现代电子线路基础(新版教材)-第六章习题答案

.PAGE.第六章习题答案6.1在题图6.1所示调谐放大器中,工作频率fo=10.7MHz,L1-3=4μH,Qo=100,N1-3=20匝,N2-3=5匝,N4-5=5匝,晶体管3DG39在fo=10.7MHz时测得gie=2860μS,Cie=18pF,goe=200μS,Coe=7pF,|yfe|=45mS,yre=0,试求放大器的电压增益Avo和通频带BW。题图6.1交流等效电路折合后的等效电路解：,总电容LC振荡回路电容LC振荡回路固有谐振频率10.85<MHz>固有损耗电导：,注：由上述计算可以看出,和相差不大,即部分接入后对谐振频率影响较小,但概念要清楚。另外,这里给出了〔即认为是不要通过来计算。6.2题图6.2是某中放单级电路图。已知工作频率fo=30MHz,回路电感L=1.5μH,Qo=100,N1/N2=4,C1~C4均为耦合电容和旁路电容。晶体管在工作条件下的y参数为；试解答下列问题：<1>画出放大器y参数等效电路；<2>求回路谐振电导gΣ；<3>求回路总电容CΣ；<4>求放大器电压增益Avo和通频带BW；<5>当电路工作温度或电源电压变化时,Avo和BW是否变化？题图6.2题图6.2y参数等效电路解：<1>y参数等效电路如上图：<3>由得<2>,由y参数得,固有损耗电导：<4><5>当电路工作温度或电源电压变化时,会引起y参数变化,从而和BW会发生变化。6.3某场效应管调谐放大器电路如题图6.3所示,为提高放大器稳定性,消除管子极间电容CDG引起的内部反馈,电路中加了CN、LN元件,试解答下列问题。<1>分析CN、LN是如何消除CDG引起的内部反馈的？<2>分析其它各元件的作用；<3>画出放大器的交流等效电路；j<4>导出放大器电压增益Avo表达式。题图6.3交流等效电路解：〔1与组成并联谐振回路,使得漏栅之间的反馈阻抗为,故消除了漏栅之间的反馈,即消除了引起得内部反馈,实现了单向化。〔2各元件的作用：组成并联谐振回路,起选频作用；组成并联谐振回路,起选频作用,作放大器的负载；为输入、输出的耦合电容；组成串联谐振回路,减小内部反馈；为偏置电阻,提供场效应管的工作点； 为旁路电容；为电源滤波电容；场效应管用作放大器。〔3交流等效电路如上图：〔4与晶体管相似,设y参数分别为、、、且,且设负载〔接入系数为,并联谐振回路固有损耗为则6.4题图6.4示出了晶体管丙类调谐功放晶体管的输出特性<vBE最大值对应的一条输出特性曲线>和负载线A-B-Q直线<也称输出动特性>,图中C点对应的vCE等于电源VCC,试解答下列问题。<1>当vi=0,VCE=VCC时,动特性为何不从C点开始,而是从Q点开始？<2>导通角为何值时,动特性才从C点开始？题图6.4<3>电流脉冲是从B点才开始发生,在BQ段区间并没有,为何此时有电压降vBC存在？题图6.4解：1根据电路可得:则在时,,又因为,所以因此,当时,动特性不从C点开始,而是从Q点开始。2根据1的推倒可知,当动特性才从C点开始。3由于该电路的负载是LC谐振网络,则虽然在BQ段为0,但是因为LC谐振网络具有储能作用,电感L对电容C充电后,电容C两端的电压造成此时电压降BC。6.5谐振功率放大器工作在欠压区,要求输出功率Po=5W,已知VCC=24V,VBB=VD,Re=53Ω,设集电极电流为余弦脉冲,即试求电源供给功率PD和集电极效率。解：由题义知：,而,可得：由〔得6.6实测谐振功率放大器,发现输出功率Po仅为设计值的20%,而Ico却略大于设计值。试问放大器工作于什么状态？如何调整放大器,才能使Po和Ico接近设计值？解：根据图知,该放大器工作在欠压状态。可以适当增大导通角θ或Re的值。6.7试求题图6.7所示各传输线变压器的阻抗变换关系式Ri/RL及相应特性阻抗ZC表达式。<a><b><c><e>题图6.7解：<a>由图可知：,,故,<b>由图可知：,,,,<c>由图可知：,故,<d>由图可知：,,故,<e>由图可知：,,故,,6.8证明题图6.8中RB开路〔即B端信源开路时RC和RD上的功率都为PA/2,其中PA=I·V。