高频电路原理与分析(曾兴雯_第四版)课后习.pdf

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1、第一章绪论1-1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个高频已调波，然后可通过变频，达到所需的发射频率，经高频功率放大后，山天线发射出去。接收设备山接收天线、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。1-2无线通

2、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。1-3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

3、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(D S B)、单边带调幅(S S B)、残留单边带调幅(V S S B)；在调频方式中，有 调 频(F M)和 调 相(P M)。在数字调制中，一般有频率键控(F S K)、幅度键控(A S K)、相位键控(P S K)等调制方法。1-4无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传播特性和应用情况如何?答：无线电信号的频段或波段的划分和各个频段的传播特性和应用情况如下表波段名称波长范困频率范留频段名称主

4、要传持方式和用途长波(LW)103104m30300 kHz低频(LF)地波i雕高通信植(MW)IO?103 m300 kHz 3 MHz中版(MF)地波、天波 广播、通信、导航短波(S W)10 100 m3 30 MHzO(HF)天波、地波1广播、通信超短波(VS W)1 10 m30-300 MHz甚高族(VHF)直缓传播、对流层敢蒯通信、电视广抵调旗广播、雷达分米波(US W)10100 cm300 MHz-3 GHz特高频(UHF)直线传播、散射传揄通信、中继与卫星通信、雷达、电视广播&厘米波(S S W)1 10 cm330 GHz超高频(S HF)直线传题中继和卫星通伍雷达毫米波

5、(ES W)110 mm30300 GHz极高频(EHF)直线传揄微波通信 雷达第二章高频电路基础2 1 对于收音机的中频放大器，其中心频率f=4 6 5 kHz.B0.7 07=8 kHz,回路电容C=2 00pF,试计算回路电感和QL值。若电感线圈的Qo=1 00,问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求。解 2-1：(2万/0)2C-4/x 4652 X106 X 200X 10-1由瓦.7”=4得:fo 465x1()3叫物 8xl03因为：Ro=100-2x465xl03x 200 x10,2-2x465x2 171.22/1/2C _ c _ g。_ QoY l.=ng f go+g

6、/.1+殳K所以：/?,=(-1)/?=Q l Rn=出 至 一x 171.22237.66*/2L Q,Q-QL 100-58.125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 C的电阻。2-2 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 k H z,求回路电感L和G的值，并要求C的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。题22图根据已知条件，可以得出：回 路 总 电 容 为=C+C，因此可以得到以下方程组1605X103=-1-2KLemM 2 (1 2 xlO-1

7、2+C,)53 5x 103=_I=_ I2 川 L。*2 (2 6 0 x l(r,2+C()1605 _ 1260 x10-。+而 260 x10-+。,_535-y 12x10 0+。12x1()72+c -SC,=260 X IO12-9 x l2 x IO12260-108X1()_12=，8L=-(2万 x 535 x 103 产(260+19)xlO12106-0.3175/M43149423435答：电容C t为 19pF,电感L 为 0.3175mH.2-3 图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐振频率f=lMHz,Ci=400 pf,C2=100 p F 求回路电感L。若 Qo

8、=100,RL=2kQ,求回路有载QL值。解 2-3C-z =C,C2=_ 40000C,+C2 500=80pF,L=-：(2 M)2c-y-左 0.317/nW(2 万 x 10)280 xl0-u负载RL接入系数C为=黑400=os I v-z-f A U U折合到回路两端的负载电阻为呢=%=高=3.125*/2回路固有谐振阻抗为R。=枭=6.28x10黑0 x10”19MA有载品质因数&=刍-=%1.5461+，1+-RL 3.125答：回路电感为0.317mH,有载品质因数为1.5462-4 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

9、.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，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。2-5 一个5kHz的基频石英晶体谐振器，Cq=2.4X102pF C0=6pF,r0=15 Q。求此谐振器的 Q 值和串、并联谐振频率。解 2-5：总电容C=品 0.998%=4.99kHz6x0.024 c r，-0.024pF=C6+0.024 q串联频率fq=品质因数Q=，-不 =一 =8

