通信电路原理练习题汇编.docx
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通信电路原理练习题汇编.docx
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通信电路原理练习题汇编
通信电路原理第一章习题答案
l-12已知调制信号的频率范围为40Hz~4.5kHz。
用这个信号去调制载频为640kHz的高频信号,求调幅后,电台所占的频带宽度是多少?
解:
调制信号频谱:
640kHz载频频谱:
∵Fmax=4.5kHz
∴调幅后:
BAM=BDSB=2×4.5=9kHz
BSSB=4.5kHz
AM:
DSB:
SSB:
注意:
载频和Fmin(40Hz)与带宽无关。
1-13设短波波段的波长是16.7~136.5m,各调制信号的最高频率为4.5kHz,问在此波段内最多能设置多少个调幅电台?
解:
fmax=C/λmin=(3×108)m/16.7m=17964kHz
fmin=C/λmax=(3×108)m/136.5m=2197.8kHz
信道频率范围:
fmax−fmin≈15766kHz
∵Fmax=4.5kHz,B双边带=2×4.5=9kHz,B单边带=4.5kHz
∴双边带调幅电台设置数:
理论值(最多):
15766/9≈1751个
实际(设各电台间隔10kHz):
15766/(9+10)≈829个
单边带调幅电台设置数:
理论值(最多):
15766/4.5≈3503个
实际(设各电台间隔10kHz):
15766/(4.5+10)≈1087个
1-14某电视台的图像载频的频率是57.75MHz,它的波长是多少?
如果用最高频率为6MHz的视频信号去作双边带调幅。
问这个电视频道所占的频率带宽是多少MHz?
解:
λ=C/fo=(3×108)/(57.75×106)≈5.1948m
B=2×6=12MHz
注意:
载频与带宽无关
1-17一个单频率调幅信号,设调幅系数mA=0.3和l时,边频功率和载频功率之比为多少?
能量利用率η为多少?
解:
由单频F调制幅度频谱:
令:
单位电阻上的功率
mA=1时:
mA=0.3时:
mA=0.5时:
l-20用频率40Hz~15kHz的调制信号(振幅不变)进行调频、调相,调频时最大频偏Δfmax=50kHz,为常数;调相时,调相系数mP=0.5rad,也为常数。
试求调频时,调频系数mF的变化以及调相时频偏Δf的变化?
解:
已知:
F:
40Hz~15kHz变化,振幅VΩm不变
FM:
∵Δfm=F×mF=50kHz(不变)
∴mFmax=Δfm/Fmin=50kHz/40Hz=1250
mFmin=Δfm/Fmax=50kHz/15kHz=3.33
BFMmax=2(Δfm+Fmax)=2(50k+15k)=130kHz
BFMmin=2(Δfm+Fmin)=2(50k+0.04k)=100.08kHz
(因为随mF随F反比变化,Δfm不变,BFM变化范围较小)
PM:
∵mP=0.5rad(不变)
∴Δfmmax=Fmax×mF=40Hz×0.5=20Hz
Δfmmin=Fmin×mF=15kHz×0.5=7.5kHz
BPMmax=2(Δfmmax+Fmax)=2(7.5k+15k)=45kHz
BPMmin=2(Δfmmin+Fmin)=2(0.02k+0.04k)=0.12kHz
(因为mF不变,Δfm随F正比变化,BFM变化范围很大)
1-23画一个超外差式调频接收机的框图,并画出各主要点的波形图与频谱图。
解:
超外差式调频接收机框图,各主要点的波形图与频谱图。
通信电路原理第四章习题答案
4-4有人说“晶体管的β值是个常数,基本不变”,请问这种说法有没有条件限制,有什么条件限制?
