高频电子线路第三章习题答案
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第二章选频网络注意:①有部分答案有差异;②3-1题是2-1题;③只有计算题答案和部分问答题;④答案不齐全。
(pF)).(L C H)(.QR L ΩR Δf f Q (kHz)Δf MHz:f ..159101*********11591014321010010100101010121010990101211362620603670036700=××××===×××====××===×−×==−−ωµω, .C L ωC L ) (, .C L ωC L ) ( , .C L ωC L ) :(22021101220211012202110111311211123======−ωωωR R C L R )LCωL(jωR )LC ωLR(jωC L R C jωR L jωR )C jωL)(R jω(R :Z =+=−+−++=+++++=−2112111133220020020000)()()()()())()()()())318010404501053514321121535100160512405354501605151431223202222μH .C C LpF - C C CpFC C C:=×+××××=′+==+=×+=+=×+−−ω。
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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---=====⨯⨯⨯⨯=≈≈⨯⨯。
第三章 电噪声3-1.试计算510k Ω电阻的均方值噪声电压,转换成电流源等效电路后,其均方值噪声电流为多少?若并接上250 k Ω电阻,总均方值噪声电压又为多少?设T =2Hz B n 510=【解】 n nRB kT u024=.)(1016.810105102901038.142105323V --⨯≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯=)(1014.3101051012901038.144221332302A gB kT i nn--⨯≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯==当并接250 k Ω电阻后)(1069.210102501051012901038.1414220533232102V B g g kT u nn --⨯≈⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+=3-2. 试用开路电压法.短路电流法.额定功率增益法.级联网络噪声等效法.求题图3-2所示网络噪声系数.【解】 1)开路电压法:20nAu (开)2212)(A nA R R R R u ++= 20nB u (开)=2211222121])([)(A A nB A nB R R R R R u R R R R u ++++++AA A nA A nB nA nB nA nB F R R R R R R R u R R u u u u u N 221122221222212020)(1)(1)()(1+++=+++=+=开开2)短路电流法:2120)()(A nA nA R R u i +=短2222112)()()(R u R R u i nB A nB nB ++=短A A A nA nB F R R R R R R i i N 2211200)(1)()(1+++=+=短短 3) 额定功率增益法:))((4)/()(4)]/([2112221212212R R R R R R U R R R R R R R R R R U P A A s A A A s so +++=+++++=A ssi R U P 42= ))((4/))((4/[2112221122R R R R R R R R U R R R R R R U P P A A A AA s A A s si so pa +++=+++==A A A pa F R R R R R R A N 2211)(11+++==4) 级联网络法: 网络I:)(4121R R U P A s so +=A s si R U P 421=12121114/)(4/R R R R U R R U P P A A AA s A s si so pa +=+==A pa F R R A N 11111+==网络))((4)/()(4)]/([211222121211222R R R R R R U R R R R R R R R R R U P A A s A A A so +++=+++++=)(4122R R U P A s si +=2121221122222)(4/))((4/R R R R R R U R R R R R R U p p A A A s A A s si so pa ++=++++==212211R R R A N Apa F ++== 故:22112211121)(1)/(1]/)(1[)1(1R R R R R R R R R R R R R R A N N N A A A A A A A pa F F F +++=+-++++=-+=3-3) RC 并联网络,其中 c 是无损耗电容,试求该网络两端的均方值噪声电压.并求该网络的等效噪声通频带.若R 增大或减小,该 网络两端的均方值噪声将如何变化?【解】1)11/1/1)(+=+=jwcR jwc R jwc w A vk T R B vi 4=1)(4)(22+==wRc kTRw A S S v vi vo1)2(4)(2+∏=fRc kTRf S vo.2) 因1)(==o c A f A故⎰∞====oo vi n o v n RC kTR CkT A S c w df A f A B 4/14/)(22223) 由1) .2) 可见,2no u 与R 无关.(因R ↑,↑↓↓↓↑n ni n ni B u R B u ,,;而而);3-4)若半导体三极管的噪声等效电路图如题图3-4所示.设三极管的输入电阻为i R .试推导该三极管的噪声系数,最佳源电阻,最小噪声系数的公式. 