高频复习题第6章振幅调制解调与混频.docx
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高频复习题第6章振幅调制解调与混频
第5章频谱的线性搬移电路
本章与第六章整合,参见第六章
第6章振幅调制、解调与混频
自测题
调制是 。
调幅过程是把调制信号的频谱从低频搬移到载频的两侧,即产生了新的频谱分量,所以必须采用 才能实现。
产生单边带信号的方法有 和 。
大信号检波器的失真可分为 、 、 和 。
大信号包络检波器主要用于 信号的解调。
同步检波器主要用于 和 信号的解调。
混频器的输入信号有 和 两种。
变频电路功能表示方法有 和 两种。
为了抑制不需要的频率分量,要求输出端的带通滤波器的矩形系数 。
思考题
为什么调制必须利用电子器件的非线性特性才能实现它和小信号放大在本质上有什么不同之处
写出图所示各信号的时域表达式,画出这些信号的频谱图及形成这些信号的方框图,并分别说明它们能形成什么方式的振幅调制。
图
振幅检波器一般有哪几部分组成各部分作用如何
下列各电路能否进行振幅检波图中RC为正常值,二极管为折线特性。
图
变频作用是怎样产生的为什么一定要有非线性元件才能产生变频作用变频与检波有何相同点与不同点
如图思所示。
设二极管的伏安特性均为从原点出发,斜率为gd的直线,且二极管工作在受uL控制的开关状态。
能否构成二极管平衡混频器求各电路输出电压u0的表示式。
图
.某混频器的中频等于465KHz,采用低中频方案(f1=fs+fi)。
说明如下情况是何种干扰。
(1)当接收有用信号频率fL=500KHz时,也收到频率为fM=1430KHz的干扰信号。
(2)当接收有用信号频率为fs=1400kHz时,也会收到频率为fM=700kHz的干扰信号。
(3)当收听到频率为fs=930kHz的信号时,同时听到fM1=690KHz,fM2=810kHz两个干扰信号,一个干扰信号消失另一个也随即消失。
晶体三极管混频器,其转移特性或跨导特性以及静态偏压VQ、本振电压uL(t)如图思所示,试问哪些情况能实现混频哪些不能
图
什么是混频器的交调干扰和互调干扰怎样减小它们的影响
已知混频器的伏安特性为i=a0+a1u+a2u2。
问能否产生中频干扰和镜频干扰是否会产生交叉调制和互相调制
.某接收机的中频fi=500KHz,带宽为
3KHz。
当收听频率为的电台时,问将会有几阶的组合频率干扰,能形成频率大约为多少kHz的干扰啸声。
.某接收机工作频率为~25MHz,中频fi=455kHz,本振频率高于信号频率。
问在此频段之内哪几个频率点上存在着5阶以下的组合频率干扰,列出各频率点的fs值和组合频率干扰的p、q及阶数n。
有一超外差接收机,中频为465kHz,当出现下列现象时,指出这些是什么干扰及形成原因。
(1)当调谐到580kHz时,可听到频率为1510kHz的电台播音;
(2)当调谐到1165kHz时,可听到频率为的电台播音;
(3)当调谐到时,约有的哨叫声。
习题
设某一广播电台的信号电压u(t)=20(1+)×106t(mV),问此电台的载波频率是多少调制信号频率是多少
有一单频调幅波,载波功率为100W,求当ma=1与ma=时的总功率、边频功率和每一边频的功率。
在负载RL=100
某发射机的输出信号u(t)=4(1+
)cos
ct(V),求总功率、边频功率和每一边频的功率。
二极环形调制如图所示,设四个二极管的伏安特性完全一致,均自原点出点为gd的直线。
调制信号uΩ(t)=UΩmcosΩt,载波电压uc(t)如图所示的对称方波,重复周期为Tc=2π/ωc,并且有Ucm>Uωm,试求输出电流的频谱分量。
图
.画出如下调幅波的频谱,计算其带宽B和在100Ω负载上的载波功率Pc,边带功率PSB和总功率Pav。
。
(1)i=200(1+π×200t)cos2π×107t(mA)
(2)u=×103t+图所示的调幅波。
图
已知调幅波u1(t)和u2(t)的频谱分别如图(a)和(b)所示。
试分别说明它们是何种调幅波,并写出其标准表达式。
图
.如图是载频等于1MHz,同时传输两路信号的AM调幅信号的频谱。
(1)写出该普通调幅波的标准表示式,计算调制度、调制频率及信号带宽;
(2)画出产生这种信号的方框图;
(3)仿照此方式画出一个载频等于10MHz,能同时传送两路带宽等于5kHz的语音信号的上边带调制信号的频谱。
.
