高频电路习题

1、目录第1章绪论.2第2章小信号选频放大器.3第3章谐振功率放大器.9第4章正弦波振荡器17第5章振幅调制、振幅解调与混频电路31第6章角度调制与解调电路51第1章绪论返回目录页一、填空1.1 用信号传送信息的系统称为通信系统,发送设备对信号最主要的处理是.1.2 输入变换器的作用是将各种不同形式的信源转换成信号；传输信号的信道也称为；传输媒介分为两大类.1.3 引起传输误差的因素是.1.4 在时间和幅度上连续变化的信号称为；在时间和幅度上离散取值的信号称为.1.5 用基带信号去改变高频载频的幅度称为用符号表示；用基带信号去改变高频载频的频率称为用符号表示；用基带信号去改变高频载频的相位称为用符

2、号表示.1.6 数字调制通常分为、三种.1.7 无线电波的传播方式有、依靠和三种；频率在的信号主要是依靠电离层的反射传播；高于的信号主要沿空间直线传播；长波与超长波信号主要传播.1.8 器件的电阻、电容、或者电感如果不是一个常数,这种器件通常称为器件.1.9 用晶体管、二极管组成的电路,如果给电路输入一个单频正弦信号,输出信号的、与原信号不同.1.10 非线性电路可采用和来进行分析；在实际电路分析中,常采用工程近似解析法分析,在工程近似解析法分析中常采用等表示式.二、综合题1.11 非线性电路的根本特点是什么？1.12 画出无线电调幅播送发送设备组成框图；指出其中的线性电路和非线性电路；画出调

3、幅输出波形.1.13 画出超外差式调幅接收机组成框图,指出其中的线性与非线性电路,画出各局部电路的输入与输出波形.1.14 调幅播送频率在5351605KHZ,其信号主要是何种传播方式？电视播送频率在30MHz以上,其信号主要是何种传播方式？那种信号容易受到建筑物的遮挡？返回本章开头第2章小信号选频放大器返回目录页2.1 并联谐振回路L=1H,C=20pF,Q=100,求该并联回路的谐振频率f.、谐振电阻®及通频带BV0/7O解：由公式2.1.4知2.2 并联谐振回路如图P2.2所示,C=300pF,L=390H,Q=100,信号源内阻Rs=100kQ,负载电阻R=200KQ,求该回

4、路的谐振频率、谐振电阻、通频带.所以B皿=f0/Qt=465KHz/37=12.6KHz2.3 并联谐振回路的f0=10MHz;C=50pF,BWz=150KHz,求回路的L和Q以及Af=600KHz时的电压衰减倍数.如将通频带加宽为300KHZ,应在回路两端并联多大的电阻？2.4 并联回路如图P2.4所示,：C=360pF,Li=280H,Q=100,L2=50(iH,n=N1/N2=10,RL=1KQ.试求该并联谐振回路考虑R影响后的通频带及等效谐振电阻.1146.8K等效谐振电阻Re11K1111RPRl88100通频带12ReC39.4510Hz9.45KHz1Hz46.8103601

5、02.5 并联回路如图P2.5所示,试求并联回路2-3两端的谐振电阻B'.：(a)Li=100H,L2=10H,M=4WH,等效损耗电阻r=10Q,C=300pF;(b)C1=50pF,G=100pF,L=10ijlH,r=2Q.2.6 并联谐振回路如图P2.6所示,f0=10MHzQ=100,R=12KQ,Rl=1KQ,C=40pF,匝比n1=Ni3/N23=1.3,n2=Nh/N45=4,试求谐振回路有载谐振电阻Rr、有载品质因Q和回路通频带BW7.2.7 单调谐放大器如图2.2.4(a)所示,放大器的中央频率f0=10MHz,回路线圈电感L13=4科H,Q=100,匝数Ni3=2

6、0匝,Ni2=5匝,25=5匝,晶体管的参数为：G=200科S,G=7pF,gm=45mS试求该放大器的谐振电压增益、通频带及回路外接电容G*不要求：(幅频特性曲线)2.8单调谐放大器如图2.2.4(a)所示.中央频率f0=30MHz,晶体管的工作点电流IEc=2mA,回路电感L13=1.4hH,Q=100,匝比m=N3/N12=2,n2=Nk/N45=3.5,YL=G=1.2mS,Goe=0.4mS,rbb/0,试求该放大器的谐振电压增益及通频带.返回本章开头第3章谐振功率放大器返回目录页3.1 谐振功率放大器电路如图3.1.1所示,晶体管的理想化转移特性如图P3.1所示,：Vbe=0.2V

7、,Ui=1.1cos(cot)V,回路谐振在输入信号频率上,试在转移特性上画出输入电压和集电极电流波形,并求出电流导通角.及Ic0、Ic1m、Ic2m的大小.解：作图如下由条件VBB=0.2V,Uim=1.1V由图UBE(on)=0.6V,所以此题也可先由曲线求出gc值,然后用公式计算iCmax值3.2 集电极电流余弦脉冲icmax=100mA试求通角.=120°,.=70°时集电极电流的直流分量Ic0和基波分量Icim；假设UCn=0.95Vcc,求出两种情况下放大器的效率各为多少?解：(1)120,0()0.406,1()0.536(2)?70,0()0.253,1()