【解】1)22)()(A nA nAo R u i =短i nAu nB i R i n+=)()(20短n A o AnnnAo nB F B R kT Ri u i i N 41)()(122220++=+=短短2) 由0=∂∂A FR N得 nnA o p ti u R =3)no n n nAotp o Aoptn n F B kT i u B R kT R i u N 2141222min +=++=3-5)试证明级联电路噪声温度的表示式:)1(21213121-∙+∙++=n pa pa pa enpa pa e pa e e e A A A T A A T A T T T[证]: 因o F e T N T )1(-=而+-+=1211pa F F F A N N N )1(2121311-∙-++∙-n pa pa pa Fn pa pa F A A A N A A N)1(2121312111111-∙-++∙-+-+-=-n pa pa pa Fn pa pa F pa F F F A A A N A A N A N N N)1(2123121///-∙++∙++=n pa pa pa oen pa pai o e pa o e o e A A A T T A A T T A T T T T故)1(21213121-∙++∙++=n pa pa pa enpa pa e pa e e e A A A T A A T A T T T 3-6)用噪声发生器法测试网络的噪声系数时,当A s A s R R R R ><和的两种情况,噪声发生器和网络之间应该如何连接?画出连接电路,并推导出相应的噪声系数的修正公式。
3-7解:放大器不稳定的主要原因是由于当工作频率较高时,C b ’c 的容抗变小,输出回路对输入回路的反馈作用就不容忽视,可能引起放大器的工作不稳定。
首先要选择C b ’c 尽可能小的晶体管,其次,应设法从电路上减小反馈作用,具体的办法有“中和法”和“失配法”。
3-8解:当LC 回路并联一电阻时,回路总导纳T G 变大,所以回路有载品质因数变小,通频带变宽,又由增益带宽积为常数,知增益减小;又由矩形系数定义知,品质因数的变化不会引起其变化,故选择性不变;因为增益越小,放大器越不容易产生自激,故稳定性增强。
3-9解:该电路的交流等效电路如图S10228.2510371028600.25102000.25g p p S 10371041010.72π1001 L ωQ 1 L 1Q 41205N N p ,41205N N 666262p 222166600p 00 1345213231----∑--⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯=++=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==∴=======g g g g g P ieoe p ωΘ 1)电压增益3.1210228.2510450.250.25g y p p A 63fe21V0=⨯⨯⨯⨯==--∑2)通频带0.656MHz 16.310.7Q f 216.31041010.72π10228.251L ω1Q L 07.0666-0L ===∆=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-∑f g3)回路插入损耗1.4310016.311Q Q -11k 220L =⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=l4)稳定系数()()()[]114.50.7934)(1100.31450.25)1028600.2510(37102001028604)]88.554(cos [1100.311045]p g 10[20010286022cos 1y y g g g g 2S 6262666-3321p 66-fe re re fe L oe ie s >=-⨯⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯=--+⨯⨯⨯⨯++⨯⨯⨯⨯⨯=++'++=-------οοieg p 22ϕϕ因S>>1,所以此放大器能稳定工作。
说明所有习题都是我们上课布置的作业题,所有解答都是本人自己完成,其中难免有错误之处,还望大家海涵。
第2章 小信号选频放大器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] 90-6120.035610Hz 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⨯⨯===⨯=并联谐振回路如图所示,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] 0465kHz 2π2π390μH 300PFf LC≈==⨯0.70390μH100114k Ω300PF////100k Ω//114.k Ω//200kΩ=42k 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===========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⨯⨯⨯⨯g而471266.72.131021.2k 2π105010p R Q ρ-===⨯Ω=Ω⨯⨯⨯g 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-Ω并联回路如图所示,已知:360pF,C =1280μH,L ==100,Q 250μH,L = 12=/10,n N N =L 1k R =Ω。
WORD 文档 可编辑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。
第2章 小信号选频放大器2.1填空题(1)LC 并联谐振回路中,Q 值越大,其谐振曲线越尖锐,通频带越窄,选择性越好。
(2)LC 并联谐振回路谐振时,回路阻抗为最大且为纯电阻,高于谐振频率时间阻抗呈容性,低于谐振频率时间阻抗感性。
(3)小信号谐振放大器的负载采用谐振回路,工作在甲类状态,它具有选频作用。
(4)集中选频放大器由集成宽带放大器和集中选频滤波器组成,其主要优点是接近理想矩形的幅频特性,性能稳定可靠,调整方便。
