高频电子线路习题集

1、高频电子线路习题集主编 白秋果 黄力群 鄂那林东北大学秦皇岛分校第1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 线信道三人部分组成。发射部分由话筒、音频放人器、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一个高频已调波，然后可通过变频，达 到所需的发射频率，经高频功率放大后，由天线发射出去。接收设备由接收天线、高频小信 号放人器、混频器、屮频放人器、解调器、音频放人器、扬声器等组成。由夭线接收来的信号， 经放人后，再经过混频器，变成-中频

2、己调波，然后检波，恢复出原來的信息，经低频功 放放大后，驱动扬声器。1-2无线通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。采用高频信巧的原因主要是:（1）频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信道容最就越人，而且可以减小或避免频道间 的干扰；（2）高频信号更适介电线辐射和接收，因为只何天线尺寸人小可以与信兮波长相比拟时， 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

3、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 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。调制方式冇模拟调调制和数字调制。在模拟调制中，用调制信号怯拧制鬲频我波的菜个参 数。在调幅方式中，AM普通调幅、抑制载波的双边带调幅（DSB）、单边带调幅（SSB）、残留 单边带调幅（VSSB）；在调频方式中，有调频（FM）和调相（PM） o在数字调制中，一般右频率键控（FSK）、幅度键控（ASK）、相位键控（PSK）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利各个频

4、段的传播特性和应用情况如卜表波段名称波长范園频率范厦頻段名称主耍传播方式和聡长 M(LW)10J-*104 m30 300 kHz低頻（LF）中It (MW)102 10)m300 kHz3 MHz中旗MF）堆波、天祖广播、通信、导就铀(SW)1O1OO m3 30 MHzAM (HF)天波、地波1广播、通價'fisa(vsw)l10 m30-300 MHz甚高»(VHF)直线传播、OgftWi通信、电视广播、调频广执雷达st分米波（USW）10 100 cm300 MHz3 GHz伶高频（UHF）直线传播、散射传鼬通侑、中继 与卫星通信、雷达、电视广播811米 a(SSW)

5、l10cm3 30 GHzjSO(SHF)直线传擒中继和卫星通佰、雷达姦米& (ESW)l10 mm30-300 GHz极 S»(EHF)直线传粕微波通饥U达30.8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fo=465 kHz. B0707=3kHz,回路电容 C=200pF,试计算回路电感和Q值。若电感线圈的Qo=lOO,问在回路上应并联多人的 电阻才能满足要求。解21：I2r x/Zc一 1I加 /； 2C 4f 2 4652 10 200 10山10*= 5= 0.586mH4* 2 4652 200Bo 707465 10,8 103=58.1250

6、.80.8恥加 2* 465 1賈 200 10»58.125100- 58.125#171.22237.66M答：回路电感为0586mH,右墩品质因数为58. 125,这时需要并联236. 66k Q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的变化范闱为12-260pF, Ct 为微调电容，要求此回路的调谐范闱为5351605 kHz,求回路电感L和G的值，并 要求C的最人和最小值与波段的最低和最高频率对应。题2-2图牛，叭加：叵跆 容因此可妙巒叨、下方f呈1605 103= 一一2» <LJ It 71(12 10 u Cf)535 103= ,1

7、2f (LJ In “(260 10 12 Cr)16051260 lO2 Cr 260 10 12 Cr535 V 12 10丄 Ct '12 IO"12 Ct8Cr =0260 IO12 9 12 1012c g 260-10819 pF0.80.8加 Ssaoio3 2 268 1910603175/wH3149423435答：电容Ct为19pF.电感L为0.3175mH2-3图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐振频率fo=lMHz, Ci=400pf, Cj-lOOpF求回路 电感L°若Qo=100> RiWkQ 求回路有栽Q【值。0.8解23竺SOpF

8、, ct+ c2 500 L1(2f/e)lC1(2f1O')28O IO'120.317mZf橙;MW p=400500J0.8#評瞬勺D2阻心古芮284100199曲R - 2x ftC 6.28 101 80 l(Tn有品 l»x=-=V1+t侥答:回路电感为0317mH,有载品质因数为15462-4石英品体有何特点？为什么用它制作的振荡器的频率稳定度较高？答口：石英晶体有以下几个特点1. 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

