高频电子课后习题答案

绪论

思考题

1.无线通信系统由哪几部分组成，各部分起什么作用？

答：无线通信系统由发射设备、传输媒质和接收设备构成，其中发送设备包括变

换器、发射机和发射天线三部分；接收设备包括接收天线、接收机和变换器三部分；

传输媒质为自由空间。信息源发出需要传送的信息，由变换器将这些要传送的声音或

图像信息变换成相应的电信号，然后由发射机把这些电信号转换成高频振荡信号，发

射天线再将高频振荡信号转换成无线电波，向空间发射。无线电波经过自由空间到达

接收端，接收天线将接收到的无线电波转换成高频振荡信号，接收机把高频振荡信号

转换成原始电信号，再由变换器还原成原来传递的信息（声音或图像等），送给受信

者，从而完成信息的传递过程。

2.无线通信中为什么要进行调制与解调？它们的作用是什么？

答：在无线通信的发射部分，如果把声音或图像等低频信号直接以电磁波形式从

天线辐射出去，则存在下述两个问题：①无法制造合适尺寸的天线，②无法选择所要

接收的信号。因而，要实现无线通信，首先必须让各电台发射频率不同的高频振荡信

号，再把要传送的信号“装载”到这些频率不同的高频振荡信号上，经天线发射出去。

这样既缩短了天线尺寸，又避免了相互干扰。调制的作用就是把待传送的信号“装载”

