高频电子线路课后题.docx
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高频电子线路课后题
2-1对于收音机的中频放大器,其中心频率试计算回路电感和满足要求。
解2-1:
因为:
所以:
由f0
由B
QL
R0
QL
RL
2LC得:
1
1
222612
2f0)2C4246521062001012106
20.586mH
4652200
42
0.707
B0.707
Q0
0C
0Cg
Q0
QL
Q0L得:
46510358.125
8103
2465
100
103200
10122
109171.22k
4652
0C
g0gL
1)R0
Q0
1R0
RL
QL
Q0QLR0
58.125
10058.125
171.22237.66k
f0=465kHz.B0.707=8kHz,回路电容C=200pF,
QL值。
若电感线圈的QO=100,问在回路上应并联多大的电阻才能
答:
回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联236.66kΩ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12~260pF,Ct为微调电容,要求此回路的调谐范围为535~1605kHz,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
根据已知条件,可以得出:
回路总电容为
160510
CCCt,因此可以得到以下方程组
1
535103
2LCmin
1
2LCmax
1
2L(121012Ct)
1
2L(2601012Ct)
Ct
260
8
108
1012
19pF
2535103)(226019)10-12
6
106
答:
电容Ct为311499p4F2,3电43感5L为00..33117755mmHH.
2-3图示为一电容抽头的并联振荡回路。
谐振频率
L。
若Q0=100,RL=2kΩ,求回路有载QL值。
路电感
f0=1MHz,C1=400pf,C2=100pF求回
题2-3图
1605
260
1012
Ct,
260
12
1012
Ct9
535
12
1012
Ct,
12
12
1012
Ct9
8Ct
260
1012
912
1012
解2-3
C1C2
C1C2
1
4000080pF,
500
2
(2f0)2C
1
62120.317mH
(2106)2801012
负载RL接入系数为p=C1
C1
C2
4000.8
500
折合到回路两端的负载电阻为RL
RL
2
p2
2
3.125k
0.64
回路固有谐振阻抗为R02
Q0
有载品质因数QL
1R0
RL
Q0f0C100
100
612
6.28106801012
1.546
199
3.125
199k
答:
回路电感为0.317mH,有载品质因数为1.546
2-4石英晶体有何特点?
为什么用它制作的振荡器的频率稳定度较高?
答2-4:
石英晶体有以下几个特点
1.晶体的谐振频率只与晶片的材料、尺寸、切割方式、几何形状等有关,温度系数非常小,因此受外界温度影响很小
2.具有很高的品质因数
3.具有非常小的接入系数,因此手外部电路的影响很小。
4.在工作频率附近有很大的等效电感,阻抗变化率大,因此谐振阻抗很大
5.构成震荡器非常方便,而且由于上述特点,会使频率非常稳定。
3-3高频谐振放大器中,造成工作不稳定的王要因素是什么?
它有哪些不良影响?
为使放大器稳定工作,可以采取哪些措施?
答3-3集电结电容是主要引起不稳定的因素,它的反馈可能会是放大器自激振荡;环境温度的改变会使晶体管参数发生变化,如Coe、Cie、gie、goe、yfe、引起频率和增益的不稳定。
负载阻抗过大,增益过高也容易引起自激振荡。
一般采取提高稳定性的措施为:
(1)采用外电路补偿的办法如采用中和法或失配法
(2)减小负载电阻,适当降低放大器的增益
(3)选用fT比较高的晶体管
(4)选用温度特性比较好的晶体管,或通过电路和其他措施,达到温度的自动补偿。
3-8高频功放的欠压、临界、过压状态是如何区分的?
各有什么特点?
当EC、Eb、Ub、RL
四个外界因素只变化其中的一个时,高频功放的工作状态如何变化?
答3-8
当晶体管工作在线性区时的工作状态叫欠压状态,此时集电极电流随激励而改变,电压利用率相对较低。
如果激励不变,则集电极电流基本不变,通过改变负载电阻可以改变输出电压的大,输出功率随之改变;该状态输出功率和效率都比较低。
当晶体管工作在饱和区时的工作状态叫过压状态,此时集电极电流脉冲出现平顶凹陷,输出
电压基本不发生变化,电压利用率较高。
过压和欠压状态分界点,高。
?
