廖惜春高频电子线路课后答案

1、2.1已知并联谐振回路的 阻R及通频带BW.7。第2章小信号选频放大器L=1此C =20 pF, Q =100，求该并联回路的谐振频率f。、谐振电解f02 tVLc 2 痛0-6H M20M10 , F= 0.0356 109 Hz =35.6 MHzRp10 JH3=Q r = 100.12 ： 22.4 k；. ： -22.36 10 =33.322.36 kJ20 10- FBWo.7上二Q35.6 106 Hz4=35.6 104Hz =356 kH z1002.2并联谐振回路如图R =100心,负载电阻Rl=200 kC,求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。解f012 Tt, LC

2、2 兀 390 H 300 PF二 465 kHzRp = Q ： =1凡5Re =R J /Rp/R L=1 0 0 / /1 1 4Q/K 2 0 0= 4 2 k0ReQer=3 73 9 0PH / 30 0 PF. 1 4球图 F2.2BW0 .kf/0Q=465 kHz/37=12.6 kHz2.3 已知并联谐振回路的f0 =10 MHz, C=50 pF, BW* =150 kHz,求回路的L和 Q以及f =600 kHz时电压衰减倍数。如将通频带加宽为300 kHz,应在回路两端并接一个多大的电阻？解L（2兀 f0）2C 一（2 兀 10 106）2 50 10f010 106

3、Q = =3 =66.7BW）.7150 M103m=5黑10 H =5四Uof0 JU pL2 if1+Q2 600 101 -166.7610 10=8.1当 BW0.7=300 kHz 时P2.2所示，已知： C =300 pF, L =390阳 Q =100，信号源内阻QeBW0.710 106Re =Qe=一2Ttf0CRp =qU： =33.32 兀父10M106 父50M1032=1.06 104-10.6 k1166.72107 50 10至二2.13 104-21.2 k1.1由于Re = RRp，所以可得R RpRRp10.6 k- 21.2 k-R 二二=21.2 kRp

4、 -Re21.2 kC -10.6kJ2.4 并联回 路如图 P2.4 所示，已 知：C =360 pF, L1 =280 出，Q=100, L2 =50 pH, n=N N2 =10, Rl =1 kC。试求该并联回路考虑到Rl影响后的通频带及等效谐振电阻。解Rp=QP=100c=88 103 j=88kJ280 1063 360 10-2.22rl =n RL =101 kj =100 k，】Re =RpRL =88kJ/100 k,1 =46.8 kJQeR3280 10,33=46.8 103 / 12 V46.8 103/0.88 103 53:360 10BW0.7Qe Qe2 t

5、is/Lc53父2 Z280M103 父360 M10上=9.46 kHz2.5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 R；。已知：（a） Li =100出、L2 =10 出、M =4 出，等效损耗电阻 r=10G, C=300pF;(b) C1 =50 pF、C2 =100 pF, L=10 出、r =2复。L1 L2 2M (100 10 8) 10图 P2,5(100 10 4 2) 10解(a)Rp =L cr TOC o 1-5 h z l2mRp39.3 kRp二工n (8.43)LtL1L22MCr(10 4) 106 =0.55 k12300 1010-6

6、一=8.43(b)C12C1C2(50 100) 10,2C1 C2(50 100) 10 工=33.3 10-2 pF=33.3 pFRp10 10-Cr -33.3 10* 2=0.150 106-150kcC1 C2(50 100) 102Cl50 10-2RpRp 150 k J32= 16.7 k：】2.6 并联谐振回路如图 P2.6所示。已知:f=10MHz, Q =100 , Rs=12kC, RL=1kG,C=40pF,匝比n =Ni3/N23 =1.3 , n2=N13/N45 =4,试求谐振回路有载谐振电阻尺、有载品质因数Qe和回路通频带B&.7。Re77.3 1031/2

7、 TtfoC+ %图2.2,4单调谐放大器图PR“分解将图P2.6等效为图P2.6(s),图中 TOC o 1-5 h z 川- Q100Rp =Q|_：- =7j2 = 39.8 k。2 TtfoC2兀父10 X40X10Rs nM =1.32 12 k-20.28 kJ.22RL =n2RL =4 X1 kQ=16kCRe =R； Rp & =(20.28 39.8/16) kQ=7.3 kQ3712=7.3X10 父2兀M10 M40M10=18.3410 MHz B%7 = fo/Qe0.545 MHz18.342.7单调谐放大器如图2.2.4(a)所示。已知放大 器的中心频率f =1

8、0.7 MHz ,回路线圈电感L13 =4 出，Q =100 ,匝数 N13 =20 匝，N12 =5匝，N45=5匝，GL=2mS,晶体管的参数为：Goe =200 而、Coe =7pF、gm =45mS、rbb%0。试求该大器的谐振电压增益、通频带及回路外 接电容C。解 TOC o 1-5 h z Ni3 20,Ni320 ,n1 =4,n2 = = =4N125N455GpGoeGlQ7 - Q 2Ttf0L13 100 2 % 10.7 1 06 4 1 0- =Goe/n2=200 10-/42 =12.5 10- S= Gi/n； =2 10J/42 =125 10- S=37.2