8、0.4363.3 谐振功率放大器的V：(=24V,Ic0=250mAPo=5WUm=0.9Vcs试求该放大器的R),R,yc以及Ic1m)iCmax50o3.5 Vcc=12V,LBE(on)=0.6V,Vbb=-0.3V,放大器工作在临界状态Um=10.5V,要求输出功率Po=1VV0=60°,试求该放大器的谐振电阻电输入电压Um及集电极效率Yco3.6 谐振功率放大器电路如图P3.6所示,试从馈电方式,基极偏置和滤波匹配网络等方面,分析这些电路的特点.解：(a)Vi、V2集电极均采用串联馈电方式,基极采用自给偏压电路,Vi利用高频扼圈中固有直流电阻来获得反向偏置电压,而V2利用R

9、b获得反向偏置电压.输入端采用L型滤波匹配网络,输出端采用型滤波匹配网络.(b)集电极采用并联馈电方式,基极采用自给偏压电路,由高频扼流圈LB中的直流电阻产生很小的负偏压,输出端由L2c3,L3c4c5构成L型和T型滤波匹配网络,调节C3c4和C5使得外接50欧负载电阻在工作频率上变换为放大器所要求的匹配电阻,输入端由g、c2、Li、c6构成T和L型滤波匹配网络,ci用来调匹配,c2用来调谐振.3.7 某谐振功率放大器输出电路的交流通路如图P3.7所示,工作频率为2MHz天线等效电容c=500pF,等效电阻rA=8Q,假设放大器要求FP=80Q,求L和c.解：图P3.7可以化成下面电路：图中L

10、=Lii+Li23.8 谐振功率放大器,要求工彳在临界状态,Vcc=20V,Po=0.5W,Rl=50Q,集电极电压利用系数为0.95,工作频率为10MHz用L型网络作为输出滤波匹配网络,试计算该网络的元件值.解：画出谐振功率放大器L型匹配网络图如下3.9 实际负载R=50Q,谐振功率放大器要求的最正确负载电阻R=121Q,工作频率f=30MHz,试计算图3.3.9(a)所示口型输出滤波匹配网络的元件值,取中间变换阻抗R-=2Q0解：参照例3.3.4图如下3.10 试求P3.10所示各传输变压器的阻抗变换关系及相应的特性阻抗.3.11 功率四分配网络如图P3.11所示,试分析电路的工作原理.R

11、l=75,试求Ri、R2、R3及R的值.解：当Tr1a与b端负载电阻均等于2Rs,a与b端获得信号源供应功率的一半.同理,T2、T3两端负载Rl都相等,且等于4Rs时,a、b端功率又由2、丁年平均分配给四个负载,所以每路负载Rl获得信号源供应功率的1/4,故图P3.11构成功率四分配网络.3.12 图P3.12所示为工作在230MHz频段上、输出功率为50W的反相功率合成电路.试说明：1T1Tr5传输线变压器的作用并指出它们的特性阻抗；26、Tr7传输线变压器的作用并估算功率管输入阻抗和集电极等效负载阻抗.解：1说明TnTr5的作用并指出它们的特性阻抗Tr1为1:1传输线变压器,用以不平衡与平

12、衡电路的转换,Zd50.Tr2和Tr3组成9:1阻抗变换电路,Zc2Zc350/316.7.14为1:1传输线变压器,用以平衡与不平衡电路的转换,Zc412.5.Tr5为1:4传输线变压器,用以阻抗变换,Zc525.2说明Tr6、Tr7的作用并估算功率管的输入阻抗和等效负载阻抗Tr6起反向功率分配作用,Tr7起反向功率合成作用.功率管的输入阻抗为功率管集电极等效负载阻抗为返回本章开头第4章正弦波振荡器返回目录页4.1 分析图P4.1所电路,标明次级线圈的同名端,使之满足相位平衡条件,并求出振荡频率.解：P4.1各图表处的同名端如下红点为所标出的同名端：4.2 变压器耦合LC振荡电路如图P4.2

13、所示,C360pF,L280出、Q50、5M20pH,晶体管的fe0、Goe210S,略去放大电路输入导纳的影响,试画出振荡器起振时开环小信号等效电路,计算振荡频率,并验证振荡器是否满足振幅起振条件.解：作出振荡器起振时开环Y参数等效电路如图b图所示.略去晶体管的寄生电容,振荡频率等于略去放大电路输入导纳的影响,谐振回路的等效电导为由于三极管的静态工作点电流Ieq为所以,三极管的正向传输导纳等于因此,放大器的谐振电压增益为而反应系数为这样可求得振荡电路环路增益值为由于T>1,故该振荡电路满足振幅起振条件.4.3 试检查图P4.3所示振荡电路,指出图中错误,并加以改正.解：(a)图中有如下