解:
有限制。
当f工作 当f工作>fβ时,随着f工作↑,β↓,|β|≈fT/f工作 4-5巳知某电视机高放管的fT=1000MHz,βo=100,假定要求放大频率是1MHz、10MHz、100MHz、200MHz、500MH的信号,求高放管相应的|β|值。 解: 已知: fT=1000MHz,βo=100, 则: fβ=fT/βo=1000MHz/100=10MHz (1)f工作=1MHz时,∴f工作< (2)f工作=10MHz时,∴f工作=fβ∵|β|=0.7βo=70(极限工作) (3)f工作=100MHz时,∴f工作>>fβ∵|β|≈fT/f工作=1000/100=10 f工作=200MHz时,∴f工作>>fβ∵|β|≈fT/f工作=1000/200=5 f工作=500MHz时,∴f工作>>fβ∵|β|≈fT/f工作=1000/500=2 4-10巳知一调谐放大器加题图4-45所示,回路的谐振频率为465kHz,回路电感L的Qo=100,放大管的Coe=10pF,Roe=30kΩ,Yfe=50mA/V,其他参数如图中所列,试求: (1)画出放大器的高频等效电路; (2)回路电感L值; (3)放大器的通频带宽度; (4)为使电路稳定,请在适当地方加上中和电路, 并标出中和元件的大致值; (5)计算本放大器谐振时的电压增益。 图4-45 解: (1)放大器的高频等效电路 (2)计算回路电感L值 (3)计算放大器的通频带宽度 (4)中和电容CN的位置如图中所示,CN的大致值为0.5~5pf (5)放大器谐振时的电压增益 4-18在调谐放大器的LC回路两端并接一电阻,会对放大器的谐振增益、、选择性、稳定性等各项指标产生什么影响? 解: ∴原调谐放大器LC并联回路没有并接电阻,可以认为并接电阻无穷大 ∵并接电阻后,R↓(g↑)→回路Q↓ ∴R↓(g↑)→回路Q↓ ∵ (1)谐振增益AV=(P1P2|Yfe|)/g,g↑→AV↓(谐振增益下降) (2)B0.7=fo/Q,Q↓→B0.7↑(通频带变宽) (3)B0.7和B0.1同时↑,K0.1=B0.1/B0.7不变, 但随着Q↓,B0.7↑,抑制比↓(带外衰减变慢),(选择性变差) (4)随着谐振增益AV↓,(稳定性变好) 4-19一收音机的中放电路,共有三级调谐回路,频率均为465kHz,被放大的信号带宽为9kHz,试求每级放大器的通频宽度及品质因数。 解: 已知: fo=465kHz,B信号=9kHz 设: 三级调谐回路放大器,带宽压缩系数为0.51 每级: B0.7=B信号/0.51=9kHz/0.51≈18kHz 每级: Q=fo/B0.7=465/18≈25.8 4-21请在图4-18(a)的单调谐放大电路中加中和电容,并标明中和电容的大致值。 解: 如图所示 正确连接CN: ②点,同名端正确选择后,经由CN反馈的Vf与经由Cb’c反馈的Vo(Vce)反相180o,实现负反馈,CN在0.5~5pf范围内取值,当CN取值等于Cb’c时,可消除的Cb’c影响,使放大器稳定工作。 不正确连接CN: ①点,Vcc交流接地; ③点,Vf与Vo(Vce)同相,为正反馈; ④点,直流、交流均接地。 通信电路原理第五章习题答案 5-8已知题图5-4所示的两个小信号放大系统,试回答: (1)输出噪声功率Pno=PniAPA1APA2APA3对不对? 为什么? 不对,没有考虑3个单元电路各自产生的噪声Pnn1、Pnn2、Pnn3 正确: Pno=PniAPA1APA2APA3+Pnn1APA2APA3+Pnn2APA3+Pnn3 (2)两个系统各自的噪声系数? 系统1: Nf=Nf1+(Nf2-1)/APA1+(Nf3-1)/(APA1APA2) =1.5+(3-1)/20+(4-1)/(20×15) =1.5+2/20+3/300=1.61 系统2: Nf=Nf1+(Nf2-1)/APA1+(Nf3-1)/(APA1APA2) =3+(4-1)/15+(1.5-1)/(15×10) =3+3/15+0.5/150=3.2003 (3)这两个系统的指标分配哪个较合理? 为什么? 系统1指标分配合理,因为前级的Nf1小和APA1大,所以Nf为1.61(比系统2的Nf=3.2更接近于1),则系统1的噪声性能优于系统2。 