高频电子线路

1、第一章思考题与习题答：典型的点对点无线电1-1无线电通信系统由哪几部分组成？各部分的功能如何? 通信系统的基本组成：IfFIWg性)相图示的无线电通信系统由信源、调制器、发信机、信道、收信机、解调器和信宿七部分组成。信源将原始的语音、图像信息变化为电信号，如麦克风将声音转化为语音电信号、各种传感器获得的电信号等。 这种原始的电信号， 在频谱上表现为低频信号，称为基带信号。基 带信号通过调制器转化为高频的已调波信号，使之适合信道中的传输，已调波信号大多为带通信号。高频的已调波信号经过发信机进行功率放大，由发送天线产生电磁波辐射出去；电磁波经过自由空间传播，到达接收天线，在接收天线上感应电流，再通

2、过收信机进行信号放大等处理恢复已调波信号；由接收端的解调器对已调波信号进行解调，恢复原基带信号，并经过信息处理获得信息。1-2无线电通信为什么需要采用调制解调技术？其作用是什么？答：由于无线信道的各种影响，无线电通信必须选择可靠的传输信道，将基带信号调制到指定的信道上传输，降低天线要求，适应多路传输的要求等，无线电传输均采用调制技术。在 模拟调制技术中，主要是用基带信号去控制载波信号的振幅、频率或相位的变化，即幅度调制、频率调制和相位调制。1-3无线电通信的接收方式有哪几种？超外差接收机有何优点？答：通常，由于信号的衰落，接收天线获得的电磁波信号微弱，需要先进行信号放大，再进行解调，这种接收机

3、的结构称为直接放大式接收机，该接收机结构对不同的接收频率，其接收机的灵敏度（接收微弱信号的能力）和选择性（选择不同电台的能力）不同，已经较少实用。目前大多采用超外差接收机的结构，接收天线获得感应信号，经过高频小信号放大器进行放大，并与本地振荡器进行混频，获得两个高频信号的频率之和信号或频率之差信号，这两个信号的包络仍保持已调波信号的包络不变，称为中频，和频称为高中频，差频称为低中频， 后续的中频放大器选择和频信号 （或差频信号）进行放大和检波，恢复原始的调制信号。超外差接收机将接收到的不同载波频率的高频信号转变为固定的中频，如调幅收音机的中频为465kHz。由于中频信号的载波频率是固定的，中频

4、放大器的选择性和增益与接收的载波 频率无关，因此简化了接收机的结构。1-4中波、短波收音机，调频收音机各有什么特点?解，中一、短波收齐凯.机腋收音机1机在不同的领Et中波短波倜频频段3-30MHZ调制方式ANIAVIFM结构超外基超外差制外座中频4651Hz465kHz10 7MHz音质“股一般优传播跑离运跑离近频率固定与时段、季节行关固定1-5电磁波有哪几种传播方式？与信道、工作频率有何关系？解：无线电传播方式可分为地波传播、空间波传播和天波传播。电磁波的频率不同， 其传输方式会有所差异。 对频率较高的信号，电磁波为直线传输， 称为 空间波。由于地球曲率的影响，此时的收发天线必须足够高，电磁

5、波才能直达，因此空间波传输也称为视距传输，长距离通信时就需要进行中继传输。对频率较低信号，电磁波可沿地面传输，称为地波，由于波的绕射特性，地波可应用于远程通信。在地球大气层中，从最低层往上依次为对流层、平流层和电离层。在地球表面1012km处的对流层，存在大量随机运动的不均匀介质，能对电磁波产生折射、散射和反射，在地球上空60km以上的电离层，可吸收、反射电磁波，利用电磁波在大气层的折射、反射、散射的 传输方式称为天波。对于短波电台而言， 短波广播通常集中在某一段时间播放，显得异常拥挤。不过通常电台会在不同时段使用不同频率播出相同的节目，例如短波15-18MHZ在每天中午至傍晚可以收听到很多电

6、台节目，晚间 10点以后只能收到极少电台节目，甚至连收音机的背景噪音都变小 了；短波7MHz以下在白天很难清楚地收听广播，但到了深夜，却能很好地收听节目，短 波9-12MHZ全天都能收到广播，但早晨和晚上收听效果最好，电台多，声音又清楚。还有， 如果您经常收听广播，就会发现，很多电台每小时都有规律地改变播出频率。由于电离层经常发生快速的变化，使得收听短波经常出现类似海浪般忽大忽小的声音，这是收听短波的一种普遍现象，即使在电子线路利用了自动增益控制（ AGC）来消除这种现象， 但是在严重的情况下，仍会感觉出声音忽大忽小。1-6查阅相关资料，了解短波信道、移动通信信道各有什么特点？解：短波与超短波

