高频杨霓清答案45章分解.docx

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高频杨霓清答案45章分解

第四章

4.7有一调幅波的表达式为

（1）试求出它所包含的各分量的频率与振幅；

（2）绘出该调幅波包络的形状，并求出峰值与谷值幅度；

解：

（1）它所包含的各分量的频率与振幅分别为

载频

振幅25

第一对边频

振幅0.5×25×0.7=8.75

第二对边频

振幅0.5×25×0.3=3.75

（2）绘出的该调幅波包络为：

求出的调幅峰值与谷值幅度为

，

4.8当采用相移法实现单边带调制时，若要求上边带传输的调制信号为

，下边带传输的调制信号为

，试画出其实现方框图。

解：

方框图如下图所示

4.9电视图像传输系统如题4.9图，设输入的图像信号频谱在0～6MHz范围内是均匀的，试画出（A～H）各点的频谱图，证明系统输出信号

不失真地重现输入图像信号

频谱。

题4.9图

解：

各点频谱如下图所示

4.10何谓过调幅？

为什么双边带调制信号和单边带调制信号均不会产生过调幅？

答：

调制信号振幅大于载波信号振幅的情况称为过调幅。

因为双边带和单边带调制信号已经将载波信号抑制，故均不会产生过调幅。

4.11一非线性器件的伏安特性为

式中

。

若

很小，满足线性时变条件，则在

、0、

三种情况下，画出

波形，并求出时变增量电导

的表达式，分析该器件在什么条件下能实现振幅调制、解调和混频等频谱搬移功能。

解：

根据伏安特性画出增量电导随

的变化特性

如下图所示。

（1）

时，画出

波形如入（c）所示，图中通角由

，求得

，

（2）

时，画出的

波形如图（b）所示。

（3）

，

，如图（e）所示。

可见，

（1）、

（2）中

含有基波分量，能实现频谱搬移功能，而（3）中

仅有直

流分量，故无法实现频谱搬移功能。

在实现频谱搬移功能时，应遵循有用信号较弱，参考信号较强的原则，这样可以消除一

些无用有害的组合频率分量，使输出有用信号的质量提高。

调制时：

（载波），

（调制信号。

）

解调时：

（参考信号），

（调幅信号）。

混频时：

（本振信号），

（调幅信号）。

4.12在题4.12图所示的差分对管调制电路中，已知

mV，

mV,

，晶体三极管

很大，

可忽略。

试用开关函数求

值。

题4.12图

解：

，

其中　

，

又　

则

所以

4.13一双差分对平衡调制器如题4.13图所示，其单端输出电流

试分析为实现下列功能（不失真），两输入端各自应加什么信号电压？

输出端电流包含哪些频率分量，输出滤波器的要求是什么？

（1）混频（取

）；

（2）双边带调制；（3）双边带调制波解调。

题4.13图

解：

（1）混频：

，

当

，

工作在开关状态时，产生的组合频率分量有

，

，

，

。

输出采用中心频率为

的带通滤波器。

（2）双边带调制：

，

。

工作在开关状态时，产生的组合频率分量有

，

，

，

。

输出采用中心频率为

，

的带通滤波器。

（3）双边带调制波解调：

，

。

开关工作时组合频率分量有

，

，

，

。

输出采用低通滤波器，

4.14分析题4.14图所示电路的功能，求出输出电压

。

题4.14图

解：

A点的输出为

B点的输出为

经频率特性为

的带通滤波器后，

C点的输出为

D点的输出为

E点的输出为

F点的输出为

输出电压为

电路完成了单边带调制，得到的SSB信号的载波角频率为

。

4.15二极管平衡电路如题4.15图所示。

现有以下几种可能的输入信号；

；

；

；

；

；

；

题4.15图

问：

该电路能否得到下列输出信号？

若能，此时电路中的

及

为哪种输入信号？

应采用什么滤波器，其中心频率

以及

各为多少？

（不需要推导计算，直接给出结论）

（1）

；

（2）

；

（3）

；（4）

；

（5）

；（6）

；

（7）

。

解：

电路中二极管若受

控制，输出负载电流为

电路中二极管若受

控制，输出负载电流为

（1）若得到

，

；；

应采用带通滤波器，其中心频率

，带宽

。

（2）若得到

，

应采用带通滤波器，其中心频率

，带宽

。

（3）若得到

；

，

应采用带通滤波器，其中心频率

，带宽

（上边带滤波器）。

（4）若得到

应采用低通滤波器，带宽

（5）若得到

应采用中频通滤波器，其中心频率

，带宽

（6）若得到

；

应采用中频通滤波器，其中心频率

，带宽

。

（7）若得到

。

应采用中频通滤波器，其中心频率

，带宽

。

4.16题4.16图所示为单边带（上边带）发射机的方框图。

调制信号为300～3000Hz的音频信号，其频谱分布如图所示。

试画出图中方框图中各点输出信号的频谱图。

题4.16图

解：

4.17二极管平衡调幅电路如题4.17图所示。

如图

及

的注入位置如图中所示，其中载波信号

，调制信号

，

足够大使二极管工作于开关状态，求

的表达式（输出调谐回路中心频率为

通频带为

）。

题4.17图

