通信电子电路答案.docx

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通信电子电路答案

通信电子电路答案

第二章

高频小信号选频放大器的结构与电路

习题指导

思考题：

2.2.1试用矩形系数说明选择性与通频带的关系。

思考题：

2.2.2以放大和选频两部分的组成结构为线索，分析图2-2-2（a）电路中各元件的作用？

2.2.3在工作点设置合理的情况下，图2-2-2（b）中三极管能否用不含结电容的小信号等

效电路来等效。

为什么？

思考题：

2.2.4在电路给定，接入系数n1和n2可变情况下，n1和n2对单调谐选频放大器的性能指

标有何影响？

2.2.5请证明式（2-2-12）。

思考题：

2.3.1由式（2-3-4）证明式（2-3-5）。

思考题：

2.3.2双调谐回路谐振放大器为何要采用n1、n2为代表的抽头方式将放大器与谐振回路相连接？

2.3.3参差调谐放大器相对于双调谐回路放大器来说，其选频频率更容易在电路实现时得到

控制，为什么？

思考题：

2.5.1通过本章“频分”信号识别技术的讨论，我们能确定在同一时间和同一电路空间中能

容许不同信号的共存条件吗？

需要事先进行安排吗?

2.5.2若放大器的选频是理想的，我们能认为放大器能滤除全部噪声吗？

为什么？

思考题与练习题

2-1.谐振放大器的特点是什么？

采用谐振放大器的主要目的是为了提高选择性？

这种说法是否全面？

2-2．谐振放大器的谐振回路Q值是不是越高越好？

为什么？

2-3．已知单调谐回路谐振放大器的中心频率为465kHz，当频率偏离频率±5kHz，放大

器的增益降低3dB，试求谐振回路的品质因数？

2-4.写出四端网络的Y参数方程，画出Y参数等效电路，以及相关参数的单位。

2-5．题图2-5是单调谐放大器的交流通路，当谐振频率等于10MHz时，测得晶体的Y参数为：

yie＝2＋j0.5（mS）；yfe＝20＋j5（mS）；yoe＝20＋j40（μS）；yre＝0放大器的通频带为300kHz，谐振电压增益为50，试求电路元件C、L和RL的参数值。

2-6．有一单回路谐振放大器如题图2-6所示。

（1）若将L1的抽头从B移到A，则放大器的通频带和选择性怎样变化？

为什么？

（2）若将L1两端并联1kΩ电阻，则放大器的通频带和选择性（矩形系数）将发生怎样的变化？

2-7．电路如题图2-7所示。

已知：

f0＝30MHz，C＝20pF；线圈本身的Q0＝60，等效到1、3端的总损耗电阻为Rz1；R1＝10kΩ，Rs＝2.5MΩ，RL＝830Ω，Cs＝9pF，CL＝12pF；

