度有关。
（很小，约零点几伏）漂移运动：由于内建电场的吸引，个别少数载流子受电场力的作用与多子运动方向相反作运动。
《高频电子线路》课程习题集一、计算题1. 已知并联谐振回路的HLμ1=，C=20pF ， 100=Q，求该并联谐振回路的谐振频率0f 、谐振电阻PR 以及通频带7.0BW。
2. 已知并联谐振回路的C=20pF ， 100=Q，并联谐振频率为0f 为35.6MHz ，求该并联谐振回路的电感L 、谐振电阻PR 以及通频带7.0BW。
3. 在图示电路中，谐振频率为10MHz ，有载品质因数10=eQ。
画出其交流等效电路、Y参数等效电路，并求通频带7.0BW。
4. 在图示电路中，谐振频率为30MHz ，有载品质因数20=eQ，画出电路的交流等效电路、Y 参数等效电路，并求通频带7.0BW。
o－5. 在图示电路中，谐振频率为30MHz ，通频带MHzBW27.0=，画出电路的交流等效电路、Y 参数等效电路，并求回路有载品质因数e Q 。
－6. 已知集电极电流余弦脉冲m ax100m AC i=，VV cc24=，VU cm8.22=，试求导通角120θ=︒时集电极电流的直流分量0c I 和基波分量1c m I 、输出功率、直流电源供给功率、效率各为多少？（已知：120θ=︒，0()0.406αθ=，1()0.536αθ=）7. 已知集电极电流余弦脉冲m ax100m AC i=，VV cc 24=，VU cm8.22=，试求导通角70θ=︒时集电极电流的直流分量0c I 和基波分量1c m I 、输出功率、直流电源供给功率、效率各为多少？（已知： 70θ=︒，0()0.253αθ=，1()0.436αθ=） 8. 已知集电极电流余弦脉冲m ax100m AC i=，VV cc24=，VU cm8.22=试求导通角60θ=︒时集电极电流的直流分量0c I 、基波分量1c m I 、输出功率、直流电源供给功率、效率各为多少？（已知：60θ=︒，0()0.22αθ=，1()0.39αθ=） 9. 一谐振功率放大器，C C30VV=，测得C 0100m AI =，c m28VU =，求70θ=︒时e R 、o P 、DP 和C η。
开关电源场效应管栅极二极管的作用1. 简介现代电子设备中广泛应用的开关电源技术，是通过将电源频率变换为高频脉冲信号，通过开关器件将输入电压变换成所需的输出电压。
场效应管和二极管是开关电源中最基本的器件之一，而场效应管的栅极二极管在开关电源中发挥着重要作用。
2. 场效应管的作用场效应管，简称MOSFET，是一种用于控制电流的电子元件。
在开关电源中，场效应管一般被用作开关，控制电路的通断。
其主要作用有以下几个方面：(1) 控制通断：场效应管可以被控制器驱动，通过控制场效应管的栅极电压，从而控制通断状态，实现电路的开关功能。
(2) 电流调节：场效应管的导通电阻随栅极电压的变化而变化，通过控制栅极电压可以实现对电流的调节，实现电路的功率调节。
(3) 保护功能：场效应管可以在电路发生异常情况时迅速断开，起到对电路的保护作用，防止故障扩大。
3. 栅极二极管的作用场效应管的栅极二极管是场效应管内部结构的一部分，作用与通用二极管类似，但在开关电源中发挥着特殊的作用：(1) 反向恢复：在场效应管开关过程中，栅极二极管会承担反向恢复的功能，即当场效应管切断时，栅极二极管能够快速导通，吸收感应电压和电流，保护场效应管。
(2) 提高效率：栅极二极管的快速反向恢复特性可以减小开关时损耗，提高开关电源的效率。
(3) 保护场效应管：栅极二极管的反向恢复特性还能减小开关电源在开关过程中产生的电压尖峰，从而保护场效应管，延长其使用寿命。
4. 结语开关电源场效应管的栅极二极管在现代电子设备中扮演着至关重要的角色。
其在控制电路的通断、调节电流、保护电路等方面发挥着重要作用，保障了开关电源的正常运行和稳定性。
了解和掌握开关电源场效应管栅极二极管的作用对于电子工程师而言是十分重要的。
