(完整版)高频电子线路作业及答案(胡宴如狄苏燕版)六章

1、第6章角度调制与解调电路6.1 已知调制信号 u 8cos（2兀103t）V ,载波输出电压Uo（t） 5cos（2兀106t）V ,kf 2兀103rad/sgV ,试求调频信号的调频指数 m,、最大频偏fm和有效频谱带宽 BW ,写出调频信号表示式解fmmfBWkfU m2兀kfU m32 兀 1082兀32兀 103 82兀 10338 10 Hz8 rad32(m 1)F 2(8 1) 1018 kHzuo(t) 5cos(2 兀 106 t 8sin 2 % 103 t) (V)6.2 已知调频信号 Uo(t) 3cos2 兀 107t 5sin(2 兀 102t) V , kf 1

2、03 兀rad/sgV ,试：(1) 求该调频信号的最大相位偏移 mf、最大频偏 fm和有效频谱带宽 BW ; (2)写出调制信号和 载波输出电压表示式。解(1) mf 5fmmf F 5 100 500 HzBW=2(m+1)F 2(5 1) 100 1200 Hz， kfU mmf5 2兀 100,(2)因为 mf ,所以 U m 3 1V ,故kf 兀 10u (t) cos2tt 102 t(V)uO(t) 3cos 2 兀 107 t(V)6.3 已知载波信号Uo（t） U m cos（ ct）,调制信号u为周期性方波，如图 P6.3所示, 试画出调频信号、瞬日角频率偏移（t）和瞬时

3、相位偏移（t）的波形。图 P6.3解Ufm。）、（t）和 波形如图P6.3（s）所示。49如:_，!6.4 调频信号的最大频偏为75 kHz,当调制信号频率分别为100 Hz和15 kHz时，求调频信号的mf和BW。3解 当 F 100 Hz 时，mf m 75 10750F 100BW 2(mf 1)F2(750 1) 100 Hz 150 kHz3当 F 15 kHz 时，mf fm 75 1035F 15 103BW 2(5 1) 15 103 Hz 180 kHz6.5 已知调制信号 u (t) 6cos(4兀103t)V、载波输出电压Uo(t) 2cos(2兀108t)V ,kp 2

4、 rad/V。试求调相信号的调相指数q、最大频偏 fm和有效频谱带宽 BW ,并写出调相信号的表示式。解mpkpU m2 6 12 radfmBWmp2兀2(mp312 4兀10 一 Hz=24 kHz231)F 2(12 1) 2 103 Hz=52 kHzUo(t)2cos(2 兀 108t 12cos 4 兀 103t)V6.6频率F设载波为余弦信号，频率400 Hz ,若最大频偏解FM 波：mffmFuFMfc 25 MHz、振幅U m 4V,调制信号为单频正弦波、fm 10 kHz，试分别写出调频和调相信号表示式。 310 10 泊 254004cos (2 兀 25 106t 25

5、 cos2 兀400 t)VPM 波：mpfmF25Upm (t)4cos (2 兀 25 106t 25 sin 2 兀400 t)V6.7 已知载波电压 进行调频和调相，当 Uuo(t) 2cos(2兀107 t)V ,现用低频信号u (t) U mcos(2 兀Ft)对其5V、F 1kHz时，调频和调相指数均为10 rad,求此时调频和调相信号的fm、BW;若调制信号 U m不变，F分别变为100 Hz和10 kHz时，求调频、调相信号的fm和BW。解F 1 kHz时，由于mf mp 10 ,所以调频和调相信号的fm和BW均相同，其值为_3fm mF 10 10 Hz=10 kHz3BW

6、 2(m 1)F 2(10 1) 103 Hz=22 kHz当F 0.1kHz时，由于mf与F成反比，当F减小10倍，mf增大10倍，即mf 100 ,所以调频信号的fm 100 0.1 103 Hz=10 kHz, BW 2(100 1) 0.1 103 Hz=20.2 kHz对于调相信号，mp与F无关，所以mp 10,则得33fm 10 0.1 103 Hz=1 kHz , BW 2(10 1) 0.1 103 Hz=2.2 kHz当F 10 kHz时，对于调频信号，mf 1 ,则得33fm 1 10 103 Hz=10 kHz, BW 2(1 1) 10 103 Hz=40 kHz对于调