10、84642602 叫 Cq 27tx5xl03x0.024xl0-l2xl5 3.6K答：该晶体的串联和并联频率近似相等，为 5kHz,Q 值为88464260。2-6 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。噪音电压功率谱S =4kTR,噪音电压均方值E；=4kTRB噪音电流功率谱$=4kTG,噪音电流均方值/；=4kTGB2-7 求如图所示并联电路的等效噪声带宽和输出均方噪声电压值。设电阻R=10kQ,C=200pF

11、,T=290 K,题 27 图解 2-7：网络传输函数为RH(j0)=-jR+jCR)2100=J0+(2nfCRy仁 a r c t a n(2 R)|；J _ =匠=125AHz4CR 4 x 104x 200 x1()72 8 输出噪音电压均方值为Un：=4kTGiBi Hu ：=4kTR iBi R2=4kTRnB=4xl.37xION*290 x 104 x 125x 103=19.865(2)答：电路的等效噪声带宽为1 2 5 kH z,和输出均方噪声电压值为1 9.865 UV2.2-8 如图所示噪声产生电路，己知直流电压E=1 0 V,R=2 0 kQ,C=1 0 0 p F,

12、求等效噪声带宽 B和输出噪声电压均方值（图中二极管V 为硅管）。i:.U v V 二二 c题 2 8 图解 2-8：此题中主要噪音来自二极管的散粒噪音，因此流过二极管的电流为TI n=-E-V-D =9-.-3-=0.465mA.,R 20000二极管电阻为A。=学 上 a 56Q网络传输函数为H(j0)=-z -p-+joC RHRD%+ja)C l+J&CR。等效噪音带宽为:=-2-5-=f-Tdf=f-TdfJ 1+(CRJ J 1+(2 汉/CR J=arctan(2%/CR)|。=4C =4 x l 0 0 x l 0-i2 x 5 610=一 44.64MHz224uL”；=2x

13、0.465 x 10-3 x 1.6 x IO*x 44.64 xl06x562 2083 x(/zV2)2-9求图示的T型和I I 型电阻网络的噪声系数。题 2 9图解 2-9设两个电路的电源内阻为Rs1.解 T型网络输出电阻为R0 =（凡+4）&,R&+g 3(1)采用额定功率法2(_&_纥1输 入 匹 配 功 率=条，输出匹配功率4。=+黎 1/、2噪音系数N.=端=殳 x 4+招+4(2)采用开路电压法6+6+&4kTBR,U：0=4kTBR,3 裳制卡)(3)采用短路电流法I1=4kTB-凡=4kTB 4凡R2R%Rs+R.+-号+号=4kTB RR&【&(段+号+&)+&(&+叫”

14、、2=4kTBRs_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _勺 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _（凡+N+”%+黑=4kTBT 丫（Rs+Rl+R3）jUX7N=二&+凡+&2.解口型网络（1）采用额定功率法亿a+&纹+&）&居+（见+&）（+与）P1输入匹配功率上加=成K R、E X,&+&输出匹配功率4,“。=%得噪音系数为N.=/=smo4,R R&萩+瑞I 凡+K 3_ Ro R/i +（4+&）（K+R J、272氏3外纹+&+RKzR国,1居（2）采用开路电压法u*=AkTBR。U：m=4kTBR,居x4+R2+R37叫+&R区6+%、2=4kTBRs段 .RR M-r

15、K-y6+&）=4kTBR R2$01线+R2RSU no=_（段=+&居+/?2凡 丫%RA l&）（3）采用短路电流法I：=4kTBG。I：4kTBGsRR、2夫禹+此段+凡此，=AkTBR叫2I叫凡+或2叫+叫尺2,I2 1 (N-=母=叫凡+&纹+叫 用272-10接收机等效噪声带宽近似为信号带宽，约 1 0 kH z,输出信噪比为1 2 d B,要求接收机的灵敏度为1 P W,问接收机的噪声系数应为多大？解 2-1 0：根据已知条件Sj=1(V 2=15.85N。si 10 12=亘&=10s 15.85 15.85 X 1.37 xio-23 x 290 X10410615.85x

16、1.37x29158832dB答：接收机的噪音系数应为32 d B。第三章高频谐振放大器3-1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。3-2 一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知=4 6 5 kHz,晶体管经中和后的参数为：g.L D=0.4 m S,C_-LD-1 4