图
.已知调制信号如图所示。
载波为频率等于1MHz的连续正弦波。
(1)画出最大幅度等于4V,最小幅度为0V的普通调幅波波形和信号的频谱图;
(2)画出双边带调制信号的波形和频谱图。
图
.某非线性器件的伏安特性的表示式为i=10+(mA)。
当u=5sinωct+Ωt(V),ωc>>Ω时,试画出i的频谱图,并说明利用该器件可以实现什么方式的振幅调制,写出其表示式,画出输出滤波器的幅频特性。
.图示出了某结型场效应管调制器的电路。
场效应管的转移特性为
。
输入载波uc=ωct(V),调制信号uΩ=ωΩt(V),负载为LC并联谐振回路,调谐在ωc的谐振阻抗Re=5kΩ,带宽等于2Ω。
求输出电压uo。
.图(a)示出了某电路的框图。
输入信号u1=2•cos200πt(V),u2如图(b)所示。
(1)画出两信号相乘的积信号波形和它的频谱。
(2)若要获得载波为150OkHz的调幅波,试画出带通滤波器的幅频特性H〈ω〉,并写
出输出电压u。
的表示式。
图
图
.在图所示的电路中,uo=UΩmcosΩt,uc=Ucmcosωct,ωc>>Ω,Ucm>>UΩm二极管处于开关状态工作,VD1、VD2均可近似认为是理想二极管。
试写出uo的表达式,说明该电路能够实现何种振幅调制。
若uc与uo位置互换,结果又如何。
.某晶体三极管电路如图所示。
若三极管的转移特性ic=4
(mA),输入信号ul=(1+π×103t)•cos2π×106t(mV),u2=cos5π×l06t(V)。
(1)画出静态时变电流Io(t)和时变电导g(t)的波形,并写出它们的表达式。
(2)若要在负载上取得载频为6MHz的AM调幅波,对LC并联谐振回路有何要求。
输出电压uo的幅度Uom(t)等于什么
图
图
.图示出了用差分对放大器构成的振幅调制器电路。
图中LC并联谐振回路的谐振频率ωo=10π×106rad/s,谐振阻抗Re=2kΩ,输入电压uc=100cos10π×106t(mV),uΩ=5•cos2π×103t(V),其他参数如图所示。
求输出电压uo。
.图示出了一单差分放大器电路,V1、V2的集电极之间负载是LC并联振荡回路,阻抗为Ze。
(1)导出电压UAB与u1和u2的关系式。
(2)分析该电路载波信号uc和调制信号uΩ分别从u1和u2输入或倒换位置输入两种情况下UAB的频谱。
分别说明它们能获得何种振幅调制,调制质量如何。
图
图
.图示出了4个二极管调制器电路,图中uc>>uΩ句。
试说明哪个电路能实现AM调制,哪个电路能实现双边带调制,并写出输出电压uo的表示式。
图
某已调波信号的波形如图所示。
已知载波频率为调制信号频率的100倍,即ωc=1000Ω。
(1)写出该已调波的表达式。
(2)画出频谱图,注明各谱线的强度,并确定其带宽。
(3)求单位电阻上的载波功率和边带功率。
图
已知调制信号的波形如图所示。
试分别按比例画出最大值为5V的AM波和DSB波的波形。
要求AM波的调制度ma=,并标明最小值。
图
二极管调制电路如图所示。
已知
ωc》Ω,UCm》UΩm。
二极管伏安特性为从原点出发的折线,即uD>0时,导通电阻为rD,
时,iD=0。
试求各电路的输出电流t,分析其电流分量,判别哪些电路能实现DSB调制。
图
在图(a)所示的二极管调制电路中,四只二极管的伏安特性完全一致,均为从原点出发的折线,即un≤0时,i=0,uD>0时,倒通电阻为rD。