7、相信号，mp 10,则 pfm 10 10 103 Hz=100 kHz, BW 2(10 1) 10 103 Hz=220 kHz6.8 直接调频电路的振荡回路如图6.2.4（a）所示。变容二极管的参数为：Ub 0.6 V ,2, CjQ15 pF。已知 L 20 出，Uq 6 V , u 0.6cos(10 兀 103t) V ,试求调频信号fm和调频灵敏度Sf。图札a序 变容二根管接入n圆回第解fc2TS/LCjQ2兀 20 10 6 15 10 129.193 106 Hz9.193 MHzmcUb Uq0.60.6 60.0909的中心频率 3、最大频偏fm mcfo 0.0909

8、9.193 106 Hz=0.8356 MHzSffm0.8356 MHzU m 0.6 V1.39 MHz/V6.9 调频振荡回路如图6.2.4所示，已知L 2出，变容二极管参数为：品 225 pF、0.5、Ub 0.6V、Uq 6V,调制电压为u 3cos（2兀104t）V。试求调频波的：（1）载频；（2）由调制信号引起的载频漂移；（3）最大频偏；（4）调频灵敏度；（5）二阶失真系数。解（1）求载频fc,由于所以CjQCj0UqUb225-pF=67.8 pF2127 LCjQ2/2 10 6Hz=13.67 MHz67.8 10 12(2)求中心频率的漂移值mcUUT=0.455 6所以

9、ffcfc 12mc1/ 21/2210.4552 fc 0.133 MHz求最大频偏fmfm-mcfc21/220.45513.67 MHz=1.55 MHz求调频灵敏度SfSffmurn1.55 MHz =0.52 MHz/V3 V(5)求二阶失真系数mc fc2 c c1110.45516414=0.0852 r1 mc fc2 c c6.10 变容二极管直接调频电路如图P6.10所示，画出振荡部分交流通路，分析调频电路的工作原理，并说明各主要元件的作用。lOOOpF - C(1009-l5V470 Qg2计300 Q Q+tSVLc10Mpp L r电路构成克拉泼电路。U通过Lc加到

10、为变容二极管部分接入回路的直接调ffl P6J0解振荡部分的交流通路如图 P6.10(s)所示。 变容二极管两端，控制其 Cj的变化，从而实现调频, 频电路。图P6.10中，R2、C1为正电源去耦合滤波器，R3、C2为负电源去耦合滤波器。R4、R5构成分压器，将-15 V电压进行分压，取R4上的压降作为变容二极管的反向偏压。 Lc为高频 扼流圈，用以阻止高频通过，但通直流和低频信号；C5为隔直流电容，C6、C7为高频旁路电容。6.11变容二极管直接调频电路如图 二极管的直流通路及调制信号通路；当P6.11所示，试画出振荡电路简化交流通路，变容U (t) 0时，CjQ 60 pF,求振荡频率 小

11、0.01 uFE = & ano100 pFIM pF100 pH mnrv-.XoLlV_ 工 t 000 pF用 P6.ll当CjQ=60pF,振荡频率为解振荡电路简化交流通路、变容二极管的直流通路及调制信号通路分别如图P6.11(s)(a)、(b)、(c)所示。fc12局TC100 150 ,c 123010100 150Hz=7.5 MHz6.12 图P6.12所示为晶体振荡器直接调频电路，画出振荡部分交流通路，说明其工作 原理，同时指出电路中各主要元件的作用。 I朝中未注胴哀的;|电电均为】OWpF S PC.12解由于1000 pF电容均高频短路，因此振荡部分交流通路如图P6.12

12、(s)所示。它由变容二极管、石英晶体、电容等组成并联型晶体振荡器。当U加到变容二极管两端，使Cj发生变化，从而使得振荡频率发生变化而实现调频。由Cj对振荡频率的影响很小，故该调频电路频偏很小，但中心频率稳定度高。图P6.12中稳压管电路用来供给变容二极管稳定的反向偏压。6.13 晶体振荡器直接调频电路如图P6.13所示，试画交流通路，说明电路的调频工作原理。解振荡部分的交流通路如图 P6.13(s)所示，它构成并联型晶体振荡器。变容二极管与石英晶体串联，可微调晶体振荡频率。由于Cj随U而变化，故可实现 调频作用。C3为高频旁路电容,6.14 图P6.14所示为单回路变容二极管调相电路，图中,u

