高频第三章答案

1、高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 1 第3章习题参考答案 3-13-23-33-43-5 3-63-73-83-93-10 3-113-123-133-143-15 3-163-173-183-193-20 3-213-223-233-243-25 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 2 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。

2、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。 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 3 32 一晶体管组成的单回路中频 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： 题31图 （1）回路有载品质因数 QL和 3 d

3、B带宽 B0.7;（2）放大器的电 压增益； (3) 中和电容值。（设Cbc=3 pF） 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 4 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 2222 12 2000.35180.035142202 oeie Cp Cp CpF 回路总电容为 C 3-12 0 0 0 22465 10202 10 7.374 80 f gS Q 固有谐振电导为 C 22 120 26236 0.3555 100.0350.4 107.374 1014.6 oeie p gp gg S 回路总电导为 g 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题

4、参考答案 5 3-12 0 6 0 0.7 3 12 06 11 11 22465 10202 10 40.4 14.6 10 465 311.51 40.4 | 0.350.03536.8 10 30.88 14.6 10 0.35 31.615 10.65 L L fe nb cb c f Q f dBBkHz Q p py K Np CCCpF NNp C 品质因数 g 带宽 谐振增益 g 中和电容 答：品质因数QL为40.4,带宽为11.51kHz,谐振时的电压增益 为30.88,中和电容值为1.615pF 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 6 33 高频谐振放大器中，

5、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， 达到温度的自动补偿。 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答

6、案 7 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。 1 3 0.71 0.7 1 1 3 0 L 1 BB21 B8 B15.7kHz 0.5098 21 f Q29.6 B 因为总带宽为 则每级带宽为 有载品质因数 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。 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 8 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

7、 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： 1 4 3 0.71 0.7 1 1 4 3 BB21 B8 B11.2kHz 0.714 21 根据总带宽得： 每级带宽为 10kHz当偏离中心频率时，根据谐振特性，有： 1 22224 01 K2A2 KA1 (1A)44 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 9 3 3 1 33 4 44 00 22 0 33 4 22 4 0 10 1 3 4 2 4 3 KK288 KK 1 4 (4) f 42Q f 88 2ff 2

8、 2 f 4(2) 4 Bf B 88 0.027,20log0.02731.4dB 299 2 210 4 11.2 10 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31.4dB 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 10 36 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。 高频电子线路

9、习题参考答案高频电子线路习题参考答案 11 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。 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 12 3

10、8 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。 高频电

11、子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 13 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。 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 14 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功率如何变化？ 答3-9 可以通过采取以下措施

12、 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。 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 15 310 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

13、低对晶 体管的最大允许功耗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。 题311图 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 16 解3-11 0.5 , 1 , cos (cos 2421cos (3cos0.5 b C m be cecc cmbbb ce cm Ev di gS du uEUt igUtEE ut igt 根据给定静态特性， 得到晶体管的 并得

14、到如下方程组 代入数值后得 可以解出： ） 1、求动态负载线 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 17 ccecC cb o cecc cecCccmaxmm t i = 0,uEU242135V t 0.5 i = 0,cosE0.5,cos, 3 0.50.5 arccos80uEU cos242120.5V, 33 (3)t0 uEU3V,i = ig (3cos00.52.5g b (1)当时 晶体管截止，因此但， 位于C点 (2)当时 晶体管临界导通且有U 因此。 位于B点。 当时 ）=2.5A. A 位于 点。 连接A、B、C三点，就是它的动态特性曲线。 高频电子线路

15、习题参考答案高频电子线路习题参考答案 18 39152127333945 b e u 3 .0V 2 .5 2 .0 1 .5 1 / c i A ce u /V A BC 0 2、求解、P1、P0、及负载阻抗的大小。 o C Lo C11cmax 0.5 arccos80 3 U2121 R17.8 I(80 )i2.50.472 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 19 C1C1 1 o 0C0C1cmaxC C01 1 0 I U21 2.50.472 P12.39W 22 PIE(80 )iE0.2862.52417.16W PPP17.1612.394.77W P12.