9、 10- SGe=Gp Goe Gl =(37.2 12.5 125) 10- =174.7 10- SAoQe_gmngGe1oj7:-45 106 =-164 4 174.7 10 一666 =21174.7 X10- X2 兀父10.7父106 父4 M10aBW0.7 = f0 /Qe=10.7/21 =0.51 MHzCt -5- =o(2 f0)2L(210.7 106)2 4 10-八_ Coe .7C =Ct 一一2- - 55.42 5 55 PFn；4_ _ 12 _ = 55.4 10- F =55.4 PF2.8单调谐放大器如图2.2.4(a)所示。中心频率fo =30

10、 MHz，晶体管工作点电流Ieq =2mA ,回路电感L13 =1.4 pH ,Q=100,匝比 n =Ni3/Ni2 =2 , n2 =N13/N45=3.5 ,Gl =1.2 mS、Goe =0.4 mS,班,定0,试求该放大器的谐振电压增益及通频带O解GpQP -100 父2 TtX30X106 M1.4 X106 -至二38 10 SGoeGlGegm_23 2_6 _二Goe/n1 =0.4 10 /2 =100 10 S=GL/n2=1.2 10力3.52=98 10fS=Gp Goe Gl =(38 100 98) 108=236 10,S= Ieq/26 =2 mA/26 mV

11、 =0.077 SAu0-0.077nE2Ge 2 3.5 236 106=一 46.6BW0.7Gew0L131666 =16236 102兀 30 106 1.4 10f0Qe30 106 =1.88 MHz16第3章 谐振功率放大器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。已知：Vbb =0.2 V, Ui =1.1cos (，t)V ,回路调谐在输入信号频率上，试在转移特性上画出输入电压和集电极电流波形，并求出电流导通角日及Ic0、1 c1m、1 c2m 的大小。m j-i-1 照匹切中出人.左环疝班加解 由 Ube =Vbb +口 =0.2V

12、 +1.1C0S (t)V =0.2V +1.1C0S (t),可作出它的波形如图P3.1(2)所示。根据Ube及转移特性，在图 P3.1中可作出ic的波形如(3)所示。由于t = 0时,Ube =UBEmax =(0.2 +1.1)V=1.3V,则iCmax =0.7A。因为 Uim COs8 U BE (on ) VBB ,所以UBE(on) 一VBBC0S 1二Uim0.6 -0.2=0.364，贝 U得1.1r -69由于 a0(69 =0.249 ,3(69，=0.432 ,久2(69 = 0.269 ,则Ic0 =1(69 )iCmax =0.249 0.7 =0.174 AIc1

13、m =：1(69 ) iC max =0.432 0.7 =0.302 AIc2m =2(69 )iCmax =0.269 0.7 =0.188 A3.2已知集电极电流余弦脉冲iCmax =100 mA，试求通角日=120)日=70时集电极电流的直流分量Ic0和基波分量Ic1m；若Ucm=0.95VCC,求出两种情况下放大器的效率各为多 少？解(1) .二-120 ,：(=0.406 , 1(u) =0.536I c0 =0.406 100 =40.6 mA, 1clm =0.536 100 =53.6 mA二 Y71) ucm-10(7l)VCC1- 0536 0.95=62.7%2 0.4

14、06I C03.3(2)日=70) %(8)=0.253,3=0.436 = 0.253 100 =25.3 mA, 1=0.436 100 =43.6 mA1 0.436-0.95=81.9%2 0.253已知谐振功率放大器的Vcc=24V, Ic0 =250 mA, P。=5W , Ucm=0.9Vcc,试求该放大器的Pd、Pc、%以及 I c1m、 ICmax、 6。解Pd =Ic0Vcc =0.25 24 =6 WPC =Pd -FO =6 -5 =1Wc = = =83.3%PD6I 一退1 c1m - U cm2 50.9 24= 0.463 AVc1.gi(R=2c=2 0.83

15、3 =1.85,1-50Ucm0.9iC max工 1=1 37 A 二 0(u)0.1833.4一谐振功率放大器,Vcc=30V ,测得 Ico =100 mA , Ucm =28 V , B=70 求&、2和nco解I c0：o(70 )0.253100- =395 mA3.5I c1mRePo-iC max M (70 )Ucm 28I c1 m1I c1mU2FO0.172= 395 0.436 =172 mA=163 Q1cm = 0.172 28 =2.4 W22.4 二80%Pd0.1 30已知Vcc=12V, UBE(on) =0.6V , Ubb =-0.3V ,放大器工作在