14、错误：发射极直流被Lf短路,变压器同名端标的不正确,构成负反应.改正图如以下图(a)所示(注意：与原图对照时红色局部,下同).(b)图中有如下错误：直流工作状态不正确,集电极不通直流；而VCC通过L直接加到发射极.只要将Ci和L位置互换即行,如以下图(b)所示.4.4 根据振荡的相位平衡条件,判断图P4.4所示电路能否产生振荡？在能产生振荡的电路中,求出振荡频率的大小.解:(a)能；f00.19101*6Hz0.19MHz47001262式21012300106(b)不能.16(c)目匕；f00.42410Hz0.424MHz2n4701012(100200)10(2)求起振条件4.5 画出图

15、P4.5所示各电路的交流通路,并根据相位平衡条件,判断哪些电路能产生振荡,哪些电路不能产生振荡(图中Q、Q、Cc为耦合电容或旁路电容,Lc为高频扼流圈)解：画出的交流通路及答复如下(高频扼流圈对交流开路,可画也可不画)：4.6 图P4.6所示为三谐振回路振荡器的交流通路,设电路参数之间有以下四种关系:(1) L1OL2OL3Q;(2)L1CVL2QVL3G;(3)L1C=L2Q>L3.；(4)L1C1VL2Q=L3.；试分析上述四种情况是否都能振荡,振荡频率与各回路的固有谐振频率有何关系？解：要想使图中电路振荡,接在晶体管发射极的两个电路在振荡频率处必须等效成相同性质的电抗元件,接在晶体

16、管基极的电路必须等效成相反性质的电抗元件；又根据并联谐振电路当工作频率小于它的谐振频率时呈感性,当工作频率高于它的谐振频率时呈容性,放大器输入电导等效在输出端R的等效电导负载总电导环路增益4.8振荡器如图P4.8所示,它们是什么类型振荡器？有何优点？计算各电路的振荡频率.解：电路的交流通路如图b所示,为改良型由图知,总电容为1电容三点式振荡C1JPF108F4.9分析图P4.5所示各振荡电路,解：a电路交流通路a图：该电路是改良的电容三点式克拉泼振荡电路；优点是减小了晶体管输出电容的影响,频率稳定度高,振荡波形比拟好.10001000100称为西勒电路.11Hz2LC25010610010：2

17、2.25MHz其主要优点频率稳度定高.画出交流通路,计算振荡频率,并说明电路特点.4.10 假设石英晶片白勺参数为:Lq=4H,G=6.3X10-3pF,G=2PF,rq=100,试求1串联谐振频率fs；2并联谐振频率fp与fs相差多少？3晶体的品质因数Q和等效并联谐振电阻为多大？由式2.1.3知并联谐振阻抗为石英晶体的谐振阻抗是在G两端,所以4.11 图P4.11所示石英晶体振荡器,指出它们属于哪种类型的晶体振荡器,并说明石英晶体在电路中的作用.答：a图为并联型石英晶体振荡器,石英晶体在电路中的作用可以等效为电感元件.b图为串联型石英晶体振荡器,石英晶体在串联谐振时以低阻抗接入正反应电路,可

18、以等效为短路线.4.12 晶体振荡电路如图P4.12所示,试画出该电路的交流通路；假设f1为LQ的谐振频率,f2为的L2c2的谐振频率,试分析电路能否产生自激振荡.假设能振荡,指出振荡频率与f1、f2之间的关系.图为并联型石英晶体振荡器,石英晶体在电路中应等效成电感元件；又根据三点式振荡电路的构成原那么L2、C2串联电路应等效成电容元件；L1、G也应等效成电容元件.由于工作频率低于串联谐振电路的谐振频率时,串联谐振电路成容性；而工作频率高于并联谐振电路的谐振频率时,并联谐振电路成容性,设Li、Ci,L2、Q回路的谐振频率为f1、f2,所以振荡频率为：4.13 画出图P4.13所示各晶体振荡器的

19、交流通路,并指出电路类型.4.14 图P4.14所示为三次泛音晶体振荡器,输出频率为5MHz试画出振荡器的交流通路,说明LC回路的作用,输出信号为什么由V2输出？解：画出交流通路如下LC并联谐振回路的谐振频率f.应该高于晶体的基频小于晶体的三次泛音,f1<f0<f3.在三次泛音频率,LC回路等效为电容,电路满足三点式振荡器的振荡条件.而在基频频率LC回路等效为电感,电路不满足三点式振荡器的振荡条件所以不会振荡在基频,也即抑制了基频振荡.V2晶体管是射极输出器,起隔离作用；它的特点是输入阻抗大,输出阻抗小,带负载水平强.这样就减小了负载阻抗对谐振电路的影响,同时也提升了振荡电路的带负