9、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。25个5kHz的基频石英晶体谐振器，Cq=2 4XlO-2pFCo=6pF, , r0=15Qo求此谐振器 的Q值和串、并联谐振频率。解25：才、C.q6 0.024叡=q =00.024pF C.Ce+ C, 6+ 0.024'串茕=f°=00.998L4.99kHzC.0.02412品因数Q =1=t 1“.=1= 884642602ff0Cr in 5 10s 0.024 IO'121153.6答：该晶体的串联和并联频率近似相等，为5

10、kHzQ值为88464260。2-6电阻热噪声有何特性？如何描述答26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 噪音具何起伏性质，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。噪音加：噪音防E = 4kTRB噪音流如审旳方I： = 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=200 pF. T=290Ko7#题2-7图解27：H(j® )=R1+ j»CR'H°= R|H3)lWD =9n Hldf « -arctaii(

11、2f fCR) 01o 1+ (OCR)iVe 1+ (2r fCR)1 J UCRJ 八=-J= = = 125kHz4CR 4 104 200 IO12 8#U- = 4kTGBrH4 4呵钗孔"哼=04 1.37 IO 23 290 IO4 125 103 = 19.865(/1 F2)答：电路的等效噪声带宽为125kHz,和输出均方噪声电圧值为19 865022 8如图所示噪声产生电路，已知直流电斥E=10Vt R=20kQ,C=100pF,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）。#题2-8图 解 2-8：此题中主要噪音来自二极管的散粒噪音，因此歸=&#

12、176; 54阻Rd =RHRd* j9C+ joc RdRd1+ ye crd等效噪音带宽为:5js 組Tdf =TdfH：f 1+(»CRd)2 e 1+(2i/C7?d)2-arctan(2f fCRD)c = -= n2xCRdQ 卩 4CRd 4 100 10山 56101*44.64MHz224U： = 2I,qBE：=2 0.465 101.6 10 w 44.64 IO6 #5622083 (“/)2-9求图示的T型和II型电阻网络的噪声系数。题2-9图 解"设两个电路的电源内阻为RsI.解T型网络岀阻R。翁般乜（1）采用额定功率法445心喷K+ K+ 4I

13、 %44（2）采用开路电压法44*恥&4灯叽U, = 4kTB&N严只44（3）采用短路电流法%R2 + Rl1 «RI爲=4kTB虑欣，小 RR 竹盹+ & +戸I»44=4kTB r5RRR（& + &+ &）+ 凡g* &）i 4$&+尽+凡（1）采用额定功率法RR + （尺2 +尽）（尽+尽）尽+I X+4得噪音系数：N严11#（尽+ &R#（2）采用开路电乐法5 = kTBR,#umo炭R4kTBRh#4kTBRsR.R + & 必+K -RjRjjRi + 尽 K+ ZtKj + R

14、2R5（3）采用短路电流法C = 4kTBG°比=叫vira=4kTBR + 尽+ RAno1 质必 K + R.R. + R足 1R2 10接收机等效噪声带宽近似为信号带宽.约10kHz,输出信噪比为12dBt要求接收 机的灵敏度为1PW.问接收机的噪声系数应为多大？解210：根据己知条件1012= 155叫1011kTB 15.85" 155 137 10 M 290 10410*15.85 13夕 291588 32dB答：接收机的噪音系数应为32dB#第三章高频谐振放大器3-1対高频小信号放大器的主要要求是什么？高频小信号放人器有哪些分类？答 3-1：对高频小信号器

15、的主要要求是：L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人器一般可分为用分立元件构成的放人器、集成放人器和选频电路组成的放 人器。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人器；或用第丨 数滤波器构成选频电路。3-2 一品体管组成的单回路中频放人器，如图所示。已知f二465kHz,晶体管经中和后的参数为：g. =0. 1mS. C. =142pF. g =55 US, C =18pF. Y. =36. 8mS, Y =0,回路等效电容C=200pF.中频变压器的接入系数p二N /N二0. 35, p二叽/N二0. 035,回路无 丄 JL乙

16、 乙我品质因数Q°二80,设下级也为同一晶体管，参数相同。试计算：（1）回路令我品质因数Q和3 dB带宽BQ 7；（2）放人器的电圧增益；（3）中和电容值。（设 5，=3 pF）b c解 3-2：根据己知条件可知,能够忽略中和电容和y的影响。得:回咯 容C = C+p；Cle = 200卄03空 18#0.0352 142 202pF和岂乞严斥巴202计了.刑S9 =St=0352 55 10"卄0>52 0.4 10卄7374 10“ 14.6卩 S11.51kHz答：品质因数Ql为40.4,带宽为11.51kHz,谐振时的电压增益为308&中和电容值为1.

