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《射频通信电路》习题及解答

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页眉内容 页脚内容68 习题1： 1.1本课程使用的射频概念所指的频率范围是多少？ 解： 本课程采用的射频范围是30MHz~4GHz 1.2列举一些工作在射频范围内的电子系统，根据表1-1判断其工作波段，并估算相应射

频信号的波长。 解： 广播工作在甚高频（VHF）其波长在10~1m等 1.3从成都到上海的距离约为1700km。如果要把50Hz的交流电从成都输送到上海，请问

两地交流电的相位差是多少？ 解：

84

40

3100.65017000.283330.62102vkmfkk



 1.4射频通信系统的主要优势是什么？

解： 1.射频的频率更高，可以利用更宽的频带和更高的信息容量 2.射频电路中电容和电感的尺寸缩小，通信设备的体积进一步减小 3.射频通信可以提供更多的可用频谱，解决频率资源紧张的问题 4.通信信道的间隙增大，减小信道的相互干扰 等等 1.5 GSM和CDMA都是移动通信的标准，请写出GSM和CDMA的英文全称和中文含意。

（提示：可以在互联网上搜索。） 解： GSM是Global System for Mobile Communications的缩写，意为全球移动通信系统。 CDMA英文全称是Code Division Multiple Address,意为码分多址。 1.6有一个C=10pF的电容器，引脚的分布电感为L=2nH。请问当频率f为多少时，电容

器开始呈现感抗。 解： 111.1252wLfGHzwCLC

既当f=1.125GHz时，电容器为0阻抗，f继续增大时，电容器呈现感抗。 1.7 一个L=10nF的电容器，引脚的分布电容为C=1pF。请问当频率f为多少时，电感器

开始呈现容抗。 解： 思路同上，当频率f小于1.59 GHz时，电感器呈现感抗。 1.8 1）试证明（1.2）式。2）如果导体横截面为矩形，边长分别为a和b，请给出射频

电阻RRF与直流电阻RDC的关系。 解： Rls 页眉内容 页脚内容68 l,s对于同一个导体是一个常量

当直流时，横截面积2DCSa 当交流时，横截面积2ACSa

得：222DCACRaaRa 2）直流时，横截面积DCSab 当交流时，横截面积()()ACSabab

得：[()()]DCACRabRabab 1.9已知铜的电导率为66.4510/CuSm，铝的电导率为64.0010/AlSm，金的电导

率为64.8510/AuSm。试分别计算在100MHz和1GHz的频率下，三种材料的趋肤深度。 解：

趋肤深度定义为：1f 在100MHz时： Cu为2 mm Al 为 2.539mm Au为 2.306mm 在1GHz时： Cu为0.633 mm Al 为 0.803mm Au为 0.729mm 1.10某个元件的引脚直径为d=0.5mm，长度为l=25mm，材料为铜。请计算其直流电阻

RDC和在1000MHz频率下的射频电阻RRF。 解： lRs

得到它的直流电阻31.97510DCZ

它的射频电阻0.123DFlZd 1.11贴片器件在射频电路中有很多应用。一般使用数字直接标示电阻、电容和电感。有

三个电阻的标示分别为：“203”、“102”和“220R”。请问三个电阻的阻值分别是多少？（提示：可以在互联网上查找贴片元件标示的规则） 解： 203是20×10＾3＝20K，102是10×10＾2＝1K，220R是22×10＾0＝22Ω 1.12试编写程序计算电磁波在自由空间中的波长和在铜材料中的趋肤深度，要求程序接

收键盘输入的频率f，在屏幕上输出波长和趋肤深度。 解： float f; float l,h; printf("Input the frequency: f="); scanf("%f",&f); 页眉内容 页脚内容68 l=3e8/f; h=1/sqrt(3.14*f*6.45*4*3.14) ; printf("wavelength:%f\n",l); printf("qufushendu%fm\n",h); getch() ;

习题2： 1． 射频滤波电路的相对带宽为RBW=5%，如果使用倍数法进行表示，则相对带宽K为多少？ 解答：

HLHL

ffRBWff

K= HLff K(dB)=20 lgHLff K=1.05 K(dB)=0.42 dB 2． 一个射频放大电路的工作频率范围为：fL=1.2GHz至fH=2.6GHz。试分别使用百分法和倍数法表示该放大电路的相对带宽，并判断该射频放大电路是否属于宽带放大电路。 解答：