20、载水平.4.15 试用振荡相位平衡条件判断图P4.15所示各电路能否产生正弦波振荡,为什么？解：利用瞬时极性法判断：断开反应网络,假设输入的是一个相位是00的正弦信号,如果信号反应到断开点时,有某一频率f0与假设信号同相就能满足相位平衡条件,可能振荡(振幅平衡条件假设满足),但必须排除仙-0和f0-8两个频率点；结果如下.(a)不能振荡；RC相移网络最大相移为土90°,不能产生正反应.(b)不能振荡；RC相移网络最大相移为土900,同样不能产生正反应.(c)能产生振荡；RCffi移网络最大相移为土900,可在一频率产生相移为00.(d)不能振荡；RC相移网络最大相移为土900,不能产

21、生正反应.(e)能产生振荡；三级相移网络最大相移-2700,可在一频率产生正反应.4.16 RC振荡电路如图P4.16所示,(1)说明R应具有怎样的温度系数和如何选择其冷态电阻；(2)求振荡频率f0o解：(1)在打“X出断开反应电路,由同相输入集成运放反应放大器的电压放大倍数知Au1生,R是热敏电阻,由Au表达式知,R值增大,Au减小.电路起振时AR1应该较大,满足AuF1,起振后电流通过R,R温度升高,R值应该变大,放大倍数Au减小,过渡到AuF1;所以应该有正温度系数.4.17 RC振荡电路如图P4.17所示,R10k,VccVEE12V,试分析R2的阻值分别为以下情况时,输出电压波形的形

22、状.(1)R210k;(2)R2100k;(3)R2为负温度系数热敏电阻,冷态电阻大于20k;(4)R2为正温度系数热敏电阻,冷态电阻值大于20k.？解：起振时R>2R,平衡时R=2R,图中R1=10KQ,所以(1) R=10KQ,R2=R；不能起振,无振荡电压输出.(2) R=100KQ,R2>>2R,输出约士12V方波.(3) R冷态电阻大于20KQ,R>2R=20KQ,能够起振；但由于R是负温度系数,起振后电流通过热敏电阻R后,它的温度升高,电阻减小,会过渡到的=2R,所以稳态时输出正弦波.(4) R冷态电阻大于20KQ,R>2R=20KQ,能够起振；由于是

23、正温度系数,起振后电流通过热敏电阻后,它的温度升高,电阻增大,会过渡到R>>2R,输出约土12V方波.4.18 设计一个频率为500Hz的RC桥式振荡电路,C0.047F,并用一个负温度系数20k的热敏电阻作为稳幅元件,试画出电路并标出各电阻值.解：可选用图P4.17电路,因没有要求输出幅度大小,电源电压可取VccVee12V.由于振荡频率较低,可选用通用型集成运放741.2tiRC由f01一确定R的值,即由1RL3可确定R和R的值,如果选R=10K,即RiR>20K可选常温下R=24K负温度系数热敏电阻.返回本章开头第5章振幅调制、振幅解调与混频电路返回目录页5.1调制信号

24、u(t)2cos(25500t)V,载波彳f号uc(t)4cos(2兀1051)V,令比例常数ka1,试写出调幅波表示式,求出调幅系数及频带宽度,画出调幅波波形及频谱图.5一解：Uam(42cos2兀500t)cos(2兀10t)调幅波波形和频谱图分别如以下图(a)、(b)所示.5.2 调幅波信号uo1cos(2兀100t)cos(2兀1051)V,试画出它的波形和频谱图,求出频带宽度BW.解：调幅波波形和频谱图如图(a)、(b)所示.带宽BW2100200Hz5.3 调制信号u2cos(2兀2103t)3cos(233001)V,载波信号_5一Uc5cos(2n510t)V,ka1,试写出调

25、幅波的表布式,回出频谱图,求出频带宽度BW.解：uc(t)(52cos2兀2103t3cos23300t)cos255105t频谱图如下图.频带宽度BW2Fmax221034kHz5.4 调幅波表示式u(t)2012cos(2兀500t)cos(21106t)V,试求该调幅波的载波振幅Ucm、调频信号频率F、调幅系数ma和带宽BW的值.解：Ucm20V,fc106Hz,F500HzUQm12ccmam0.6,BW2F25001000HzUcm20'5.5 调幅波表示式u(t)5cos(2106t)cos2(1065103)tcos2(1065103)tV,试求出调幅系数及频带宽度,画出

26、调幅波波形和频谱图.1解：由一maUcm1V,可得ma2/Ucm2/50.42调幅波波形和频谱图分别如图(a)、(b)所示.5.6 调幅波表示式u(t)2cos(2n100t)cos(2n104t)V,试画出它的波形和频谱图,求出频带宽度.假设Rl1,试求载波功率、边频功率、调幅波在调制信号一周期内平均总功率.解：调幅波波形和频谱图分别如图(a)、(b)所示.边频功率5.7_6_63_63u(t)cos(210t)0.2cos2(1010)t0.2cos2(1010)tV,试回出它的波形及频谱图.解：原式波形与频谱见以下图5.8 调幅波的频谱图和波形如图P5.8(a)、(b)所示,试分别写出它