16、临界状态Ucm =10.5 V ,要求输出功率FO =1 W ,日=60*,试求该放大器的谐振电阻Re、输入电压Uim及集电极效率”C。一 22二551 Ucm 1 1 10.5解Re 二二一 L2 Po21im U BE(on) -VBBcos r0.6 -(-0.3)0.5= 1.8 V出四L盟=78.5%2 : 0(60 ) Vcc2 0.218123.6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) M、V2集电极均采用串联馈电方式，基极采用自给偏压电路，M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Rb获得反

17、向偏置电压。输入端采用 L型 滤波匹配网络，输出端采用 口型滤波匹配网络。(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 , C3C4C5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C1、C2、LC6构成T和L型滤波匹配网络，C1用来调匹配，C2用来调谐振。T5。口Li5VyvrvfC3a输出解合阑珞精入耦合网络(Wm P3.63.7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2 MHz ,已知天线等效电容 Ca =500 PF,等效

18、电阻 J =8。，若放大器要求 R=80C,求L和C。解得用P3 ,力鱼一a、C组成L形网络，如图P3.7(s)所示。由图可二后-仁谭-1、3由图又可得Qe =La/Pa ,所以可得QeA0(La = La |122 106 =1.91 父10 k H =1.91 出因为 La = L -1- 2La1, Ca+工Qe ):1.91出；12.122出,32(2 兀M2M106)2父2.122父10 _二2_ _76=2987 10 F= 2987 pF6L uLa 一 二1.91 10- 212，Ca(2兀 2 10 )500 10-=14.59x10-H =14.59 pHVCC =20 V

19、 , Po =0.5 W ,3.8 一谐振功率放大器，要求工作在临界状态。已知Rl =50 Q,集电极电压利用系数为0.95,工作频率为10 MHz 。用L型网络作为输出滤波匹配网络,解试计算该网络的元件值。由于Re =2一 2包 J5 20) =3612 0.5Re Rl,需采用低阻变高阻网络，所以3611 =2.49450AQRl2.494 500=L 12兀 10 106=1.986 X10-H =1.986 出,1=1.986 -H 11 22.4941= 2.31 出，2L (2 兀 10 106)2 2.31 10，2 _一= 110 10 F =110 pF3.9已知实际负载Rl

20、=50C,谐振功率放大器要求的最佳负载电阻频率f =30 MHz，试计算图3.3.9(a)所示口型输出滤波匹配网络的元件值, R =2 C。Re=121Q ,工作取中间变换阻抗RlT解将图3.3.9(a)拆成两个L型电路，如图P3.9(s)所示。由此可得542 pFQe2C2 一 rlC2 =02 111= 520 pF 1 2 ,4.91L112-, C2QeA06 22(2 3 30 10 )542 10二52 10，H =52nH7.71 2q6 =81.8 10 H =81.8 nH2兀 30 10放大器工作在临界状态要求谐振阻抗Re等于. I 1I 1.L1； 411 1 +丁 =8

21、1.8 nH 1 +2 1=83 nHI Q：,jI 7.7f J1112C1=2 62g 3 339 :10 - F =339 pF6 L1；(2 71X30X10 ) X83X10-L1 =Ln L12 =(81.8 52) nH =133.8 nH第4章正弦波振荡器分析图P4.1所示电路，标明次级数圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。图 F4.1解(a)同名端标于二次侧线圈的下端116f = 一 = =0.877 10 Hz =0.877 MHz2兀.LC 2兀 330 1012 100 10上(b)= 0.777 106Hz =0.777 MHz同名端标于二次侧线的圈下端

22、2兀.140 10$ 300 10上(c)同名端标于二次侧线圈的下端16f0 = 二0.476 10 Hz =0.476 MHz0_/22 兀 560 10200 10变压器耦合LC振荡电路如图 P4.2所示，已知C =360 pF, L =280出、Q = 50、M =20出，晶体管的 中fe=0、006=2108,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。P4.2(s)所示。解作出振荡器起振时开环 丫参数等效电路如图 略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于=:Hz = 0.5 MHz 2 ttVLc2 7280X10-X

23、360X10-2略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为Ge =GeG：=GeQ oL5 _1_二2M10飞+66 s =42.7 而由于三极管的静态工作点电流I EQ为I EQ12 10 0.712 333.3 k1=0.6 mA所以，三极管的正向传输导纳等于Yfe ： Pm =Ieq/Ut= 0.6 mA/26 mV =0.023 S因此，放大器的谐振电压增益为uAu。LUoTUi而反馈系数为uau,3j- L这样可求得振荡电路环路增益值为 L .T = AF = M 0.02320L =38L 42.7 10280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

24、示振荡电路，指出图中错误，并加以改正。50M2 7tM0.5父10 m280M10 一图 P4.3解(a)图中有如下错误：发射极直流被Lf短路，变压器同各端标的不正确，构成负反馈。改正图如图 P4.3(s)(a)所示。(b)图中有如下错误：不符号三点式组成原则，集电极不通直流，而 到发射极。只要将 G和L位置互换即彳T,如图 P4.3(s)(b)所示。Vcc通过L直接加9r fo图 P4.3CS4.4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。国 F4.4解(a)能；f00.19J4700_6，10300 10106 Hz =0.19

