高频电子线路课后习题答案-曾兴雯-2.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date高频电子线路课后习题答案-曾兴雯-2高频电子线路习题集高频电子线路习题集第一章 绪论11 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分的功用。答：上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图，它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器（不一定必须）、功率放大器和发射天线组成。低频音频信号经放大后，首先进行调制后变成一个

2、高频已调波，然后可通过变频，达到所需的发射频率，经高频功率放大后，由天线发射出去。接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。由天线接收来的信号，经放大后，再经过混频器，变成一中频已调波，然后检波，恢复出原来的信息，经低频功放放大后，驱动扬声器。12 无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？ 答：高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。 采用高频信号的原因主要是：（1）频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间的干扰；（2）高频信号更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟

3、时，才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距离，也可获得较高的接收灵敏度。13 无线通信为什么要进行凋制？如何进行调制？ 答：因为基带调制信号都是频率比较低的信号，为了达到较高的发射效率和接收效率，减小天线的尺寸，可以通过调制，把调制信号的频谱搬移到高频载波附近；另外，由于调制后的信号是高频信号，所以也提高了信道利用率，实现了信道复用。 调制方式有模拟调调制和数字调制。在模拟调制中，用调制信号去控制高频载波的某个参数。在调幅方式中，AM普通调幅、抑制载波的双边带调幅（DSB）、单边带调幅（SSB）、残留单边带调幅（VSSB）；在调频方式中，有调频（FM）和调相（

4、PM）。 在数字调制中，一般有频率键控（FSK）、幅度键控（ASK）、相位键控（PSK）等调制方法。 第二章 高频电路基础21对于收音机的中频放大器，其中心频率f0=465 kHzB0.707=8kHz，回路电容C=200pF，试计算回路电感和 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满足要求。 解2-1：答：回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联236.66k的电阻。22 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 12260 pF，Ct为微调电容，要求此回路的调谐范围为 5351605 kHz，求回路电感L和Ct的值，并

5、要求C的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。 题22图答：电容Ct为19pF，电感L为0.3175mH.23 图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐振频率f0=1MHz，C1=400 pf，C2=100 pF 求回路电感L。若 Q0=100，RL=2k，求回路有载 QL值。 题23图解2-3答：回路电感为0.317mH,有载品质因数为1.54624 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

6、，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。25 一个5kHz的基频石英晶体谐振器， Cq=2.4X102pF C0=6pF，ro=15。求此谐振器的Q值和串、并联谐振频率。 解2-5：答：该晶体的串联和并联频率近似相等，为5kHz，Q值为88464260。26 电阻热噪声有何特性？如何描述 答2-6：电阻的热噪音是由于温度原因使电阻中的自由电子做不规则的热运动而带来的，因此热噪音具有起伏性质，而且它具有均匀的功率谱密度，所以也是白噪音，噪音的均方值与电阻的阻值和温度成正比。210

7、 接收机等效噪声带宽近似为信号带宽，约 10kHz，输出信噪比为 12 dB，要求接收机的灵敏度为 1PW，问接收机的噪声系数应为多大？解2-10：根据已知条件答：接收机的噪音系数应为32dB。 第三章 高频谐振放大器31 对高频小信号放大器的主要要求是什么？高频小信号放大器有哪些分类？答3-1：对高频小信号器的主要要求是:1. 比较高的增益2. 比较好的通频带和选择性3. 噪音系数要小4. 稳定性要高高频小信号放大器一般可分为用分立元件构成的放大器、集成放大器和选频电路组成的放大器。根据选频电路的不同，又可分为单调谐回路放大器和双调谐回路放大器；或用集中参数滤波器构成选频电路。32 一晶体管

8、组成的单回路中频放大器，如图所示。已知fo=465kHz，晶体管经中和后的参数为：gie=0.4mS,Cie=142pF，goe=55S，Coe=18pF，Yie=36.8mS,Yre=0，回路等效电容C=200pF，中频变压器的接入系数p1=N1/N=0.35，p2=N2/N=0.035,回路无载品质因数Q0=80，设下级也为同一晶体管，参数相同。试计算： （1）回路有载品质因数 QL和 3 dB带宽 B0.7;（2）放大器的电压增益；(3) 中和电容值。（设Cbc=3 pF） 题31图解3-2：根据已知条件可知,能够忽略中和电容和yre的影响。得：答：品质因数QL为40.4,带宽为11.5

9、1kHz,谐振时的电压增益为30.88,中和电容值为1.615pF33 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，