16、39 0.722 P17.16 3、符合要求的基极回路为 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:6-Aug-2005 Sheet of File:D:Design Explorer 99MyDesign2.ddbDrawn By: v + _ COS bb uUt 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 20 312 某高频功放工作在临界伏态，通角 =75o”，输出功率 为 30 W，Ec=24 V，所用高频功率管的SC=1.67V，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； （

17、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？ C11 Cmax1CCC 2 1C1C1CCCC1CCC1CC IiS (EU ) 1111 PI US (EU )US E US U 2222 因为 所以= 解3-12 （1） 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 21 2 2 1CC1CC1C1 CC1 C 1C1C 2 Co 1 C C 2 C 1 Lcr 22 C Lcr 1 S E(S E )8S PEE2P U 2S24S 2424

18、23060 U12144128.06 24(75 )1.670.455 1.67 20.06V( U20.06 0.836 E24 U P 2R U20.06 R6 2P230 解之得到 代入数值后得到集电极电压振幅为 取正值) 集电极效率 = 因为，所以 .7 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 22 （2）可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保证IC1不变， 但这样可使导通角减小，效率增加。 （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2的频率，回路阻抗为： L Lr 0 0 0L1

19、0Ln 1L (rj L) CrC Z 1 rjL 1jQ C L Z rC L rC nZ 1 1jQ n n 回路阻抗为 在时， 在时， 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 23 Ln 2 L1 Ln 2 22 n 2 L1 Z1n 1Z1jQ(n1) 1jQ n n Znn2 ZQ(n1)3Q 1Q(n1) 所以 因此，输出功率下降到原来的2/3Q倍。 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 24 313 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

20、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，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。 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 25 3I4 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3-14 主要原因是 1.放大器本身参

21、数，如、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CbC 的影响。 5.发射极引线电感的影响，对高频反馈加深。 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 26 315 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hfe/(1+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。 315 题图 fefe iieie efe iefei222 ff 2 iefeiefe hh ZZj1LZjL ff 1j1j ff ff jL h ff 1 ZL hZj f

22、ff 111 fff f Z2 L h fZ2 L h f f 可见，Le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。 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 27 316 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 2 C 2 E 2 L 改正后的电路图 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 28 317 试画出一高频功率放大器的实际线路。要求(1)采用NPN 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3-17 根据要求画出的高频

23、功率放大器电路如下 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:7-Aug-2005 Sheet of File:D:Design Explorer 99MyDesign3.ddbDrawn By: Rb Cb v Cc C1 C Lc L Ec 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 29 318 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 MHZ，调谐时电容 C=200 PF， 回路有载品质因数QL=20，放大器要求的最佳负载阻抗 R Lr =50 ，试计算回路电感L和接

24、入系数 P。 解3-18 0 221212 0 Lcr0Lcr0Lcr0 L2 LL 612 3 1 f = 2LC 11 L5.07 H (2 f ) C425 10200 10 RCRCR2 f C Q,p pQQ 5025 10200 10 50 1020.125 20 由得， 因所以， 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 30 319 如图（a）所示的D型网络，两端的匹配阻抗分别为 RP1、RP2。将它分为两个L型网络，根据L型网络的计 算公式，当给定Q2=RP2/XP2时，证明下列公式： p1 p1 p1 2 2 p2 p2p1 2 ss1s2222 2p2 R X R

25、 (1Q )1 R RR XXXQ(1Q )1 1QR 并证明回路总品质因数Q=Q1Q2。 题319图 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 31 解3-19 首先将电路分解成两个L回路，如图（1）。然后利用并串转 换，将Xp2和Rp2的并联转换为Rs和Xs3的串联，得到图（2）。 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:7-Aug-2005 Sheet of File:D:Design Explorer 99MyDesign3.ddbDrawn By: p1 X p2 X s1 X s1 X p2

26、 R p1 X s1 X s1 X s3 X s R p1 X s1 X s R p1 X p X p R (1)(2)(3)(4) 根据串并转换关系，得： p2p2p2p2 ss3p2p222 p2p2p2p2 22 p2p2 p2p22222 p2p2p2p2 jX RjX R RjX(RjX) RjXRX XR RjX RXRX 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 32 p2 s3 2 p2s p2p2p2p2 22 sp2s3p222222 p2p22p2p2 2 2 s3s2s R X Q XR RRXX RXXR 1 RX1QRX 1 Q XXR 因为=,所以 =，

