现代电子线路基础新版教材第六章习题答案.docx
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现代电子线路基础新版教材第六章习题答案
第六章习题答案
6.1在题图6.1所示调谐放大器中,工作频率fo=10.7MHz,L1-3=4μH,Qo=100,N1-3=20匝,N2-3=5匝,N4-5=5匝,晶体管3DG39在fo=10.7MHz时测得gie=2860μS,Cie=18pF,goe=200μS,Coe=7pF,|yfe|=45mS,yre=0,试求放大器的电压增益Avo和通频带BW。
题图6.1交流等效电路折合后的等效电路
解:
,
总电容
LC振荡回路电容
LC振荡回路固有谐振频率10.85(MHz)
固有损耗电导:
,
注:
由上述计算可以看出,和相差不大,即部分接入后对谐振频率影响较小,但概念要清楚。
另外,这里给出了(即认为是)不要通过来计算。
6.2题图6.2是某中放单级电路图。
已知工作频率fo=30MHz,回路电感L=1.5μH,Qo=100,N1/N2=4,C1~C4均为耦合电容和旁路电容。
晶体管在工作条件下的y参数为
;
试解答下列问题:
(1)画出放大器y参数等效电路;
(2)求回路谐振电导gΣ;
(3)求回路总电容CΣ;
(4)求放大器电压增益Avo和通频带BW;
(5)当电路工作温度或电源电压变化时,Avo和BW是否变化?
题图6.2y参数等效电路
解:
(1)y参数等效电路如上图:
(3)由得
(2),
由y参数得,
固有损耗电导:
(4)
(5)当电路工作温度或电源电压变化时,会引起y参数变化,从而和BW会发生变化。
6.3某场效应管调谐放大器电路如题图6.3所示,为提高放大器稳定性,消除管子极间电容CDG引起的内部反馈,电路中加了CN、LN元件,试解答下列问题。
(1)分析CN、LN是如何消除CDG引起的内部反馈的?
(2)分析其它各元件的作用;
(3)画出放大器的交流等效电路;j
(4)导出放大器电压增益Avo表达式。
题图6.3交流等效电路
解:
(1)与组成并联谐振回路,使得漏栅之间的反馈阻抗为,故消除了漏栅之间的反馈,即消除了引起得内部反馈,实现了单向化。
(2)各元件的作用:
组成并联谐振回路,起选频作用;组成并联谐振回路,起选频作用,作放大器的负载;为输入、输出的耦合电容;组成串联谐振回路,减小内部反馈;为偏置电阻,提供场效应管的工作点;为旁路电容;为电源滤波电容;场效应管用作放大器。
(3)交流等效电路如上图:
(4)与晶体管相似,设y参数分别为、、、且,且设负载()接入系数为,并联谐振回路固有损耗为
则
6.4题图6.4示出了晶体管丙类调谐功放晶体管的输出特性(vBE最大值对应的一条输出特性曲线)和负载线A-B-Q直线(也称输出动特性),图中C点对应的vCE等于电源VCC,试解答下列问题。
(1)当vi=0,VCE=VCC时,动特性为何不从C点开始,而是从Q点开始?
(2)导通角为何值时,动特性才从C点开始?
题图6.4
(3)电流脉冲是从B点才开始发生,在BQ段区间并没有,为何此时有电压降vBC存在?
解:
1)根据电路可得:
则在时,,又因为,所以
因此,当时,动特性不从C点开始,而是从Q点开始。
2)根据1)的推倒可知,当动特性才从C点开始。
3)由于该电路的负载是LC谐振网络,则虽然在BQ段为0,但是因为LC谐振网络具有储能作用,电感L对电容C充电后,电容C两端的电压造成此时电压降BC。
6.5谐振功率放大器工作在欠压区,要求输出功率Po=5W,已知VCC=24V,VBB=VD,Re=53Ω,设集电极电流为余弦脉冲,即
试求电源供给功率PD和集电极效率。
解:
由题义知:
,而,可得:
由()
得
6.6实测谐振功率放大器,发现输出功率Po仅为设计值的20%,而Ico却略大于设计值。
试问放大器工作于什么状态?