7、大部分为天波和对流层散射。由于易受到大气环流、太阳风暴、宇宙射线等环境影响，天波传播的信道非常不稳定，导致接收电磁波信号的幅度发生随机性的变化， 称为衰落（Fading）,如在收听短波广播节目时，声音时高时低，甚至断断续续。电离层的多 变性及对电波的吸收作用，将会减弱短波信号，或造成较长时间的通信阻断。同时，当被调 制的无线电波信号在电离层内传播时，组成信号的不同频率成分有着不同的传播路径和传播时延，因此会导致波形失真，这就是电离层的色散性。电离层的高度是变化的，甚至发生剧 烈变化，会导致电磁波产生附加的频移呈现“多普勒效应”。移动通信的工作频段多为分米波段， 即特高频段，电磁波的传播方式为直

8、射传播或反射。 移 动通信信道中，由于基站和移动台之间的反射体、 散射体和折射体的数量特别多， 电磁波发 生散射、反射和折射，引起信号的多径传输， 使到达的信号之间相互叠加， 其合成信号幅度表现为快速的起伏变化，称为幅度衰落。电磁波在传播过程中，具有不同的信道时延，这将导致接收信号的波形被展宽，称为时延扩展，从而导致接收信号的频率选择性衰落。同时， 移动台的运动会产生多普勒频移，并由此引起衰落过程的频率扩散，称为时间选择性衰落。移动通信的信道特性非常复杂，选择性衰落特性严重影响信号传输的可靠性。 为了获得满意 的通信质量，需要采用各种抗衰落的调制解调技术、 编解码接收技术及扩频技术等， 其中最

9、 广泛使用的是分集接收技术。1-7什么是基带信号、载波信号和已调波信号？各有什么特点？解：为适合信道传输，降低天线要求，适应多路传输的要求等， 无线电传输均采用调制技术。在模拟调制技术中，主要是用基带信号去控制载波信号的振幅、频率或相位的变化，即幅度调制、频率调制和相位调制。基带信号为低频信号，也称为调制信号，如语音信号、图像信舁至开考。载波信号为高频信号，即通过天线发送的高频信号，为发射机本身产生，用于携带基带信号。已调波为调制波，如幅度调制信号即保持载波频率大小，但幅度受到基带信号的控制；频率调制信号的幅度为恒定值，其频率的大小受到基带信号的控制；相位调制信号保持幅度恒定， 其频率为载波频

10、率，但相位变化受到基带信号控制。1-8为什么说调频波所占的频带比调幅波宽很多，调频波比调幅波的抗干扰能力强？解：中、短波收音机采用调幅方式，带宽为 9kHz,调频广播为调频方式，带宽为 75kHz。 语 音信号为带宽为 300-3kHz,高达10kHz,显然，调幅广播对语音的高音部分是抑制的，因 此，调频广播的音质优于中短波广播。同时，无线电传播的干扰，表现为幅度干扰，若干扰幅度较小时，干扰不足以改变载波频 率的变化。因此干扰对幅度的影响，对调幅收音机将直接影响话质，而调频收音机在解调前有一级幅度稳幅电路，消除干扰的影响，语音信息均携带在频率变化中，因此，干扰对话音的影响较小。此外，干扰信号大

11、多处于低频段，如中短波段，而调频处于更高频段，干扰信号的能量要低一些，如电机干扰等。2-2查阅功率管 MRF137相关资料，了解三极管各模型的电路参数含义与物理意义。解：MRF137为射频场效应功率管，N沟道增强型模型。 宽带打工率输出，频率上限到400MHz, 工作电压28V、150MHz时，输出功率达到 30W、最小增益13dB,典型的效率达到 60%。名称符号最小值典型值最大值单位潮-源夹断电用Io=10mA)65-Vdc季偏IK漏电上 CVhc=28Vt V(m=C)fess-.1.0州-源漏电施 tVGS=2CVT VDS=0 JL.Op Adc门限思包lD-25mAiVo(fh)L