到高频振荡信号上。

在无线通信接收设备中，必须把空间传来的电磁波接收下来，选出所需的已调波

信号，并把它还原为原来的调制信号，以推动输出变换器，获得所需的信息。这个过

程需要解调来完成。解调的作用就是从高频已调波中“取出"原调制信号。

3.示意画出超外差式调幅收音机的原理框图，简要叙述其工作原理。

答：工作原理：接收天线接收从空间传来的电磁波并感生出微小的高频信号，高

频放大器从中选择出所需的信号并进行放大，得到高频调幅波信号〃W）,高频放大器

通常由i级或多级具有选频特性的小信号谐振放大器组成。本地振荡器（又称本机振

荡器）产生高频等幅振荡信号“2⑺，它比的⑺的载频高一个中间频率，简称中频。调

幅波信号如⑺和本振信号"2”）同时送至混频器进行混频，混频后输出电压“3”）。〃3（。

与的⑺相比，其包络线的形状不变，即仍携有原来调制信号的信息，但载波频率则转

换为“2⑺的频率与的⑺的载频之差，即转换为中频，因此〃3（。为中频调幅波信号。“3⑺

经中频放大器放大为以⑺，再送到检波器。检波器从中频调幅信号"4（。中取出反映传

送信息的调制信号〃5«），再经低频放大器放大为“6”），送到扬声器中转变为声音信号。

4.如接收的广播信号频率为936KHz,中频为465KHz,问接收机的本机振荡频率是多

少？

解：根据变频的基本知识可得

本机振荡频率为f[=fc+fl=936KHZ+465KHz=14UlKHz

第1章高频小信号放大器

思考题

1.1简述宽带放大器的分析方法。

答：宽带放大器的分析方法有两种：一是稳态法，也称频域分析法，通过分析宽

放对不同频率正弦波的响应，得到电路的幅频特性和相频特性，并由此分析出该放大

器的一些性能指标。一是暂态法，也称时域分析法，通过观察矩形阶跃脉冲经宽放后

波形的失真情况来判断该放大器的特性。

1.2简述共射-共基组合电路扩展通频带的原理。

答：对于“共射-共基”组合电路，由于共基电路的上限频率远高于共射电路，

所以整个组合电路的上限频率取决于共射电路。共基电路很小的输入阻抗作为共射电

路的负载，则共射电路中三极管的密勒等效电容（由a%引起）大大减小，从而提高

了共射电路的上限频率，因此整个组合电路的上限频率也提高了。当然，负载减小会

使共射电路的电压增益下降，但后级共基电路的电压增益会给予补偿，使整个组合电

路的电压增益与单个共射电路的电压增益基本相同。

1.3集成宽带放大器L1590的内部电路如图1.33所示。试问电路中采用了什么方法来

扩展通频带的？

答：集成宽放L1590是由两级放大电路构成。第一级由VI、V2、V3、V6构成；第

二级由V7~V10构成，三极管V11~V16、二极管V17~V20和有关电阻构成偏置电路。

其中第一级的VI、V3和V2、V6均为共射一共基组合电路，它们共同构成共射一共

基差动放大器，这种电路形式不仅具有较宽的频带，而且还提供了较高的增益，同时,

R2、R3和R4引入的负反馈可扩展该级的频带。V3、V6集电极输出的信号分别送到

V7、V10的基极。第二级的V7、V8和V9、V10均为共集一共射组合电路，它们共

同构成共集一共射差动放大器，R18、R19和R20引入负反馈，这些都使该级具有很

宽的频带，改变R20可调节增益。应该指出，V7、V10的共集组态可将第一级和后面

电路隔离。由于采取了上述措施，使L1590的工作频带可达0~150MHZ。顺便提一下,

图中的V4、V5起自动增益控制（AGC）作用，其中2脚接的是AGC电压。

1.4试简述高频小信号谐振放大器的主要技术指标。

答：小信号谐振放大器的主要性能指标有：

1.谐振电压增益：指放大器在谐振频率上的电压增益，记为4。。

2.通频带：指放大器的电压增益下降到谐振电压增益为。的1/痣时所对应的频

率范围，一般用8版,7（或2A/.7）表示。

3.选择性：指放大器从各种不同频率的信号中选出有用信号而抑制干扰信号的

能力。为了准确地衡量小信号谐振放大器的选择性，通常选用“抑制比”和“矩形系

数”两个技术指标。（1）抑制比定义为谐振电压增益与通频带以外某一特定频率

上的电压增益为之比值，用d（dB）表示。（2）矩形系数定义为K。」=能^,Ko」

值越小越好，在接近1时，说明放大器的谐振曲线就越接近于理想曲线，放大器的选

择性就越好。

4.稳定性：指当组成放大器的元器件参数变化时，放大器的主要性能——增益、

通频带、矩形系数（选择性）的稳定程度。

5.噪声系数：指输入信号的信噪比与输出信号的信噪比的比值。

1.5图1.16（a）所示的单调谐放大器中，若谐振频率6=10.7MHz，CS=50pF,

BWO.7=15OKHZ,求回路的电感L和Qe。如将通频带展宽为300KHz，应在回路两端

并接一个多大的电阻？

解：（1）求一和&

L=-—-=---------------------«4.43X10-6（H）=4.43UH

（2矶）（2万x10.7xIO。yx50xl（）T2

"二隘A

（2）电阻并联前回路的总电导为

gy=---=芷=2或匕7。=2%乂150xUx50x1()72=47.1(yS)

7

工Qe%LQe°-

电阻并联后的总电导为

g1=2或%JC=2万X300x1()3X50X10-12=94.2(uS)

因gR=gz+\

故并接的电阻为

47.1x10-6®21.2(kQ)