25、MHz(b)不能;1_ _ 6 .(c)能；f0 =0.424 x10 Hz =0.424 MHz2ti 470 10 12 (100 - 200) 10 -画出图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CB、Ce、Cc为耦合电容或旁路电容， Lc为高频扼流圈)。O* % C%砌y叼(b)能振荡；(d)不能振荡。解各电路的简化交流通路分别如图 P4.5(s)(a)、(b)、(c)、(d)所示，其中(a)能振荡;(c)能振荡;IH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) L1C1 )L2c2A

26、L3c3;(2)L1C1ml2c2cL3c3;(3)L1C1=L2c2AL3c3；(4)L1C1 L2c2 al3c3,f01f02f03当f时，XX2、X3均呈感性，不能振荡；当f01 Cf f02时，X1呈容性，X2、X3呈感性，不能振图 P4.6当 f02 Mf f03 时,X1、X 2呈容性,X3呈感性，构成电容三点式振荡电路。(2)L1C1 f02 f03当f f03时，XX2、X3呈感性，不能振荡；当f03 f f02时，X3呈容性，X1、X2呈感性，构成电感三点式振荡电路;当f02 f f01时，X2、X3呈容性，X1呈感性，不能振荡；当f Afs时，X1、X2、X3均呈容性，不

27、能振荡。 L1C1 =L2c2 A L3c3 即 f01 = f02 M f03当f f01(f02)时，X1、X2、X3均呈感性，不能振荡;当f01 (f02)f f03时，Xi、X2、X3均呈容性，不振荡。Li Ci L2 C2 = L3C3 SP fi A f2 = f3ff02(f03)时，Xi、X2、X3 均呈感性;f02(f03)f f0i时，Xi、X2、X 3均呈容性，故此种情况下，电路不可能产生振荡。电容三点式振荡器如图 P4.7所示，已知LC谐振回路的空载品质因数 Q=60,晶 体管的输出电导 Goe =2.5 Xi0-S ,输入电导Gie =0.2Mi0S,试求该振荡器白振

28、荡频率 f。, 并验证Icq =0.4 mA时，电路能否起振？囹P小了解(1)求振荡频率f,由于CiC2300 i000 .C =!_ =pF=23i pFC1c2300 i000所以 iif0 =6Hz=i MHz2 tiVLC_ 2 Tt/ii0 Xi0- X23i Xi0-2(2)求振幅起振条件 .,0.4 -gm =Icq /26 = S=0.0i54 S26GpQ . L/C 60 .110 10 一/23i 10 一S =24 10- SGp二 CiC2 C2八 300 -10006 ccGp = 24 10 - S = 40.6 Sp 1000GieC 2=c1GieC2=(些2

29、(200 父10Rbi / Rb2 ) 000 J I_63 312 10 /36 10=28 SGcGe一_3_3 _=1/Rc = 1/2 10 S =0.5 10 飞二500 海gm=G70.01543006 594 10 6 1000=Gp Gie GcGoe (40.6 28 500 25)u594 面=7.8 1故满足振幅起振条件。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(a)电路的交流通路如图P4.8(s)(a)所示，为改进型电容三点式振荡电路，称为克拉泼电路。其主要优点是晶体管寄生电容对振荡频率的影响很小，故振荡频率稳定度高。11f0=

30、:Hz=2.25 MHz2 tiVLC2 W50 X10-X100 X10-(b)电路的交流通路如图P4.8(s)(b)所示，为改进型电容三点式振荡电路，称为西勒电路。其主要优点频率稳定高。 TOC o 1-5 h z f)一1C =1 +3.3 pF=4.86 pF(2.2 8.2 15 J11fo =!=j612 Hz=9.6 MHz2 局LC 2 W57 10-X4.86 父1064.9分析图P4.9所示各振荡电路，画出交流通路，说明电路的特点，并计算振荡频率解(a)交流通路如图P4.9(s)(a)所示。 TOC o 1-5 h z _1_1_ _ _C= +25 + pF=30.83

31、pF1111_ + + 15 105 5)16_ _fo = =12.82 10 Hz=12.82 MHz2 5 X10-X30.83 X10-2电容三点振荡电路，采用电容分压器输出，可减小负载的影响。(b)交流通路如图 P4.9(s)(b)所示，为改进型电容三点式LC振荡电路(西勒电路)，频率稳定度高。采用电容分压器输出，可减小负载的影响。C =120020051100一115.1 )pF=38.625 pFf0 =287104.10若石英晶片的参数为：=9.06 106 Hz=9.06 MHz1238.625 10-Lq=4H, Cq =6.3 X10- pF , C。=2 pF , 0=