通信电路原理第六章习题答案 6-5若非线性器件的伏安特性为i=αo+α1v+α2v2能否用它进行混频、调幅和振幅检波? 并说明原因。 解: 由i=αo+α1v+α2v2,(v为输入电压,i为输出电流,i与v为非线性关系) (1)外加两个频率的信号电压: v=V1mcosω1t+V2mcosω2t 将v带入上式,得: 将 i=αo+α1(V1mcosω1t+V2mcosω2t)+α2(V1mcosω1t+V2mcosω2t)2 =αo+α1V1mcosω1t+α1V2mcosω2t +α2(V21mcos2ω1t+V22mcos2ω2t+2V1mV2mcosω1tcosω2t) =αo+α1V1mcosω1t+α1V2mcosω2t +α2[(V21m/2)(1+2cos2ω1t)+(V22m/2)(1+2cos2ω2t)] +α2V1mV2m[cos(ω1+ω2)t+cos(ω1−ω2)t] 可见: 输出电流i中,含有cos2ω1t,cos2ω2t项,由窄带BPF选出,可实现2倍频; 含有[cos(ω1+ω2)t+cos(ω1−ω2)t],由一定带宽BPF选出,可实现混频、调幅; (BPF: 带通滤波器) (2)外加任意调幅信号,由一定带宽LPF选出,可实现检波(见6-6题)。 6-6上题中,若所加电压是调幅波信号,即v=Vm(1+mcosΩt)cosωot 试分析i中是否含cosΩt调制信号分量,若要将调制分量取出,应增接什么滤波电路? 解: 由i=αo+α1v+α2v2 将v带入上式,得: i=αo+α1[Vm(1+mcosΩt)cosωot]+α2[Vm(1+mcosΩt)cosωot]2 =αo+α1Vm[cosωot+mcosΩtcosωot] +α2[V2m(1+mcosΩt)2cos2ωot] =αo+α1Vm[cosωot+mcosΩtcosωot] +α2V2m[(1+2mcosΩt+m2cos2Ωt)1/2(1+cos2ωot)] =αo+α1Vm[cosωot+mcosΩtcosωot]+(α2V2m)/2[1+2mcosΩt+m2cos2Ωt +cos2ωot+2mcosΩtcos2ωot+m2cos2Ωtcos2ωot] 可见: 输出电流i中,含有2mcosΩt(调制信号电压)项,由一定带宽的LPF选出,可实现检波。 LPF带宽要求: (Ω=2πF)BLPF=fH≥F (LPF: 低通滤波器,BLPF: LPF带宽,fH: LPF上限截止频率) 6-8题图6-1是晶体管的转移特性,用它来作二倍频,为了使ic中的二次谐波振幅达到最大值,工作点应如何取定。 (已知输入信号振幅为2V) 解: ∵φ=60o时,ic中的二次谐波振幅Ic2最大 又∵cosφ=(VD−VQ)/Vm ∴VQ=VD−Vmcosφ =0.7−2cos60o =0.7−2×0.5=−0.3V 6-9上题,若作三倍频,在其他条件均相同时,工作点应在二次倍频的工 作点之左还是之右,为什么? 解: ∵φ=40o时,ic中的二次谐波振幅Ic3最大 又∵二次倍频φ=60o时,工作点为−0.3V ∴工作点由−0.3V左移,可使导通角φ由60o减小到40o 验证: VQ=VD−Vmcosφ =0.7−2cos40o =0.7−2×0.766=−0.832V 6-15已知电路框图如题图6-5所示,试问 (1)若v1=V1mcosΩt,v2=V2mcosωot,输出vo可否得到平衡调幅波,滤波器应有何要求? (2)若v1=V1m(1+mcosΩt)cosωt, v2=V2mcosωt,要求实现同步检波、还原出调制信号cosΩt,则滤波器应如何要求? (3)要实现二倍频,使v1=v2=Vmcosωt,对吗? 为什么? 解: (1)若v1=V1mcosΩt,v2=V2mcosωot ∵v=kv1v2=kV1mcosΩtV2mcosωot =(kV1mV2m)/2[cos(ωo+Ω)t+cos(ωo−Ω)t] ∴经BPF可以得到平衡调幅波 BPF要求: (Ω=2πF,ωo=2πfo) BPF中心频率=fo,BPF通频带BBPF≥2F vo=(kV1mV2m)/2[cos(ωo+Ω)t+cos(ωo−Ω)t] (2)若v1=V1m(1+mcosΩt)cosωt,v2=V2mcosωt, ∵v=kv1v2=kV1mV2m(1+mcosΩt)cosωtcosωt =kV1mV2m(1+mcosΩt)cos2ωt =(kV1mV2m)/2[(1+mcosΩt)(1+cos2ωt)] =(kV1mV2m)/2[1+mcosΩt+cos2ωt+mcos2ωtcosΩt] =(kV1mV2m)/2[1+mcosΩt+cos2ωt+(m/2)cos(2ω+Ω)t+(m/2)cos(2ω−Ω)t] ∴含有cosΩt(调制信号电压)项,由一定带宽的LPF选出,可实现同步检波。 