12、.O3.06.0Vdc1V=10V. ID=500inA ?*100Ff)-i.Jrhci s埼入 L 容f-LOMllzclsl48.uF输出电容Vg$=CVt f=l,OMHz：Qm.?4pF反向传输电容 Vds=28V , VGS=OV , bLUMHz 1I-11-pF噪声系数13=1Af flSOMHz JNF-L5-dB2-3试分析图2-23的9:1传输线变压器的阻抗变换原理。解：9:1传输线变压器有两种结构,如图所示，以图（a）为例。首先，考虑传输线模式，传输线1-2与3-4、5-6与3-4、7-8与3-4构成三组传输线，其对应电流大小相等，方向相反，若3-4上大小为I,如图示，

13、负载RL上的电流为31、电压为U12。其次，考虑变压器模式，有 U12=U34=U56=U78该电路的输入阻抗为U 招/ =/ /同时我3t故有4=2=9& ,即。：用=9：1 r RiLjJr* ill2-4设计电子噪声测试系统，观测电阻在不同电压条件下的噪声情况，并与集成放大器（如OP07、OP27、OP37）的噪声情况进行比较。解：略2-5无源集总器件在高频工作时的等效模型，Philips公司给出了如题图 2-1所示的不同模型,试分析其模型含义，并就其响应特性与本章介绍的等效模型进行比较，说明其合理性。解：a）与教材给出模型相比，如图（a）, RC为电阻的端分布电容，R为实际电阻，RL为

14、引品pIFno_*_!1_L_q品fi&、 （1） 线电感。与图（1）相比，差别为引线分布电容 RC,图（1）忽略引线电感的分布电容。b）与教材给出模型相比，如图（b）, 2xR为电容C的引线损耗电阻，C为实际电容，CL为 引线电感，两者差别不大。久（2）|c）与教材给出模型相比，如图（c）, Lbr为电感L的损耗电阻，C为实际电容，Lar为引线 电感，两者差别不大，但图 （C）更简化2-6研究二极管噪声的产生机理， 设计一白噪声发生器，要求输出噪声电压 30300mV。解:PN结二极管的噪声主要有三种来源，即热噪声、散粒噪声和闪变噪声（1/f噪声）。热噪声和散粒噪声（中低频）都与频率无关，即

15、是所谓白噪声。热噪声与通过电阻多数载流子的热运动相关，这种噪声的大小既与温度有关，也与电阻（交流电阻）大小有关。由于 PN结的正向交流电阻很小，而反向电流又很小，所以热噪声也很弱，如其噪声均方根电压仅大约为4nV。散粒噪声是电子管、晶体管器件中产生的一种电流噪声，载流子通过势垒区不均匀引起的电流微小起伏而形成的。由于越过 PN结的少数载流子将会不断遭受散射而改变方向，同时又 会不断复合与产生， 载流子的速度和数量将会出现起伏，从而造成通过PN结的电流和相应其上的电压的涨落，这就是散粒噪声。显然，通过PN结的电流愈大，载流子的速度和 数量的起伏也愈大，则散粒噪声电流也就愈大。 散粒噪声的电压有效

16、值比热噪声的要大得多, 以忽略热噪声。故粒噪声的谱曲变;s, 二m发际测试噪声：90+”.谐密度：2.74N /跳在负载100 Q时，/=功nA采用雪崩式击穿二极管所产生的噪声电平大于隧道效应二极管所产生的噪声电平，而且该噪声电平还会随二极管的齐纳电压而上升，这是由于雪崩击穿是在电场作用下，载流子能量增大，不断与晶体原子相碰，使共价键中的电子激发形成自由电子-空穴对。新产生的载流子塔输60 80dE又通过碰撞产生自由电子-空穴对，这就是倍增效应，因此反向电压应大于6V。O输出电压30 WOmf这里放大器选择：低噪声、宽带；也可选择AD603、AD844、BUF634组合。2-7如题图2-2所示

17、某无源器件的阻抗频率特性，试画出其等效电路，分析该器件是电阻、 电容或电感？解：该元件为电阻。等效电路为2.S 科VI找4=虫。”的价弧仕书顺网传相女1一 JL符性用瓶内 ,卜,工叫 试求其鱼我处的反射枭数和驻波比. 0.04j a 0 0 3htjJ_0l +.解上 2513-250就比已知特性阻抗为50Q,负载阻抗如下:1）对于无源电阻网络，其输入噪声功率和输出总噪声功率相等，噪声系数的计算可以简化为功率增益的倒数。% 一歹胃“功率衰减系数/谕出电h； %所以对血=-里=4（%+%+与&%凡招32）采用额定功率法输入匹配功宴;mi输出匹配功率,噪声票数二N/3）采用开路电压法U.am软FB