32、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?解(1) fs =-1=1=1 003 M106 Hz=1 003 MHz2 .LqCq2 44-6.3 M10 且父10上(2)f f L；+Cq f匚；+6.3父10总父10上inn.xin6fp fs = I J1 十1 fs = I sP 十12 -1 K 1.003 父10Y C J 012X10-,=1.58 103 Hz=1.58 kHzQR2 Tt fsLq2ti 1.003 106 45=2.52 10100Lq C L LqC0CrqC0rqC

33、CqC0 Cq将C0 rq6.3 1010461J2 =63 10 - 63 M 1 (2 6.3 10 ) 102 10100图P4.11所示石英晶体振荡器，指出他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。00 F4,II解(a)并联型晶体振荡器，石英晶体在回路中起电感作用。(b)串联型晶体振荡器，石英晶体串联谐振时以低阻抗接入正反馈电路。晶体振荡电路如图 P4.12所示，试画出该电路的交流通路；若 G为L1C1的谐振频 率，f2为L2c2的谐振频率，试分析电路能否产生自激振荡。若能振荡，指出振荡频率与fl、f2之间的关系。图P4M像 ,心，解该电路的简化交流通路如图P4.

34、12(s)所示，电路可以构成并联型晶体振荡器。若要产生振荡，要求晶体呈感性，LiCi和L2c2呈容性。所以f2 f0 fi 画出图P4.13所示各晶体振荡器的交流通路，并指出电路类型。15。kn*umF vJLa间(t1解各电路的交流通路分别如图P4.13(s)所示。串兼晶振露)井联晶振图P4.14所示为三次泛音晶体振荡器，输出频率为5 MHz ,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？Vcc解振荡电路简化交流通路如图P4.14(s)所示。LC回路用以使石英晶体工作在其三次泛音频率上。V2构成射极输出器，作为振荡器的缓冲级，用以减小负载对振荡器工作的影响，可提高振

35、荡频率的稳定度。4.15试用振荡相位平衡条件判断图么？P4.15所示各电路中能否产生正弦波振荡，为什(b)(c)口)图 P4JS解(a)放大电路为反相放大，故不满足正反馈条件，不能振荡。(b) Vi为共源电路、V2为共集电路，所以两级放大为反相放大，不满足正反馈条件，不 能振荡。(c)差分电路为同相放大，满足正反馈条件，能振荡。(d)通过RC选频网络构成负反馈，不满足正弦振荡条件，不能振荡。(e)三级RC滞后网络可移相180 ，而放大器为反相放大，故构成正反馈，能产生振荡。已知RC振荡电路如图P4.16所示。(1)说明Ri应具有怎样的温度系数和如何选 择其冷态电阻；(2)求振荡频频率f。图 P

36、4.161解(1) R应具有正温度系数，R冷态电阻-R2=5kQ2(2) fo2nRC=36 =971 Hz2n 8,2 103 0.02 10 -RC振荡电路如图 P4.17所示，已知 R1 =10 kQ , Vcc =VEE =12 V，试分析R2的 阻值分别为下列情况时，输出电压波形的形状。(1) R2=10kQ;(2) R2 =100 9 ; (3) R2为卡 负温度系数热敏电阻，冷态电阻大于 20 k。； (4) R2为正温度系数热敏电阻，冷态电阻值大 于 20 kQ。解(1)因为1十% =2 3,却随Uo增大越大于3,故输出电压为方波。设计一个频率为 500 Hz的RC桥式振荡电路

37、，已知 C =0.047 F ,并用一个负温 度系数20 k。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Vcc=Vee=10V。由于振荡频率较低，可选用通用型集成运放741。由f0 =1一确定R的值，即 2 tiRC_11R = =6 ； 1 - 6.8 k J2ti f0C2 5 500 0.047 10 一由1+民之3可确定R1的值，即 R1二空、0k22可根据输出幅度的大小，选择小于10k建的电阻，R1取小值，输出幅度可增大。现取R =6.8 kC。图4.5.4所示RC桥式振荡电路中， R2 =10 kC ,电路已产生

38、稳幅正弦波振荡，当 输出电压达到正弦波峰值时，二极管的正向压降约为0.6 V，试粗略估算输出正弦波电压的振幅值Uom0zzknKi 10 kQ77+l&V E741c+6-12VjP.星 _1L _0.01,1F 3 2ka席 C-。.09国454集成运能桥式振需品实用电路 r解稳幅振荡时电路参数满足1+=3,即RiR =2R =2 8.2 k;. - -16.4 k.1因Rf由R、R3与M、V2并联阻抗 R串联组成，所以R =Rf - R2 =16.4 k。-10 k； - 6.4 k 1因R3两端压降为0.6 V,则流过负反馈电路的电流等于0.6 V/ R3,所以，由此可以得到振荡电路的输