LPF带宽要求: (Ω=2πF)BLPF=fH≥F vo=[(kmV1mV2m)/2]cosΩt (3)要实现二倍频,使v1=v2=Vmcosωt ∵v=kv1v2=cos2ωt =(kV2m)/2(1+cos2ωt)=(kV2m)/2+[(kV2m)/2]cos2ωt ∴含有cos2ωt项,由窄带BPF选出,可实现2倍频。 BPF要求: BPF中心频率=fo,BPF通频带很窄 vo=[(kV2m)/2]cos2ωt 通信电路原理第七章习题答案 7-2低频功率放大器能工作在丙类吗? 为什么? 解: (1)无法直接工作于丙类,因为基带低频信号正、负变化,且幅度变化剧烈,丙类电路输出的余弦脉冲序列的基波信号中,只含有部分幅度较大的基带低频信号。 一般采用乙类或甲乙类放大。 (2)特殊情况下,若将基带低频信号转换为PDM信号后,可以工作在丙类,但很少采用。 而将基带低频信号转换为PDM信号后,一般采用丁类放大。 7-4丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为负载? 回路若失谐将产生丙类怎样结果? 回路改用纯阻将产生怎样结果? 丙类放大器的导通角φ<90o,Ic为余弦脉冲(失真),需用调谐回路选出基波分量Ic1。 若回路失谐,将使幅度基波分量Ic1减小,谐波分量增大; 回路改用纯阻,输出为余弦脉冲电压。 7-12调测一个装好的谐振功率放大器,发现输出功率比设计值小得多,但电流Ico分量较大,试问放大器的工作状态在何处? 如何调整才能使加大Po,Ico减小。 解: 由图7-6p215 ∵Po小,Ico较大 ∴功率放大器工作在欠压状态 (1)由图7-4p213 可右移VBB,或加大Vb,以脱离欠压状态,达到临界状态时,输出功率Po最大; (2)由图7-5p214 可加大负载,以脱离欠压状态,达到临界状态时,输出功率Po最大; (3)由图7-7p218 可减小VCC,以脱离欠压状态,达到临界状态时,输出功率Po最大; 7-14已知一调谐工作在临界状态,求负载电阻增加一倍和减小一倍时,输出功率Po如何变化? 解: 由图7-6p215,可见临界状态时,输出功率Po最大。 负载电阻增加一倍和减小一倍时,功率放大器分别进入过压状态和欠压状态,输出功率Po均下降1倍左右。 7-19改正题图7-2中的错误,已知电路的工作频率为400MHz.设Lc为扼流圈,电感量较大。 题图7-2 解: (a)错误分析: (1)无输入选频网络; (2)无输出选频网络; (3)VCC被隔直,无法供电; (4)VCC(几十V)直接接到基极,管子将被击穿。 改正错误: (b)错误分析: (1)无输入选频网络; (2)无输出选频网络; (3)功率较大时,一般无射极电阻和电容。 改正错误: 7-25在图7-19(a)的同相功率二分配器中,若电路完全对称且匹配,可否,为什么? 解: 只有理想情况下,即电路完全对称且匹配时,这时Id=0,可以去掉电阻Rd。 实际工作情况下,电路不可能完全对称且匹配,去掉电阻Rd,电路将难以保证平衡状态。 7-29调幅波或调频波经过倍频器后,其载频及信号的频带宽度将发生怎样的变化? 信号是否会失真? 解: (1)调幅波经过倍频器后,信号将会失真; 例: (2)调频波经过倍频器后,fo倍频(调频波在频域的位置上移),∆fm倍频(B加倍),频率变化的规律不会发生变化,信号不会失真。 7-30请画出图7-23电路的组成框图,说明各框图的功能。 7-32一调谐功率放大器的负载是拉杆天线,装好后发现放大器的输出功率较小,发射距离不远,请你分析有几种原因造成这一结果,如何解决这一难题。 解: (1)放大器处于较强过压工作状态; (2)放大器处于欠压工作状态; (3)选频网络损耗大(Q值低),或因失谐损失Ic1的幅度; (4)选频网络与天线负载失配; (5)天线尺寸(λ/4)与信号波长(λ)不相适配。 