02HLHLHLffffRBWfff

K= HLff=2.1 K(dB)=0.3dB 由于K>2，它属于宽带放大电路 3． 仪表放大电路的频带宽度为：DC至10MHz。请分别计算该放大电路的绝对带宽和相对带宽，并判断该放大电路是否属于宽带放大电路。 解答:

绝对带宽： 10HLBWffMHz

相对带宽： 20lgHLfKf 2K所以它属于宽带放大电路。

4． 某射频信号源的输出功率为POUT=13dBm，请问信号源实际输出功率P是多少mW？ 解答:

()10lg201outPPdBmPmw 5． 射频功率放大电路的增益为Gp=7dB，如果要求输出射频信号功率为POUT=1W，则放大电路的输入功率PIN为多少？ 页眉内容 页脚内容68 10lg199outPININPGPmwP 6． 在阻抗为Z0=75的CATV系统中，如果测量得到电压为20dBV，则对应的功率P为多少？如果在阻抗为Z0=50的系统中，测量得到相同的电压，则对应的功率P又为多少？ 解答：

0()9010lg()VdBuvZPdBm

0()()9010lgPdBmVdBuvZ

当0Z=75时，()PdBm=-88.7 dBm 当0Z=50时，()PdBm=-86.9 dBm 7． 使用（2.30）式定义的品质因数，计算电感L、电容C、电阻R并联电路的品质因数Q0。 解答：

假设谐振频率时，谐振电路获得的电压为00()cosVtVwt 2200000012()(cos)24TTCCEEtdtVwtwcdtVC

2220

00002000122()[cos()]244TTLL

VEEtdtIwtwLdtVCwL

电阻R损耗的平均功率为 202lossVPR

因此并联谐振电路的品质因数0Q为 002LClossEEQRwCP 8． 使用图2-12（b）的射频开关电路，如果PIN二极管在导通和截止状态的阻抗分别为Zf和Zr。请计算该射频开关的插入损耗IL和隔离度IS。 解答：

插入损耗00220lgfZZILZ 隔离度00220lgrZZISZ 9． 请总结射频二极管的主要种类、特性和应用领域。 解答：

种类 特性 应用范围 肖特基二级管 具有更高的截止频率和更低的反向恢复时间 用于射频检波电路，调制和解调电路，混频电路等 PIN二极管 正偏置的时候相当于一个电流控制的可变电阻，可呈现非常低的阻抗，反偏置的是相当于一平行平板电容 应用于射频开关和射频可变电阻

变容从导通到截止的过程中存在电流突变，二极主要用于电调谐，还页眉内容 页脚内容68 二极管 管的等效电容随偏置电压而改变 可用作射频信号源

10． 雪崩二极管、隧道二极管和Gunn二极管都具有负阻的特性，尽管形成负阻的机理完全不一致。请设计一个简单的电路，利用二极管的负阻特性构建一个射频振荡电路。 解答：

DZ0=50Ω0.108λZ0=50Ω0.135λ50Ω

11． 1）试比较射频场效应管与射频双极型晶体管结构和特性上的差异。2）试讨论晶体管小信号模型和大信号模型的主要区别。请问能否使用晶体管大信号模型分析射频小信号。 解答： 场效应管是单极性器件，只有一种载流子对通道电流做出贡献，属于压控器件，通过栅极-源极的电压控制源极-漏极电流变化；使用GaAS半导体材料MISFET的截止频率可以达到60—70GHz,，HEMT可以超过100GHz，因此在射频电路设计中经常选用它们作为有源器件使用；双极型晶体管分为PNP和NPN两种类型，其主要区别在于各级的参杂类型不一致，属于电流控制器件，正常工作时，基极-发射极处于正偏，基极-发射极处于反偏；通过提高掺杂浓度和使用交指结构，可以提高其截止频率，使其可以在整个射频频段都能正常工作 大信号模型是一个非线性模型，晶体管内部的等效的结电容和结电阻会发生变化，小信号模型是一个线性模型，可认为晶体管的个参数保持不变。 能使用晶体管的大信号模型分析射频小信号。

12． 肖特基二极管的伏安特性为 1ASVIRSIIe

其中反向饱和电流为11210SIA，电阻RS=1.5。试编写计算机程序，计算当VA在0V~10V之间变化时，肖特基二极管电流I的变化。 #include "math.h" float dl(float Va) { float i1; if(Va<0) printf("n<0,dataerror"); else if(Va==0) i1=0; else i1=2*exp(Va-dl(Va-1)*1.5-1); return(i1);

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无线通信射频电路技术与设计(文光俊 电子工业出版社)习题答案ch2