17、 615pF3-3高频谐振放人器中.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 人器稳定工作，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人器自激振荡；环境温度的 改变会使晶体管参数发生变化.如C八Ge、gle. goe. y-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。一般釆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）减小负栽电阻.适当降低放人器的增益（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。3-4三级单调谐中频放大器，中心频率f

18、o=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0值，解 34：设每级带宽为B“则:B厂15 7kHZ答:每级带宽为15. 7kHz,有载品质因数为29. 6。3-5若采用三级临界耦合双回路谐振放人器作中频放人器（三个双回路），中心频率为 f =465 kHz,当要求3 dB带宽为8 kHz时.每级放大器的3 dB带宽有多大？当偏 o离中心频率10 kHZ时，电压放人倍数与中心频率时相比，下降了多少分贝？解35设每级带宽为B-则:慵居毎当偏离中心 电0UHI謝居性 有:K 丄 2AkJ y/(n a2 - 2)2 + 42 a= i8 8

19、8 8答：每级放人器的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，卜降了务少31.4dB3-6集中选频放人器和谐振式放人器相比，有什么优点？设计集中选频放人器时，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。设计时应考丿思：滤波器与宽带放人器及其负我之间的匹配。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人器？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？为什么通帘釆用谐振回路作负我？答3 "7,J高频功率放人器是一种能将直流电源的能

20、量转换为高频信号能量的放人电路，其主要 功能是放人放人高频信号功率，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、输出功率人、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E 眩高频信号。3-8高频功放的欠乐、临界、过压状态是如何区分的？各有什么特点？当Ec、Eb、Ub、Ri.四个外 界因索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

21、阻可以改变输出 电压的人，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。过圧和欠压状态分界点，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。当单独改变Rl时，随着Rl的增人工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。 当单独改变氏时.随着&的增人.匸作状态的变化是从过床逐步变化到欠压状态。当单独改变氐时，随看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。当单独改变血时，随着Ub的增大.匸作状态的变化是从欠斥逐步变化到过斥状态。3-9已知高频功

22、放工作在过压状态.现欲将它调幣到临界状态.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3-9u可以通过采取以下措施I减小激励Ub，集电极电流口和电压振幅Uc基木不变，输出功率和效率基本不变。2. 增人基极的负向偏豐电压，集电极电流5和电压振幅6基本不变，输出功率和效 率基本不变。3. 减小负载电阻R-集电极电流5増人，Ic。也增人，但电压振幅Uc减小不人肉此 输出功率上升，4. 增人集电极电源电压，la. Ic。和Uc增人，输出功率也随之增人，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 3-10主要意义在于提高了电源的利用率，将

23、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人允许功耗Pci的要求.提高安全可常性。解 3-111、求动态负我线3-11设一理想化的晶体管静特性如图所示，已知E=24 V, UF21V,基极偏压为零偏, Ub二3 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（）、Pi、Po、 n及负我阻抗的人小。画出满足要求的基极回路。丰昵侖潮生 瞬囁体葩= 0-5v, g” =坐=1S,托軽妝0T比忍=& Uc cos»r4=E>+ Eb% = 24 - 21 cos or ic = m(3coswr- 0.5)晶体管截1匕 因此住

24、0, % =耳+ U厂24 + 21= 35V 位汙C点“ e晶体管 界 通耳bcos9 = 0,cosG =穿,OHJ ai-ccos 80°u“ Ef 9 Ut cos = 4324 21 205V,33位于6点“ 0U" = Et - Uc = 3V9 ='m*x =(3co$0 05) =2 = 2£A位o槪、B、C三点 就是®勺特性曲。2、求解0 . PP P。、Q及负我阻抗的人小。0.5arccosG =丄ci丿 1212.5 0.47281782218 2.5 0.472r=12.39W3#P°= IsEc=叫（8。）ic