27、们的表示式.解：(a)U0(t)10cos2兀100103t2cos2兀10110312cos229103t5.9 试分别画出以下电压表示式的波形和频谱图,并说明它们各为何种信号.(令coc=9Q)(1) u=1+cos(at)cos(3ct)；(2) u=cos(at)cos(3ct);(3) u=cos(3c+)t;(4) u=cos(at)+cos(3ct).解：波形见以下图(用MATLA聆出)：频谱见以下图(图中3c略去了角标)：5.10 理想模拟相乘器的增益系数Am0.1V1,假设uX、UY分别输入以下各信号,试写出输出电压表示式并说明输出电压的特点.(1) UxUy3cos(2兀1

28、06t)V;(2) uX2cos(2兀106t)V,uYcos(2%1.465106t)V；(3) ux3cos(2兀106t)V,Uy2cos(2兀103t)V；(4) uX3cos(2兀106t)V,uY42cos(2兀1031)V解：(1)uOAMuxuy0.132cos22兀106t0.45(1cos4tt106t)V为直流电压和两倍频电压之和.(5) UoAmUxUy0.12cos2兀106tcos211.465106t为和频与差频混频电压.(6) UoAmUx50.13cos2兀106t2cos2兀103t为双边带调幅信号(7) uOAMuxuy0.13cos2兀106t(42co

29、s2兀103t)为普通调幅信号.5.11 图5.1.7所示电路模型中,Am0.1V-1,Uc(t)cos(2兀106t)V,3u(t)cos(2兀10t)V,Uq2V,试写出输出电压表布式,求出倜幅系数ma,回出输出电压波形及频谱图.解：(t)AmUc(5Uqu(t)调幅系数ma=0.5输出电压波形与频谱如以下图(a)、(b)所示.5.12 普通调幅波电路组成模型如图P5.12所示,试写出Uo(t)表示式,说明调幅的根本原理.5.13 调制信号uq(t)=3cos(2兀X3.4X103t)+1.5cos(2兀X300t)V,载波信号uc(t)=6cos(2兀X5X106t)V,相乘器的增益系数

30、,Am=0.1V-1,试画出输出调幅波的频谱图.频谱图5.15 二极管环形相乘器接线如图P5.15所示,L端接大信号ui=Umcos(coit),使四只二极管工作在开关状态,R端口接小信号u2=U1Gos(C02t),且Uim>>Lbm,试写出流过负载R中电流的表达式.解：令G=1/(r计Rl),rD为二极管的导通电阻,由图可看出,在ui正半周二极管VM导通,V2、V3截止ii=G(ui-u2)Si(3it)i4=G(ui+u2)Si(coit)i'=ii-i4=-2Gu2Si(coit)同理,在ui负半周二极管、Vs导通,Vi、V4截止i2=G(-ui+u2)Si(coi

31、t-兀)i3=G(-ui-u2)Si(coit-兀)i=i2-i3=2Gu2si(coit-兀)在一个周期中的电流为i=i'+i"=-2Gu2Si(coit)-Si(«it-兀)=-2Gu2S2(3it)=-2GU2mcos(32t)(4/兀)cos(3it)-(4/3兀)cos(3wit)+=-(4/兀)GL2ncos(Wi+W2)t+cos(3i-32)t+(4/3Tt)GUmcos(3Wi+co2)t+cos(3coi-«2)t+5.16 二极管构成的电路如图P5.16所示,图中两二极管的特性一致,Ui=UnG0s(wit),u2=L2mcos(W2

32、t),u2为小信号,Um>>Um,并使二极管工作在受U限制的开关状态,试分析器输出电流的频谱成分,并说明电路是否具有相乘功能.解(a):如图,令G=1/(rd+R),rD为二极管的导通电阻,那么ii=G(ui+u2)Si(3it)i2=G(-ui+u2)Si(coit-兀)i=ii-i2=GuSi(coit)+Si(coit-%)+Gu2Sl(COit)-S1(COit-Tt)由Sl(3it)表达式及Si(COit-兀)表达式知Sl(3lt)+S1(3it-Tt)=i,所以i=Gui+Gu2s2(3it)=GUimcos(COit)+GU2mC0s(COzt)(4/兀)cos(CO

33、it)-(4/3兀)cos(33it)+=GUimC0s(3it)+(2/兀)GU2n(C0s(Wi+W2)t+C0s(Wi-W2)t-(2/3兀)GUm(cos(3COi+co2)t+cos(33i-32)t+频谱含3i及pcoi±32,p为奇数,有相乘功能.解(b)见图ii=g(ui+U2)Si(3it)i2=g(ui+U2)Si(wit)i=ii-i2=0所以,无输出,无相乘功能.5.17 图P5.i7所示电路中,ui=360cos(2兀Xi06t)mV,u2=i0cos(2兀X3i0t)mV,Vc(=Vee=10V,R=i0KQ,晶体管3很大,UBe)可以忽略,使用开关函数求