无线通信射频电路技术与设计(文光俊 电子工业出版社)习题答案ch2

2.2AWG 26 d=16mila=d/2=8mil=8*(2.54*10^(-5))=0.2032mm和引线相关联的电感：L=RDC==nH引线的串联电阻：R R2DCasσ====μΩ并联泄露电阻：61133.9*10R2tanee sG fC fπ===∆MΩ2.4（1）并联LC：111()1/()1/()Z jj L j C C Lωωωω==---（2）串联联LC：21()Z j LCωω=-（3）并联LR-C：311/()ZR j L j Cωω=++（4）串联LRC：41()Z R j LCωω=+-四个频率响应的MATLAB程序如下:clear all;f=30e6:1000:300e6;L=10e-9;C=10e-12;R=5;Z1=1./(j*(2*pi*f*C-1./(2*pi*f*L)));Z2=j*(2*pi*f*L-1./(2*pi*f*C));Z3=1./(j*2*pi*f*C-1./(2*pi*f*L+R));Z4=R+j*(2*pi*f*L-1./(2*pi*f*C));subplot(2,2,1)plot(f/1e6,abs(Z1));grid;title('Parallel LC circuit'),xlabel('frequency, MHz'),ylabel('|Z1|,ohm');subplot(2,2,2)plot(f/1e6,abs(Z2));grid;title('Series LC circuit'),xlabel('frequency, MHz'), ylabel('|Z2|,ohm');subplot(2,2,3)plot(f/1e6,abs(Z3));grid;title('Parallel (L+R)C circuit'), xlabel('frequency, MHz'), ylabel('|Z3|,ohm');subplot(2,2,4)plot(f/1e6,abs(Z2));grid; title('Series (L+R)C circuit'), xlabel('frequency, MHz'), ylabel('|Z4|,ohm');MATLAB 程序仿真图如下:100200300102030Parallel LC circuitfrequency, MHz |Z 1|,o h m100200300200400600Series LC circuitfrequency, MHz |Z 2|,o h m100200300510152025Parallel (L+R)C circuitfrequency, MHz|Z 3|,o h m100200300200400600Series (L+R)C circuitfrequency, MHz|Z 4|,o h m2.8n,p ,,D n pn p T kTV qμμ== (1) 00CEB Bn p EFCF V E E FBp n BD n d I I D p d β==(2)由(1)、(2)式可得正向电流增益： 00B n p E F Ep n Bn d p d μβμ=；根据20E i n E D n p N =和20Bi p B A n n N =得到 187.5En D EF Bp A BN d N d μβμ== 2.9FET 的夹断电压与栅极-源极电压无关，是按照下式：2p 4.242D qN d V ε== V 此时，再由势垒电压0.8d V = V 得出0 3.44T d p V V V =-=- V ；最大饱和漏极电流也与外加的栅极-源极电压无关，基于3/20[(()]3p D s a t d dG SV I G V V V V =---得到3/20[] 6.893p DSS d d V I G V =-+= A 这里220=8.16D n D G qN W d L q N W d L σμ== S2.10HEMT 的夹断电压求值如下：2p ) 1.81D H V qN d ε==V继而可求阀电压如下：T0b p 1.22C V V W q V =--=-V V利用上述的值，并且或按照方程20[()]2DS HD n DS GS T V W I V V V Ld εμ=--；对于0DS GS T V V V ≤-的情况或按照方程20()2HD nGS T W I V V Ldεμ=-；对于0DS GS T V V V ≥-的情况 计算漏极电流。

射频通信电路经典题目

射频通信电路经典题目

设一放大器以简单并联振荡回路为负载，信号中心频率f=10MHz ，回路电容C=50pF,试计算所需的线圈电感值。

又若线圈品质因数为Q 0=100，试计算回路谐振电阻和回路带宽。

若放大器所需的带宽为0.5MHz ，则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求？ 解：（1）计算L 值
（2）计算谐振电阻和带宽
（3）求并联电阻R 1
回路总电阻
电路如图所示，试求输出电压v 1(t)的表达式 和回路的带宽（忽略回路本身的固有损耗）。

解：由图知，回路电容为：
H C f C L μππω07.51050)1010()2(1)2(111226220220=⨯⨯⨯⨯===-Ω=⨯⨯⨯⨯==-k L Q R p 8.311007.51021006700πωkHz Q f BW dB 100003==205.01030===dB L BW f Q Ω=⨯⨯⨯⨯===∑
-k L Q R R R L p 37.61007.510220//6701πωΩ
=∴k R 79.71值和相对值。