25、nttX Ec =00.286 2.5 24= 17.16WPc= P° P厂 17.16 - 1239= 4.77W=0.7223、符合要求的基极回路为ub = ub cos® tPo 17.163-12某高频功放工作在临界伏态，通角0二75。”，输出功率为30 W, Ec二24 V,所用高 频功率传的Sc=l. 67V,管子能安全工作。（JL）计算此旳的集电极效率和临界负我电阻:（2）若负載电阻、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，而俣持其它条件不变，问功放的工作状态 如何变化.功放的输出功率人约是多少？解3T

26、2 因 IC1 - a « a iSc（Ec- uc）一化窗 111呢春軽址蜃迪世c准世 i IttiSp2） 4 fliScUc =兰22 30a 1（75儿 67代砂后瞬I庫极 振幅121144 12 8.06V 0.455 1.67=20.06V（取IE ）因(2) 可增加负向偏值，但同时增人激励电压，保证1“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23的频率，回路阻抗为：ZL =("L)岛L 花19#n71+Q(n2-l)223Q曲

27、叭Zu=21+ jQgii-因此，输出功率下降到原來的2/3Q倍。3-13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？利用功放放人振幅调制信号时应如何选择功放的工作状态？。(3)利用功放放人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.当调制的咅频信巧加亦基极或塞电极时、功放应选亦过压状 态。利用功放放人振幅调制信号时，功放应选在欠压状态，并为乙类工作。#(3)利用功放放人等幅度的信号时，功放应选在过压状态此时仃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

28、定。3-14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. 放人器本身参数，如Q随频率下降。2. 电路失谐，集电极阻抗减小。3. 少数叔流子渡越时间效应。4. 非线性电抗效应，如Cb的影响。5. 发射极引线电感的影响，对高频反馈加深。3-15如图所示.设晶体管工作在小信号A类状态，品体管的输入阻抗为乙交流电流放 人倍数为h/d+j/f/fj,试求Le而引起的放大器输入阻抗并以此解释晶体管发 射极引线电感的影响。解3T5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。3-16改止图示线路

29、中的错误，不得改变馈电形式還新画出止确的线路。题3-16图317试画出 為频功率放人器的实际线路。要求(1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功率放人器电路如下3-18 一高频功放以抽头并联回路作负載.振荡回路用可变电容调谐。工作频率f二5 MH乙 调谐时电容0200 pF.回路冇我品质因数Ql=20,放犬器要求的最佳负我阻抗Ru=50Q,试计算回路电感L和接入系数P。解318：由昴2f VLCL = =0p 5.07 H(21 f0)2C25 10k 200 10U2戸=J

30、r；：.c= Jr嚮 f.c3-19如图（a亍j示ED型网络,2朋端的匹鮎;H抗齐删世"运7我*劳两个L型网络, 根据L型网必的计算公式，当给定Qz=Rk/Xk时，证明卜列公式：并证明回路总品质因数Q=Qi + Q o-(a)(b)题3-19图解 3-19首先将电路分解成两个L回路，如图（1） o然后利用并串转换，将忌和Rz的并联转换 为R,和X”的串联，得到图（2） oR1, « -3-x2 =2 Xu = 2° 2 昭-空牛+ 2 i+Q；R：2 + x；2+丄Qi舸，厂炸振路化 3), 振阻R,再利用串并转换，将X畀和&的并联转换为&和X.的

31、并联，得到图（4）,其中R>= ®+，Q； OR.却X厂 1+命 Xfl当振姗師=:,刖再IRPi =如 QJ R,< 1>%, = ®+ Q： R,< 2>由< 2>q4< 3>< 3>島所虧1G+Q2（瓏）R,R,3-20上题中设R?i二20Q, Rz二100Q. F二30MHz,指定Q2二5.试计算Ls、Cm 5和回路总品 质因数Q。解 3-20fi27.ll0.144 HZII27.112130 10益22089.76544pF#3-21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