27、当时，产生谐振，电路简化为图（3），谐振电阻为 再利用串并转换，将Xs1和Rs的并联转换为Rp和Xp的并联，得 到图（4），其中 p 2 s1 p1sps112 1Ps R X1 R1QRX1XQ QXR （），（），其中 p1ppp1 XX ,RR 当产生并联谐振，谐振阻抗为=，因此有 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 33 2 p11s 2 p22s p1 1 p1 p1p1 2 12 sp2 p1p1 p1 1 p1 2 2 p2 R1QR1 R1QR2 1 ,2 R Q3 X RR Q11Q13 RR RR X( QR 1Q1 R （） （） 由得到， （）代入得 =证

28、明完毕） （） 2 p1p2p22 2 s1s2s2s32 p22 2 2 RXX Q R QR1Q1,XX 1 R1Q 1 Q s1 又因为， X（）， 因此 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 34 2 p1p22 2 ss1s2s22 p22 2 p1p22 2 s2 p2p2 p1 2 s22 p2 p2p1 2 222 2p2 RX Q XXXR1Q1 R1Q RX Q R1Q1 RR R R1Q1Q R RR (1Q )1Q 1QR （） （） （） （证明完毕） s2s3 s1s2s1s3 12 ss XX XXXX QQQ( RR 因为，因此从图（2）可以看出，总

29、的品质因数为 证明完毕） 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 35 320 上题中设RP1=20，Rp2=100，F=30MHZ，指定 Q2=5，试计算Ls、CP1、CP2和回路总品质因数Q。 解3-20 p2p1 2 s222 2p2 2 2 s s6 p1 p1 2 p1 2 2 p2 RR X(1Q )1Q 1QR 10020 (15 )1527.11 15100 X27.11 L0.144 H 2 f230 10 R 20 X9.76 R20 (15 )1 1Q1 100 R （） 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 36 p16 p1 p2 p2 2 p2

30、6 p2 p1 22 12 p2 12 11 C544pF 2 fX230 109.76 R 100 X20 Q5 11 C265pF 2 fX230 1020 R 20 Q1Q1(15 )12.05 R100 QQQ52.057.05 （） 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 37 321 如图示互感耦合输出回路，两回路都谐振，由天线表 IA测得 的天线功率PA=10 W，已知天线回路效率 2=0 .8。中介回 路的无载品质因数 QO=100，要求有载品质因数QL=10，工 作于临界状态。问晶体管输出功率P1为多少？设在工作频率 L1=50，试计算初级的反映电阻rf，和互感抗M

31、。当天 线开路时，放大器工作在什么状态？ 题321 图 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 38 1 A2 r PP 2f k 解2-21：设次级损耗电阻为r，初级损耗电阻为 ，反射电阻为r， 中介回路效率天线功率为，次级总功率为 。则： AA 2A 2A2 AL 2 0 21 11 k0 11 Lf1 1fL fA2 PR10.2 rR5012.5 PRr0.8 PQ1010 P12.5W110.9 0.8Q100 PL12.550 P13.9Wr0.5 0.9Q100 LL50 Q,rr0.54.5 rrQ10 Mr Rr4.562.516.8 k 因为，得到 ， ， 因为所

32、以 （） 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。 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 39 322 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3-22 D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 通和截止。通过谐振电

33、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。 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 40 323 图333的电压开关型D类放大器，负载电阻为RL，若 考虑晶体管导通至饱和时，集电极饱和电阻Rcs(Rcs=1/Sc)， 试从物理概念推导此时开关放大器的效率。 解3-23 根据题意，将（a）图简化为（b）图所示的等效电路。设 Rcs1=Rcs2=Rcs,LC回路对开关频率谐振，则： ic2 iL L0C0 RL V2 uce2 uc

34、e1 V1 T1 Ec (a) ic1 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:8-Aug-2005 Sheet of File:D:Design Explorer 99MyDesign3.ddbDrawn By: S? SW SPST Ec cs1 R cs1 R 0 L 0 C L R L i (b) 高频电子线路习题参考答案高频电子线路习题参考答案 41 2 2 2 2 22 02 22 2 002 2 21 cossin 2211 coscos 22()() 2 () 2 2 ccLLL Lc csLcsLcsL ccL C LcsLcsL c CC csL LcL L L EERRR UEtd tt RRRRRR EEU Itd ttd t RRRRR E PE I