通过不断深入研究和实践应用，可以进一步提高开关电源的效率和稳定性，为现代电子设备的发展和应用提供更好的保障。
开关电源场效应管栅极二极管的作用5. 开关电源中的场效应管与栅极二极管在现代电子设备中，开关电源技术被广泛应用于各种设备，如计算机、通信设备、家用电器等。
通信电子电路中二极管的频率变换功能作者：崔晓来源：《现代电子技术》2011年第23期摘要：晶体二极管是一种简单实用的通信电子器件。
通过分析其单向导电性与压控电容特性，认为在通信电子电路中使用晶体二极管主要有三种典型的频率变换功能，即在振幅检波电路中的整流作用,在混频电路中的开关作用以及在调频电路中的变容作用。
关键词：晶体二极管；频率变换；单向导电性；压控电容特性中图分类号：文献标识码：A文章编号：Frequency Conversion Function of Diode in Communication Electronic CircuitCUI Xiao(Zhengzhou Normal University, Zhengzhou 450044, China)Abstract： Crystal diode is a simple and practical communication electronic device， whosethree typical frequency conversion functions in communication electronic circuits, such as rectifier role in amplitude detection circuit, switch function in frequency mixing circuit, and capacitance transform function in FM circuit.Keywords：capacitance characteristic收稿日期：晶体二极管是通信电子电路中常用的非线性电子元器件。
由于具有非线性特性，在其两端加上交变信号后，输出信号中会产生新的频率成分，这就是二极管的频率变换功能\[1\]。
不同类型的二极管具有不同的电特性，在通信电子电路中，利用这些电特性，灵活地设计电路，使二极管的频率变换功能得到充分的应用。
如在检波电路中作为整流器件，在混频电路中作为开关器件，以及在直接或间接调频电路中作为变容器件。
在这些电路中，二极管作为起主要作用的器件，使通过电路的信号频率均发生了不同类型的改变。
1二极管的单向导电性及压控电容特性1.1二极管的单向导电性晶体二极管的单向导电性主要由构成它的PN结的单向导电性决定。
当PN结加的正向电压大于它的导通电压时，可以形成较大的正向电流，此时其导通电阻很小；而加的反向电压小于它的击空电压时，反向电流很小，此时它所表现的反向电阻非常大［2］。
1.2二极管的压控电容特性晶体二极管的PN结电容包括扩散电容和势垒电容。
当PN结正偏时，扩散电容起主要作用，而当PN结反偏时，势垒电容起主要作用。
二极管反偏时，势垒电容的大小不仅与自身结构和制造工艺有关，还随加在它两端的电压在较大的范围内发生变化，这种变容特性称为二极管的压控电容特性［3］。
由此可知，用作变容二极管时，其两端所加的静态工作点电压应为负值，同时保证静态电压与调制电压之和始终为负值，此时结电容Cj随加在其上的调制信号电压的变化而变化［4］。
2二极管的频率变换功能在通信电子电路中的应用由于二极管的单向导电性以及压控电容的特性，使得它在通信电子电路中得到了广泛的应用。
如在包络检波电路中作为整流二极管将通过电路的高频载波滤除，得到低频调制信号；在二极管混频电路中作为开关二极管，使加在电路中不同频率的两个信号实现混频；在角度调制电路中作为变容二极管，可使振荡电路的频率发生改变，从而实现调频。
2.1包络检波电路中的整流二极管串联式二极管大信号包络检波电路由二极管V和RC低通滤波器串联组成，如图1(a)所示。