32、PA=10 W> 已知天线回路效率 g二0 .8。中介回路的无载品质因数Qo=100,要求有载品质因数 &二10.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3 二50Q.试计 算初级的反映电阻r”和互感抗3“当天线幵路时，放人器工作在什么状态？解321 :次 耗阻牺'I鸵阻，取射阻，彳 中歹畴,琢 如o Pi冲企型小9W,X 0.9因叫驚守"冷® M = yjr QRa + r2 = >/45 様625 16.8Q肖天线开路时，反射电阻为零，初级回路等效并联阻抗增丿G放人器将从临界状态进入 过压状态。3-22什么是D类功率放人器.为

33、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322D类放人器是一种工作在开关状态的功率放人器，两个晶体管在输入激励控制卜交替饱 和导通或截止，饱和导通时，冇电流流过，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，电源通过一个大人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N 个导通, 一个截止，因此，两管的中间点电压在o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。3-2

34、3图3-33的电压开关型D类放人器.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R.JR.l/Sc）,试从物理概念推导此时开关放人器的效率。解 3-23根抵题童，将（沁 图简化为（b）图所示的等效电路。设R小二R“二R_LC冋路对开关频率谐 振.则：272% 上 2 E Cos.Ne仁gsiii»r'L 匹L 凡I 4 兀 + R尸 *22« "（凡+«）直充入如人=Ec【cq2E：极平均流2坨 十心RJU： .2&E：页二*1心&)1隼略率PL %fl Z =- 8 P. （&+«）隼礴处幼率n n

35、n2E；2&E：Pc s 人 Pt = i jrc £讥凡+&）讥凡十R$ 2Ec I 凡 ）P （ 凡 ） 於心R' ZRl f °'凡七& >3-24根据图3-37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。设两管正帘工作时，负我电阻上的功率为当某管上的功率下降一半时证明该管上的输出电压降低，其值是原来的0. 707倍。那么 最后流过合成器负载的电漩W反相功率合成器的实际线路功窜率稠本管原花IE常出 的流/异常出 Q管的U1 U1眦S,流#0.728P =0.728

36、 100 72.8FF3-25射频摸块放人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射频模块放人器的瑕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掠荡器、调制器、混频器、功率合成9分配期、环行签、定向耦介器采 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

37、分别是由什么条件决定? 答41牛：碑） 1羽粋件：T（彌）=|r（y»）|> 1振幅笔件f （T） = 2»l, n= 0,1,2.相位条件.| 心）| = 1牛f（r）= 2m, w= 0,1,2木因坤牛定孝牛：t0f*定钿牛4-2试从柑位条件出发.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？31(a)V/(/)答42(a) 可能振荡，电感三点式反馈振荡器，(b) 不能,(c) 不能，(d) 不能，(e) 可能振荡,振荡的条件是L1C1回路呈容性,L2C2回路呈感性,即要求fOl<f<fO2,这 时是一个电感反馈振

38、荡器，(f) 可能振荡，振荡的条件是LC3支路呈感性，即要求fO3<f,这时是一个电容反馈振荡器4 - 3 图示是一三回路振荡器的等效电路，设有下列四种情况：(1)LOLOLG:(2)L1C1<L2C2<L3Cs;(3)LiCi=L>C2>L3Cs;(4)L1CKL2C2 二 LsCs。试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率仇与回路谐振频率令何关系？题4-3图#解43#根据给定条件，可知(1) f.l<f02<f03, W此，当满足fol<f02<f<f03,就可能振荡，此时LC回路和L2C2回路呈容性, 而LsCs回路呈感性，构成

39、一个电容反馈振荡器。(2) fol>fo2>foS. W此，当满足fol>fo2>f>fos.就可能振荡,此时LiG回路和LzG回路呈感性, 而LsCs回路呈容性，构成一个电感反馈振荡器。(3) f01=fo2<foS,因此，当满足f.l=fo2<f<foS,就可能振荡，此时LG回路和L2C2回路呈容性, 而LsCs回路呈感性，构成一个电容反馈振荡器。(4) f.!>fo2=foS不能振荡，I人1为在任何频率下，LsCs回路利L2C2回路都泉柑同性质，不可能 满足相位条件。4-4试检査图示的振荡器线路，有哪些错误？并加以改正。(a)(d)题