2.2 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] 90-6120.035610Hz 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⨯⨯===⨯=2.3 并联谐振回路如图P2.3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] 0465kHz 2π2π390μH 300PFf LC≈==⨯0.70390μH100114k Ω300PF////100k Ω//114.k Ω//200k Ω=42k 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===========2.4 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 --===⨯=⨯⨯⨯⨯630.7101066.715010fQBW⨯===⨯223622600101166.78.11010poU fQfU••⎛⎫⎛⎫∆⨯⨯=+=+=⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭当0.7300kHzBW=时630.74612101033.33001033.31.061010.6k2π2π10105010eee efQBWQR Qf Cρ-⨯===⨯====⨯Ω=Ω⨯⨯⨯⨯g而471266.72.131021.2k2π105010pR Qρ-===⨯Ω=Ω⨯⨯⨯g由于,pepRRRR R=+所以可得10.6k21.2k21.2k21.2k10.6ke pp eR RRR RΩ⨯Ω===Ω-Ω-Ω2.6并联谐振回路如图P2.6所示。
高频电子线课后答案第二版曾兴雯第一章绪论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:下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。
2-1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。
2-2 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Ct 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022********211244651020010100.5864465200f LCL f C mH ππππ-===⨯⨯⨯⨯=≈⨯⨯2由得:()03034651058.125810LL 0.707f Q f Q B =⨯===⨯0.707由B 得:90031200000000010010171.222465102001024652158.1251171.22237.6610058.125L L LL L L L Q R k C CCQ Q R g g g R Q Q R R R k Q Q Q ΩωππωωΩ∑-===≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯===++=-==⨯≈--因为:所以:()12min ,1122(1210)t t C C C LC L C ππ∑-=+⎧⨯==⎪⨯+3根据已知条件,可以得出:回路总电容为因此可以得到以下方程组160510答:电容Ct 为19pF ,电感L 为0.3175m H .第三章 高频谐振放大器3-1 对高频小信号放大器的主要要求是什么?高频小信号放大器有哪些分类? 答3-1:对高频小信号器的主要要求是: 1. 比较高的增益 2. 比较好的通频带和选择性3. 噪音系数要小4. 稳定性要高高频小信号放大器一般可分为用分立元件构成的放大器、集成放大器和选频电路组成的放大器。
高频电子线路习题集第一章 绪论1-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。
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。
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。
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I的值;(2) 若保持P o不变,将ηC提高到80%,试问管耗c0P 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 ,题3.8图题3.8(s)图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 em c e m c 434.053522211201=⨯==⇒=A I i mc C 868.05.0434.011max ===α A i I C C 277.0319.0868.00max 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 mA I mA I θαθαη(2) 70θ=︒,0()0.253αθ=,1()0.436αθ=010.25310025.3mA,0.43610043.6mA10.4360.9581.9%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 AQ 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。
已知CC 20V V =,o 0.5W P =,L 50R =Ω,集电极电压利用系数为0.95,工作频率为10 MHz 。
用L 型网络作为输出滤波匹配网络,试计算该网络的元件值。
解:放大器工作在临界状态要求谐振阻抗e R 等于22(0.9520)361220.5cm e o U R P ⨯===Ω⨯由于e R >L R ,需采用低阻变高阻网络,所以题3.14图CR LL R eL ACR er A题3.14(s)图题3.15(s)图662212262636111 2.494502.494501.98610 1.986μH 2π1010111 1.98612.31μH 2.4941111010F 110pF (2π1010) 2.3110e e L e Le R Q R Q R L H L L H Q C L ωμω---=-=-=⨯===⨯=⨯⨯⎛⎫⎛⎫'=+=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭===⨯='⨯⨯⨯⨯3.16 已知实际负载50L R =Ω,谐振功率放大器要求的最佳负载电阻121e R =Ω,工作频率30MHz f =,试计算题3.16图所示π型输出滤波匹配网络的元件值,取中间变换阻抗2L R '=Ω。