10、达到温度的自动补偿。34 三级单调谐中频放大器，中心频率f0=465 kHz，若要求总的带宽 B0.7=8 kHZ，求每一级回路的 3 dB带宽和回路有载品质因数QL值。 解34：设每级带宽为B1，则：答：每级带宽为15.7kHz,有载品质因数为29.6。35 若采用三级临界耦合双回路谐振放大器作中频放大器（三个双回路），中心频率为fo=465 kHz，当要求 3 dB带宽为 8 kHz时，每级放大器的3 dB带宽有多大？当偏离中心频率 10 kHZ时，电压放大倍数与中心频率时相比，下降了多少分贝？ 解3-5设每级带宽为B1，则：答：每级放大器的3 dB带宽为11.2kHz,当偏离中心频率 1

11、0 kHZ时，电压放大倍数与中心频率时相比，下降了多少31.4dB36 集中选频放大器和谐振式放大器相比，有什么优点？设计集中选频放大器时，主要任务是什么？ 答3-6优点:选频特性好、中心频率稳定、Q值高、体积小、调整方便。设计时应考虑：滤波器与宽带放大器及其负载之间的匹配。另外还要考虑补偿某些集中参数滤波器的信号衰减。37 什么叫做高频功率放大器？它的功用是什么？应对它提出哪些主要要求？为什么高频功放一般在B类、C类状态下工作？为什么通常采用谐振回路作负载？ 答3-7高频功率放大器是一种能将直流电源的能量转换为高频信号能量的放大电路，其主要功能是放大放大高频信号功率，具有比较高的输出功率和效

12、率。对它的基本要求是有选频作用、输出功率大、自身损耗小、效率高、所以为了提高效率，一般选择在B或C类下工作，但此时的集电极电流是一个余弦脉冲，因此必须用谐振电路做负载，才能得到所需频率的正弦高频信号。38 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

13、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，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高。当单独改变RL时，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。当单独改变EC时，随着EC的增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。当单独改变Eb时，随着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。当单独改变Ub时，随着Ub的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。39 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

14、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。310 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

15、PCM的要求，提高安全可靠性。311 设一理想化的晶体管静特性如图所示，已知 Ec=24 V，Uc=21V，基极偏压为零偏，Ub=3 V，试作出它的动特性曲线。此功放工作在什么状态？并计算此功放的、P1、P0、及负载阻抗的大小。画出满足要求的基极回路。解3-111、求动态负载线 题311图 2、求解、P1、P0、及负载阻抗的大小。3、符合要求的基极回路为313 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

16、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。316 改正图示线路中的错误，不得改变馈电形式，重新画出正确的线路。 题316图解3-16：第四章 正弦波振荡器41 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4-142 试从相位条件出发，判断图示交流等效电路中，哪些可能振荡，哪些不可能

17、振荡。能振荡的属于哪种类型振荡器？ 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f01ff02,这时是一个电感反馈振荡器,(f) 可能振荡，振荡的条件是LC3支路呈感性，即要求f03L2C2L3C3; （2）L1C1L2C2L3C3;（4）L1C1L2C2=L3C3。 试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率f1与回路谐振频率有何关系？题4-3图解4-3根据给定条件，可知（1）fo1f02f03,因此，当满足fo1f02ff02f03,因此，当满足fo1f02ff

18、03,就可能振荡，此时L1C1回路和L2C2回路呈感性，而L3C3回路呈容性，构成一个电感反馈振荡器。（3）fo1=f02f03, 因此，当满足fo1=f02ff02=f03不能振荡，因为在任何频率下，L3C3回路和L2C2回路都呈相同性质，不可能满足相位条件。44 试检查图示的振荡器线路，有哪些错误？并加以改正。题4-4图解4-4 改正过的电路图如下410 对于图示的各振荡电路；（1）画出交流等效电路，说明振荡器类型；（2）估算振荡频率和反馈系数。 题4-10图解4-10（1）交流等效图如下(a)是一个西勒振荡器，当忽略15pF的电容后，是一个电容三点式反馈振荡器；（b）是一个电容三点式反馈

19、振荡器（2）对于（b）电路答：该电路的振荡频率可在2.285MHz到2.826MHz范围内调节。因此，该电路的的反馈系数随着振荡频率的调节也发生改变，近似值为0.9。415 图示是两个实用的晶体振荡器线路，试画出它们的交流等效电路，并指出是哪一种振荡器，晶体在电路中的作用分别是什么？题4-15图解4-15交流等效电路如下图（a）电路是一个并联晶体振荡器，晶体在电路中相当于一等效的大电感，使电路构成电容反馈振荡器。图（B）电路是一个串联晶体振荡器，晶体在电路中在晶体串联频率处等效一个低阻通道，使放大器形成正反馈，满足相位条件，形成振荡。 第五章 频谱的线性搬移电路5l 一非线性器件的伏安特性为：