39、出电压为U om0.6 V0.6 V-(RfRi) = = 2.31VR3 F F 1；6.4 k.1第5章振幅调制、振幅解调与混频电路5 一 -5.1已知调制信号ut) =2cos(2 /500t) V,载波彳w号 Uc(t)=4cos(2TtM10 t) V,令比例常数ka =1，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 _解UAM(t) =(4+2cos 2 7tM 500 t)cos(2 兀父10 t),5=4(1 0.5cos2tt 500t)cos(2 % 10 )t V2 ma =0.5, BW =2 500 =1000Hz4调

40、幅波波形和频谱图分别如图P5.1(s)(a)、(b)所示。已知调幅波信号 Uo =1+cos(2 7ixl00t)cos(2兀xl05t)V ,试画出它的波形和频谱图, 求出频带宽度BW。解 BW =2 父100 =200 Hz调幅波波形和频谱图如图P5.2(s)(a)、(b)所示。3已知倜 制信号 uq=2cos(2 71X2X10 t)+3cos(2 兀父3001) V , 载 波信号5Uc =5cos(2tiM5 M10 t) V,匕=1 ,试写出倜辐波的表布式，回出频谱图，求出频带宽度 BW。小 郴TmA3M 应囹际5) TOC o 1-5 h z 35解 Uc(t) =(5+2cos

41、 2 7tM2父10 t +3cos2 7tM300t)cos2 7tM5M10 t35=5(1 0.4cos2 % 2 10 t 0.6cos2tt 300t)cos2 兀 5 10 t55353=5cos2tt 5 10 t cos2M5 102 10 ) t cos2tt(5 10 t-2 10 )t.5 .51.5cos2 tt(5 10300) t1.5cos2 兀(5 10 -300) t (V)BW =2 Fmax =2 2 103 =4 kHz频谱图如图P5.3(s)所示。已知调幅波表示式U(t) =20 +12cos(2/500 t)cos(2兀父1061) V，试求该调幅波

42、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 Ucm=20V, fc=106Hz, F =500 HzU Qm12ma =0.6, BW=2F =2 父 500 =1000 HzUcm 20已知调幅波表示式u(t) =5cos(2ttM106 t)+cos2M106 +5M03)t+cos2tt(106 -5103) t V ,试求出调幅系数及频带宽度，画出调幅波波形和频谱图。图 PGCR1一，L解由maUcm =1V ,可得2ma =2/ Ucm =2/5 =0.43BW =2 5 10 Hz=10 kHz调幅波波形和频谱图分别如图5.6 已知调幅波表示式 u(t)P5

43、.5(s)(a)、(b)所示。4 一=2 +cos(2兀乂 100t)cos(2兀父10 t) V，试回出它的波形和频谱图，求出频带宽度。若已知 Rl =1 C ,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。IV解调幅波波形和频谱图分别如图P5.6(s)(a)、(b)所示。BW =2F =200 Hz , ma =0.5, U 21 ,22PO =11=，J =2 WRl2 1PSSB =一212(二 maU cm )Rl1一 0.5 22一 1= 0.125 WPsbi+Psb2=0.125+0.125=0.25WBv =Pc PDsb =2 0.25 =2.25W5.7 已

44、知 u(t)=cos(2 7iM106t)+0.2cos2Tt(106 +103) t+0.2cos2 兀V(106-103) t V ,试画出它的波形及频谱图。解u0(t) =cos2 7tM106 t +0.4COS2 7tM106 tcos2 7tM103 t二(1 0.4COS2 1 103t)cos(2 兀 106t)V所以，调幅波波形如图P5.7(s)(a)所示，频谱图如图 P5.7(s)(b)所示。田 P5.$ TOC o 1-5 h z 333解(a)u0(t) =10cos2 7tM100 M10 t +2cos2 7tM101M10 t+2cos2 7199M10 t_ .

45、 _3. _ 一一 _ _ 3+3cos21 10210t3cos2兀98 10 t二10cos2tt 100103t4cos2兀100 103tcos2Tt103t一33+6cos21 100 103 tcos2Tt 2 103 t335=10(1 . 0.4cos2tt 10 t 0.6cos2tt 2 10 t)cos(2Tt 10 t) V(b)u0 (t) =(5 2cos2 1 104t)cos2Tt 1071= 5(1 0.4cos2tt 104t)cos(2 兀 107 t) V5.9 试分别画出下列电压表示式的波形和频谱图，并说明它们各为何种信号。(令缸=9口)u(t) =1

46、 +cos( t)cos(%t)；u(t) =cos( Qt)cos(ct)； u(t) =cosM+ Q)t；u(t) =cos( Qt) +cos(oct)解(1)普通调幅信号，ma =1 ,波形和频谱如图 P5.9(s)-1所示。(2)抑载频双边带调辐信号，波形和频谱如图P5.9(s)-2所示。(3)单频调制的单边带调幅信号，波形和频谱如图P5.9(s)-3所示。低频信号与高频信号相叠加，波形和频谱如图P5.9(s)-4所示。姐15.10理想模拟相乘器的增益系数A =0.1 V,，若Ux、Uy分别输入下列各信号，试写出输出电压表示式并说明输出电压的特点。uX=uY =3cos(2 兀M1