40、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介振荡器交流通路改画为实际线路，并注明互感的同名端。题4-5图解4-5,画出的实际电路如下33I£山器帀翌酬辛療三切 士谢丑'幺山皿册曲割竜(?)JLH.lD fKU S乃g（R Z （加）I6（n z /n）-S.OT Z fK = X01t sDlg£?（ >：） 一 I（H £ 皿° >I lJs.OT J Jgs,0Te/n9I.oi z（U»z）n-OI血乙Ng诫年碍9厂：加蔦&十Mia(I)9卄97刚L=1.3uH, Ci=51pF, C2二200

41、0pF, 3100, Rl二lkQ, Re二500Q 试问 1旦应满足什么要求时振 荡器才能振荡？解4-7妙叵跆禅喘 放大器的 出当伽測岸辭牛切砖1R?=lmS1000'Sl+ 9o+ Kr2Kere蹿fffiroh回临K“氐+9。*瓦2乳，1 (1+ 0.062) 10 J Sn> Kr(l-Kr)(gL+ 9o = 0.02487(1- 0.02487)438mSItq s gVp > 43.8 26 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3000040075pFC心C2+Cl1 2i7?0 10

42、1 75 10 12 当U緡扔大器的出2.6MHz4-9图示是一电容反馈振荡器的实际电路,己知350 pF, C2=100 pF, C5= 10260pF, 要求工作在波段范用，即f=1010MHz,试计算回路电感L和电容C。设回路无JXQo =100, 负载电阻R=lkQ,晶体管输入电阻R,二500Q.若要求起振时环路堀益Ko Kf=3,问要求的跨 gso和静态工作电流Ia»必须多人？题4-9图37解4-9钗=C1C2 f c33.33+ r rCx + C2 03°'C_ = 33.33+ 10+ Ce = 43.33+ C.J = 33.33+ 260+ Co

43、 = 293.33+ Ce因此得至IJ方程 女DTJ下心k 2H 眞 j角社得C. 40pF,L 076|iH20后得1010°10'2* JL(4333+ CJ2* 血(293.33+ C.)#因此K腳*9ICQ=环* 二 128*26 335|lA反系数K厂 91 Z2 1+ + KP 0 R F &吵3W 叭丄 + 1 丄 128 10-0.76 10"10009 500#4-10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。PF-1ITcols(°)(a)#题4-10图 解 4-10(1)交流

44、等效图如下#(a)是一个西勒振荡器，当忽略15pF的电容后，是一个电容三点式反馈振荡器：(b)是一 个电容三点式反馈振荡器于(a)路反徳K,= 0.2688.2竺空15C 二+ 33 4.855pF+ 158.2+ 2.2fj = 7= /19.57MHz2*jLC 21 >/57 10" 4.855 10'12对于(b)电路2MJ/50 10 125 10u2.014MHz#*02mix2l V50x10 6x68x1012« 2.731MHz因此 要 路狼 > 振 率®biu>x > Gzx Jlwin > Qmin込却S

45、的容取，6旄跆抗0 振，即：啕 50 10"莎 =0f-68 1012®0 j 10“1站 47 10"«1解 IJ:1598 10-M 2 53.732 IO'15 h 1.068 0253.732J53.732* 10" 4 1.068 1598 10町 B3196 10-（332 47） 10>< 1315 0（骸】巧3196«!= 7315 10u2.826MHz,2i 2x亠 J21 1屮 0.73MHz fg21卞因坤牛，o当事 支蹿勺 容胶,125pF50 10" " ,"

46、; , = 0«! 125 10B z1 i 0147 IO*6得： ；= 206 1屮（或15 1屮）因町“ =w . = V206*10122.285MHz,2x 2t或渚= Twi =二 /1510122l 1210.616MIIz< f02TOn也祁断 o答：该电路的振荡频率可在2. 285MHz到2826MHz范闱内调节。10（1° 01 "47 10-* 2X 1-s i. i47 IO"15 247*104（2 f 18536 lOf/10.932Kg = 1' 1853.6 1032.8262Kg = 1_ 1853.6 1