34、ic=ici-iC2的表达式.5.18 图所示双差分模拟相乘器电路中,I.imA,Rc3kQ,ui300cos(2兀i061)mV,u25cos(2兀i03t)mV,试求出输出电压u(t)的关系式.解：uo(t)包RCu2s2(11)2Ut5.19 图所示MCi496相乘器电路中,R5=6.8KQ,R=3.9K,Ry=1KQ,Vee=8V,Vcc=12V,Ube=0.7V,当ui=360cos(2兀Xi06t)mV,u2=200cos(2兀Xi03t)mV时,试求输出电压uo(t),并画出波形.解：由图知,ux=ui,uY=u2,先求I0I0/2=IEkE9"(Vee-Ube)/(R

35、5+R)=(8-0.7)/(6.8+0.5)mA=imA所以I0=2mA再计算3的动态范围(i/4)I0Ry+Ut=0.25X2Xi+0.026=0.526V,满足-0.526VWu2(U2m=0.2V)00.526V所以由()式i=(2u2/RY)thui/(2Ut)又由于Ui招360mV>260mV相乘器工作在开关状态,即thui/(2Ut)=thUimcos(coit)/(2Ut)=$2(3it)由式()知,输出电压uo(t)=iRc=2u2/RyRc&(3it)=2X0.2cos(2兀Xi03t)/iX3.9X&(3it)V=i.56cos(2兀Xi03t)X(4

36、/)cos(2iii06t)-(4/3兀)cos(2兀X3Xi06t)+V画出波形图如下°、JLn矶一,5.20二极管环形调幅电路如图P5.20所示,载波信号ucUcmcos(ct),调制信号UQ(t)Umcos(t),UcmUm,Uc为大信号并使四个二极管工作在开关状态,略去负载的反作用,试写出输出电流i的表示式.解：iigD(Ucu)§(ct),i2gD(uuJS(ct昉i3gD(UcU)Si(ct力,i4gD(Ucu)Si(ct)5.21 图5.3.5所示电路中,fci=100kHz,fc2=2MHzfc3=26MHz,调制信号Ua(t)的频率范围为0.13KHz,试

37、画图说明其频谱搬移过程.解：见图对于X输入端,乘法器I输入为：0.13KHz;乘法器H输入为fc1+(0.13)KHz=100+(0.13)=(100.1103)KHz乘法器出输入为fc2+fc1+(0.13)KHz=2000KHz+(100.1103)KHz=(2100.12103)KHz=(2.10012.103)MHz乘法器出滤波后输出为fc3+fc2+fc1+(0.13)KHz=26+(2.10012.103)MHz=(28.100128.103)MHz5.22 理想模拟相乘器中,Am0.1V1,假设uX2cos(ct),试写出输出电压表示式,说明实现了什么功能?解：用低通滤波器取出式

38、中右边第一项即可实现乘积型同步检波动能.调制信号频率F=5KHz调幅系数并求出检波器的输入电阻R.5.23 二极管包络检波电路如图5.4.2(a)所示,输入已调载波的频率fc=465KH乙m=0.3,负载电阻R=5KQ,试决定滤波电容决定C的大小,解：为满足滤波条件,取O5/(aRC)=5/(2兀RC)=342PF不产生惰性失真时应满足所以电容取值范围为342PFCCW0.02科F输入电阻为Ri=R/2=5/2=2.5KQ5.24 二极管包络检波电路如图P5.24所示,Us(t)=cos(2兀X465X103t)+0.3cos(2兀X469X103t)+0.3cos(2兀X461X103t)V

39、,试问该电路会不会产生惰性失真和负峰切割失真？(2)如检波效率刀d=1,按对应关系画出AB、C三点电压对应波形,并标出电压的大小.VC毕解：原式=21+3cos(2兀X4X103t)cos(2兀X465X103t)由式知fc=465KHz,F=4KHz,ma=0.3如果不产生惰性失真,应满足1m2.1m；5a-1.56105pFRC2FRC图中C=6800pF<1.56X103PF,所以不会产生惰性失真.一一一',满足Rl/R=0.37>ma(0.3),所以也不会广生负峰切割失真.各点波形的表达式为：ua=21+0.3cos(Qt)cos(wt)Vub=21+0.3cos(

40、Qt)Vuc=0.6cos(Qt)V5.25二极管包络检波电路如图P5.25所示,调制信号频率F3004500Hz,载波fc5MHz,最大调幅系数mamax0.8,要求电路不产生惰性失真和负峰切割失真,试决定C和R的值.解：(1)决定C从提升检波效率和对高频的滤波水平要求C510,现取cR为了预防产生惰性失真,要求所以C的取值范围为(2)决定RL为了预防产生负峰切割失真,要求旦mamax,所以可得R由于R'lRR2Rl,即得RiR2R5.92kQ所以R2/RL5.92kQR15.92kQ1.2kQ=4.72kQ求R,由于111RLR24.72代入条件可得Rl119.8K1 14.726