当单独改变
?
当单独改变
?
当单独改变
?
当单独改变
及晶体管临界饱和时,叫临界状态。
此时的输出功率和效率都比较
RL时,
EC时,
Eb时,Ub时,
随着随着随着随着
RL的增大,工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。
EC的增大,工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。
Eb的负向增大,工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。
Ub的增大,工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。
3-9已知高频功放工作在过压状态,现欲将它调整到临界状态,可以改变哪些外界因素来实现,变化方向如何?
在此过程中集电极输出功率如何变化?
答3-9
可以通过采取以下措施
1.减小激励Ub,集电极电流Ic1和电压振幅UC基本不变,输出功率和效率基本不变。
2.增大基极的负向偏置电压,集电极电流Ic1和电压振幅UC基本不变,输出功率和效率基本不变。
3.减小负载电阻RL,集电极电流Ic1增大,IC0也增大,但电压振幅UC减小不大,因此输出功率上升。
4.增大集电极电源电压,Ic1、IC0和UC增大,输出功率也随之增大,效率基本不变。
3-10高频功率放大器中提高集电极效率的主要意义是什么?
答3-10
主要意义在于提高了电源的利用率,将直流功率的更多的转换为高频信号功率,减小晶体管的功率损耗,可降低对晶体管的最大允许功耗PCM的要求,提高安全可靠性。
3-13试回答下列问题:
(1)利用功放进行振幅调制时,当调制的音频信号加在基极或集电极时、应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的信号时,应如何选择功放的工作状态?
解3-13
(1)利用功放进行振幅调制时,当调制的音频信号加在基极或集电极时、功放应选在过压状态。
(2)利用功放放大振幅调制信号时,功放应选在欠压状态,并为乙类工作。
(3)利用功放放大等幅度的信号时,功放应选在过压状态,此时有较大的输出功率和效率。
也可以选择在过压状态,此时输出电压幅度比较稳定。
4-1什么是振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件?
振荡器输出信号的振幅和频率分别是由什么条件决定?
答4-1
起振条件:
T(j)1,即T(j()T)12n
振幅条件
n0,1,2相位条件.
平衡条件:
T(j)1,即T(j()T)12n
振幅条件
n0,1,2相位条件
稳定条件:
Ui
Ui
UiA
振幅稳定条件
相位稳定条件
4-2试从相位条件出发,判断图示交流等效电路中,振荡的属于哪种类型振荡器?
哪些可能振荡,哪些不可能振荡。
能
题4-2图
答4-2
(a)可能振荡,电感三点式反馈振荡器,
(b)不能,
(c)不能,
(d)不能,
(e)可能振荡,振荡的条件是L1C1回路呈容性,L2C2回路呈感性,即要求f01 (f)可能振荡,振荡的条件是LC3支路呈感性,即要求f03 并加以改正。 题4-4图 解4-4改正过的电路图如下 4-8在图示的电容三端式电路中,试求电路振荡频率和维持振荡所必须的最小电压增益。 解4-8 题4-8图 C2C130000=75pF 回路总电容C= C2+C1400 1 振荡频率f1f0= 102LC 1 250106751012当以uce作为放大器的输出时,反馈系数KF=C1 FC2 2.6MHz 要维持振荡,应满足KKF1, 即K=K1FCC121300003 fC>>1/TΩ。 分别画出m=0.5及m=1 6-1已知载波电压uc=UCsinωCt,调制信号如图所示, 两种情况下所对应的AM波波形以及DSB波波形。 6-2某发射机输出级在负载RL=100Ω上的输出信号为u0(t)=4(1-0.5cosΩt)cosωctV。 求总的输出功率Pav、载波功率Pc和边频功率P边频。 解6-2 显然,该信号是个AM调幅信号,且m=0.5,因此 PC RLUC2 2 21000.08W Pav PC1 0.081 0.52 0.09W 6P-边3频试用P相av乘器P、C相加0器.0、9滤波0器.0组8成产0生.0下1列W信号的框图 (1)AM波; (2)DSB信号; (3)SSB信号。 