17、2 p F,gUD=5 5 u S,CUt?=1 8p F,Y-J.t?-3 6.8m S,YXrC=0,回路等效电容C=2 0 0 p F,中频变压器的接入系数p N/N=0.3 5,P2=N2/N=0.0 3 5,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）回路有我品质因数Q 和 3 dB 带 宽 Bo 7；（2）放大器的电压增益；（3）中和电容值。（设，c=3 p F）题 3 1 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：回路总电容为C=C +p：C0e+=200+0.352 x 18+0.0352 x 142 202pF固有谐振电

18、导为2nfuCT 2X465X103X202X10U 门g。=-n=-x 7.374 SVo回路总电导为gz=P；g”+P；gic+go=0.352 x 55X10-6+0.0352 x 0.4 x 10-3+7.374 x 10-6 x 14.6 S品质因数0.=耳。工=2*46；：,；0 y 2x10 40.43dB 带宽 Bo 7=9 11.51kHz-7 QL 40.4、比 由/PiPzIJV/0.35x 0.035x 36.8xlO3”。谐振增益/=一前 行 一=30.88中和电容C =占=六=蕊、3=L615p尸答:品质因数Q.为4 0.4,带宽为1 1.5 1 kHz,谐振时的电

19、压增益为3 0.88,中和电容值为1.6 1 5 p F3-3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 心、口、g m、g Q yr。、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)选用心比较高的晶体管(4)选用温度特性比较好的晶体管，或通过电路和其他措施，达到温度的自动补偿。

20、3 4三级单调谐中频放大器，中心频率f=4 6 5 kHz,若要求总的带宽B 0.7=8 kHZ,求每一级回路的3 dB 带宽和回路有载品质因数小值。解 3 4：设每级带宽为B”则:因为总带宽为则每级带宽为B I=白=7-7 15.7kHzA/23-l有载品质因数Qi=俏。29.6答：每级带宽为15.7k H z,有载品质因数为2 9.6。3-5 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%=4 65 k H z,当 要 求 3 d B 带 宽 为 8 k H z 时，每级放大器的3 d B 带宽有多大？当偏离中心频率10 k H Z 忖，电压放大倍数与中心频率时

21、相比，下降了多少分贝？解 3-5设每级带宽为R,则：根据总带宽B0.7=B得:每级带宽为B 1=*=V25-l80.714 11.2kHz当偏离中心频率10kHz时，根据谐振特性，有:2A=“+年上一K()l2AV(l+A2-V)2+42.(272 xlO44+,I 11.2x10201og0.027=-31.4dB答：每级放大器的3 dB带宽为11.2kHz,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31.4dB3-6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

22、。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。3-7什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。3-8高频功放的欠压、临界

23、、过压状态是如何区分的？各有什么特点？当 反、琉、U、R i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iWj 当单独改变R i 时，随着R的增大，工作状态的变化是

24、从欠压逐步变化到过压状态。当单独改变反时，随着氏的增大，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E4 寸，随着瓦的负向增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。当单独改变必时，随着L的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。3-9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功率如何变化？答 3-9可以通过采取以下措施1 .减小激励山，集电极电流L和电压振幅U c 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L和电压振幅网基本不变，输出功率和效率基本不变。3 .减小负载电

25、阻R,集电极电流1增大，5 也增大，但电压振幅减小不大，因此输出功率上升。4 .增大集电极电源电压，1 小和&增大，输出功率也随之增大，效率基本不变。3-10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 1 0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P o,的要求，提高安全可靠性。3-11设一理想化的晶体管静特性如图所示，已 知 Ec=2 4 V,UC=2 1 V,基极偏压为零偏，Ub=3v,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0、P l、P。、n及负载阻抗的大小。画出满足要求的基极

26、回路。解 3-1 11、求动态负载线根据给定静态特性，得到晶体管的司=0.5v,gm=IS,并得到如下方程组Uce=Ec-Ue COSM4 =g,（以 cosM-E；+%uce=24-21 cos（D/4 =g,”（3cos（nf-0.5）代入数值后得可以解出：题3 11图当3t=7 C 时晶体管截止，因此1=0,但=叫+Uc=24+21=35V,位于C点当(ot=0时晶体管临界导通(=0,且有Ub cose=E；=0.5,cos。=号，01tL0=arccos8Oo ure=Ec-Ut cos 0=24-21=20.5V,位于B点。(3)当t=0时UM=EC-UC=3V,ic=icmax=g