18、R4采用短路电流法匕=4kTB 线= 4kTB 1 R1 f选/；K：式凡十凡1十鸟）十段（凡十兄，=品 TB&(凡1即十%) AltD= 4*tb ; 名(M + 用 +RJ,2、兀型网络发出电I&-&（R”+&K）。%+凡1 尺）-，+&/线D fR +招黑）&J.R22 纥 i + R 竺凡 +)1Mx&+及）R +R .% RR /上上211）对于无源电阻网络，其输入噪声功率和输出总噪声功率相等，噪声系数的计算可以简化为功率增益的倒数（无源电阻网络，信号经过电阻网络，会被衰落，而电阻噪声不能被衰落,同时放大器本身而是维持不变；这与放大器不同：放大器放大信号的同时，也会放大噪声, 还产生

19、噪声）。，用厂A w &% /凡制出比卜二:Kt (a ,+R J R ,JJ = -3 * U* K J龙“R /曜 JR ARR .RR二夫科犬 2： R 3_RR 甲口 火丁龙1 W；+R二+R 1上X - TJ， ill=dt 所以得到_ 十Rg或 十号i*，9骂4心其他分析方法2）采用额定功率定输入EG配功率:输出匹配功率:噪声系数;(KM ,R 、R三运J小”iRft凡曜二1十（我2： +A：3）（Rji十R”R& + 小4,+ R E 工&】 第四章3-1 LC串联谐振回路和并联谐振回路的特点各是什么？在电路中各有何作用?3）采用开路电压法Uz = 4kTBR.叫 4kTBRt-

20、X =二町+ /马4 十十&+及-=4kTBR1x匹+ M1M n=4kTBRx& + 及 &1K R 41+K4kTBRRUZ闻尸=T* （空闽 +&241 + & 2氏 J1 项1及十工拈1十冬2风4）采用短路电流法 %=4kTBG./第三章=4kTBG.1=4kTR&2nnJTM艮K +R 禹 +、2&1内十段禺+段盘由1 （艮区+&/什旦应。纹& I思考题与习题解：1串、并联谐振回路的性能比较中联回路并联网路电路形式0C1o11u1 m =pC削抗吱牛结11， / 1I座谱某频率超研二居谓质凶数n11 1Vp, = = 二 一 J -5椁rVf0=7T Jy好L谢振电fll4 =网抗；

21、/4感抗容抗特点电压谐振r回路最UL施电流谐振一回路崎电限最大应用天践回一述成Q就3-2当LC串联谐振回路谐振于 f0时，回路阻抗 最小 且为纯电阻；当激励信号频率 ff0时，回路呈现 感性 特性。3-3当LC并联谐振回路谐振于 f0时，回路阻抗 最大 且为纯电阻；当激励信号频率 ff0时，回路呈现 容性 特性。3-4某LC并联谐振回路的固有频率为f0,当其串联在电路中时，能阻止信号通过的频率为f0，相对于 带阻滤波器；当其并接在电路中时，却容许信号通过的频率为f0，相对于 带通滤波器。3-5部分接入系数为 p,则对应的阻抗和信号源接入后的值为* = 户-汽 G p Gr _ p- c x *

22、 p: l3-6收音机的中频放大器，其中频频率为 465kHz,带宽为9kHz。(1)若一级中频电路实现，回路电容为 200pF,试计算回路电感和品质因数；若电感线 圈的品质因数为100,则回路上需要并联多大白电阻才能满足要求？(2) 一般收音机采用三级中频级联，试重新计算上一题。品质k数为= 51.67回路谐振电阻为=(20兄=8&46人/2若电感的品质因数为100，则电感的等效用抗为4m Q-7 1 .孤囚此需烫井联电阴为/二】心/心/2)若三级级联,中心频率仍为465KH乙但报一级的带宽为 BW(m = 9kHz / 0 .6 1 Wz 6 5此时，电感不变，仍为乙=不白77 = 0.5