1.6调谐在中心频率为6=10.7MHz的三级单调谐放大器，要求BWO.7，1OOKHZ，试

确定每个谐振回路的有载品质因数Qe。

解：根据题目要求三级总通频带BWO.721OOKHZ，所以

BW01=6-IxB%；=lOOKHz,可求得

B%；=196KHz,因而，Q«=f。/,=(187x10%)K7/ZB54

/BL"96

其中，8所;为单级单调谐放大器的通频带。

1.7中心频率都是6.5MHz的单调谐放大器和临界耦合的双调谐放大器，若Qe均为

30,试问这两个放大器的通频带各为多少？

解：单调谐放大器的通频带为

65X16

=A=-°«217kHz

07Qc30

临界耦合的双调谐放大器的通频带为

6510

BW07=V2=V2X---«306kHz

07

Qc30

1.8在小信号谐振放大器中，三极管与回路之间常采用部分接入，回路与负载之间也

采用部分接入，这是为什么？

解：这是因为外接负载阻抗会使回路的等效电阻减小，品质因数下降，导致增益

下降，带宽展宽，谐振频率变化等，因此，采用部分接入，可以减小它们的接入对回

路。值和谐振频率的影响，从而提高了电路的稳定性，且使前后级的阻抗匹配。

1.9简要叙述声表面波滤波器选频的工作原理。

答：当输入叉指换能器接上交流电压信号时，压电晶体基片的表面就产生振动，

并激发出与外加信号同频率的声波，此声波主要沿着基片的表面在与叉指电极垂直的

方向传播，故称为声表面波。其中一个方向的声波被吸声材料吸收，另一方向的声波

则传送到输出叉指换能器，被转换为电信号输出。由此可见，在声表面波滤波器中，

信号经过电一声、声一电的两次转换，且由于基片的压电效应，则叉指换能器具有选

频特性。

第2章高频功率放大器

思考题

2.1已知谐振功率放大器输出功率P0=4W,〃c=60%,VCc=20V,试求P,和

Ao。若保持P。不变，将〃c提高到80%,试问Pc和40减小多少？

解：已知尸°=4W,〃c=60%,%c=20V,则

PDC=PJQC=4/0.6%6.67W

Pc=PDC-P°=6.67-4=3.67W

Ic0=PDC/Vcc=6.67/20(A)心333.3mA

若保持尸。不变，将7c提高到80%，则

Pc=PJ〃C—P°=4/0.8—4=5-4=1W

KPc=Pc_P；=3.67-l=2.67W

AZ©。=/co=6.67/20—5/2020.333-0.25=0.083(A)=83mA

2.2已知谐振功率放大器VCC=20V,/c0=250mA,P°=4W,£7cm=0.9Vcc,试

求该放大器的PDC、PC、和1elm为多少？

解：已知匕:C=2OV,7c0=250mA,P0=4W,&m=0.9%c，则

PDC=%CXZC0=20X0.25=5W

PC=PDC—P°=5—4=1W

〃C=P°/PDC=4/5=80%

Ucm=0.9^c=0.9X20=18V

/cim=2R>/am=2X4/18弋444.4mA

2.3已知谐振功率放大器匕x=30V,/c0=100mA,C/cm=28V,，=60°,gi(8)

=1.8,试求P。、RP和〃c为多少？

解：已知Fcc=30V,Zc0=100mA,^m=28V,6=60°,gi(J)=L8,则

PDC=%CXZCO=3OXO.1=3W

kQm/2=28/30^0.93

/7c=-gi(^)C=-XI.8X0.93=83.7%

22

Po=〃CXPDC=0.837X3七2.51W

1U2

由于4=_Lx",贝U

2Rp

OQ2

Rp=——»156.2Q

2PO2x2.51

2.4谐振功率放大器原来工作在临界状态，若集电极回路稍有失谐，放大器的

/co、/elm将如何变化？Pc将如何变化？有何危险？

解：工作在临界状态的谐振功率放大器，若集电极回路失谐，等效负载电阻品将

减小，放大器的工作状态由临界变为欠压，40、41m都将增大，另外，由于集电极回

路失谐，ic与〃CE不再是反相，即ic的最大值与"CE最小值不会出现在同i时刻，从

而使管耗几增大，失谐过大时可能损坏三极管。

2.5已知丙类二倍频器工作在临界状态，且Vcc=20V,。)=0.4人，(2m=0.6A,

Ue2m=16V,试求尸。2和〃C2?

解：已知匕C=20V,Zc0=0.4A,/c2m=0.6A,a2m=16V,则

2m=：XO.6X16=4.8(W)

^=^40=20X0.4=8(W)

〃C2=尸02/尸CD=4.8/8=60%

2.6谐振功率放大器原来工作在过压状态，现欲将它调整到临界状态，应改变哪

些参数？不同的调整方法所得到的输出功率是否相同？

解：调节火p：减小品，可以使谐振功放从过压状态转换为临界状态，相应的输出

功率几将增大。

：

调节rcc增大Vcc,可以使谐振功放从过压状态转换为临界状态，此时的集电极

电流的将最大值/elm增大，而乙但Rp并未变化，所以已增大。

调节％BB：减小/B，放大器可从过压状态转换为临界状态，但。值减小，脉冲电

流基波分解系数内（力减小，/elm减小，所以尸。减小。

调节gm：减小5n，放大器可从过压状态转换到临界状态，输出功率尸。亦减小,

其机理与％BB减小相似。

2.7谐振功率放大器工作频率/=2MHz,实际负载RL=80Q,所要求的谐振阻

抗RP=8C,试求决定L形匹配网络的参数L和。的大小？

解：由于火L>EP，则应选择高阻变低阻L型匹配网络

78x(80-8)

=1.91〃H

2x/rx2xl06

C=^=----?---------«2985.6pF

人①80x2x^x2xl06-

2.8谐振功率放大器工作频率/=8MHz,实际负载RL=50Q,VCC=20V,PO=

1W,集电极电压利用系数为0.9,用L形网络作为输出回路的匹配网络试计算该网络

的参数L和C的大小？

解：已知火L=50Q,匕C=20V,P°=1W,及<f=Ucm/匕C=0.9,可得

&m=4%c=09X20=18V

U2182

R.=a==162。

p2P。2x1

由于RP>RL，应选择低阻变高阻L型匹配网络

,183.9pF

Rp(o162x2x^-x8xl06

帆四-七）,50x(162-50)