27、m(3cos0-0.5)=2.5gm=2.5A.位于A点。连接A、B、C三点，就是它的动态特性曲线。2、求解0、PP0、n及负载阻抗的大小。0=arccos 803R=21_L I%(80。)X ia212.5x0.472x 17.8QIQUCI221X2.5 X 0.472=1 2 3 9W2Po=ICOEC=%(80)x icm ax xEc=0.286x2.5x24=17.16WPc=Po-Pt=17.16-12.39=4.77Wn=P,12.39P-17.16 0.722V3、符合要求的基极回路为ub=UhCOSG)t3-1 2 某高频功放工作在临界伏态，通 角 0=7 5 0 ,输出

28、功率为3 0 W,E c=2 4 V,所用高频功率管的S c=1.6 7 V,管子能安全工作。（1）计算此时的集电极效率和临界负载电阻；（2）若负载电阻、电源电压不变，要使输出功率不变。而提高工作效率，问应如何凋整？（3）输入信号的频率提高一倍，而保持其它条件不变，问功放的工作状态如何变化，功放的输出功率大约是多少？解 3-1 2(1)因为 Ia=%ia m=%S c(E c-U P愉喜加 5 =&以-Uc)UC=l aISc.Et.Uc-|a1Sc.U4 =%ScEc 土 J a S c E j 8alsc匕 E。+岷 2Pl2alsc2 4 ctSc代入数值后得到集电极电压振幅为“4土2x

29、30%(75)1.67=12.1 4 4-=12 8.06V 0.455x1.67=20.06V(取正值)集电极效率Ur 20.06 c-TI=-0.836Ec 24因为8裴,所以氏=4。6.7。Ur 2Pl 2x30（2）可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保 证 1 不变，但这样可使导通角减小，效率增加O（3）由于频率增加一倍，谐振回路失谐，集电极阻抗变小，电路由原来的临界状态进入欠压状态，输出幅度下降，故使输出功率和效率都下降。对于23的频率，回路阻抗为：(r+j(oL)-回路阻抗为Z1.=-皿L a-式-r+j在8 =3。时，Z”=刍在a）=nft）H 时，Zln所以ZL-=1 nZu

30、 i+jQ(n _：)l+jQ E l)&=11 _ 5 _ =AZLI l+Q(n2_l)F Q(n2-1)n=2 3Q因此，输出功率下降到原来的2/3Q倍。3-1 3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，

31、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。3-1 4当工作频率提高后，高频功放通常出现增益下降，最大输出功率和集电极效率降低,这是由哪些因素引起的？解3T4主要原因是1.放大器本身参数，如B、a随频率下降。2.电路失谐，集电极阻抗减小。3.少数载流子渡越时间效应。4.非线性电抗效应，如 的 影 响。5.发射极引线电感的影响，对高频反馈加深。3-1 5如图所示，设晶体管工作在小信号A类状态，晶体管的输入阻抗为Z,交流电流放大倍数为hm/(l+j/f/f 试求Le而引起的放大器输入阻抗Zi。并以此解释晶体管发射极引线电感的影响。解 3-15题3

32、-15图可见，L.越大，输入阻抗越大，反馈越深，电流越小，反馈越深，输出功率和效率越低。3-1 6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 3 16 图解 3 T 6：3 1 7 试画出一高频功率放大器的实际线路。要求（1）采用N P N 型晶体管，发射极直接接地;（2）集电极用并联馈电，与振荡回路抽头连接；（3）基极用串联馈电，自偏压，与前级互感耦合。解 3 T 7：根据要求画出的高频功率放大器电路如下3-18 一高频功放以抽头并联回路作负载，振荡回路用可变电容调谐。工作频率f=5 M H Z,调谐时电容C=2 0 0 p F,回路有载品质因数Q=2 0,放大器要求的最