题图6.8解：根据传输线的变压器的特性可知：I=<I1+I2> I1=I2=I/2 v1=v2根据功率合成<或分配>网络的最佳传输条件可知:RC=R/2 RD=2RRC上的电压VRC=V-v1 RD上的电压VRD=v1+v2 对于推导v1=V/2也可根据教材进行说明RC上的功率RD上的功率6.9题图6.9所示为互感耦合反馈振荡器,画出其高频等效电路,并注明电感线圈的同各端。<a><b><c>题图6.9解：高频等效电路、电感线圈的同各端如下图所示：6.10试判断题图6.10所示交流通路中,哪些不能产生振荡。若能产生振荡,则说明属于哪种振荡电路。<a><b><c><d><e><f>题图6.10解：<a>不能振荡〔负反馈；<b>互感耦合振荡器；<c>不能振荡〔同性质；<d>电感三点式振荡器；<e>不能振荡；<f>电容三点式振荡器；题图6.11为一三谐振回路振荡器的交流等效电路,若电路参数之间的关系为：<1>L1C1>L2C2>L3C3；<2>L1C1=L2C2=L3C3；<3>L2C2>L试分析以上三种情况下电路能否振荡？若能振荡,则属于哪种类型的振荡电路？其振荡频率fo与各回路的固有谐振频率f1、f2、f3之间是什么关系？题图6.11解：由于并联回路的谐振频率为,LC回路的等效阻抗为,可得：时Z为容性；时Z为感性可得,同性质必须〔容性,或者〔感性而时,为感性,不能振荡；时,为容性,不能振荡；为感性,能振荡；可见当时能振荡,为电容三点式,且〔2任何频率时都有同性质,不能振荡〔3可得,同性质必须〔容性,或者〔感性而或者时,都与同性质,不能振荡6.12题图6.10<a>、<b>分别为10kHz和25kHz晶体振荡器,试画出交流等效电路,说明晶体的作用,并计算反馈系数。<b>题图6.12解：交流等效电路如下图所示：晶体作用：<a>高Q值电感；<b>短路线反馈系数：由,得：<a>；<b> 6.13将石英晶体正确地接入题图6.13所示电路中,组成并联型或串联型晶振电路。<a><b>题图6.13解：<a>用晶体取代L即可,构成并联型晶振电路；<b>晶体一端接C1和C2之间,另一端接到发射极,构成串联型晶振电路。6.14若非线性器件的伏安特性为i=a1v+a2v2,其中v=Vcmcosωct+VΩmcosΩt+<VΩm/2>cosΩt,且满足ωc>>Ω的条件。求电流i中的组合频率成分。解：可以看出中含有直流、。6.15两个信号的表达式分别为v1=V1mcosω1t<V>和v2=V2mcosω2t<V>。试写出两者相乘后的数学表达式,并定性画出波形和频谱示意图。解：频谱波形6.16已知某调幅波的表达式为试求该调幅波的载波振幅Vcm、载波角频率ωc、调制信号角频率Ω、调制度ma和带宽BW的值。解：对照AM波表达式可得：6.17某调幅发射机发射的未调制载波功率为9kW。当载波被角频率为Ω1的正弦信号调制后,发射功率为10.125kW,试计算调幅度ma1。如果再加一个角频率为Ω2的正弦信号对其进行40％调幅后再发射,试求这两个正弦波同时调幅时的发射总功率。解：又题义知：可得而6.18已知某调幅波的表达式为试求其包含的频率分量及相应的振幅值,并求出该调幅波的峰值与谷值。解：包含的频率分量及相应的振幅值：1MHz25V1.005MHz8.75V0.995MHz8.75V1.01MHz3.75V0.99MHz3.75V调幅波包络为,可化简为最大值为37.6V,最小值为0V即调幅波的峰值与谷值分别为37.6V、0V。6.19已知某调幅波的频谱如题图6.19所示。试写出该调幅波的数学表达式,并画出实现该调幅波的原理框图。题图6.19解：于是有：可得：框图如下：6.20画出题图6.20所示多级调制产生SSB信号的框图中A、B、C三点的频谱图。已知fo1=5MHz,fo2=50MHz,fo3=100MHz。并说明为何要采用逐级调制方法。题图6.20解：A、B、C点频谱图如下：采用多级调制主要是为了增加两个边频带之间的相对距离,使得易于设计滤波器。