L=-----------=1.49〃H

CD2x?rx8xIO，

2.9图2.34是有多处错误的400MHz谐振功率放大器电路，试更正这些错误。

①％BW%C，所以该点必须断开接地或断开接九。

②集电极馈电线路没有通路，所以电容C必须换成电感，接成串馈电路，这时，

该电感实际上就是谐振回路的组成部分。

③交流电流不能全部流入基极，被电阻用分流，所以必须改换为扼流圈或

在凡上串接扼流圈，同时并联旁路电容。

④、⑦测量直流的电流表，有交流通过，所以必须在电流表上接旁路电容。

⑤扼流圈改为电感，组成谐振回路。

⑥电流表应接高频地电位，与电感调换位置，并去掉

频率，£为中频。

第3章正弦波振荡器

思考题

3.1振荡器的振荡特性和反馈特性如图3.28所示，试分析该振荡器的建立过程，

并判断A、B两平衡点是否稳定。

解：根据振荡器的平衡稳定条件可以判断出A点是稳定平衡点，B点是不稳定

平衡点。因此，起始输入信号必须大于UB振荡器才有可能起振。

3.2振荡电路如图3.29所示，试分析下列现象振荡器工作是否正常：

(1)图中A点断开，振荡停振，用直流电压表测得%=3V,VE=2.3VO接通A

点,振荡器有输出，测得直流电压VB=2.8V,VE=2.5VO

(2)振荡器振荡时，用示波器测得B点为正弦波，且E点波形为一余弦脉冲。

解：(1)A点断开，图示电路变为小信号谐振放大器，因此，用直流电压表测得

%=3V,KE=2.3VO当A点接通时，电路振荡，由图所示的振荡器从起振到平衡的过

程中可以看出，具有自偏效应的反馈振荡器的偏置电压“BEQ，从起振时的大于零，等

于零，直到平衡时的小于零(也可以不小于零，但一定比停振时的“BEQ小)，因此，

测得直流电压%=2.8V,吒=2.5V是正常的，说明电路已振荡。

(2)是正常的，因为，振荡器振荡时，"be为余弦波，而ic或ie的波形为余弦脉

冲，所示E点波形为一余弦脉冲。

3.3振荡电路如图3.30所示，试画出该电路的交流等效电路，标出电感线圈同名

端位置；说明该电路属于什么类型的振荡电路，有什么优点。若L=180uH,

C2=30pF,G的变化范围为20〜270pF,求振荡器的最高和最低振荡频率。

答：画交流通路时，只需将耦合电容、旁路电容短路，电源接地即可，如上右图所示。

根据振荡器相位平衡条件，变压器的同名端标注的位置见上右图。该电路属于共基调

射型变压器反馈式振荡器，具有结构简单、易起振、输出幅度较大、调节频率方便、

调节频率时输出幅度变化不大和调整反馈时基本上不影响振荡频率等优点。

360x(30+270)

因为CM«163.6(pF)

360+(30+270)

360x(30+20)

Cmin=43.9(pF)

360+(30+20)

所以振荡器的最高振荡频率和最低振荡频率分别为

——7-----T=——「X1.79(MHZ)

2万“Cmin2》,180x10-6x43.9x1072

人“2%jLCmax2/180x1()-6x163.6x10-12*0.93(MHz)

3.4试从振荡的相位平衡条件出发，分析如图3.31所示的各振荡器的交流等效电

路中的错误，并说明应如何改正。

解：图（a）为反馈式振荡器，同名端位置错误。图（b）、（c）、（d）、（e）、（f）

为三点式振荡器，不满足三点式振荡器组成原则。改正后的交流通路（参考）如下图

所示。

3.5已知电容三点式振荡器如图3.8（a）所示，并且Rc=2kQ,Ci=500pF,C2

=1000pFo若振荡频率加=lMHz，求：（1）回路的电感L值。（2）电路的反

馈系数几

解：回路串联总电容。=。|。2/（c,+c2）q333.33pF

由fo=——7=可求得L275.8uH

反馈系数F=Ci/C2=0.5

3.6已知电感三点式振荡器如图3.9(a)所示，并且&=40NH,L2=15UH,M

=10口H,C=470pF,Rc=5kQ,试计算振荡器的振荡频率为。

解：电路类型为电感三点式振荡器，其振荡频率为

/o=---1

+L2+2M)C

=——/1x0.85(MHz)

2%"(40+15+2x10)x10-6x470x1()72

3.7振荡电路如图3.32所示，已知L=25uH,。=100,Ci=500pF,C2=1000pF,C3

为可变电容，且调节范围为10〜30pF,试求：计算振荡频率为的变化范围。

解：此电路为克拉泼振荡器。

Znax——,——/X10(MH?)