41、.21.26 图P5.26所示为三极管射极包络检波电路,试分析该电路的检波工作原理.答：其工作过程与二极管检波电路类似,利用晶体管发射结的单向导电性实现包络检波；由于三极管具有放大功能,该检波电路的带负载水平较二极管检波电路强.1.27 图P5.25所示电路称为被压检波电路,R为负载,G为滤波电容,检波输出电压Uo(t)近似等于输入电压振幅的两倍.试说明电路的工作原理.答：在us(t)正半周,M导通、V2截止,C1被充电极性为左正由负,由于二极管的导通电阻很小,充电很快,几乎到达输入信号的峰值；在输入信号us(t)的负半周,Vi截止、V2导通G充得的电压与输入信号叠加,R两端电压近似为输入信号

42、峰值的两倍,极性为下正上负.1.28 三极管络检波电路如图P5.28(a)所示,C为滤波电容,R检波负载电阻,图(b)所示为三极管的转移特性,其斜率gc=100ms,Vbe=0.5V,a(t)=0.21+0.5cos(Qt)cos(coct)V,(1)试画出检波电流ic波形；(2)试用开函数,写出ic表示式,求出输电压uo和检波效率刀d；(3)用余弦脉冲分解法求出输出电压uo(t).解：由于Vbef0.5V,当输入高频正弦信号后,三极管在高频信号的正半周导通,负半周截止；当输入的调幅信号为us(t)=0.21+0.5cos(Qt)cos(coct)V,在高频信号的正半周,余弦脉冲包络的变化范围

43、为Ube=Vbb+0.21±0.5V=0.5+(0.2±0.1)V=(0.60.8)V所以三极管导通后ic的包络变化范围为(2)用开关函数写出ic的示式为1.29 理想模拟相乘器中AM0.1V1,假设uX2cos(2兀1.5106t)V,Uycos(21100t)1.5cos(2110001)0.5cos(222000t)cos(2兀106t)V,试画出Uy及输出电压的频谱图.解：(1)由Uy表示式可知它为多音频调幅信号,Fi100Hz,F21000Hz,F32000Hz,而载频fc106Hz,因此可作出频谱如下图.1.1 Uy与Ux相乘,Uy的频谱线性搬移到Ux与Uy频率

44、差频(500KHz)与和频(2500KHz)两边,因此可作出频谱如以下图所示.5.30 混频电路输入信号Us(t)Um01kaU(t)cos(ct),本振信号UL(t)ULmcos(ct),带通滤波器调谐在Lc上,试写出中频输出电压U(t)的表示式.解：该题给定条件缺乏.5.31 电路模型如图P5.31所示,按表5.31所示电路功能,选择参考信号uX、输入信号Uy和滤波器类型,说明它们的特点.假设滤波器具有理想特性,写出Uo(t)表示式.解：表5.31频谱搬移电路工作特点电路功能仝4/士口经夫T口勺uX输入信号u滤波器回Uo(t)表小式振幅调制带通,中心频率c振幅检波低通混频带通,中心频率I5

45、.32电路如图P5.31所示,试根据图P5.32所示输入信号频谱,画出相乘器输出电压u'o的频谱.各参考信号频率为：(a)600kHz;(b)12?kHz;(c)560?kHz.解：见以下图5.33 图5.5.5所示三极管混频电路中,三极管在工作点展开的转移特性为22lca0a1ubea2ube,其中a00.5mA,a3.25mA/V,a27.5mA/V2,假设本振电3压Ul0.16cos(Lt)V,us10cos(ct)V,中频回路谐振阻抗Rp10ka,求该电路的混频电压增益Aco2斛：由1ca0a1Ubea2Ube可得中频电流幅度为5.34 三极管混频电路如图P5.34所示,中频f

46、i=465KHz,输入信号us(t)=51+0.5cos(2兀x103t)cos(2兀x106t)mV.式分析该电路,并说明L1C、L2G、L3G三谐振回路谐振在什么频率上.画出F、GH三点对地电压波形并指出其特点.答：F点波形为调幅波,载频为1MHz电压最大峰值为7.5mV.G点波形为本机振荡波形(峰峰值一般在100300mV),应为等幅高频正弦波,频率为1.465MHz.H点为调幅波(峰峰值一般在几十mV以下),载频为465KHz.5.35 超外差式播送收音机,中频f产fL-fc=465KHz,试分析以下两种现象属于何种干扰：(1)当接收fC=560KHz电台信号时,还能听到频率为1490

47、KHz强电台的信号；(2)当接收fc=1460KHz电台信号时,还能听到频率为730KHz强电台的信号.解：(1)接收fc=560KHz电台信号时的本振频率为fL=fI+fc=465+560=1025KHz此时本振频率与中频频率的和为fL+fI=1025+465=1490KHz=fN所以1490KHz为镜像干扰频率.(2)接收fc=1460KHz电台信号时的本振频率为fL=fI+fc=465+1460=1925KHz此时fl-2fn=1925-2X730=1925-1460=465KHz=fi所以730KHz是寄生通道干扰频率.5.36 混频器输入端除了有用信号fc20MHz外,同时还有频率分