等效到1、3端的n1＝0.4，n2＝0.24，求电感L和传递函数的3dB带宽。

2-8．某接收机的中频放大电路如题图2-8所示，已知C=15pF，晶体管T1和T2为3DG6，其参数如下：

rie=500Ω；Cie=12pF；︱yfe︱=40mS；试求：

（1）放大器的谐振频率fo；

（2）放大器谐振回路的品质因数Q；（3）放大器的3dB通频带；（4）放大器的谐

振电压增益。

解答：

（1）求电感1、3端的等效电路元件的参数

通过电感折合到1、3端的接入系数：

n1=N23/N13N13N12/N13=0.2，n2=N45/N13=0.2

22

gn/rne1oe2/rie0.09mS（在R

4、三极管输出端和负载折合到1、3端的总电导：

roe=4kΩ；C=4pF；y=0

oere

R5未知条件下，可以认为是放大管的偏置电阻，其值很大；当然，也可以认为rie包含了R4

和R5。

）

22

CnCCnCie15.64pFe1oe2三极管输出端和负载折合到1、3端的总电容：

（2）求电感1、3端的等效谐振回路的参数ω0＝1/（LCe）

1/2

≈79.96×106rad/s，f0＝ω0/（2π）≈12.73MHz；

1

Q＝ge0L＝ge

1

Ce

L≈13.9；

6

BW0.7≈ω0／Q＝ge/Ce≈5.75×10rad/s≈0.916MHz

Av0＝Av（ω0）＝n1n2∣yfe1∣／ge≈17.78倍

2-9．有一共基极单回路谐振放大器如题图2-9所示。

放大器的中心频率为30MHz，晶体管在工作点上的Y参数为：

yie＝0.5＋j4（mS）；yfe＝50（mS）；yoe＝j0.94（mS）；yre＝0线圈L本身的品质因数为60，回路电容C等于20pF，回路分布电容为3pF（与C并联），输出回路接入系数n2＝0.07，负载电阻RL＝50Ω。

试求放大器的谐振电压增益，通频带和失谐±5MHz的电压增益。

2-10．设单调谐中频放大器，其增益为10倍，通频带为4MHz。

若它与另一级技术指标完全相同的中放级联，试问总的增益和总通频带各为多少？

若要求级联后的总通频带仍为4MHz，则每级放大器应怎样改动？

改动后的总增益是多少？

2-11．什么叫参差调谐？

在什么情况下采用参差调谐方式？

2-12．设单回路谐振放大器的谐振增益为20倍，带宽为400kHz。

若由这样的四级放大器组成中心频率为10MHz的两级基本单元参差调谐放大器。

试求最大平坦条件下的总增益、总通频带和每级放大器的谐振频率。

2-13．选频放大器的谐振回路线圈为什么要采用抽头连接？

2-14．高频小信号谐振放大器产生不稳定现象的具体表现是什么？

产生不稳定的根本原因是什么？

克服不稳定的措施是什么？

2-15．说明共射极-共基极级联小信号谐振放大器电路的优点。

2-16．中频放大器为什么要采取中和措施？

题图2-16中中和电容CN的接法是否正确？

为什么?

请改正。

答：

考虑到放大三极管在高频运用时，不能不考虑到三极管内部集电结的结电容cb'c形成的内反馈所导致放大电路出现自激，即放大电路不能正常完成放大功能的情况，因此，采用加外电容反馈的中和措施来达到减小总反馈电量的目的，即使自激现象不易出现。

第三章

高频功率放大器的结构与实现

习题指导

思考题：

思考题和练习题

3-1.丙类功放与小信号谐振放大器中的增益元器件工作时的差异是什么？

谁对输出失真的影响大？

为什么？

解：

（1）

若仅考虑增益元器件对输出失真的影响问题，我们可以依据丙类谐振功放中增益元器件

工作于非线性情况得出丙类谐振功放的增益元器件对输出失真的影响大的结论。

但若考虑实际输入信号环境，这情况可能有所不同。

从上表可以看出，由于小信号谐振放大器的增益元器件在放大有用信号时，也对可能对靠近有用信号频率的无用信号进行放大，而这些无用信号不易被选频电路滤除，因此经放大后的无用信号容易形成输出失真。