如何调整放大器,才能使Po和Ico接近设计值?
解:
根据图6.3.5知,该放大器工作在欠压状态。
可以适当增大导通角θ或Re的值。
6.7试求题图6.7所示各传输线变压器的阻抗变换关系式Ri/RL及相应特性阻抗ZC表达式。
(a)(b)(c)
(d)(e)
题图6.7
解:
(a)由图可知:
,,故,
(b)由图可知:
,,,,
(c)由图可知:
,故,
(d)由图可知:
,,故,
(e)由图可知:
,,故,,
6.8证明题图6.8中RB开路(即B端信源开路)时RC和RD上的功率都为PA/2,其中PA=I·V。
题图6.8
解:
根据传输线的变压器的特性可知:
I=(I1+I2)I1=I2=I/2v1=v2
根据功率合成(或分配)网络的最佳传输条件可知:
RC=R/2RD=2RRC上的电压VRC=V-v1RD上的电压VRD=v1+v2
对于推导v1=V/2也可根据教材进行说明
RC上的功率
RD上的功率
6.9题图6.9所示为互感耦合反馈振荡器,画出其高频等效电路,并注明电感线圈的同各端。
(a)(b)(c)
题图6.9
解:
高频等效电路、电感线圈的同各端如下图所示:
6.10试判断题图6.10所示交流通路中,哪些不能产生振荡。
若能产生振荡,则说明属于哪种振荡电路。
(a)(b)(c)
(d)(e)(f)
题图6.10
解:
(a)不能振荡(负反馈);(b)互感耦合振荡器;(c)不能振荡(同性质);
(d)电感三点式振荡器;(e)不能振荡;(f)电容三点式振荡器;
6.11题图6.11为一三谐振回路振荡器的交流等效电路,若电路参数之间的关系为:
(1)L1C1>L2C2>L3C3;
(2)L1C1=L2C2=L3C3;(3)L2C2>L3C3>L1C1;
试分析以上三种情况下电路能否振荡?
若能振荡,则属于哪种类型的振荡电路?
其振荡频率fo与各回路的固有谐振频率f1、f2、f3之间是什么关系?
题图6.11
解:
由于并联回路的谐振频率为,LC回路的等效阻抗为,可得:
时Z为容性;时Z为感性
(1)可得,同性质必须(容性),或者(感性)
而时,为感性,不能振荡;
时,为容性,不能振荡;
为感性,能振荡;
可见当时能振荡,为电容三点式,且
(2)任何频率时都有同性质,不能振荡
(3)可得,同性质必须(容性),
或者(感性)
而或者时,都与同性质,不能振荡
6.12题图6.10(a)、(b)分别为10kHz和25kHz晶体振荡器,试画出交流等效电路,说明晶体的作用,并计算反馈系数。
(a)(b)
题图6.12
解:
交流等效电路如下图所示:
晶体作用:
(a)高Q值电感;(b)短路线
反馈系数:
由,得:
(a);(b)
6.13将石英晶体正确地接入题图6.13所示电路中,组成并联型或串联型晶振电路。
(a)(b)
题图6.13
解:
(a)用晶体取代L即可,构成并联型晶振电路;
(b)晶体一端接C1和C2之间,另一端接到发射极,构成串联型晶振电路。
6.14若非线性器件的伏安特性为i=a1v+a2v2,其中v=Vcmcosωct+VΩmcosΩt+(VΩm/2)cosΩt,且满足ωc>>Ω的条件。
求电流i中的组合频率成分。
解:
可以看出中含有直流、。
6.15两个信号的表达式分别为v1=V1mcosω1t(V)和v2=V2mcosω2t(V)。
试写出两者相乘后的数学表达式,并定性画出波形和频谱示意图。
解:
频谱波形
6.16已知某调幅波的表达式为
试求该调幅波的载波振幅Vcm、载波角频率ωc、调制信号角频率Ω、调制度ma和带宽BW的值。
解:
对照AM波表达式可得:
6.17某调幅发射机发射的未调制载波功率为9kW。
当载波被角频率为Ω1的正弦信号调制后,发射功率为10.125kW,试计算调幅度ma1。
如果再加一个角频率为Ω2的正弦信号对其进行40%调幅后再发射,试求这两个正弦波同时调幅时的发射总功率。
解:
又题义知:
可得
而
6.18已知某调幅波的表达式为
试求其包含的频率分量及相应的振幅值,并求出该调幅波的峰值与谷值。
解:
包含的频率分量及相应的振幅值:
1MHz25V1.005MHz8.75V0.995MHz8.75V
1.01MHz3.75V0.99MHz3.75V
调幅波包络为,可化简为
最大值为37.6V,最小值为0V
即调幅波的峰值与谷值分别为37.6V、0V。
6.19已知某调幅波的频谱如题图6.19所示。
试写出该调幅波的数学表达式,并画出实现该调幅波的原理框图。
题图6.19
解:
于是有:
可得:
框图如下:
6.20画出题图6.20所示多级调制产生SSB信号的框图中A、B、C三点的频谱图。
已知fo1=5MHz,fo2=50MHz,fo3=100MHz。
并说明为何要采用逐级调制方法。
题图6.20
解:
A、B、C点频谱图如下:
采用多级调制主要是为了增加两个边频带之间的相对距离,使得易于设计滤波器。
6.21用题图6.21(a)所示的电路产生AM波,已知调制信号vΩ(t)=VΩmcosΩt,载波vc(t)=Vcmcosωct,用示波器测量得到输出端的波形产生了过调制失真如题图6.21(b)所示。
则应如何调整电路参数克服这种失真?
(注:
直流电压Eo、载波和调制信号幅度均不能改变)
题图6.21
解:
由题图6.21(a)知
,可减小的值,从而减小,克服过调制失真。
6.22差分对管调幅电路如题图6.22所示。
已知载波vc(t)=Vcmcosωct,调制信号vΩ(t)=VΩmcosΩt。
(1)若ωc=107rad/s,LC回路对ωc谐振,谐振电阻RL=1kΩ,Ee=Ec=10V,RE=5kΩ,vc(t)=156cosωct(mV),vΩ(t)=5.63cos104t(V)。
试求输出电压vo(t)。
(2)电路能否得到双边带信号?
题图6.22
解:
(1)如图:
,
得出:
,而
而
,其中
n=1时,
输出电压
即
(2)不能,因为,要得到DSB,必须,而如,则没有直偏置,电路不能工作。
6.23在题图6.23所示的包络检波器电路中,已知LC谐振回路固有谐振频率为106Hz,谐振回路的谐振电阻Ro=20kΩ,检波系数kd=0.9,试回答下列问题。
(1)若is(t)=0.5cos2π×106t(mA),写出检波器输入电压vs(t)及输出电压vo(t)的表达式。
(2)若is(t)=0.5(1+0.5cos2π×103t)cos2π×106t(mA),写出vo(t)的表达式。
题图6.23
解:
(1)
)
(2)
6.24检波电路图题图6.24所示。
已知va(t)=0.8(1+0.5cos10π×103t)cos2π×465×103t(V),二极管的导通电阻rd=125Ω。
求输入电阻Rid和检波系数Kd,并检验有无惰性失真和负峰切割失真。
题图6.24
解:
直流负载为:
交流负载为:
,无负峰切割失真。
,,无惰性失真
6.25为了不产生负峰切割失真,通常采用题图6.25所示的分负载检波器电路。
试问当ma=0.3时,此电路是否会产生负峰切割失真。
若该电路产生了负峰切割失真又应如何解
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