48、别为fN119.2MHz,fN219.6MHz的两个干扰电压,混频器的中频G1fc3MHz,试问这两个干扰电压会不会产生干扰？解：由于19.6219.220MHz,故两干扰信号可产生互调干扰.返回本章开头第6章角度调制与解调电路返回目录页6.1 调制信号u8cos(2兀x103t)V,载波输出电压uo(t)=5cos(2兀x106t)V,kf=2兀x103rad/(sV),试求调频信号的调频指数m、最大频偏Afm和有效频谱带宽BVV写出调频信号表示式.6.2 调频信号U0(t)=3cos2兀x107t+5sin(2兀x102t)V,kf=103兀rad/(sV),试：(1)求该调频信号的最大相

49、位偏移m、最大频偏Afm和有效频谱带宽BVV(2)写出调制信号和载波输出电压表示式.6.3 载波信号uo(t)Umcos(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)和瞬时相位偏移(t)的波形.解：由调频信号的有关公式调制信号是方波,调频信号频率应是突变的,因此可以画出uFM(t)的波形.由(2)式知,调制信号u(t)分别取正值、负值,也分别为正负值；瞬时角频率将发生突变,u(t)为正值,角频率突增、u(t)为负值,角频率突减.由(3)式知,附加相位是时间的积分,调制信号u(t)分别取正值、负值时,附加相位将增加或减小,当调制信号完成一个周期时0.所以

50、Ufm.)、(t)和波形如以下图所示.6.4 调频信号的最大频偏为75kHz,当调制信号频率分别为100Hz和15kHz时,求调频信号的m和BW6.5 调制信号a(t)=6cos(4兀X103t)V,载波输出电压uo(t)=2cos(2兀*108t)V,kp=2rad/V,试求调相信号的调相指数mp、最大频偏Afm和有效频谱带宽BW并写出调相信号的表示式.6.6 调载波为余弦信号,频率fc=25MHz振幅Um=4V,调制信号为单频正弦波,频率F=400Hz,假设最大频偏Afm=10kHz,试分别写出调频和调相信号表示式.调频指数6.7 载波电压uo(t)=2cos(2兀X107t),现用低频信

51、号u"t尸Ucmcos(2兀Ft)对其进行调频和调相,当UIQm=5V,F=1kHz时,调频和调相指数均为10rad,求此时调频和调相信号白3fnBW假设调制信号5m不变,F分别变为100Hz和10kHz时,求调频、调相信号的Afm和BW6.8 直接调频电路振荡回路如图6.2.4(a)所示.变容二极管的参数为：UB=0.6V,丫=2,CQ=15pF.L=20pH,Uc=6V,u"t)=0.6cos(10兀X103t)V,试求调频信号中央频率fc、最大频偏Afm和调频灵敏度Sfo6.9 调频振荡回路如图6.2.4(a)所示,L2出,变容二极管参数为：4.Cj0225pF>

52、;0.5、Ub0.6V、Uq6V,调制电压为u3cos(2兀10t)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：所以(2)求中央频率的漂移值f,由于所以(3)求最大频偏fm(4)求调频灵敏度SF(5)求二阶失真系数6.10 变容三极管直接调频电路如图P6.10所示,画出振荡局部交流通路,分析调频电路的工作原理,并说明各元件的作用.解：振荡局部电路的交流如下分析：变容二极管与周围振荡电路元件组成调频振荡电路,决定振荡频率的元件见所画出的交流通路,由图知,该电路是一个电容三点式振荡电路,调制信号通过高频扼流圈加在反向偏置的

53、变容二极管上,使变容二极管的解电容随调制信号变化,从而改变振荡频率实现调频.6.11 变容二极管直接调频电路如图P6.11所示,试画出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；当U(t)0时,CjQ60pF,求振荡频率fc.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(a)、(b)、(c)所示.当Gq60pF,振荡频率为6.12 图P6.12所示为晶体振荡器直接调频电路,画出振荡局部交流通路,说明其工作原理,同时指出电路中各主要元件的作用.SP6.12解：由于1000pF电容均高频短路,因此振荡局部交流通路如右上图所示.它由变容二极管、石英晶体、电容等组

54、成并联型晶体振荡器.当U(t)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,但中央频率稳定度高.图P6.12中稳压管电路用来供应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：振荡局部的交流通路如图P6.13右图所示,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.6.14 图P6.14所示为单回路变容二极管调相电路,图中,C3为高频旁路电容,Ua(t)=Uamcos(2TtFt),变容二

55、级管的参数为丫=2,UB=1V,回路等效品质因数Q=15.试求以下情况时的调相指数HP和最大频偏Afmo(1) Uqh=0.1V、F=1000Hz;(2)Uqh=0.1V、F=2000Hz;(3)Uqh=0.05V、F=1000Hz.6.15 某调频设备组成如图P6.15所示,直接调频器输出调频信号的中央频率为10MZ调制信号频率为1kHz,最大频偏为1.5kHz.试求：(1)该设备输出信号uo(t)的中央频率与最大频偏；(2)放大器1和2的中央频率和通频带.解：(1) 求中央频率fcfc=(5X10-40)X10MHz=100MHzfm=1.5X5X10KHz=75KHz(2) 放大器1的中