试求其通频带的绝对它的谐振频率为：设一串联谐振回路的例Ω==5,150,6001R H L kHz μ113510150106002630=⨯⨯⨯⨯==-πωR L Q 解：kHz kHz Q f BW dB 32.511360003===通频带的绝对值：1131103==Q f BW dB 通频带的相对值：。

射频通信电路-刘长军（2004—2005学年）

射频通信电路-刘长军（2004—2005学年）

射频通信电路-刘长军（2004—2005学年）四川⼤学期考试试题（2004——2005学年第2学期）课程名称：射频通信电路任课教师：刘长军⼀、填空（10分）1.⼀般定义微波的频率范围为300MHz⾄。

2.如果⼀个⾦属圆柱的半径为R，趋肤深度为δ，当满⾜条件R>>δ时，其射频电阻RRF 与直流电阻RDC的⽐值为。

3.⼀个贴⽚电容上的标称是103，则这个电容器的电是。

4.在射频频段，电容器的寄⽣参数必须考虑。

如果⼀个电容的⼯作频率⼤于其⾃⾝谐振频率时，电容将呈现出阻抗。

5.⽆耗传输线特征阻抗为Z0，终端接负载ZL。

当满⾜条件ZL=Z时，传输线上的电压驻波系数VSWR为。

6.在1947年，实验室发明了锗材料的双极型晶体管。

7.由于肖特基（Schottky）⼆极管具有很强的⾮线性特性，⾮常适合⽤于电路。

此外，肖特基⼆极管还可以⽤于检波电路和整流电路。

8.变容⼆极管的等效电容随外加电压的变化⽽变化，可以⽤于频率调谐电路。

在⼤多数应⽤中，要求变容⼆极管的外加电压为向偏置。

9.RFC在射频晶体管放⼤器的偏置电路中，主要作⽤是将射频信号与分离。

10.如果下⼀级电路的输⼊阻抗为ZIN =RIN+jXINΩ，则当上⼀级电路得输出阻抗 ZOUT为时，可以得到最⼤功率的传输。

⼆、单项选择题（10分）1.某⼿机的上⾏频率为890MHz，按IEEE对频谱的划分，此⼯作频率属于（）频段。

A、L波段B、C波段C、Ku波段D、P波段2.在史密斯阻抗圆图中，感性负载对应的点应该全包含在（）。

A、上半平⾯B、下半平⾯C、左半平⾯D、右半平⾯3.3dB射频衰减器的S参数可以表⽰为（）A、 B、 C、 D、4.RLC串联谐振电路在谐振频率维持不变时，如果需要提⾼电路的品质因数，则需要（）A、提⾼电感L，降低电容CB、降低电感L，降低电容CC、降低电感L，提⾼电容CD、提⾼电感L，提⾼电容C5.下图电路是（）类型的滤波器。

A、LPFB、BPFC、BSFD、HPF6射频三极管的⼤信号模型是（），射频三极管的⼩信号模型是（）。

射频与通信集成电路设计习题参考答案

射频与通信集成电路设计习题参考答案


RL (1 Q2 ) RS
Q RS 1 50 1 0.816
RL
30
X Lp
X L' (1
1 Q2
)
QRL (1
1 Q2
)
61.24
Q L ' L ' QRL
RL
L QRL 15 0.81630 15 0.63nH 2π 2.4109
LP
X Lp
61.24 2π 2.4109
Qn=2 4.58nH
2.91nH
1.53pF
（b）
（b）
Qn=2
2.44nH
2.61pF
3.76pF
Qn=2
1.79pF
1.69nH
2.22nH
6
东南大学《射频集成电路设计基础》课程
（二）计算法 1）L 型匹配网络计算
L
j15
L’
LP
C
0(RL)
C
习题参考答案 Z. Q. LI RL(1+Q2)
（a）
（b）
L=0.64nH C=1.09pF
C=1.67pF L=4.06nH
5
东南大学《射频集成电路设计基础》课程
2）具有最大节点品质因数为 2 的 T 型匹配网络
习题参考答案 Z. Q. LI
Qn=2 947.6fF
890.9fF
2.9nH
（a） 3）具有最大节点品质因数为 2 的型匹配网络 （a）
(d) ZIN 2Zo ,
1 ΓIN = 3
2.7 请将下图中 Smith 圆图上的曲线与它们的性质对应起来，并填入到下表中。
曲线性质
曲线编号
某频率点上的 LC 网络阻抗匹配