33、佳负载阻抗R,=5 0 Q,试计算回路电感L 和接入系数P。解 3 T 8：由 菰 施 得 L=-；=；-7T h 5.07 uH（2 兀 f0）2c 47t2x25xl0-12x200 xl0-12因QL=2 1”,所以，p=J/=Lc；MC=产 2兀 x5x,200 x1史=50 x IM 缶 0.1253-1 9 如 图（a）所示的D 型网络，两端的匹配阻抗分别为即、Ra将它分为两个L型网络,根据L型网络的计算公式，当给定Q/R r/X”时，证明下列公式：Xs=Xsl+X-(1+Qz)-1 s S1 sz 1+Q并证明回路总品质因数Q=Q i+Q”题 3 19 图解 3-19首先将电路分

34、解成两个L回路，如 图（1）。然后利用并串转换，将 L 和 R 卢的并联转换为 R和 Xs 3 的 串 联,得 到 图（2）o因为，所以Xp2 Ksn =Rp2 丫2 _ Rp2pF3Q；再 利 用 惜 隰 换 x 擞 h 昨 曲 愉 歌 愉 络 葡 佃 瞬 的 联”也 岫 为 阴 中+Q；）R”+专,其 中 Q i嚏管当X p|=X p,产生并联谐振，谐振阻抗为R p=R p ,因此有回=（1+Q；）&.%=（1+Q；）R,由,得至Ij,R,Q,=ElXP.O.=RP1,-J L =性代入3得又因为,因为Xs2 =Xs”因 此 从 图（2）可以看出，总的品质因数为Q=.+Xs2 =X1+X=

35、Q+Q（证明完毕）3-2 0 上题中设即=20Q,RP2=100Q,F=30MHz,指定Q2=5,试计算Ls、G”、CP2和回路总品质因数Q。解 3-20J(l+52)-l +5 27.1 IQvioo%=品舟 1+Q X+Q 2100=1+5?L,=丛=:X 0.144LIHs 2兀f 271x30 x106 1X =R pl=2 0=9.76QRD1 ,2 0“m .i*l +Q：)T、而 Q+5)TC L酝12KX3 0X106X9.7 6 544pFRP2 _ iooQ7=V=20。C p2-=-7-265pF27rfxp2 2nx30 xl06x20M(l+Q；)1=Q.=(l +5

36、2)-l 2.0 5Q=Qj+Q2=5+2.05=7.053-2 1 如图示互感耦合输出回路，两回路都谐振，由天线表I,、测得的天线功率P,、=10W,已知天线回路效率 皿=0.8。中介回路的无载品质因数Qo=100,要求有载品质因数Qi=10,工作于临界状态。问晶体管输出功率P l为多少？设在工作频率5 F 5 0 Q,试计算初级的反映电阻口，和互感抗3。当天线开路时，放大器工作在什么状态？解3-21：设次级损耗电阻为劈倒，输耗电阻为如 反射电阻为卬中介回路效率九天线功率为匕，次级总功率为P2。贝 hPA一P2PA-n为=因P2P 氏=1M =13.9W,%0.9因为 QL=T，所以 0=梦

37、 _。=得 _0.5=4.5C(oM=Jrr(RA+r2)=J4.5x 62.5*16.8Q当天线开路时，反射电阻为零，初级回路等效并联阻抗增大，放大器将从临界状态进入过压状态。3-2 2 什么是D 类功率放大器，为什么它的集电极效率高？什么是电流开关型和电压开关型D 类放大器？答 3-2 2D 类放大器是一种工作在开关状态的功率放大器，两个晶体管在输入激励控制下交替饱和导通或截止，饱和导通时，有电流流过，但饱和压降很低；截止时，流过晶体管的电流为零。所以晶体管的平均功耗很小，效率很高。在电流开关型电路中，两管推挽工作，电源通过一个大大电感供给一个恒定电流，分别交替流过两个晶体管，两管轮流导通

38、和截止。通过谐振电路得到正弦输出电压。在电压开关型电路中，两晶体管是与电源电压和地电位串联的，在输入控制下，一个导通，一个截止，因此，两管的中间点电压在0和电源电压之间交替切换。通过谐振电路，获的正弦输出信号。3-23图 3 3 3 的电压开关型D 类放大器，负载电阻为R,若考虑晶体管导通至饱和时，集电极饱和电阻孔（R c J l/S c）,试从物理概念推导此时开关放大器的效率。解 3-2 3根据题意，将（a）图简化为（b）图所示的等效电路。设 R=尸 R e=%,LC 回路对开关频率谐振，则:输出电压振幅R,uL兀*COS,R,Ec.3 t d 3 t =-LS in CD/丸+町兀K 2工