47、06t) V；uX=2cos(2TtM106t)V,uY=cos(2tiM1.465 M106t) V ；uX=3cos(2TtX106t) V,uY=2cos(2 兀父103。V ；uX=3cos(2TtX106t) V,uY=4 +2cos(2 +103t) V解(1) Uo = A UxUy =0.1 M32 cos2 2兀 M106 t =0.45(1 +cos4 7tM1061) V为直流电压和两倍频电压之和。uO =Auxuy =0.1父2cos2 7tM106tMcos2TtM1.465M106 t =0.1cos2tt(1.465+1) 106 t cos2兀(1.465 1)

48、 106 t 二(0.1cos2tt 2.465 106t 0.1cos2tt 0.465 106 t) V 为和频与差频混频电压。Uo = AUxUy =0.1 3cos2 兀 10 t 2cos 2 兀 10 t =0.3cos2M106 103)t 0.3cos2tt(106-103) t V 为双边带调幅信号Uo =AUxUy =0.1 3cos2 兀 106 t (4 2cos 2 兀 103 t) = 1.2(1 0.5cos2tt 103t)cos(2 1 106 t) V为普通调幅信号。5.11图 5.1.7 所示电路模型中，已x 刈Am =0.1 V-1,Uc(t) =cos

49、(2 / 106 t) V ,u6t) =cos(2/103t) V , Uq=2V，试写出输出电压表示式，求出调幅系数ma,画出输出电压波形及频谱图。解uo(t) =MUc(t)UQ +ut)4,一一 6 一一 3、-=0.1cos(2 兀父10 t)2 +cos(2；tMl0 t)= 0.21 0.5cos 2 i 103 tcos(2 1 106 t)Vma =0.5输出电压波形与频谱如图P5.11(s)(a)、(b)所示。3已知调幅信号 ut) =3cos(2 713.4X10 t)+1.5cos(2 兀M300t)V ,载波信号 61Uc (t) =6cos(2 71X5X10 t)

50、V ,相乘器的增益系数 Am =0.1 V，试回出输出调幅波的频谱图。L 1.闺3解uo(t) =AMuc(t)ut)=0.1 M6cos(2 兀黑5父106 t)(3cos 2 兀父3.4 父1031 +1.5cos2 兀黑 300 t)=1.8cos2tt 3.4 103 tcos2 5 5 106t 0.9cos2 5 5 106tcos2Tt 300t)V因此调幅波的频谱如图P5.13(s)所示。已知调幅波电压35u(t) =10+3cos(2 71100 t) +5cos(2 兀父10 t)cos(2 兀父10 t) V ,试画出该调幅波的频谱图，求出其频带宽度。工，* 1 f?解调

51、幅波的频谱如图P5.14(s)所示。BW =2Fn =2 103 Hz=2 kHz5.15二极管环形相乘器接线如图 P5.15所示，L端口接大信号u1=U1mcos(01t),使四只二 极管工作在开关状态， R端口接小信号，山 =U 2m cos(o2t),且 U1mLi U 2m , 试写出流过负载Rl中电流i的表示式。阳 P5J5%Rl解ii =g(ui U2)Si(gt), i2 =g(U2 ui)(t 兀) i3 =-g(Ui +U2)S(0it 兀)，i4 =g(ui +u2)S(Sit) i -(i i _ i4) (i243)= -2gu2sl侬it)+2gu2813t 兀)=

52、-2gu2G(劭t) G it 切 TOC o 1-5 h z 44-2gU2mcos，2t cos it - 一 cos3 itTt3兀44,71中 g =i/（dRl）5.16二极管构成的电路如图U2 =U2m cos（他 t） , U2 为小信二一一 gU 2mcos(1，2)t cos(，1 一，2)t gU 2mcos(3，1，2) t cos(3，1 一，2)川P5.16所示，图中两二极管的特性一致，已知Ui =5mC0S3 t）,UimLI U2m ,并使二极管工作在受Ui控制的开关状态，试分析其输出电流中的频谱成分，说明电路是否具有相乘功能?*Q-Q.Mv2 (b)图 P5.1

53、6解(a)由于ii=g(ui+u2)S(mit) ,i2 =g(u2ui)S(0it 兀)式中 g=i/(rb+Rl),所以i =ii F=g(U +u2)S(期t) -(u -Ui)G(Sit 兀)= guiSt) +Sit -7t)+gu28i(Wit)-8i(Qit-7t)，4,4=gU1m cos 1t gU2m cos 2tcostcos31t3兀输出电流中含有 皿、切2%、3Kli 士等频率成分。由于有62 81成份，故该电路具有相乘功能。(b)由于 ii =i2 =gD(ui +u2)S(coi t),所以ii -i2 =0 ,故电路不具有相乘功能。5.20 二极管环形调幅电路如