20、试写出电流i中组合频率分量的频率通式，说明它们是由哪些乘积项产生的，并求出其中的1、21+2、1+2-3频率分量的振幅。 解5-1那么，频率分量的频率通式可表示为从上面可以看出：直流分量是由i的表达式中的常数项和2次项产生各频率的基频分量是由i的表达式中的1次和3次项产生各频率的3次谐波分量和组合系数之和等于3的组合频率分量是由i的表达式中的3次项产生52 若非线性器件的伏安特性幂级数表示i=a0+a1u+a2u2 ,式中a0、a1、+a2是不为零的常数，信号u是频率为150 kHz和200 kHz的两个正弦波，问电流中能否出现 50 kHz和 350 kHz的频率成分？为什么？ 答5-2能出

21、现50 kHz和 350 kHz的频率成分，因为在u2项中将会出现以下2次谐波和组合频率分量。200 kHz-150 kHz=50 kHz200 kHz+150 kHz=350 kHz2x200 kHz=400 kHz2x150 kHz=300 kHz54 二极管平衡电路如图所示，u1及u2的注入位置如图所示，图中，u1=U1COS1t，u2=U2COS2t且U2U1.求u0(t)的表示式，并与图57所示电路的输出相比较。解5-4设变压器变比为1：1，二极管伏安特性为通过原点的理想特性，忽略负载的影响，则每个二极管的两端电压为：当假设负载电阻RL时这个结果和把u1、u2换位输入的结果相比较，输

22、出电压中少了1的基频分量，而多了2的基频分量，同时其他组合频率分量的振幅提高了一倍。55 图示为二极管平衡电路，u1=U1COS1t，u2=U2COS2t, 且U2U1。试分析RL上的电压或流过RL的电流频谱分量，并与图57所示电路的输出相比较。 解5-5设变压器变比为1：1，二极管伏安特性为通过原点的理想特性，忽略负载的影响，则每个二极管的两端电压为：和把这个结果与u1、u2换位输入的结果相比较，输出电压中少了1的基频分量，而多了直流分量和2的偶次谐波分量。 510 图示二极管平衡电路，输入信号u1=U1COS1t，u2=U2COS2t, 且21，U2U1。输出回路对2谐振，谐振阻抗为R0，

23、带宽B=2F1(F1=1/2）。 （1）不考虑输出电压的反作用，求输出电压u。的表示式； （2）考虑输出电压的反作用，求输出电压u。的表示式，并与（1）的结果相比较。 题5-10图解5-10 第六章 振幅调制、解调及混频61 已知载波电压uc=UCsinCt，调制信号如图所示，fC1/T。分别画出m=0.5及m=1两种情况下所对应的AM波波形以及DSB波波形。题6-1图解6-1，各波形图如下62 某发射机输出级在负载RL=100上的输出信号为u0(t)=4(1-0.5cost)cosct V。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

24、,因此63 试用相乘器、相加器、滤波器组成产生下列信号的框图（1）AM波；（2） DSB信号；（3）SSB信号。 解6-3X+X滤波器XX64 在图示的各电路中，调制信号u(t)=U cost，载波电压uC=UCcosct，且c,UCU，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所以，（b）和（c）能实现DSB调幅而且在（b）中，包含了c的奇次谐波与的和频与差频分量，以及c的偶次谐波分量。在（c）中，包含了c的奇次谐波与的和频与差频分量，以及c的基

25、频分量。613 检波电路如图所示，uS为已调波(大信号)。根据图示极性，画出RC两端、Cg两端、Rg两端、二极管两端的电压波形。 题6-13图解6-13 各点波形如右图615 在图示的检波电路中，输入信号回路为并联谐振电路，其谐振频率f0=106Hz,，回路本身谐振电阻R0=20k, ,检波负载为10k,C1=0.01F,rD=100.。（1）若is=0.5cos2106t mA,，求检波器输入电压 us(t)及检波器输出电压uo(t)的表示式； （2）若is=0.5(1+0.5cos2103t)cos2106t mA, 求uo(t)的表示式.题6-15图解6-15（1）（2）618 图(a)

26、为调制与解调方框图。调制信号及载波信号如图(b)所示。试写出u1、u2、u3、u4的表示式，并分别画出它们的波形与频谱图（设C）。 题6-18图解6-18当带通滤波器的中心频率为载波频率，且带宽为2时，得各点波形如下第七章 频率调制与解调71 角调波u（t）=10cos(2p106t + 10cos2000t)（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7-172 调制信号u=2cos2103t + 3cos3*103t，调频灵敏度kf=3kHZ/V，载波信号为uc=5cos2107t (V)，试写出此FM信号表达式。 解7-2 由题意可知：-