调制信号uΩ=UΩmcosΩt,载波为图(b)所示的对称方波,UC>>UΩm,且Tc< 试求uΩ,并画出其波形。 图 差分调制电路如图所示。 并联回路对载频谐振,带宽大于调制信号带宽的两倍。 (1)若u1=uc=π×106tV,u2=uΩ=4cos2π×103tV,试求uo(t),并说明实现何种调制。 (2)为了实现DSB调制,则信号应如何输入,还需满足什么条件 三极管平衡调制器如图所示。 两管性能相同,其转移特性为UEQ>U’B时,ic=au2BE,uBE≤U’B时,ic=0。 uc=Ucmcosωct,uΩ=UΩmf(t),UΩm≤Ucm,ωc≥Ωmax,。 Ωmax,为f(t)的最高频率分量。 (l)画出V2管的时变静态电流和时变电导的波形。 (2)写出输出电流io的表达式。 (3)为了获得载频为ωc的已调波电压,应对滤波器提出什么要求,并写出输出电压uo的表达式。 图 图 在图所示的包络检波器中,设检波二极管为理想二极管,RL>>Ro若输入电压分别为以下信号时,在满足ωc>>Ω条件下,试分别求uo1和uo。 (1)ui=2sin[ωct+ɸ(Ω)]V (2)ui=-4[1+(t)]sinωctV (3)ui=3cos(ωc-Ω)tV (4)ui==3cosωct+(ωc-Ω)t+(ωc+Ω)tV (5)若电阻R取值过大,会出现什么现象 图 二极管检波电路如图所示。 RL=1KΩ,输入信号电压(V) 图二极管检波电路 试求: (1)调幅波的调幅指数ma、调制信号频率F,并写出调幅波的数学表达式 (2)试问会不会产生惰性失真或负峰切割失真 (3)uA=,uB=。 (4)画出A、B点的瞬时电压波形图。 二极管包络检波电路如图所示。 已知: fc=465Hz,单频调制指数ma=,R2=Ω,为不产生负峰切割失真,R2的滑动点应放在什么位置 某二极管峰值包络检波器如图所示。 图中检波二极管为理想二极管,R=10KΩ。 输入为AM调幅波,载波频率fc=465kHz,最高调制频率Fmax=,最低调制频率fmin=40Hz,调制度ma≤。 求检波电容C和检波器的输入电阻Ri。 若检波器输入为图(b)所示的AM调幅波,求检波电容C。 图.二极管峰值包络检波器 某二极管峰值包络检波器电路如图所示。 信号输入回路的谐振频率fo=106Hz,回路的无载谐振阻抗Reo=10kΩ,检波器的电阻R=l0kΩ,Cl=0•01μF,检波二极管内阻RD=100Ω。 (1)若is=π×106t(mA),求检波器的输入电压us(t)和输出电压uo(t)。 (2)若is=(1+π×103t)cos2π×106t(mA),求输出电压uo(t)。 试分析图检波电路的工作原理。 当us为AM调幅波时,试画出us、uc、u1和uo的波形。 说明其功能。 图.二极管峰值包络检波器 图.二极管峰值包络检波器 图示出了某电器的方框图。 试写出图中A、B、C、D各点的电压表示式并画出它们的时域波形。 图某电器的方框图 .分析图电路的功能。 图某电器的方框图 已知兼容立体声信号形成电路的框图如图(a)所示。 左、右声道分别用sL(t)和sR(t)表示,其频谱如图(b)所示。 写出A、B、C各点的函数关系式,画出输出信号uo频谱图,说明信号传输的原理。 图某电器的方框图 .根据题的结论,试画出兼容立体声信号解调电路的框图。 二极管平衡检波电路如图所示,设二极管均为理想的。 若us和ul分别为如下信号时,试求输出电压uo1、uo2和uo。 (1)us=3Ωt)sinωctV,ul==0 (2)us=(1+Ωt)cosωctV,u1=2cosωctV (3)us=(t)coωctV,ul=3cosωctV (4)us=(ωc-2π×103)tV,u1=-3cosωctV 图二极管平衡检波电路 检波电路如图所示,二极管的rd=1000,Ubz=0(V),输入电压 试计算输出电压uA和uB,并判断能否产生负峰切割失真和惰性失真。 图 二极管检波电路如图所示。 