2万“C3mm2^V25xl0-6x10xlO-'2

1__________1

»5.8(MH)

2%jLGmax2^725X1O-6X30xio^12Z

2

3.8若石英晶片的参数为：Lq=4H,Cq=9X10-pF,C0=3pF,rq=100Q,求:

(1)串联谐振频率X。

(2)并联谐振频率/p与人相差多少，并求它们的相对频差。

解：(1)/；=——-=/1工0.265(MHz)

共LqCq2乃,4x9x104

9x10-4

0.265xJI+«0.269(MH)

3xlO^12Z

4一六0.269—0.265=0.004(MHz)=4(kHz)

c9x1(尸4

或人人小忒=°.x而E'3.975(kHz)

相对频差为

3.9如图3.33所示电路为五次泛音晶体振荡器，输出频率为5MHz,试画出振荡

器的交流等效电路，并说明LC回路的作用，输出信号为什么要由V2输出。

1DI—

解：(1)振荡器的交流通路如上图所示。

(2)此电路为并联型晶体振荡器，晶体等效为一个大电感。由［和。组成的并

联谐振回路，其谐振频率为

=—,1=4.24(MHZ)

，打了I「G-//I-71八一6、，々八八、，1八一12

晶体的基频为1MHz，则振荡器若振荡在其五次泛音即5MHz频率上，此时LC回

路呈容性，符合振荡器的相位平衡条件。

(3)输出信号由V2的射极输出，是利用V2组成的射极输出器，起到隔离负载对

电路影响的作用。

3.10试用相位平衡条件说明如图3.34所示电路产生自激振荡的原理(该电路

属于RC移相式振荡器)。

答：由电路组成可知，V集电极的输出电压与V基极的电压反相，三节RC移相

网络可移相180°,满足相位平衡条件；

3.11如图3.35所示电路为RC文氏电桥振荡器，要求：

(1)计算振荡频率加。

(2)求热敏电阻的冷态阻值。

(3)品应具有怎样的温度特性。

(2)由起振条件可知，运放构成的同相放大器的增益4必须大于3,即舟＞24,

也就是要求热敏电阻的冷态电阻房应小于2.5kQo

(3)凡应具有随温度升高，其阻值增大的温度特性，即R为正温度系数的热敏

电阻。这是因为振荡器起振后，随着振荡幅度的增大，用上消耗的功率增大，致使其

温度升高，阻值相应地增大，放大器的增益人随之减小，直到国=4/2（或4=3）

时，振荡器才可以进入平衡状态。

3.12如图3.36所示RC桥式振荡器的振荡频率分为三档可调，在图中所给的参

数条件下，求每档的频率调节范围（设RPI、RP2阻值的变化范围为0~27kQ）,

并说明场效应管V.的作用。

解：⑴由图可知,第一挡火=2.4~29.4kQ,C=0.003UF,频率调节范围为

/()min=--------------：-------------»1.805(kHz)

2^?maxC--2万x29.4x1()3x0.003x10-6

«22.116(kHz)

2砒小C-2%x2.4xIO,x0.003x10-6

第二挡R=2.4~29.4kQ,C=0.03UF,频率调节范围为

■A)min--------=---------------------------«18.05(kHz)

2成max。2/rX29.4xio3x0.03X10-6

-----------«221.16(kH)

/Omax=-J=------------1rz

Omax2成min。2^-X2.4X103X0.03x1O-6

同理，第三挡火=2.4~29.4kQ,C=0.3HF,频率调节范围为

/Omin«180.5(kHz),./0g*2211.6(kHz)