丙类谐振功放无与有用信号频率附近的无用信号存在，以及有用信号的谐波由远离有用信号频率，因此很容易被选频电路滤除。

（有关进一步的深入分析，将结合第七章进行）

总之，在小信号谐振放大器输入信号中有靠近有用信号频率的无用信号时，小信号谐振放大器输出失真可能较大，否则丙类谐振功放失真大。

3-2.丙类功放与乙类功放有何差异？

谐振电路的主要功能是什么？

为什么谐振功放可以丙类工作？

丙类功放与乙类功放在晶体管输出特性曲线饱和区工作时各有什么特点？

解：

（1）

（3）丙类谐振功放可以丙类工作的关键在于需要放大的信号是窄带信号，因此信号的谐波成分远离有用的基波成分，很容易被电路中的谐振回路滤除。

（4）丙类功放在晶体管输出特性曲线饱和区工作时，iC随vBE的增大而减小；乙类功放在晶体管输出特性曲线饱和区工作时，iC基本不随vBE的变化而变化。

3-3.在丙类谐振功放晶体管的集电极电流中存在哪些频率分量？

负载上又存在哪些频率分量，各分量的相对大小如何？

3-4.若VMOSFET的转移特性曲线如题图3-4所示，电路如图3-2-3所示。

ｇ＝ΔiD/ΔvGS＝

10mA/V，试求iD中的ID0,Id1m，Id2m。

若要使Id1m增大，应如何改变VGSQ，Vgsm。

cos

解答：

（1）

VthVGSQ

Vgsm

42

63

o

∴0.841rad48.19

0

sincos

0.176

1cos

1

sincos

1cos0.327

2sinncosncosnsin

2

nn11cos2

0.263

又∵

IDmaxgVgsmVThVGSQ10220mA

∴ID0IDmax0200.1763.52mA

Id1mIDmax1200.3276.54mA

Id2mIDmax2200.2635.26mA

（2）因为VGSQ增大，或Vgsm增大，能使IDmax和增大，而在一定的范围内与1成正比，所以要使Id1m增大，可通过增大VGSQ，或Vgsm来实现。

3-5．电路如图3-3-1所示的功率放大器中，如测得Idc＝100mA，直流分量iB＝５ｍＡ，流经Ｒ的基波有效值Ic1＝500ｍA。

放大器处于临界状态，现改变Vbm和VCC中的任一电量，则发现各电量发生如下变化：

（１）Idc＝70ｍＡ，iB＝1ｍＡ，Ic1＝350ｍＡ；

（2）

Idc＝70mＡ，iB＝10mＡ，Ic1＝350ｍＡ；（３）Idc＝105ｍＡ，iB＝7mＡ，Ic1＝520m

Ａ。

试问它们各为改变哪一个电压量发生的？

（提示：

iB的变化可参见低频电子电路中VＣ

E变化对共发电路输入特性的影响分析，也可参见本书图

6-2-5（b）的IB0曲线）

解答：

（1）Idc减小了30%，iB减小了80%，Ic1减小了30%

由图3-2-10可知：

Vbm的减小可导致iC的Idc和Ic1的减小；当然由三极管的输入特性曲线可知：

Vbm的减小可导致iB的平均分量iB减小。

由图3-2-7（a）可知：

VCC的减小可导致iC的Idc和Ic1的减小；又因为VCC减小的同时，三极管vCE的平均分量CE将减小，三极管向饱和区靠近，即在相同的输入电压的作用下，

iiB

故：

（1）的情况是由于Vbm减小引起的。

（2）Idc减小了30%，iB增加一倍，Ic1减小了30%