23、86姐=536万,(2%C此时,回路品质闺数为口 =5 1 . 6 7 M , 5 12 6.35回路谐振电阻为= Qm 匕3 & . 4 Q 率 0= 5 142 . 1 1若电感的乩质闪数为100,则电感的等效阻抗为7 1 独因此需要并联电阻为R R=6L25sR = %-4。3-1所示。可变电容C的变化范围为12260pF,5351 605kHz ,求回路的电感 L和电容Ct的值,解：rh G =有3-7接收机的波段内调谐的回路如题图Ct为微调电容。当要求该回路调谐范围为 使电容的C的范围与调谐频率范围一致。CI = 19 pFL = 0317 mHsH解：耦合电3-8试分析图3-14(

24、b)所示，电容耦合双调谐回路的归一化输出电压幅频特性。容两端的电压为 sU和0U 。节点电压方程;-加q/L +（ %/，2+船夕“ + 一厂）寸子。有心_jAj(4 + J双G 十 Cm )十一XG + kxj + Cn )+；-)+/：，嫡4-山2上式询化为力.迎“ 4“:一炉（1+龙炉+/:其模衣示为cf 耦合系数&二U+；耦合因数为中归一化的幅频特性为3-9试分别计算RC串联、LC并联谐振回路、部分接入谐振回路的噪声均方值和噪声系数。解：噪声系数的概念仅仅适用与线性网络，对于非线性网络，信号与噪声、噪声与噪声间会相互作用，因此即使网络为无噪声网络，输出信噪比与输入信噪比也不相等。1)

25、RC并联电路传旃函数HUQ 1昭1/ J31+ R这里电容c分产生噪声.rr-X1, kT7 8 n -771_式火 C对丁等效带宽I y 7 kTj % 口(tn = 4krd3 *=14(：，显然.该等效带宽与3dB带宽意义不同、带痛不等2只跳2) LC谐振也路V-1f .沁 L +1 /.沁 C作切函数H /=1=Tii+j (o 上qJ mC这里电客C不产生噪声,有沁-j皿Til/rCy1 + g2皿) = 4HK式;3吗储谐振电阻&=噪声等效带嶷8 % = g A = B 8小球2亿 -3部分接入电路6-cLJrrccQ / 7 p o接入系数p输入端信噪比匕 门、谐振回路输出端信噪

26、比律/+ GqJ； 4HM.z P. 3 TH P2G -G. G噪声系数N*二*二一丁=-三二I一 -九 p 5 + G）显然，若回路为无噪声网络，即 00G,噪声系数1FN 。说明：对于线性网络，如选频网络，对白噪声的频谱是有影响的，如输入的为宽带白噪声, 输出为非均匀的窄带噪声。这里计算是假设噪声带宽没有变化，简化计算得到的。第四章思考题与习题4-1 A类、B类、C类功率放大器各有什么特点 7M详细比较。A关H卷_C类三极曾1:作导通1佗ISO电90度小r 90出电源波形正弦波TQ5 = 8.g(lV)4-8晶体管谐振功率放大器工作于临界状态，c=70%, ECC=12V, Vc1=10

27、.8V ,电路回路电流Ik=2A（有效值），回路损耗电阻r=1 Qo试求 c, P0, Pc。解：输出功率心4W基波电流/-/ = 0.37 Af匕直流功率p（） - JI直流电流/9/ 0 = Pft = 04758-A/波形系数为（6）公=次寺=36 %仔通半用a e =9i4-9放大器处于临界工彳状态，如图 4-37所示，分析发生如下情况，集电极直流电流表与 天线电流表的读数如何变化。人线”除 天线秘部； 中介回路失谐.解：根据耦合电路理论，当天线回路调谐到串联谐振状态时，其反射到 L1C1中介回路的等 效电阻为因而中介回路的谐振电阻为(1)天线开路：AR增大，pR减小，三极管进入欠压状

28、态，集电极直流电流表读数增大，天线电流表的读数为零。(2)天线短路：AR减小，pR增大，三极管进入过压状态，集电极直流电流表读数减小，此 时，输出功率也减小，因此，天线电流表的读数也减小。中介回路失谐：集电极的集电极直流电流表读数增大，但输出功率下降，因此，天线电流表的读数也减小4-10某广播电台规划发射功率为1 000W,现将采用传输线变压器混合网络组成功放机柜，现有单机功率 50W、100W的功率放大器若干，试设计其混合网络结构，负载电阻为 50a。4-11试采用功率管 MRF137,设计一功率放大器，输出功率50W,负载50Q ,工作频率50MHz。4-12试结合表4-4所列举的混合网络