已知输入电压 (V),检波器负载电阻R=5kΩ,二极管导通电阻rd=80Ω,Ubz=0,试求: (1)检波器电压传输系数Kd; (2)检波器输出电压uA;(3)保证输出波形不产生惰性失真时的最大负载电容C。 图二极管检波电路 二极管检波器如图所示。 已知R=5kΩ,RL=10kΩC=μF,Cc=20μF,输入调幅波的载波为465kHz,最高调制频率为5kHz,调幅波振幅的最大值为20V,最小值为5V,二极管导通电阻rd=60Ω,Ubz=0试求 (1)uA、uB; (2)能否产生惰性失真和负峰切割失真。 图 同步检波电路如图所示,乘法器的乘积因子为K,本地载频信号电压 。 若输入信号电压ui为: (1)双边带调幅波 (2)单边带调幅波 试分别写出两种情况下输出电压ui(t)的表示式。 并说明有否失真。 假设: 图 设乘积同步检波器中, 而 并且 试画出检波器输出电压频谱。 在这种情况下能否实现不失真解调 设乘积同步检波器中, 既ui为单边带信号,而 试问当 为常数时能否实现不失真解调8-3设乘积同步检波器中,ui(t)=Uimcos tcos it,而u0=Uomcos( i+△ )t,并且△ < ,试画出检波器输出电压频谱。 在这种情况下能否实现不失真解调 设乘积同步检波器中,ui=Uimcos( i+ )t,即ui为单边带信号,而u0=Uomcos( it+ ),试问当 为常数时能否实现不失真解调 某组合器件的转移特性为i=g|u|,若用它构成混频器,本振电压UL=ULMcosωLt,输入信号Us=Usm[1+maf(t)]cosωstj,Usm< 试分别画出下面两种情况下的时变跨导波形,并求混频跨导gc。 (1)EQ≥ULm; (2)EQ=0。 某时变混频电路的时变跨导g(t〉=8+6cosωLt-2cos3ωLtrnS,输出中频回路调谐在fI=fL-fs,带宽大于输入信号的带宽,谐振阻抗RL=5KΩ。 在下列输入信号下试求输出电压uo(t)。 (1)Us=[1+(t)]cosωstV (2)Us=(ωs-Ω)tV (3)Us=ωst+mcosΩt+ɸ)V 如果输出回路调谐在fI=3fL+fs,则以上输出电压有何变化 三极管混频电路及三极管的转移特性如图所示。 已知uL=π×106tV, Us=30cos2π×103t•cos∏×106tmV,集电极回路调谐在fI= (1)画出时变跨导的波形,并写出表达式。 (2)求混频跨导gc和输出电压uo。 图 场效应管混频器及其转移特性如图所示。 已知u1=cos2π××106tV,回路的谐振电阻RL=l0KΩ,ul>>u2。 (1)画出时变跨导gm(t)的波形,并写出表示式。 (2)若u2=(1+π×103t)cos2π×735×103tV,输出回路的谐振频率fo=465KHz。 试求混频跨导gc和输出电压uo。 图 差动混频电路如图所示,已知本振信号uL=2cos8π×106tV,输入信号us=(1+π×103t)cos7π×106tV。 图 (1)导出ic2与uL和Us的关系式。 (2)画出ic2的频谱图。 (3)当LC回路调谐在fo=500KHz,带宽B=20kHz时,求混频跨导gc和uo。 .已知某非线性器件的伏安特性如图所示。 若用它构成混频器,本振电压u1=U1mcosω1t,信号电压us=Usmo(l+macosΩt)•cosωst,外加静态偏置电压EB。 试分析混频跨导gc与EB大小的关系,并画出它们之间的关系曲线。 图 图 .图为一场效应管混频器。 场效应管的静态转移特性为iD=IDSS(1-uGS/Up)2,其中,IDSS=3mA,Up=-3V。 输出回路调谐于465kHz,回路空载品质因数Qo=100,RL=1kΩ,回路电容C=600pF,接入系数n=l/7,c1、C2、C3对高频呈现的阻抗可近似为零。 