（3）Idc增加了5%，iB增加了40%，Ic1增加了4%

3-6．在图3-3-2的电路中，一旦各元器件选定了。

试问在输入信号频率变化时，输出v

o（t）有何变化，为什么？

3-7．设计一高频功率放大器的输出回路，电路结构如图3-3-2所示。

已知VCC＝18Ｖ，Po＝5W，VCE（sat）＝0.8V，Coe＝2pF，管子处于临界工作状态，θ＝90，工作频率为50MHz。

3-8．在3-2-3小节的例题3-2-3中，如原功效的效率为70％，试问在VCC变为25Ｖ后的效率为多少？

3-9．采用图3-3-1（ａ）的电路结构，在三极管的ZB＝1.64＋j0.78Ω，信号源内阻为50Ω，工作频率为500ＭHz的条件下，设计功放的输入耦和网络。

3-10.问丙类倍频器的输出波形变化，在iC（或iD）为零期间靠什么来维持，其特点是什么？

解答：

在iC（或iD）为零期间，丙类倍频器的输出波形靠输出选频网络的储能来维持，相应的输出波形为衰减震荡。

3-11.试画出用３个１：

1的传输线变压器和短路线组成的阻抗变比为8：

1传输线变压器的组成图。

3-12.证明式（3-6-9）是正确的。

3-13.试初步确定图3-6-6中的IDQ、Vom、VSQ的值，并说明各元件的作用。

3-14.指出题图3-14功放电路中各元件的作用。

此电路的工作频率为160MHz，功率增益达9dB，能向50Ω负载提供13W的功率。

o

3-15.θ＝55o的二倍频电路工作于临界状态。

如激励电压的振幅不变，频率提高一倍，问原电路成了什么电路？

管子是否进入饱和区工作？

解答：

（1）在原电路不变的情况下，输出选频电路提取的输出波频率不变，这时，输入信号频率增大一倍，即电路输入、输出信号频率相同，因此该电路应为丙类功率放大器。

（2）考虑到丙类功率放大器的输出回路提取的是iC（或iD）的基波，而丙类二倍频器的输出回路提取的是iC（或iD）的二次谐波，以及在导通角不太大的条件下，iC（或iD）的基波强度大于二次谐波的强度，因此该电路的管子在激励电压频率提高一倍后将有部分工作时间进入饱和区工作。

3-16．说明图3-7-4电路中晶体管Ｔ1和Ｔ2的两个基极10Ω电阻的大小对流入基极的电流有何影响？

3-17．已知Ｄ类放大器如题图3-17所示。

试确定Ｒ、Idc，以及流过管子的iCmax。

其中n/m＝２，VCC＝28V，输出功率为50W。

并回答为什么图中的变压器要高频宽带放大器。

3-18.某丙类功率放大器如图3-2-1所示。

电路工作于临界状态。

如通过改变电容Ｃ的大小，使Ｌ、Ｃ回路谐振于２倍原输入信号频率。

试问这时输出电压振幅比原来大或是小？

此时管耗是增大或是减小，为什么？

如原工作于过

区状态，情况又将如何？

？

解答：

（1）在原电路不变的情况下，输出选频电路提取的输出波频率不变，这时，输入信号频率增大一倍，即电路输入、输出信号频率相同，因此该电路应为丙类功率放大器。

（2）考虑到丙类功率放大器的输出回路提取的是iC（或iD）的基波，而丙类二倍频器的输出回路提取的是iC（或iD）的二次谐波，以及在导通角不太大的条件下，iC（或iD）的基波强度大于二次谐波的强度，因此该电路的管子在激励电压频率提高一倍后将有部分工作时间进入饱和区工作。