39、4+4兀集电极平均电流-L i%i 2EC C=2兀！怎 2兀！兀(&,+&)2纥/（凡+公）直流输入功率2E；、（4,+&）负载上的功率p 二21?闾1 2R,n2(R+R,)集电极效率集电极耗散功率 2E：2R,E：P=Pn-P =-e-一 一 2E；:R,=p(/(4+&)凡+&八 七+3-2 4 根据图3 3 7 的反相功率合成器线路，说明各变压器和传输线变压器所完成的功用，标出从晶体管输出端至负载间各处的阻抗值。设两管正常工作时;负载电阻上的功率为10 0 W,若某管因性能变化，输出功率下降一半，根据合成器原理，问负载上的功率下降多少瓦？解 3 2 4：当某管上的功率下降一半时，证明

40、该管上的输出电压降低，其值是原来的0.7 0 7 倍。那么最后流过合成器负载的电漪0 W 反相功率合成器的实际线路设功率降低一半的晶体管原来正常输出电压为U,它贡献合成器的电流为/,异常输出电压为。，该管的负载电阻为R。则有：,U(R 1 1 2R y/l那么，流过合成器的电流为合成后的功率为与 正 常 相 比，有所 以，故 障 后 的 合 成 功 率 为P=O.728xlOO=72.8W3-2 5射频摸块放大器的最基本形式是什么样的电路？它可以完成哪些功能？它有哪些王要优点答 3-25射频模块放大器的最基本的形式是一个采用混合电路技术的薄膜混合电路，是把固态元件 和 无 源 元 件（包括分立

41、元件和集成元件）外接在一块介质衬底上，并将有源和无源元件以及互连做成一个整体。用这种放大器可以构成振荡器、调制器、混 频 器、功率合成与分配期、环行器、定向耦合器;采用多个模块可构成一个射频系统。采用射频模块的主要优点是电路性能好、可靠性高、尺 寸小、重量轻、散热好、损耗低、价格便宜等。第四章正弦波振荡器4-1什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4T振幅条件相位条件.起 振 条 件：心)1,即n 1 2(p(r)=2/m,n=0,1,2.平 衡 条 件：7(/8)=1,即,1 T M =1(p(7)=2 九，n=0,1?2.振幅条件相位

42、条件稳定条件:，dT-0叫山振幅稳定条件纠。vC D|(o=(Oi相位稳定条件4-2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，哪些不可能振荡。能振荡的属于哪种类型振荡器？I卜答4-2(a)可能振荡，电感三点式反馈振荡器,(c)(d)(e)(f)不能，不能，不能，可能振荡，振荡的条件是L 1 C 1回路呈容性，L 2 c 2回路呈感性，即要求f0 1 L 2 C 2 y L 3 C 3 ；L 1 C 1 L(2 C 2 L3C3；LIC K L2 c 2 =L3 c 3 0试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率fl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

43、(1)ft f0 2 f0 3,因此，当满足fl fo2 f fo2 fo3,因此，当满足fl f0 2 f f03,就可能振荡,此时LC回路和LG回路呈感性，而 LG回路呈容性，构成一个电感反馈振荡器。(3)f。尸 f0 2 f0 3,因此，当满足f。尸 f0 2%=/不能振荡，因为在任何频率下，LG回路和L 2 c 2 回路都呈相同性质，不可能满足相位条件。4-4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4-5将图示的几个互感耦合振荡器交流通路改画为实际线路，并注明互感的同名端。4-6振荡器交流等效电路如图所示，工作频室为1 0 MHZ,(1)

44、计算G、G取值范围。(2)画出实际电路。题 4_6解 4-6(1)因为B.=2ufx 10Tl-r 27T/-X10-5B”(27)2x10 6-1-2X10-5=2叫-39.4384x1()-2-1x 10-s0,呈感性,所以2Mx 3x10-(27r/)23xlQ-5C,-l27tfx3xl0-5,也应呈感性，即(27r/-)23xlQ-5C,-l()2G 3xl()T r_ 1_1_121 F1(2nf)2 3 x l05-4兀 2x10 x3x 10-s-12n2 Ph=2可 x 2 x ICT _ 1=啊):泮 G T 应该呈容性，及litf x C2 Inf x C2(27t/)2