通信电路原理第八章习题答案 8-10试用相位条件的判别原则,判别题图8-37所示的LC振荡器交流等效电路,哪个可以振荡? 哪个不可以振荡? 或在什么条件下才能振荡? 题图8-37 解: (a)如右图所示,同名端选择正确,满足正反馈条件; 且具有放大和LC选频环节,可以振荡。 (b)如右图所示, ①若LC1等效为电容,无法选频; ②若LC1等效为电容,不满足正反 馈条件;均无法振荡。 (c)如右图所示,(Cbe很小) ①工作频率足够高时,可利用Cbe 作为谐振电容,可以振荡。 ②工作频率较低时,无法利用Cbe 作为谐振电容,无法振荡。 (d)如右图所示, 令振荡器输出频率为fo 满足fL2C2>fo时, L2C2回路为电感特性; 满足fL1C1 L1C1回路为电容特性; 这时,等效为电感 三点式,可以振荡。 8-14题图8-39是一个三回路振荡器的交流等效电路,试分析电路在什么条件下才能产生振荡,并写出L1C1、L2C2、L3C3之关系。 解: 设fo为振荡器输出频率 8-15题图8-40是某接收机的本振电路(改换L可以得到不同信道的不同频率)试求: (1)画出交流等效电路,说明它是什么形式的电路? (2)说明。 (3)说明反馈系数、振荡频率主要由什么参数决定,并写出关系式。 (4)若振荡波形不好,应如何解决? 解: (1)交流等效电路 (2)各元件的作用如下: 电阻10KΩ、3.9KΩ设置工作点,使放大器初始为放大状态; 射极电阻1KΩ直流负反馈,稳定工作状态; 5pf、15pf为谐振电容,同时确定Fv的大小; 10pf为谐振电容; C为可变谐振电容,调整C的电容可改变振荡器的输出频率; 2pf为输出耦合电容,电容数值很小(2pf)故为弱耦合状态。 (3) 反馈系数: (共b组态) FV=Vf/Vo=5pf/(5pf+15pf)=1/4=0.25 振荡频率: 通过改变C→可改变C总→可调整振荡器的输出频率 (4)若振荡波形不好 ①减小Fv(减小反馈强度/高次谐波的反馈量减小),但可能影响起振状态; ②加大10pf的电容数值(容抗减小),通过提高回路的Q值,改善回路的选择性(滤除和减小更多的谐波分量)。 8-22已知石英晶体振荡电路如题图8-43所示,石英晶体为泛音晶体,试求: (1)画出振荡器的高频等效电路; (2)图中LC回路起什么作用? (由它的谐振频率大小来说明); (3)指明或求导振荡器的振荡频率; (4)说明电路特点; (5)电路若不振荡应如何解决? 解: (1)高频交流等效电路题图8-43 (2)图中LC回路的起什么作用 ∵fLC(4.04MHz) ∴在fo处,LC回路呈电容特性。 (3)振荡器的振荡频率 晶体工作于感性状态,fo=5MHz (4)电路特点: ①此电路为串联改进型电容三点式振荡器(克拉泼电路); ②VT1(振荡管)和VT2(缓冲输出管)均为共集电极组态: 输入阻抗高,对回路的影响小;输出阻抗小,带负载能力强; ③泛音晶体振荡器。 (5)电路若不振荡应如何解决? ①∵起振条件为: AvFv>1 ∴可以提高Av,或加大Fv(但输出波形将变坏) ②采用相应方法,激励泛音晶体。 通信电路原理第九章习题答案 9-5.已知低频调制信号和载频信号分别为 (1)写出调幅波的表达式; (2)求调制系数m(设Kα=1); (3)画出已调波的频谱图,并标明各分量的频率和幅值。 解: (1) (2)调幅波的表达式和调制系数mA(设Kα=1) 则: vAM=10[1+0.6cos(2π×103t)+0.3cos(2π×5×103t)] =10(cos2π×106t) +3[cos(2π×1001×103t)+cos(2π×999×103t)] +1.5[cos(2π×1005×103t)+cos(2π×995×103t)] (3)已调波的频谱图 9-9已知调幅信号的频谱图如题图9-30所示试求 (1)写出调幅信号的表达式; (2)画出实现本调幅信号的方框图; (3)说明这种调幅的特点。 解: (1)调幅信号的表达式 令: Ka=1,由图可知该二次 调幅信号的调制信号f(t)为: f(t)=8[1+0.5cos(2π×3×103t)] cos(2π×10×103
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