6.21用题图6.21<a>所示的电路产生AM波,已知调制信号vΩ<t>=VΩmcosΩt,载波vc<t>=Vcmcosωct,用示波器测量得到输出端的波形产生了过调制失真如题图6.21<b>所示。则应如何调整电路参数克服这种失真？<注：直流电压Eo、载波和调制信号幅度均不能改变>题图6.21题图6.21解：由题图6.21<a>知,可减小的值,从而减小,克服过调制失真。6.22差分对管调幅电路如题图6.22所示。已知载波vc<t>=Vcmcosωct,调制信号vΩ<t>=VΩmcosΩt。<1>若ωc＝107rad/s,LC回路对ωc谐振,谐振电阻RL=1kΩ,Ee=Ec=10V,RE=5kΩ,vc<t>=156cosωct<mV>,vΩ<t>=5.63cos104t<V>。试求输出电压vo<t>。<2>电路能否得到双边带信号?题图6.22题图6.22解：〔1如图：,得出：,而而,其中n=1时,输出电压即〔2不能,因为,要得到DSB,必须,而如,则没有直偏置,电路不能工作。6.23在题图6.23所示的包络检波器电路中,已知LC谐振回路固有谐振频率为106Hz,谐振回路的谐振电阻Ro=20kΩ,检波系数kd=0.9,试回答下列问题。<1>若is<t>=0.5cos2π×106t<mA>,写出检波器输入电压vs<t>及输出电压vo<t>的表达式。<2>若is<t>=0.5<1+0.5cos2π×103t>cos2π×106t<mA>,写出vo<t>的表达式。题图6.23题图6.23解：<1><2>6.24检波电路图题图6.24所示。已知va<t>=0.8<1+0.5cos10π×103t>cos2π×465×103t<V>,二极管的导通电阻rd=125Ω。求输入电阻Rid和检波系数Kd,并检验有无惰性失真和负峰切割失真。题图6.24题图6.24解：直流负载为：,交流负载为：,,无负峰切割失真。,,无惰性失真6.25为了不产生负峰切割失真,通常采用题图6.25所示的分负载检波器电路。试问当ma=0.3时,此电路是否会产生负峰切割失真。若该电路产生了负峰切割失真又应如何解决？题图6.25题图6.25解：〔1当电位器的动臂位于最上端时：直流负载交流负载故电路会产生负峰切割失真。可将电位器的动臂向下移动以增加,设移动后上边部分为,下边部分,则：设得：解得：所以将电位器的动臂向下移动,使得移动后上边部分即可消除负峰切割失真6.26已知调制信号vΩ<t>=2cos2π×2000t<V>,若调频灵敏度kf=5kHz/V,求最大频偏Δfm和调制指数mf。若调相灵敏度kp=2.5rad/V,求最大相偏Δφm和调制指数mp。解：,,6.27已知载波频率fc=100MHz,载波电压振幅Vcm＝5V,调制信号电压vΩ<t>=cos2π×103t+2cos2π×500t<V>,若最大频偏Δfm＝20kHz,试写出调频波的数学表达式。解：对调频波〔FM：按定义有又由,得6.28已知载波频率fc=25MHz,载波振幅Vcm＝4V,调制信号vΩ<t>=VΩmsin2π×400t<V>,最大频偏Δfm＝10MHz。<1>试分别写出调频波vf<t>和调相波vp<t>的表达式。<2>若调制频率改为2kHz,其它参数不变,再写调频波vf<t>和调相波vp<t>的表达式。解：〔1当调制频率为400Hz时：对调频波〔FM：按定义有且对调相波〔PM：,且所以：最大相偏〔2当调制频率为2KHz时：对调频波〔FM：对调相波〔PM：6.29若调角波的数学表达式为v<t>=10sin<2π×108t+3sin2π×104t><V>。<1>这是调频波还是调相波？<2>求载频、调制频率、调制指数、频偏、带宽以及调角波在100Ω电阻上的功率。解：〔1根据定义：当vΩ<t>=VΩmcos104t时为调频波,当vΩ<t>=VΩmsin104t时为调相波。〔2载频：100MHz；；；调角波的总功率约等于载波功率,即。6.30一个调频设备如题图6.30所示。已知本振频率fL=40MHz,调制信号频率fΩ＝100Hz~15kHz,混频器输出频率为fL-fc2,倍频系数N1=5、N2＝10。