解6-3 u + X u 常数(直流) uC uDSBu X X 滤波器 uSSB 6-4在图示的各电路中,调制信号 uΩ(t)=UΩcosΩt,载波电压uC=UCcosωct,且ωc>>Ω,UC>>UΩ,二极管VD1和VD2的伏安特性相同,均为从原点出发,斜率为gD的直线。 (1) 试问哪些电路能实现双边带调制? (2)在能够实现双边带调制的电路中,试分析其输出电 流的频率分量。 题6-4图 解6-4 i2 i2 iLai1 iLbi1 gDK( 4gD gDK(ct)(uct)(uc cosct u) 4 cos3 3 2gDU 2gDUc u)gDK( ct ct cos )(ucu) ctUcost )t cos(c)t 1 )tcos(3c 3c cos( 1 cos(3c 3c 21cos22tcos42t )t 3232 iLci1i2 gDK( gDK( 4 gDK(ct)(uct)K(ct) ct)u uc) gDK(ct K(ct) gD )(u K( uc)ct)uc gDcosct 2gDU cos(c 1 cos(3c 3c gDuc 4 cos3 3 )t ct cos( )t Ucos )t c 1 cos(3c3c )t gDUccosct gDUccosct iLdi1i2 gDK( ct)(uc u)gDK( ct)(ucu) 2gDK( ct)uc 2 cos 2 cos3ct3cDSB调幅c的奇次谐波与Ω的和频与差频分量,以及ωc的偶次谐波分量。 c的基频分量。 2gD12 2所以,(b)和而且在(b)中,包含了ω在(c)中,包含了ωc的奇次谐波与Ω的和频与差频分量,以及ω ct c)能实现 Uccosct 6-14检波电路如图所示,其中us=0.8(1+0.5cosΩt)cosωCtV,F=5kHz,fC=465kHz,rD=125Ω.试计算输入电阻Ri、传输系数Kd,并检验有无惰性失真及底部切削失真。 根据已知条件,得 104.7 R3.2k 4.710 因此,输入阻抗为Ri 电流通角: R 1.6k 2 3125o 3336o 4.7103 检波效率: 因为RC 33RrD Kdcos36o 3.21030.0110632106S 0.81 6 1m2 10.5320.7548106RC, 251030.515700 故不产生惰性失真。 10 又因为0.68m0.5, 104.7所以也不产生底边切割失真。 6-24图示为二极管平衡电路,用此电路能否完成振幅调制(AM、DSB、SSB)、振幅解调、 倍频、混频功能? 若能,写出u1、u2应加什么信号,输出滤波器应为什么类型的滤波器,中心频率f0、带宽B如何计算? 解6-24 设输出滤波器的谐振频率为f0,调制信号最高频率为Fmax。 当满足U2>>U1的条件下,输出电流iL=2gDK(ω2t)u1,因此: (1)将u1,加载波信号,u2,加调制信号,可实现AM调制。 此时要求滤波器为带通滤波器,中心频率为载波频率,f0=fC,带宽为2倍的调制信号最高频率,B0.7=2Fmax,即输入信号的带宽。 (2)将u1,加调制信号,u2,加载波信号,可实现DSB或SSB调制。 滤波器为带通滤波器DSB调制时,f0=fC,B0.7=2Fmax。 SSB调制时,B0.7=Fmax.-Fmin.≈Fmax,中心频率f0=fC+0.5(Fmax+Fmin)。 (3)将u1,加调幅信号,u2,加插入载波信号,可实现振幅解调。 此时要求滤波器为低通滤波器,滤波器的高频截止频率fH>Fmax.。 (4)将u1,加正弦信号信号,u2不加信号,可实现倍频。 此时要求滤波器为窄带滤波器,中心频率为所需倍频的频率。 (5)将u1,加调幅信号,u2,加本振信号,可实现混频。 此时要求滤波器为带通滤波器,中心频率为中频频率,f0=fI=fL-fC,带宽为2倍的调制信号最高频率,B0.7=2Fmax.,即输入信号的带宽。 300~3000HZ的音频信号,其 6-25图示为单边带(上边带)发射机方框图。 调制信号为频谱分布如图中所示。 试画出图中各方框输出端的频谱图。 