54、图P5.20所示，载波信号 uc =UcmCOS(0ct),调制信号U q (t) =U建COS(Ct) , UcmUG，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。ii =gD(Uc +udS(coct), i2 =gD(uQ-Uc)S(oct 一 ) i3=gD(-Uc -uSi(ct 一句，i4 =gD(uc -u)Si(Oct) i ii - i4i 3 - i2= 2gDufSi(Qct) -2gDuf(ct )=2gD5 S2(，ct)c,4,4“= 2gDu, m cos1. n -cos ctcos3 ct III3兀5.22 理想模

55、拟相乘器中，Am =0.IV,，若ux =2cos(8ct),uY =i 0.5cos(ijt) 0.4cos(. 2t)cos( ct)试写出输出电压表示式，说明实现了什么功能？解uO(t) =Am uxuy =0.i x2cos2,所以可得2 fcC_5/2 兀 465 103 5 103 =342 10,F=342pF为了不产生惰性失真，根据RC W *应可得1 -0.3ma.16=0.02父10丁 =0.02 FCT-nma. R0.3 2 兀 5 105 10所以可得340PF 0 0.02R =R/2 =5kQ/2=2.5 kQ二极管包络检波电路如图 P5.24所示，已知3、3、3

56、、-.us(t) =2cos(2 71X465 x103t) +0.3cos(2 B469x103t) +0.3cos(2 於461 x103t) V 。(1)试问该电路会不会产生惰性失真和负峰切割失真?(2)若检波效率,，按对应关系画出A、B、C点电压波形，并标出电压的大小。解(1)由us表示式可知，由于 RC =5.1 103 6800 10fc =465 kHz、F=4kHz、 ma =0.3126 一=34.68X10 ,而1 - m2ma1.1J -0.3230.3 2 兀 4 10=127 10”nrt41 -m2贝 U RC :二R,lRma1.1R/Rl,故该电路不会产生惰性失

57、真RlR RRl3 5.1=0.37 日(=0.3),故电路也不会产生负峰切割失真。(2)A、B、C点电压波形如图 P5.24(s)所示。圈陷小切载波5.25 二极管包络检波电路如图P5.25所示，已知调制信号频率 F =300 -4500 Hz ,fc=5MHZ ,最大调幅系数 mamax=0.8,要求电路不产生惰性失真和负峰切割失真，试决定C和Rl的值。前眇工5解(1)决定C从提高检波效率和对高频的滤波能力要求C 9 cR510C至屋10 ,现取cR1063 F = 43 pFgTt 5 10(1.2 6.2) 10为了避免产生惰性失真，要求1 - mamaxC 一ma max :, ma

58、x R1 -0.80.8 2兀 4500 (1.2 6.2) 103F =3600 pF所以C的取值范围为43 pF C 19.8 kQ图P5.27所示电路称为倍压检波电路，R为负载，C2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。说明电路的工作原理。S P5 2 7解当Us为正半周时，二极管 Vi导通、V2截止，UsXCi充电并使Ci两端电压Uci接近输 入高频电压的振幅；当Us为负半周时，二极管Vi截止，V2导通，Us与Uci相叠加后通过V2对C2充电，由于R取值比较大，故C2两端电压即检波输出电压Uo可达输入高频电压振幅的两倍。三极管包络检波电路如图P5.28(a)所示

59、，C为滤波电容，R为检波负载电阻，图(b)所示为三极管的转移特性，其斜率gc =i00ms ,已知Vbb =0.5 V , Us(t) =0.2i+0.5cos(Ct)cos(切ct) V ,(1)试画出检波电流iC波形；(2)试用开关函数，写出iC表 示式，求出输出电压 Uo(t)和检波效率 为；(3)用余弦脉冲分解法求出输出电压Uo(t)。行)(b)S P5.2*解(1)由于Vbb=0.5 V,所以在Us(t)的正半周，三极管导通，负半周截止，导通角9=90, ic为半周余弦脉冲，波形如图P5.28(s)所示。 TOC o 1-5 h z 一122ic =gcusS1( ct) =100

60、0.2(1 0.5cos4)cos ct cos -ctcos3 ct 川2 兀3兀 ，一,、 12 ，一= (20cos ct 10coscos ct) cos ct -川 2 兀二10cos ct20201010一7t 7t7t7tcos2.ct5cos. tcos .ctcos，.”一cos1.tcos2 ,ct川除高次谐波，则得输出电压Uo20 10= cosA兀 兀|mA 父1 kQ=(6.37+3.18cos Ct) V_U,；m_ _3.18mUim 0.5 0.12=31.8(3)由于9 =90为常数，a0(90) =0.319 ,所以 1comax =30X0.319 =9.