13、 (t) U mcos(2兀Ft),变容二极管的参数为2, Ub 1V,回路等效品质因数 Q 15。试求下列情况时的调相指数mp和最大频偏fm。* S V图 P6140.1V、F 1000 Hz;(2) U m0.1V、F 2000 Hz;0.05 V、 F1000 Hz 。解(1) mpU mQe0.1 15Ub Uq0.3 radfm mpF 0.3 1000 300 Hz6.15 mp 0.3 rad,fm 0.3 2000 600 Hz2 0 05 15.6.16 mp _- 0.15 rad, fm 0.15 1000 150 Hz 9 16.15某调频设备组成如图P6.15所示，直

14、接调频器输出调频信号的中心频率为10MHz ,调制信号频率为1 kHz,最大频偏为1.5 kHz。试求：(1)该设备输出信号u0(t)的中 心频率与最大频偏；(2)放大器1和2的中心频率和通频带。lOMHiMHi图 P6.15解(1) fc (10 5 40) 10 MHz=100 MHzfm 1.5 kHz 5 10=75 kHz1.5 kHz(2) f1 10MHz, mf1=1.5, BWi=2(1.5+1) 1=5 kHz1 kHzf2 100 MHz, mf2 = 75kHz =75, BW2=2(75+1) 1=152 kHz 1 kHz1.16 鉴频器输入调频信号us(t) 3

15、cos2兀106t+16sin (2兀103t) V ,鉴频灵敏度 Sd =5 mV/kHz ,线性鉴频范围2 fmax=50 kHz，试画出鉴频特性曲线及鉴频输出电压波形。3解已知调频信号的中心频率为10 kHz,鉴频灵敏度 Sd =5 mV/kHz ,因此可在图.3P6.16(s)中f =10 kHz处作一斜率为5 mV/kHz的直线即为该鉴频器的鉴频特性曲线。由于调频信号的 mf=16 , F=103 Hz且为余弦信号，调频波的最大频偏为fm mf F =16 kHz因此在图P6.16(s)中作出调频信号频率变化曲线，为余弦函数。然后根据鉴频特性曲线和最大频偏值，便可作出输出电压波形。1

16、.17 图P6.17所示为采用共基极电路构成的双失谐回路鉴频器，试说明图中谐振回路 I、n、ID应如何调谐？分析该电路的鉴频特性。EH P6,17解回路I调谐在调频信号中心频率 fc上，回路n、出的谐振频率分别为 fn、5。调 频波的最大频偏为fm,则可令f 口fcfm、fmfcfm,或f口fcfm、fcfm ,fn与他以fc为中心而对称。画出等效电路如图P6.17(s)(a)所示，设fn fc、快fco当输入信号频率 ffc时，回路n、出输出电压Ui、U2相等，检波输出电压 Uoiu02,则iii2,所以Uo(iii2)RL0；当 ffc 时，UiU2,iii2, Uo (iii2)R_0

17、为负值；当 f 3 时，Ui 必，iii2,uo (iii2)RL 。为正值，由此可得鉴频特性如图P6.i7(s)(b)所示。6.i8 试定性画出图6.3.i6所示相位鉴频电路的鉴频特性曲线。ffl机电第中相馆JT装叁电H解由于是大信号输入，所以相乘器具有线性鉴相 特性。当单谐振回路调谐在调频信号的中心频率fc上，输入信号频率大于fc时，回路产生负相移，输入信号频 率小于fc时回路产生正相移，故鉴频特性曲线如图 P6.18（s）所示。6.19 图6.3.20所示互感耦合回路相位鉴频器中， 如电路发生下列一种情况，试分析其鉴频特性的变化。 V2、V3极性都接反；（2） V2极性接反；（3） V2

18、开路;r-T图6.3,。互雳令回路釜加显相位瞿疯修（4）次级线圈L2的两端对调；（5）次级线圈中心抽头不对称。解（1） V2、V3极性接反，输出电压极性反相；（2） V2极性接反，输出电压为Uoi、U02 相叠加，鉴频特性近似为一直线，不能实现鉴频；（3） V2开路，成为单失谐回路斜率鉴频器，鉴频线性度变差，鉴频灵敏度变小。只输出负半周电压；（4）鉴频特性反相；（5）鉴频特性不对称。6.20 晶体鉴频器原理电路如图 P6.20所示。试分析该电路的鉴频原理并定性画出其鉴 频特性。图中R R2 , Ci C2, V1与V2特性相同。调频信号的中心频率fc处于石英晶体串联谐频fs和并联谐频 fp中间，在fc频率上，Co与石英晶体的等效电感产生串联谐振，UiU2 ,故鉴频器输出电压 UO 0。图 P6.20解在fc频率上，UiU2 故 U01UO2,UoU01U020；当 f fc 时，U1 U2 故 u