若要求输出调频波的载频fc=100MHz,最大频偏Δfm＝75kHz。试求fc1和Δfm1以及两个放大器的带宽BW1、BW2。题图6.30解：由题意可知：,可得,可得由,可得,6.31变容二极管直接调频电路如题图6.31所示。试分析电路并回答如下问题。<1>画出简化的高频等效电路<交流通路>。<2>分别说明元件L2,R5、R6和C5,R1、R2在电路中的作用。<3>该电路的振荡频率主要由哪些元件决定？题图6.31简化的高频等效电路解：<1>简化的高频等效电路如上图：<2>L2高频扼流圈,阻止高频信号进入信号源；R5、R6为变容二极管提供偏置,R5和C5极为电源滤波,滤高频；R1、R2为三极管提供直流偏置。<3>振荡频率主要由C2、C3、C4、L1、Cj等元件决定6.32某鉴频器的鉴频特性如题图6.32所示。已知鉴频器的输出电压为vo<t>=cos4π103t。求：<1>鉴频器的鉴频跨导gd；<2>写出输入信号vf<t>和原调制信号vΩ<t>的表达式。题图6.32题图6.32解：<1>由定义；<2>由题意可知,即由调频定义得：；而即有题图6.336.33微分鉴频器电路如题图6.33所示。若输入调频波为。试写出vo1<t>和vo<t>的表达式。题图6.33解： 经过包络检波得：6.34晶体管混频器原理电路如题图6.34所示。设本振电压为vL<t>=cos2π×106t<V>,信号电压为vs<t>=0.05cosωst<V>,输出中频频率为465kHz,管子静态电流ICQ=1mA。电路参数为L1=185微亨,N1-2=40匝,N1-3=50匝,N4-5=10匝,有载品质因数QL＝30。已知晶体管的转移特性为。试<1>画出混频器的交流等效电路<2>求输入信号频率<3>求混频器的变频跨导gc<4>画出混频器的y参数等效电路<5>求混频器的电压增益Avc题图6.34题图6.34混频器的交流等效电路解：〔1混频器的交流等效电路如上图：〔2由题条件可知中频频率：；本振频率：,可求出信号频率〔超外差方式：〔3混频电路基极直流工作电压：,所以：,将其代入ic表达式中可得： 上式中的项〔其中：将产生中频电流：由此可得变频跨导：〔4混频器的Y参数等效电路：〔5由,得6.35由结型场效应管组成的混频器电路如题图6.35所示。若vs<t>=Vsmcosωst<V>,vL<t>=VLmcosωLt<V>,输出频率取差频ωL－ωs。管子的转移特性为试求iD中中频电流分量和变频跨导表达式,并分析场效应管混频器的特点。题图6.35题图6.35解：设静态工作点为,则其中第二项含中频分量,,变频垮导效应管混频器混频失真小、动态范围大、工作频率高。6.36一超外差收音机的工作频段为0.55MHz~25MHz,中频频率为455kHz,本振频率>信号频率。试问波段内哪些频率上可能出现6阶以下的组合干扰？解：产生第一类组合干扰,p,q为整数。C语言程序如下:

#include<stdio.h>#include<conio.h>voidmain<>{ doublefi=0.455;//MHZ intp=0; intq=0; doublefs=0.0; for<q=6;q>1;q--> { for<p=0;p<q;p++> { fs=fi*<p+1>/<q-p>; if<fs>0.55&&fs<2.5&&<<p+q><7>> { printf<"p=%d,q=%d,fs=%.2fMHz\n",p,q,fs>; } fs=fi*<p-1>/<q-p>;if<fs>0.55&&fs<2.5&&<<p+q><7>> { printf<"p=%d,q=%d,fs=%.2fMHz\n",p,q,fs>; } } } getch<>;}输出结果如下：p=2,q=4,fs=0.68MHzp=2,q=3,fs=1.37MHzp=1,q=2,fs=0.91MHz6.37试分析解释下列现象<1>在某地,收音机收到1090kHz信号时,可以收到1323kHz的信号。<2>收音机收到1080kHz信号时,可以听