（2）此电路是利用场效应管进行稳幅的文氏电桥振荡器。由于场效应管工作在

变阻区时，它的漏源电阻RDS是一个受UGS控制的可变电阻，因此可利用场效应管的

可变电阻特性进行稳幅。图中，场效应管Vi的RDS和火3串联代替图9.10中的负

反馈支路由与3和RDS、火3组成。输出电压经二极管V2整流和心、。4滤波后，再通过

总和品4为场效应管提供一个与振荡幅度成比例的负栅压UGS，适当调节仆4,可保证

场效应管工作在变阻区。当振荡振幅增大时，I&sl也随之增大（或UGS减小），管子

的火DS增大，负反馈增强，放大倍数人减小；反之，当振荡幅度减小时，RDS也减小，

负反馈减弱，儿增大。这样，就达到稳幅的目的。

3.13负阻器件的直流电阻为负吗？串联型负阻振荡器的起振条件为rn>r,而

并联型负阻振荡器的起振条件为试说明理由。

答：负阻器件就是交流电阻（或微变电阻）为负值的器件，其直流电阻不为负值。

对于串联型负阻振荡器可列出微分方程吨+=2@+—Li=O可以分析得到，若

dtzLdtLC

rn>r,其解为增幅振荡；若％=尸，其解为等幅振荡。因此，该电路的起振条件为尸n»，

而振幅平衡条件为“=人也就是说，这种振荡器起振时rn>r,回路补充的能量大于损

耗的能量，则振荡幅度不断增大；随着振幅的增大，要求O逐渐减小，直到尸尸尸时达

到平衡状态，回路补充的能量等于损耗的能量，电路维持等幅振荡。对于并联型负阻

振荡器，可列出微分方程吟■+：-4一)半+上(1-二)〃=0可以分析得到，若

2

dtLCrndtLCrn

)<o,其解为增幅振荡；若二-」-)=0,其解为等幅振荡。因此，该电路

LCrnLCrn

的起振条件为《<L/Cr，而振幅平衡条件为〃=L/0。由于LC并联回路的谐振电

阻(并联等效电阻，有负载时还要考虑负载电阻)R=L/Cr,因此并联型负阻振荡器的

起振条件又可写为rn<R,振幅平衡条件又可写为rn=R0

第4章调幅、检波与混频

思考题

4.1画出下列已调波的波形和频谱图(设。0=5。)°

(1)w(Z)=(l+sin0£)sinGJ;

(2)w(0=(l+0.5cosOf)cosGJ;

(3)〃(E)=2cosOfcosgJ。

解：(1)为加a=l的普通调幅波，其波形与频谱图如下图(a)、(b)所示；(2)

为加a=0.5的普通调幅波，其波形与频谱图如下图(c)、(d)所示；(3)为双边带调幅

波，其波形与频谱图如下图(e)、(f)所示。

+Q

(c)(d)

4.2对于低频信号，&(/)=%,“cos。/及高频信号",.(/)=。皿costyj。试问，将Na(f)

对人⑴进行振幅调制所得的普通调幅波与“。①、人⑶线性叠加的复合信号比较，

其波形及频谱有何区别？

解：将〃。⑺对火⑺进行振幅调制所得的普通调幅波的波形与频谱图参见上题图

(c)、(d),而k⑺与〃c⑺线性叠加的复合信号的波形与频谱图如下图所示。

4.3已知某普通调幅波的最大振幅为10V,最小振幅为6V,求其调幅系数ma。

"min

解.：m=^2-

4ax+°min

4.4已知调制信号及载波信号的波形如图4.34所示，示意画出普通调幅波的波形。

解：波形如上右图所示。

4.5若调制信号频谱及载波信号频谱如图4.35所示，示意画出DSB调幅波的频

谱。

解：DSB调幅波的频谱如下图所示。

DSB八

频谱..!..