题6-25图 解6-25各点频谱如下 5f/MHz 05 20 f/MHz 7-1角调波u(t)=10cos(2ⅹ106t+10cos2000πt)(V),试确定: (1)最大频偏; (2)最大相偏;(3)信号带宽;(4)此信号在单位电阻上的功率;(5)能否确定这是FM波还是PM波? (6)调制电压。 解7-1 根据给定条件,可以看出, 2000rad/S,F=1000Hz,(t)10cos2000t (1)最大频偏 d(t) dt d10cos2000t dt 2104 sin2000t 2104 rad/s, 4 104Hz (2)最大相偏 (3)信号带宽 m BS mP10rad 3 2(fmF)2(101)103 (4)因为调角波的功率就等于载波功率,所以 22kHz UC2 P2RL(5)因为题中没给出调制信号的形式,因此无法判定它是 102 50W 2 FM还是PM信号。 7-2调制信号uΩ=2cos2πⅹ103t+3cos3π*103t,调频灵敏度kf=3kHZ/V,载波信号为uc=5cos2πⅹ107t(V),试写出此FM信号表达式。 解7-2由题意可知: 333 (t)2kfu231032cos2103t3cos3103t 3333 12103cos2103t18103cos3103tt (t)(t)dt 0 t 3333 12103cos2103t18103cos3103tdt 7-3调制信号如图所示。 题7-3图 (1)画出FM波的△ω(t)和△φ(t)曲线; (2)画出PM波的△ω(t)和△φ(t)曲线;(3)画出FM波和PM波的波形草图。 解7-3波形如下图所示 信号(a)在FM时,它们的频率为线性变化,称为线性调频或扫频信号; t 由于(t)(t)dt 0的积分限不定,所以我(的t)波形实际上可沿纵坐标上下移动; (a) (b) (c) DSB信号的方法产生PM(或PSK)信号。 信号(b)在PM时,它们的频率为线性变化, 信号(c)可以认为是数字信号, 因此实现的调制为数字调制,又 2PSK。 相同,故在数字调制中,可用产生 因为是二元信号,对它进行FM 和PM分别称为2FSK和 PM信号的波形与DSB信号的波形 称为线性调频或扫频 信号; 7-4频率为100MHz的载波被频率被5kHz的正弦信号调制,最大频偏为50kHz。 ,求 此时FM波的带宽。 若UΩ加倍,频率不变,带宽是多少? 若UΩ不变,频率增大一倍,带 宽如何? 若UΩ和频率都增大一倍,带宽又如何? 解7-4 根据题意,已知 C100MHz,F5kHz,fm50kHz (1)Bs2(fmF)2(505)110kHz (2)当U加倍时,因为fm正比于U,所以fm也加倍,调频指数mf增大一倍。 Bs2(fmF)2(1005)210kHz (3)当U不变时,F加倍时,最大频偏不变,但调频指数mf减小一倍,所以带宽为 Bs2(fmF) 2(5010)120kHz (4)当U、F都加倍时,最大频偏加倍,但调频指数mf不变,所以带宽为 Bs2(fmF) 2(10010)220kHz 7-6有一个AM和FM波,载频均为1MHz,调制信号均为υΩ(t)=0.1sin(2πⅹ103t)V。 FM灵敏度为kf=1kHz/V,动态范围大于20V。 (1)求AM波和FM波的信号带宽; (2)若υΩ(t)=20sin(2π*103t)V,重新计算AM波和FM波的带宽;(3)由此 (1)、 (2)可得出什么结论。 解7-6 (1)根据已知条件,调制信号频率F=1000Hz AM调幅时,信号带宽为B=2F=2ⅹ1000=2000Hz。 FM调制时, Δfm=0.1kf=100Hz,则调频信号带宽为BS=2(Δfm+F)=2(100+1000)=2200Hz. (2)若υΩ(t)=20sin(2π*103t),则: AM调幅时,信号带宽仍然B=2F=2ⅹ1000=2000Hz。 但在FM调制时,Δfm=20kf=20Hz,则调频信号带宽为BS=2(Δfm+F)=2(20+1)=42kHz. (3)比较 (1)和 (2)的结果,可以看到,AM调幅时的信号带宽只取决于调制信号的频率,而与调制信号的大小无关。 对于FM调制,在窄带调制时,信号带宽基本上等于AM信号带宽,但在宽带调制时,主要取决于调制灵敏度和调制信号的振幅,带宽基本不随调
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