电路中R是负载电阻，它的数值较大；C为负载电容，它的取值应当使得对高频信号而言，阻抗远小于R，可视为短路，而对低频调制信号，其阻抗则远大于R，相当于开路［5］。
大信号的检波过程，主要是利用二极管的单向导电性和负载RC的充放电过程来实现的。
假设初始时刻电容C上没有储能，在如图1(b)所示的角频率为ωc激励信号us的作用下，在us 的正半周内二极管导通，us通过二极管V向电容C充电，由于二极管的单向导电性，其正向导通电阻rd很小（），充电时间常数rdC也较小；当us由最大值下降到小于电容器上的电压时，二极管因其所加电压为负而处于截止状态，电容C通过电阻R放电，放电时间常数为RC。
由于，所以二极管导通时充电很快，而截止时放电很慢；当电容器上电压下降不多时，us下一个正半周的电压又超过二极管负端的电压，使电容器又快速充电，如此反复，输出电压uo在这种不断充放电的过程中逐渐增长，其在us每个周期内导通的时间越来越短，流过它的电流i也越来越小，如图1(c)所示。
可见，只要合理选择RC和二极管V的参数，使充电时间常数足够小而放电时间常数足够大，就可使电容C两端的输出电压uo的幅度与输入电压us的幅度相当接近，可看成与高频调幅波包络基本一致，从而实现包络检波。
图1二极管检波器的原理图和波形图用二极管构成的包络检波器由于电路简单，性能优越，在通信电子电路的信号解调中应用很广泛。
如直接用于普通调幅波的解调；在单边带和双边带叠加型同步检波电路中先将需解调的调幅信号与同步信号进行叠加，再用二极管包络检波电路进行解调；以及斜率鉴相器中先将等幅调频信号进行频率振幅线性变换，得到幅度也与频率成正比变化的调幅调频信号，然后用二极管包络检波器还原出原调制信号。
2.2混频电路中的开关二极管晶体二极管单向导电性表现为外加正向电压时导通，外加反向电压时截止，所以它相当于一个受外加大信号电压（电压大于0.5 V）极性控制的开关［6］。
在高频电路中，作为一种开关器件，其开关转换的速度越快越好［7］。
如图2所示，为由四个工作于开关状态的二极管组成的二极管环形混频器,图2(a)为环形画法，图2(b)是双平衡相乘器画法。
不难看出，它们其实描述的是同一种电路。
在环形混频器中，两个变压器均为中心抽头。
其中u1=U1mcos ω1t为大信号本振电压，二极管在其作用下工作于开关状态，而u2=U2mcos ω2t为小信号，二极管的导通与截止与它的关系不大［8］。
当u1处于正半周时，二极管V1和V2导通，V3和V4截止，此时流过输出变压器一次侧的电流为:i′=i1－i2=2gDu2K1ω1t当u1处于负半周时，二极管V1和V2截止，V3和V4导通，此时流过输出变压器一次侧的电流为:i″=i3－i4=－2gDu2K1(ω1t－π)而混频器的总输出电流为:i=i′+i″=2gDu2［K1ω1t－K1(ω1t－π)］=2gDU2mcos ω2t4πcos ω1t－43πcos 3ω1t+…分析上式可以得出，输出电流中含有ω1各奇次谐波与ω2的组合频率分量，当ω1较高时，其中除有用分量ω1±ω2外，其余3ω1±ω2及其以上组合频率分量很容易被滤除，因而二极管环形混频器的混频功能较为理想。
图2二极管环形混频器二极管环形混频器具有电路简单,噪声低,动态范围大,工作频带宽等优点，其工作频率可从几十千赫到几千兆赫，因而广泛应用于各种通信电子设备中，不仅在混频电路，在振幅调制与解调、相位检波等电路中应用也比较多。
2.3调频电路中的变容二极管实现频率调制就是使载波频率随调制信号成线性关系变化，要完成这一功能可采取直接调频和间接调频两种方法。
直接调频就是用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其与调制信号成线性关系变化；间接调频则是利用调频波与调相波之间的关系，先对调制信号进行积分，然后用它对载波进行调相，从而获得调频信号。