ilhlh.；

oJ7c~v

4.6简述基极调幅和集电极调幅的工作原理。

答：基极调幅是利用三极管的非线性特性，用调制信号来改变丙类谐振功率放大

器的基极偏压，从而实现调幅的，当功率放大器工作于欠压状态时，集电极电流，c的

基波分量振幅/皿随基极偏压/B（。成线性地变化，即随调制信号的规律变化，经过

LC回路的选频作用，输出电压〃。⑺的振幅也就随调制信号的规律变化，因此，实现

了基极调幅。

集电极调幅也是利用三极管的非线性特性，用调制信号来改变丙类谐振功率放大

器的集电极电源电压，从而实现调幅的，功率放大器工作于过压状态时，集电极电流

的基波分量振幅与集电极偏置电压成线性关系。因此，要实现集电极调幅，应使放大

器工作在过压状态。集电极调幅与谐振功率放大器的区别是集电极调幅电路的等效集

电极电源Kcc⑺随调制信号变化。集电极调幅效率较高，适用于较大功率的调幅发射

机中。

4.7某非线性器件的伏安特性为三仇/仇步,试问它能否实现调幅？为什么？如不

能，非线性器件的伏安特性应具有什么形式才能实现调幅？

解：不能实现调幅。因为非线性器件的伏安特性中只有包含二次方项，这样才能

实现两个信号的相乘，即实现频率变换（频率的加减），进而实现调幅。

4.8用乘法器实现同步检波时，为什么要求本机同步信号与输入载波信号同频同

相？

解：同步信号与输入载波信号只有同频才能实现检波，同频同相时，输出幅度最

大。

4.9已知二极管大信号包络检波器的RL=220KQ,CL=100pF,设Fmax=6KHz，

为避免出现惰性失真，最大调幅系数应为多少？

解：已知&=220kQ,CL=100pF,Fmax=6kHz,根据不产生惰性失真的条件

2年,x也

得maW/1==/―1-

+(2吹ax&Cj+(2乃X6XIO3X220X1()3X100X10-12)2

=0.77

4.10从减小混频器干扰的角度看，你认为模拟乘法器混频器、二极管混频器和三

极管混频器哪一个性能更好些？

答：由于模拟乘法器混频器产生的组合频率分量更少，因而采用模拟乘法器混频

器较好些。

4.11有一中波段调幅超外差收音机，试分析下列现象属于何种干扰，又是如何形

成的？

(1)当收听到fc=570KHZ的电台时，听到频率为1500KHZ的强电台播音；

(2)当收听fc=929KHZ的电台时，伴有频率为1KHZ的哨叫声；

(3)当收听fc=1500KHZ的电台播音时，听到频率为750KHz的强电台播音。

解：(1)为镜像频率干扰(p=l、q=l),这是因为570+465=1500-465。

或人」[成+(9+/]=570+2x465=1500(kHz)

q

(2)为组合频率干扰(p=l、q=2)。当=929kHz时，九=方+/=465+929=1394kHz，

而2人-九=2X929T394=464kHz，此组合频率分量在检波器中将与465kHz的中频信

号进行差拍检波，从而产生1kHz的干扰哨声。

(3)为副波道干扰(p=l、q=2)。这是因为

/N«-(/?/；+(P-DZ1=7x1500=750".)

q2

第5章角度调制与解调

思考题

5.1已知载波八=100MHz，载波电压振幅Ucm=5V,调制信号Na(f)=(COS2JIX

103Z+2cos2nX500/)Vo试写出下述条件调频波的数学表达式：

(1)频灵敏度Kf=lkHz/V。

(2)频偏△/n^ZOkHz。

解：(1)"FM")=UcmCOSa)ct+kf[⑺力

=5cosct+kf(cos21x103/力+2后,Jcos2%x500/e//

■6100032000-

=5cos2x3.14xl00xl06/+--------sin2^-xlO3ZH---------sin27rx500/

2^-xlO32^x500

=5cos(6.28x10s/+0.16sin2^-x103/+0.64sin2兀x500/)

(2)因为△啰加m=2皿,“

Jm।sc、"max

所以左=2年=2x3.14x20x10'=卬

/%Q)Lx2

所以Ufm⑺=Uc，"C°S3J的⑺']

=5cos(6.28x1Cl8，+]0sin2万x1O'/+40sin2万x500/)

5.2载波振荡频率人=25MHz，振幅l/cm=4V；调制信号为单频余弦波，频率为

F=400Hz；最大频偏△/n^lOkHz。

(1)分别写出调频波和调相波的数学表达式。

(2)若调制频率变为2kHz，其他参数均不变，再分别写出调频波和调相波的

数学表达式。

解：(1)因为=机/•Z7,所以〃?/=△'/=1°以乡^4d=25rad

/JL/\j•IJivxl4

一11FM⑺-Ucmcos(①/+%sinQ/)=4cos(2初f+25sin2赤)

所以：/J\

=4cos(1.57x10"25sin2.5xlO3/)

s

uPM(Z)=Ucmcos(3/+mpcosQ?)=4cos(1.57xlOZ+25sin2.5x10'/)

(2)如果F=2KHz,则m=WKH-=5rad

fP2KHz

近而可写出调频波和调相波的数学表达式：

uFM(/)=Ucmcos®/+wzsinQ/)=4cos(2^,Z+5sin2m)

=4COS(1.57X108/+5sin2.5xlO3/)

83

uPM(/)=Ucmcos[a>ct+mpcosQ/)=4cos(1.57x10/+5sin2.5xl0/)

5.3若调频波的中心频率八=100MHz，最大频偏△/m=75kHz，求最高调制频率

居nax为下列数值时的附和带宽：

(1)Fmax=400Hz；(2)Fmax=3kHz;⑶Fmax=15kHZo

解：(1)%=3="KHZ=187.5-d,BW=2(Z\f„+Fmax)=150.8/^z

小x04KHz'.