29、功率分配与合成条件，分析功率分配的工作原理。4-13题图4-2所示电路，分析其中传输线变压器的作用。 24V解：Tr：不平衡一平衡转换；2Tr反向分配；3Tr 4： 1阻抗变换；4Tr 4： 1阻抗转换；5Tr 反向合成；6Tr平衡-不平衡转换。4-14设计一个E类放大器，工作频率为 8MHz,输出到负载12.5 上的功率为25W假设晶 体管为理想器件，输出电路的Q为10。4-15若选用场效应管，试分析 E、F类高频放大器的功率与效率。第五章思考题与习题5-1什么是正弦波振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件？振荡器输出信号的波形、幅度和频率分别由什么决定？解：自激振荡器由放大、选频和反馈三个环

30、节组成，反馈网络决定了起振荡、平衡与稳定条件，选频网络决定了输出波形和频率。振荡器在系统通电瞬间，由于没有输入信号， 输出本应没有信号。 但电路中存在噪声、 通电瞬间的电流冲击等，这些干扰或扰动信号具有极宽的带宽，含有丰富的频率成分， 经过放大、选频，输出为单一频率的信号，该信号又通过正反馈，不断地进行放大、选频，最后获得具 有一定幅度、频率纯度高的正弦波信号。令放大选撇网络的基本放大倍数为4 =4T韦总放攵网潦和反慌1归川口成的斗路.其开篇纲乔 九为40=t=“当振荡器开始工作时,从小信号输出到k信号输出,信号幅度战止癌大,因此醛求二 Q Qt得到振荡器的超振条件为才（.诩=41，=1分别用

31、幅用和度位表示起振条件,有一发起用条件卜*1,和足操条件从相位上看，振荡器必须是正反馈电路；从幅度上看，振荡器起振是一个幅度渐渐增大的过程，但在实际电路中，振荡器起振、振幅增大的过程是非常短暂的。在正反馈的作用下，振荡器的输出信号幅度会越来越大，但由于放大器的非线性作用，信号幅度不可能无限增大，在合适的幅度上达到平衡，形成稳定的输出。幅度平衡时，输出的正反馈量与输入信号相等,即电=有提落器工作的平衡条件为才（）项=木4=1照比1校条件为|厢）| = f, -4 一 1札Hi：平棒条:, 可的=修 +钟.1 = 2门范内=0 J1. 3,此址，斗起维排振荡器r他的作用.和优卜仍保持正反.。当平衡

32、条件，4 .=i施挑坏时，输出信号幅度匕可能增大或胸小，包振为器必凭能内动 恢复到平衡状态对帼贲变处而言,当输出信号嗝度突然增大r则妥求环路增益门动降低， 若幅度匕减小,环路埔益成口动增大.显然，幅度稳定,环路噌益与标度的X系应满足 也画0.该式称为振荡器幅度稳定条件-振荡患的相位也定条件酗05-2振荡器的静态工作点为何置于微导通的位置？其幅度稳定输出是如何获得的？倘若将其静态工作点移至略小于导通处，试说明在开机时如何才能产生振荡，为什么？解：振荡器在工作过程中，其工作状态是变化的，从最初的甲类放大，到振荡时的丙类。为了使振荡器能够自启动（即软激励），静态工作点为何置于微导通的位置，微弱信号经

33、过不 断的放大-选频-反馈-放大，增大幅度达到稳定幅度输出。幅度的稳定，使通过振荡器自动调整反馈回路的环路增益实现的，如自动调整放大器的工作点改变放大增益，当幅度增大时，环路增益下降， 反之环路增益增大， 维持输出信号幅度一ao倘若将其静态工作点移至略小于导通处， 开机时振荡器无法自动产生振荡， 为硬激励，此时 可以采用起子、手的接触给予外部激励， 当幅度增大，达到平衡的稳定工作点时， 产生连续 的振荡。5-3温度特性为何与晶体的振动模式与切割方式有关？为什么晶体振荡器大多工作在泛音模 式，有什么优点？解：石英是由硅原子和氧原子组合而成的二氧化硅，以32点群的六方晶系形成的单结晶结构，单结晶的