47、0 52.2852° 89?因此，该电路的的反馈系数随着振荡频率的调节也发生改变，近似值为0.9。394-11克拉泼和西勒振荡线路是怎样改进了电容反馈振荡器性能的？答411由于克拉波振荡器在回路中串行接入了一个小电容，使的晶体管的接入系数很小，耦 合变弱，因此，晶体管本身的参数对回路的影响人幅度减小了，故使频率稳定度提高，但 使的频率的调整范阳变小，所以，西勒振荡器是在克拉波振荡器的基础上，在回路两端在 并联一个可调电容，來增人频率调节范I制。由于存在外接负载，当接入系数变小时，会带來 增益的下降。4-12振荡器的频率稳定度用什么来衡呈？什么是长期、短期和瞬时稳定度？引起振荡器频 率

48、变化的外界因素有哪些？答412振荡器的稳定度是用在一定的时间间隔内，振荡频率的相对变化最大小来衡最的。 长期稳定度：一般是指一天以上时间内的稳定度。短期稳定度：一天或小于一天时间内，如小时、分、或秒计时间隔的频率稳定度瞬时稳定度：秒或亳秒时间间隔内的频率的相对变化。4-13在题4一8图所示的电容反馈撮荡器中，设晶体管极间电容的变化量为ACce=ACbe=lpF,试计算因极间电容产生的频率相对变化A解4T3VLC _ Jso 10“75 10山1016.33Mrad/SV50 75#当考晶体管的容的(Cl + A C J+ (C2 + A GJ 101+ 302#4-14泛音晶体振荡器和基频晶体

49、振荡器有什么区别？在什么场合下应选用泛音晶体振荡 器？为什么？答4T4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。4-15图示是两个实用的晶体振荡器线路，试画出它们的交流等效电路，并指出是哪一种 振荡器，晶体在电路中的作用分别是什么？0.450.55 uH41#题4-15图解4T5#图(a)电路是一个并联晶体振荡器，晶

50、体在电路中相当于一等效的人电感.使电路构成电 容反馈振荡器。图(B)电路是一个串联晶体振荡器，晶体在电路中在晶体串联频率处等效一个低阻通道， 使放大器形成正反馈，满足相位条件.形成振荡。4-16 试画出一符合下列各项要求的晶体振荡器实际线路：（1） 釆 用 NPN 高 频三极 管；（2） 采用泛音晶体的皮尔斯振荡电路；（3）发射极接地，集电极接振荡回路避免基频振荡。解4T6所设计的电路如下4一17将振荡器的输出送到一倍频电路中，则倍频输出信号的频率稳定度会发主怎样的变 化？并说明原因。解417如果将振荡器的频率为珀的输出信号送入一 n倍频器，则倍频器输出信号频率为n珀。 但由于倍频器是对输入频

51、率倍频，所以如果倍频器本身是稳定的，则它的频率稳定度不会 发生改变。因为倍频器输出信号的稳定度为：但实际上倍频器电路同样也存在着不稳定因素，所以实际卜.，振荡器信号经倍频后的信号 频率稳定度将会降低。4-18在高稳定晶体振荡器中，采用了哪些措施来提高频率稳定度？答 4-18采用温度系数低的晶体切片。保证晶体和电路在恒定温度环境下工作，如采用恒温槽或温度补偿电路。选择高稳定性的电源。选择温度特性好的电路器件。#第五章频谱的线性搬移电路5-1 一非线性器件的伏安特性为：i = a0 + a(u + a2u2 + a3u3: u = Uj + u2 + u3 = Uj cos® jt+ U

52、2 cos® 2t+ U3 cos® 3t试写出电流i中组合频率分量的频率通式，说明它们是由哪些乘枳项产生的，并求出其屮 的3、231+32、G)i+<a>2- 3s频率分量的振幅。解51>=«c+ E(叫 + u2+ uj+ a2(Uj + u2+ u,)2 + si/Ui + U2+ Uj)1s ac + sij (Uj + u2 + Uj)+ a2(uf + u； + u, + 2um + 2um + 2u2u3)+ a3(Uj + Uj + u, + 2u1u2 + 2upij + u2 + u,)=ac + 町(叫 + u2 +,)+ a2(uj + + Uj + uj) + 2 幻(ug + ug + u2u3)+ %(u： + u； + u；)+ 3a3 (uj u2 + UjUs + UU； + u；叫 + UU； + u2u)那么，频率分量的频率通式可表示为#恤 1 FU3 = U, COSW jt郴 :基分悬:COSftjt#2次聿分和合系数2的聿分：:1