解：

由于

为大信号，

的开关函数为

，而

的开关函数为

。

由下图所示电流流向，可得

其中，

表示次级等效电阻反射到初级的等效负载电阻。

对于次级回路电流来说（不考虑滤波作用），则

经次级带通滤波器（中心频率

、带通宽度为

），取出输出电压

此时中含有

、

，为普通调幅波，即此电路不能实现双边带调幅。

4.18题4.18图所示电路中，调制信号

，载波信号

，并且

>>

，

>>

，二极管特性相同，均从原点出发，斜率为

的直线，试问图中电路能否实现双边带调幅？

为什么？

题4.18图

解：

对于图（a）来说，在大信号

作用下

、

的开关函数均为

。

其电流流向如图解（a）中所示，则

次级回路电流

可见i中含有

、

、

、

。

因不含

项，故不能实现调幅。

对于图（b）来说，在大信号

的作用下，

和

的开关函数均为

。

其电流流向如图解（b）中所示，则

次级回路电流

，即

i中含有

、

、

等项。

若采用中心频率为

，带宽为

的带通滤波器，则可取出双边带调幅波，实现双边带调幅。

4.19采用双平衡混频组件作为振幅调制器，如题4.19图所示。

图中

，

。

各二极管正向导通电阻为

，且工作在受

控制的开关状态。

设

，试求输出电压

表达式。

题4.19图题4.20图

解：

，

4.20二极管检波器如题4.20图所示。

已知二极管的导通电阻

60

，

，

5k

，

10k

，

0.01µF，

20µF，输入调幅波的载波频率为465kHz，调制信号频率为5kHz，调幅波振幅的最大值为20V，最小值为5V，试求：

（1）

、

；.

（2）能否产生惰性失真和负峰切割失真。

解：

根据题意

，则

可得输入信号电压

（1）求

、

=0.484rad

（2）不产生惰性失真的条件是

产生惰性失真。

不产生负峰切割失真的条件是

，

不产生负峰切割失真。

4.21二极管检波电路仍如题4.20图所示。

电路参数与题4.20相同，只是

改为5k

，输入信号电压

V试求：

（1）调幅指数

，调制信号频率F，调幅波的数学表达式；

（2）试问能否产生惰性失真和负峰切割失真？

（3）

?

？

画A、B点的瞬时电压波形图。

解：

（1）因为

所以

=1.2V，

=0.6，F=3KHz，

=465KHz

数学表达式

（2）不产生惰性失真的条件是

不产生惰性失真。

不产生负峰切割失真的条件是

=0.6，

=

产生负峰切割失真

（3）

=0.484rad

、

波形图如下图所示。

（a）（b）

4.22题4.22图所示为并联型包络检波电路。

图中，

，

mA，

。

回路

，试画出

波形。

题4.22图

解：

并联型检波电路与串联型电路有相同的工作过程，通过二极管导通时向

充电，

二极管截止时

通过

放电的反复过程，在

上得到解调电压（忽略叠加其上的锯齿波）。

但是他们有两点不同：

（1）并联检波器的输入电阻，

，因此输入并联谐振回路的有载谐

振阻抗

，

在回路上产生的电压

（2）并联检波器的输出电压

。

若设检波电压传输系数近似等于1，

则其中电容

上电压

。

据此画出的波形如下图所示。

它是在

上叠加输入调幅波

，即

4.23包络检波电路如题4.23图所示，二极管正向电阻

，F=（100～5000）Hz。

图（a）中，

＝0.8；图（b）中

＝0.3。

试求图（a）中电路不产生负峰切割失真和惰性失真的C和

值。

图（b）中当可变电阻

的接触点在中心位置时，是否会产生负峰切割失真？

题4.23图

解：

（a）电路中，已知

，

，

，

根据不产生惰性失真条件，得

根据不产生负峰切割失真条件得

因为

，

（b）电路中，当

接触点在中间位置时，已知

，

所以

故不产生负峰切割失真。

4.24题4.24图所示两个电路中，已知

，

，

，两检波器均工作在大信号检波状态。

试指出哪个电路能实现同步检波。

题4.24图

解：

图（a）电路可实现同步检波。

因为

所以

又因为

得

图（b）电路不能实现同步检波。

因为

所以

4.25题4.25图所示为一乘积型同步检波器电路模型。

相乘器的特性为

，其中

为相乘系数，

。

试求在下列两种情况下输出电压

的表达式，并说明是否有失真？

假设

0，

.

（1）

；

（2）

。

题4.25图

解：

（1）当

时，

无失真

（2）

时，

有失真

4.26上题中，若

，当

为下列信号时

（1）

；

（2）

。

试求输出电压

的表达式，判断上述情况可否实现无失真解调，为什么？

解：

（1）

时，

无失真

（2）

时，

有失真

4.27在图4.2.14中，求出当模拟乘法器的两个输入电压分别为下列情况时的输出电压表达式，并分析其频率含量。

设

，

；

（1）当

、

时；

（2）当

、

时；

（3）当

、

时；

解：

图4.2.14模拟乘法器的输出差值电压为

（1）当

、

时；

包含的频率分量为

，

，

，…

（2）当

、

时；