34、石英晶体结构具有压电效应特性，当施加压力在晶体某些方向时，垂直施力的方向就会产生电位。相对的，当以一个电场施加在石英晶体某些轴向时，在另一些方向就会产生变形或振动现象，为压电效应，不同的石英切割角度及不同电极型状的电场效应，石英可展现出不同的振动模态，如扰曲模态、伸缩模态、面剪切模态和厚度剪切模态。温度系数是晶体谐振频率在温度变化时的稳定性或偏差量。决定温度系数的因素有：振荡模式、 轴向与晶棒平面的关系、晶片的尺寸及谐波，除此之外，振荡线路上的负载电容、驱动功率 的特性，也会影响到振荡线路输出频率对温度变化的稳定性。石英切割有 AT-、BT-、CT-、DT-、NT、GT等板片，不同的切割方向的

35、板片具有不同的弹 性常数张量、不同的压电常数张量及不同的介电常数张量，这些张量在石英组件的设计及应用上展现了不同的振荡及温度特性。从石英内部结构看，石英频率因温度变化而改变，是由于石英材料在各个坐标轴向的热膨胀系数不同，当温度变化时，影响晶体的弹性系数，各轴向晶格距产生些许变化。所谓泛音，就是石英晶体振动的机械谐波，位于基频的奇数倍附近，且两者不能同时存在。在振荡器电路中，如果要振荡在某个泛音频率上，那么就必须设法抑制基频和其他泛音频率。而因为石英晶体的带宽很窄，所以在基频振荡时，肯定会抑制泛音频率。当需要获得较高的 工作频率时，如果不想使用倍频电路，则可采用泛音振荡器直接产生较高的频率信号。

36、晶体振荡电路的工作频率越高，晶片越薄，其机械强度变差，因此，工作频率高于20MHz时，一般采用泛音晶体振荡电路。由于在同样的频率下， 泛音谐振器比基音谐振器频率稳定性更好，所以，高稳定度石英谐振器，尽管频率低于20MHz也采用泛音晶体。5-4试将题图5-1所示的几种振荡器交流等效电路改为实际电路。解:e)fee? f L，-nu nu5-5利用相位平衡条件的判决准则， 判断题图5-2所示的三点式振荡器交流等效电路属于哪 一类振荡器，指出哪些是可能振荡的， 哪些是不能起振的，并说明如何修改不能振荡的电路。解：（a）电感三点式振荡器；（b）不能振荡，更改：交换 C1和L的位置（c）不能振荡，更改：

37、交换C1和L的位置（d）不能振荡，更改：交换基极和发射极的接法（e）不能振荡，更改：C1改为电感可能振荡，看具体电感、电容的配置 （g）可以振荡，反馈电容 Cb C构成电容支路（h）不能振荡，更改：C1或C2改为电感5-6如题图5-3所示振荡器的交流通路，若振荡器振荡，试问振荡器的输出频率与元器件值 的关系如何？Ci I福 图心函 支路为串联支路,如衣的戈上11cl支邮LC二支路L4支路频率与元器件美蔡Z. 1、固有频率人=%的存性/f /电容三点式容性感性容性h f f2,/； f J电热一点式感性容性感性各支路为并联支路LA支路L4支路L：C；支路丁月：= d.l |t关素固有赖率感性./

38、,：,Afz/A/A不容一人犬容性感性需性/AA / f25-7某收音机的本机振荡器电路如题图5-4所示。(1)在振荡器的耦合线圈上标出同名端，以满足相位起振条件；(2)试计算当L35= 100 H, C2=10pF时，在电容C3可调的范围内，电路的振荡频率范围。时的孤率范用为：135 MHz 3.515MHz5-8题图5-5为电感三点式振荡器电路。（原图有误）（1）画出其高频等效电路；（2）设 L1=0.5 H, L2=0.25 H, L3=0.12 H, C=125pF, Q0=50, gm=5mS , gib=0,问 能否起振？3）用物理概念说明产生下列现象的原因：a.电感线圈抽头A向B端移动时，振荡减弱甚至停振；b.电感线圈抽头A向D端移动时,振荡减弱甚至停振；c.负载加重后，停振；趣图5-4解：1）这里三极管为共基组态，2、3为同名端。2）振荡频率f0为d.将偏置电阻Rb1加大到某一值时，停振； e.将偏置电阻Rb2加大到某一值时，停振。解：1）交流通路