若场效应管处于平方律区内工作,试分析混频跨导gc与本振电压幅度U1m的关系,求最大混频跨导gc和混频器的电压增益kVc。 .某三极管平衡混频器如图所示。 图中Cl、C2、C3、C4为隔直流电容,us=[1+mf(t)]cosωst(mV),u1=cosω1t(V)。 V1、V2晶体管特性相同,转移特性斜率Sc=V,每管的直流偏置电压为。 (1)画出该混频器交流等效电路; (2)画出该混频器的时变电导g(t)的波形; (3)若集电极回路调谐于和频,回路带宽高于f(t)最高频率的两倍,求其混频跨导gc及混频电压增益KVc。 图 .某推挽式场效应管混频器如图所示。 两只场效应管特性完全相同,静态偏置电压EG=Up,场效应管转移特性 。 输入电压us=Usmcosωst,u1=U1mcosω1t,U1m>>Usm。 试导出时变电导g(t)的表示式,求该混频器的混频跨导gc和混频器的功率增益(回路的自身损耗认为是零)。 图 .某接收机工作频率范围内fs=2~30MHz,中频fi=,f1=fs+fi。 现有一频率等于fM=7MHz的干扰串入接收机,问当接收机在信号频率范围内调整时,会在哪几个频率点上收听到该干扰信号(至少举出4个)。 .某单边带发射机(上边带)的框图如图所示。 调制信号为300~3000Hz的音频,其频谱如图所示。 试画出圈中各方框输出端的频谱图。 图 外差式调幅广播接收机的组成框图如图所示。 采用低中频,中频频率fI=465kHz (1)填出方框1和2的名称,并简述其功能。 (2)若接收台的频率为810kHz,则本振频率fL=已知语音信号的带宽为300~3400Hz,试分别画出A、B和C点处的频谱示意图。 图 混频器的本振电压 试分别写出下列情况的混频器输入及输出中频信号表示式 (1)AM; (2)DSB; (3)SSB;. (4)FM; (5)PM。 设某非线性器件的伏安特性为 如果 并且 试求这个器件的时变跨导g(t)、变频跨导gc以及中频电流的幅值。 设某非线性器件的转移特性为 。 若 且本振 试求变频跨导gc。 乘积型混频器的方框图如图所示,相乘器的特性为 若 =V2, (V) (V) 。 (1)试求乘积型混频器的变频跨导; (2)为了保证信号传输,带通滤波器的中心频率(中频取差频)和带宽应分别为何值 图 已知混频器件的伏安特性为 。 问能否产生中频干扰和镜频干扰是否会产生交叉调制和互相调制 某接收机中频fI=465kHz, fL>fs,当接收fs=931kHz的信号时,除听到正常的声音外,还同时听到音调为1kHz的干扰声,当改变接收机的调谐旋钮时,干扰音调也发生变化。 试分析原因,并指出减小干扰的途径。 有一超外差接收机,中频fI=fL-fs=465kHz试分析说明下列两种情况是何种干扰 (1)当接收fs1=550kHz的信号时,也听到fm1=1480kHz的强电台干扰声音; (2)当接收fs2=1400kHz的信号时,也会听到700kHz的强电台干扰声音。 设混频器输入端除了作用有用信号fs=20MHz外,还同时作用有两个干扰电压,它们的频率分别为fm1=,fm2=已知混频器中频为fI=3MHz,本振频率为fL=23MHz,试问是否有这两个干扰组成的组合频率分量能通过中频放大器如何减小这种干扰 什么是混频器的交调干扰和互调干扰怎样减小它们的影响 二极管平衡混频器如图所示。 L1C1、L2C2、L3C3三个回路各自调谐在fs、fL、fI上,试问在以上三种情况下,电路是否仍能实现混频 (1)将输入信号us(t)与本振信号uL(t)互换; (2)将二极管队的正、负极性反接; (3)将二极管D1、D2的正负极性同时反接。 图
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