3-19．某大功事三极管的极限参数为ICM＝1A，ＰCM＝7.5W，VCE（sat）＝1V，V（BR）CEO

≥50V。

试问此三极管能否构成一个输出功率为5W，处于临界工作状态的丙类功放。

3-20．试确定题图3-20所示电路中L和C的大小。

电路工作频率为175MHz，ＲL＝50Ω，Ｚi＝60Ω，Coe＝80pF。

3-21.对于大功率VMOSFET来说，当vGS足够大以后，iD与

vGS成线性变化关系。

试问题图3-21所示丙

类功放输入网络的作用如何？

各元件具体作用又如何？

3-22.为什么说丙类功放输出失谐时，功率管容易损坏？

3-23.试说明图3-7-4中传输线变压器Tr3的作用，并求其阻抗变换比例。

3-24.图3-8-3所示Ｄ类功放的第二级，在工频频率上负载支路显容性时，图中的两个

二极管起什么作用？

这时Ｌ2、Ｃ5元件的具体作用如何？

如不要两个反向二极管，能行吗？

3-25.图3-8-3所示Ｄ类功放的第一级，采用了变压器输入方式其主要优点是什么？

3-26.Ｄ类功放可以通过改变什么电量来改变输出信号幅度的？

3-27.两类Ｄ类功放中，那一类由饱和压降引起的管耗要大些，为什么？

3-28.由Ｅ类功放的工作原理，能否得出图3-3-1（ａ）所示电路的三极管Ｃ、Ｅ间也应加一个反向二极管？

其重要性与Ｅ类相同吗？

为什么？

3-29.在图3-3-1（ａ）的电路中Ｌ的大小对输出vo有影响吗？

为什么？

第四章

正弦振荡器的结构与实现

习题指导

思考题：

4-4-1上面这段文字中提到的“放大器的放大倍数”的定义是否与谐波频率有关？

请举例说

明。

思考题：

4-4-2你能举例分析基音晶体振荡器中，晶体谐波信号产生的影响是利用什么原理来消除

的？

思考题与练习题

4-1.反馈型振荡电路各组成部分的功能如何？

原始信号是如何产生的？

解答：

4-2.利用瞬时极性法和电路结构判断题图4-2所示反馈电路，哪些有可能满足振荡器的相位条件？

哪些不可能满足？

解答：

4-3.说明反馈型振荡电路在起振过程中是如何实现平衡的？

在起振过程中晶体管工作点有无变化，其条件如何？

变化规律又如何？

对输出波形影响如何？

解答：

4-4.振荡器的振荡频率与外接谐振回路的自然谐振频率是否一致，为什么？

解答：

4-5.判断题图4-5所示反馈电路，哪些有可能满足振荡器其振和平衡的相位条件？

哪些不可能满足？

若能满足请说明振荡电路的名称，若不能请说明理由。

解答：

4-6.已知电感三点式振荡电路如题图4-6所示，1）说明振荡器的振荡频率ωosc与支路L1C的谐振频率ω1的关系；2）指出电路中

各元件的作用及其功能？

解答：

4-7.某通信机主振电路如题图4-7所示。

1）试画出该主振电路的交流通路；2）并指明振荡器类型；3）近似计算该振荡器可调的频率范围；4）分析晶体管T2的作用；5）指出其它元件的作用。

解答：

（1）要点：

该电路中与交流振荡信号通路有关的电路元件的识别是分析问题的关键和出发点。

从振荡电路存在选频电路出发，该电路的选频电路显然只能由图中的L、C6、C5、C3、C4构成；又由于电感L1和L2与电感L比较，存在磁芯，属于大电感，对交流振荡信号近似为

开路；∴题解图4-7（a）中红线所示部分不存在交流振荡信号的流动，因此在无其它交流信号源作用的情况下，该部分电路被作为T1管的偏置电路；题解图4-7（b

）为对应的交流

通路。

（2）该电路满足电容三点式振荡电路的电路结构，因此为电容三点式振荡电路，考虑到C5、C6的情况，该电路可进一步称为改进型电容三点式之一的西勒振荡电路。

（3）考虑到振荡信号的策源地为LC网络，以及三极管对振荡频率影响较小的情况，可采用题解图4-7（c）来近似求解原电路的振荡频率，即

osc1

，其中CC6C5//C3//C4C613.73pF

77106rad/s，即foscmax12.25MHz；637.9710rad/s，即foscmin6.04MHz。

C125pF6oscmin在时，算得：

在C620pF时，算得：

oscmax

（4）根据

（1）的分析可知，T2管向T1提供工作点电流。

（5）C1、R5，C2、R6，C7为滤波电路，起交流短路作用；R1、R2、R4、R3为偏置电阻，为T2管提供偏置；L1、L2为通直隔交电感，起阻止振荡信号，及其高频谐波的通过。

4-8.分析题图4-8所示振荡电路的工作原理。

解答：

4-9.试分析4-3节的各类型振荡电路的构成特点，识别方法，以及电路结构对振荡器性能的影响。

解答：

4-10.为了振荡频率的稳定，应对反馈型振荡电路的各部分电路作何要求？

解答：

4-11.在题图4-11所示振荡器中，已知振荡频率为50MHz。

1）计算回路电感L和反馈系数；2）分析电路采取了哪些稳定频率的方法；3）指出电路的名称和特点。

4-12.请论证题图4-12电路不可能振荡。

4-13.判断题图4-13所示反馈电路中哪些有可能满足振荡器的相位条件？

哪些不可能满足？

若能满足请说明振荡电路的名称和电路特点。

解：

（a）该电路若能振荡，应属于LC振荡电路。

由因为它无变压器，因此不是变压器振荡电路，当然也不像两点式振荡电路。

根据LC回路与外有三点连接的特点，以及晶体支路串联谐振时小电阻的特点，该电路符合电感三点式的电路结构要求，即be、ce为感性、cb为容性，因此该电路满足振荡器的相位条件。