2.3.1变容二极管的电路性能分析根据变容二极管的结电容随反向偏压变化的特性，将其接到调频或调相电路的谐振回路中，作为可控电容元件，回路的电容量会明显地随调制电压而变化，从而改变振荡频率或相位，达到直接或间接调频的目的。
如图3所示为谐振回路中的变容二极管，其中图3(a)为整个谐振回路基本电路，图3(b)为变容二极管交流通路，图3(c)为变容二极管直流通路。
结电容Cj与其两端所加电压u之间有如下关系［9］：Cj=Cj0(1+u/UB)γ(1)式中：UB为PN结的势垒电位差；Cj0为u=0时的结电容；γ为变容二极管的结电容变化指数，它取决于二极管的制造工艺。
静态工作点为UQ时，变容二极管的结电容为:CjQ=Cj0(1+UQ/UB)γ(2)图3谐振回路中的变容二极管设加在变容二极管上的调制信号为uΩ(t)=UΩm cos Ωt，将其代入公式(2)中，得Cj=CjQ(1+mccos Ωt)－γ，其中mc=UΩmU Q+UB，称为变容二极管的电容调制度。
2.3.2变容二极管的调频性能分析在图3(b)中，由于振荡器的振荡频率近似等于回路的谐振频率，所以谐振频率为：f=12πLCj(3)将Cj表达式代入式(3)得：f(t)=fc(1+mccos Ωt)γ(4)式中：fc=12πLCjQ为不受调制时谐振回路固有的振荡频率。
由上式可知，如果选择变容二极管的γ=2，则f(t)=fc(1+mccosΩt)=fc1+UΩmUQ+UBcos Ωt，振荡频率与调制信号uΩ(t)成正比，从而可实现理想的线性调频。
2.3.3变容二极管的调相性能分析在变容二极管调相电路中，变容管Cj与电感L构成并联谐振回路［10］。
当未加调制电压时，由变容二极管的结电容Cj与电感所决定的谐振频率为ω0=1LCjQ。
令载波角频率ωc=ω0，则此时回路在ωc上的阻抗幅值最大，相移为零。
当变容二极管Cj 上加载调制电压时，回路的谐振角频率ω0发生变化，并联谐振回路的幅频和相频特性都将在频率轴上移动。
当Cj增大时，并联回路的谐振角频率下降为ω01，对应的幅频与相频特性都向左移，相对于载波角频率ωc处，回路阻抗幅值下降，相移减小为φ1是负值；而当Cj减小时，并联回路的谐振角频率升高为ω02，对应的幅频与相频特性都向右移，相对于载波角频率ωc处，回路阻抗幅值也下降，但相移增大为φ2是正值。
由此，当载波角频率ωc保持不变时，由于Cj随着调制信号的变化，使得并联回路两端的输出电压的幅度和相位均作相应的变化，其中相位的变化围绕着零值做正负变化，从而达到了调相的目的。
根据间接调频的概念，利用积分后的调制信号去控制调相电路的变容二极管，对原调制信号而言，相当于对载波进行调频。
3结语二极管在通信电子电路中的应用比较广泛，除了本文分析的频率变换功能之外，二极管在通信电路中还可作为限幅管在调频波的发送与接收中限制载波的幅度，以得到等幅正弦波，还可作为各种差分电源的稳压管等。
熟悉二极管的不同应用，对于分析整个电路的功能有很大的帮助。
参考文献［1］尹继武，孙彦清，梁峰，等.二极管电路的频域分析［J］.现代电子技术，［2］童诗白.模拟电子技术基础［M］.4版.北京：高等教育出版社，2006.［3］曾兴雯.高频电子线路［M］.北京：高等教育出版社,2009.［4］胡宴如.高频电子线路［M］.北京：高等教育出版社,2009.［5］张肃文.高频电子线路［M］.5版.北京：高等教育出版社,2009.［6］阎石.数字电子技术基础［M］.5版.北京：高等教育出版社，2006.［7］张武勤.晶体二极管开关转换过程分析［J］.现代电子技术，2010,33(9):［8］顾宝良.通信电子线路［M］.2版.北京：电子工业出版社，2007.［9］侯丽敏.通信电子线路［M］.北京：清华大学出版社，2008.［10］阳昌汉.高频电子线路［M］.北京:高等教育出版社，2006.作者简介：崔晓女，1972年出生，河南孟州人，讲师，硕士。