45、x2xlQ-5C2-l2itfxC2，G 1时满足起振条件，即gL+g0+&g(ngmKF gl.+g0+KF2gin,1,、(1+0.062)x1075g,N.-K-(g.+gn)=-43.8mSF(1-K,)L 0.02487(1-0.02487)L =gmVT 43.8x26=1.14mA4-8在图示的电容三端式电路中，试求电路振荡频率和维持振荡所必须的最小电压增益。解 4-8题 4-8 图回路总电容C=暇=75pF振荡频率f,*f=lit4LC=,-2.6MHz2zj50 x 10 x 75x10*当以 e 作为放大器的输出时，反馈系数要维持振荡，应满足KK=1,即 长=1 白=C 片

46、=3痂00=3K.、C 1UU4-9 图示是一电容反馈振荡器的实际电路，已知3=5 0 pF,C2=1 00 pF,C?=1 0 2 6 0pF,要求工作在波段范围，即 f=10 10MHz,试计算回路电感L 和电容C。设回路无载Q。=100,负载电阻R=lk Q,晶体管输入电阻Ri=500C.若要求起振时环路增益K。降=3,问要求的跨g.,o和静态工作 电 流 必 须 多 大？题 4-9 图解 4-9回路总电容C=产学+Cn+C,33.33+C0+C3Cl+Cmin=33.33+10+Co=43.33+CominuuCmas=33.33+260+C0=293.33+Co因此得到方程组如下20

47、 xl06=-7=12jL(43.33+Co)10 xl06=/127tjL(293.33+Co)解之得max2n也 W i：，代入数值后得!tCo 40pF,L=0.76gH反馈系数50 1150=3放大器增益KJ 1(330.33 x IO-12 1 11)100 v 0.76x10-6 1000 9 500)/=12.88x10-3ICQ=gmVT=12.88 x26 335pA4-1 0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。3）题4 T o图解 4-1 0（1）交流等效图如下（a）是一个西勒振荡器，当忽略1 5 pF的电容后，是一个

48、电容三点式反馈振荡器；（b）是一个电容三点式反馈振荡器(2)2 2对于电路，反馈系数为KF=B0.2680.28.2 x 2.2，三-xl5C=-敦 土 条+3.3 4.855pF8.2 x 2.2 卜-+158.2+2.21_ 2T CVLC 2KV57X10-6X 4.855 xlO-12 9.57MHz对 于（b）电路02mini 2.014MHz2nV50 xl06xl25xl0-12f 02 max/工 2.731MHz2JCV50X10-6X68X10-12因此，要电路振荡，振荡频率应该满足均3 4 2M，Lminf02mE当LC串联支路的电容取68pF时，在回路电抗为0时振荡，即

49、：(0.X 50 X 10-6-n-:-h1 to 68x10 12 3X 10-9-1 8|X10-9叫“_B,X47X10-*整理后得到：1598 x 10T 8：-53.732 x 10,5 J x+1.068=02 53.732 x 10-is 453.732?x lO.o-41I.()68 x 1598 x 泊10叫 x 109 (W9.-三一IO _9,*1 47xl0T(0“I 3196 xlO-31=空彗詈，315x1叫 或 21x1叫所以f*=3 叫=J-xV315xlO12 2.826MHz,2K 2n或者f*=；x V21X1012 x 0.73MHz f1)2inas,

50、Z u因此在频率0.73MHz下不满足相位条件，不能振荡。当LC串联支路的电容取125pF时，co.x 50 x 10-6-1 2 5 x 1 0 O,X10-11 0,x47xl0-6将上式整理得：8：=206x10,或 15x10”)因此f*=“206x10 X 2.285MHz,2兀 2兀或 者%=尸5xl祝z 0.616MHz 3+UU；+U 2 I I；)那么，频率分量的频率通式可表示为co=|q0j p02 r03|将U=U COS(O|t,u2=U2C O S2t+as斗/so3 t3 22次频率分量和组合系数为2的频率分量为：r u2 u2 u：a2-y-cos ZcOjt+c