该电路属于电感三点式振荡电路；如以晶体角度考虑则与图4-4-7（b）类似，属串联型晶体振荡器。

该电路的信号环流中具有两个选频部分，因此较一般电感三点式振荡电路有更少的谐波成分，并保证有更好的频率稳定性。

（b）分析思路与（a）类似，但该三点式电路不满足三点式振荡电路的电路结构要求，即不满足振荡器的相位条件。

（c）考虑到场效应管栅源间的结电容，该电路满足电容三点式振荡电路的电路结构要求，即满足振荡器的相位条件。

属电容三点式振荡电路。

考虑到栅源间结电容的稳定性较差，该电路信号频率的稳定性不好。

（d）在晶体显感性的情况下，该电路属于典型的电容三点式振荡电路的电路结构，因此满足振荡器的相位条件。

此外，根据晶体显现的特点该电路也称为并联型晶体振荡电路。

4-14.试说明为什么低频振荡器不采用LC谐振选频电路，而采用RC滤波电路的理由。

4-15.试说明图4-5-2所示电路中热敏电阻为什么能改善振荡信号的波形？

热敏电阻受温度的影响是否会影响到频率的稳定性？

4-16.试画出压控型负阻振荡器中负阻上的交流电流可能波形，并说明产生此波形的原因。

4-17.判断题图4-17所示反馈电路中哪些有可能满足振荡器的相位条件？

哪些不可能满足？

若能满足请说明振荡电路的名称，并写出振荡频率的近似表达式。

4-18.压控振荡器的控制信号有何作用？

对此信号的要求是什么？

4-19.试问：

4.3.3节的直接反馈振荡电路可否归于负阻振荡器的类型？

为什么？

4-20.试问：

在题图4-2（b）中，运放能否为理想的线性放大器？

为什么？

4-21.如果说反馈型振荡电路是通过增益元器件的非线性来实现稳幅的，那么负阻型振荡器又是依靠什么原理来实现稳幅的？

模拟相乘器

思考题与习题

5-1.什么叫模拟相乘器？

写出理想相乘器的传输特性方程和表示符号。

5-2.相乘器有哪些类型？

应用最广泛的是哪些？

5-3.描述摸拟乘法器的性能参数有哪些？

它们是怎么定义的？

5-4.电压型摸拟乘法器中，为什么要提出线性化措施？

5-5.电流模型四象限乘法器一般由哪几部分组成，试说明各部分的作用。

5-6.电流模型乘法器与电压模型乘法器比较有何显著特点？

说明理由。

5-7．如果一理想摸拟乘法器，即相乘特性为

v试画出vycos5Xt和vycos8Xt时的输出电压波形。

5-8.在图5-3-1中，电压模型摸拟乘法器的两端输入为下列情况时，分别求输出

电压表达式。

并分析其频率含量。

（1）、当vX、vy的幅度较大，大于260mV时，设：

KvXvy,假定vXcosXt，

vXVxmcos1t,vyVymcos2t；

vy的幅度大于260mV，vx2VT；

v2VT。

（3）、vx的幅度大于260mV，y

（2）、

第六章

幅度调制与解调

习题指导

思考题：

6.3.1为什么图1-2-3（a）的波形具有很宽的频宽（提示：

参见图6-2-2）？

思考题：

6-6-1证明：

在图6-6-1的信号流程中，接收端能分别还原原调制信号v1（t）和v2（t）。

思考题与练习题

6-1．已知调制信号。

v（t）cos（2500）t0.9sin（210）t（V），调制器比例K=0.4（1/V）。

试问：

（1）AM波的表达式；

（2）AM波应包含哪些频率分量；（3）对已调波中ωc的要求如何？

解：

（1）由式（6-2-2），得3

v（t）Vm010.4cos2500t0.9sin2103t

（2）应包含c、c2500、c210；

3（3）c大于2倍2103cos（tc0）

6-2．已知负载RL=50Ω，其上流过一普通调幅波i（t）=（1