15KHZ

(2)mf===25rad,BW2(A/„,+KaJ=156KHz

f

Fmax3KHz'

(3)加,=幺=75K%='ad,BW=+Fmax)=180KHz

/Fmm15KHz'

5.4设调角波的表达式为w(0=5cos(2X106n/+5cos2X103nf)V。

(1)求载频fc、调制频率R调制指数m、最大频偏△/„、最大相偏△Om

和带宽。

(2)这是调频波还是调相波？求相应的原调制信号(设调频时K=2kHz/V,调

相时Kp=lrad/v)。

/1\8c2xl06^-„Q2xl03^

解：(1)/C=—=-------=1MHz,F=—=--------=lKHz

27r2%2TT27r

m=5rad,刈=mf•F=5*\KHz=5KHz,B印=Z6KHz+IKHz)=l2KHz

\(pm-m-Srad

(2)可能是调频波，也可能是调相波。

如果看成调频波：〃c(/)=-2.5sin2xl()3加

如果看成调相波：〃c(/)=5cos2xl()3加

5.5若调角波的调制频率尸=400Hz,振幅U°m=2.4V,调制指数m=60rad。

(1)求最大频偏Hm。

(2)当尸降为250Hz,同时Uam增大为3.2V时，求调频和调相情况下调制指

数各变为多少？

解：(1)A/„,=加尸=60x0.4KHz=24KHz

(2)由叫=得'=IOKHZW

所以可得当F降为250Hz,同时U°m增大为3.2V时%.=10X3-2=128rat7

■,0.25

由mp=kpU殍，得k户=25rad/V

所以可得当尸降为250Hz,同时Sm增大为3.2V时机。=25x3.2=80md

63

5.6若载波Mc(t)=10cos2JtX50X10tV,调制信号为“0(t)=5sin2nX10tV,且最

大频偏△/m=12kHz,写出调频波的表达式。

3

解：由题可知：Ucm=10然.=10%Q=2/rxl0mf=^=\2rad

所以：uFMQ)=cmeos((vc/+mfsin。/)=lOcosQo'm+12sin24x10")

5.7用正弦调制的调频波的瞬时频率为/o=(106+104cos2nxi03t)Hz,振幅为

10V,试求：

(1)该调频波的表达式。

(2)最大频偏△启、调频指数mf、带宽和在1Q负载上的平均功率。

(3)若将调制频率提高为2X103Hz,f(t)中其他量不变，△，.、mf、带宽和平均

功率有何变化？

解：(1)由题得：夕(/)=[次/)应=%(1()6+]04cos2万xl()3。

=2xl06^+10sin2^-xl03/

所以〃兄“⑺=10cos（2x1。6加+i0sin2x103^r）

△/；，，=%（/）L=I°K%

mf=幺=些=IOrad

⑵IK

BW=2（/+F）=llKHz

^v=-^i-=—=50^

av2R,2

M",=\GKHz

10「,

/、=——=brad

(3)f2

8%=2(10+2)KHz=24KHz

pav=50%不变

5.8调制信号为余弦波，当频率尸=500Hz、振幅Uam=lV时，调角波的最大频偏

A/^ii=200Hzo

若Uom=lV,F=lkHz,要求将最大频偏增加为△_/m2=20kHz。试问：应倍频多少

次(计算调频和调相两种情况)？

解：根据题目已知的条件可得〃0=Wp=且辿=剪=o.4rad

zF500

k,,Uc

(1)对于调频波由%=>~也得32X3.14X200,所以在Sm=lV,F=lkHz

JQ

时，△/；“=”•2也・尸=200x31000=02KHz,所以要将最大频偏增加为△

。1000

42:20kHz,则应倍频100次。

(2)对于调相波由机p=⑥4“，得益=0.4,所以在U°m=lV,F=lkHz时，

V,„=■F=0.4x1X1=OAKHz,所以要将最大频偏增加为△加=20kHz,

则应倍频50次。

5.9在变容管直接调频电路中，如果加到变容管的交流电压振幅超过直流偏压的

绝对值，则对调频电路有什么影响？

答：如果加到变容管的交流电压振幅超过直流偏压的绝对值，则在信号的一个周

期内的某些时间，变容二极管有可能会正向导通，则失去结电容随反偏电压变化

的特性，因而不能实现调频。

5.10双失谐回路斜率鉴频器的一只二极管短路或开路，各会产生什么后果？如果

一只二极管极性接反，又会产生什么会果？

答：如果一只二极管开路，则电路相当于单失谐回路鉴频器；如果一只二极管短

路