高频电子线路(第四版)课后习题答案-曾兴雯

高频电子线路习题集（绝密）第一章绪论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：话筒音频放大器输出功率放大调制器变频器激励放大载波振荡器天线开关扬声器音频放大器中频放大与滤波解调器混频器高频放大本地振荡器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大部分组成。发射部分由话筒、音频放大器、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、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。由天线接收来的信号，经放大后，再经过混频器，变成一中频已调波，然后检波，恢复出原来的信息，经低频功放放大后，驱动扬声器。下载可编辑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。采用高频信号的原因主要是：（1）频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间的干扰；（2）高频信号更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时，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。调制方式有模拟调调制和数字调制。在模拟调制中，用调制信号去控制高频载波的某个参数。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）。.专业.整理.下载可编辑在数字调制中，一般有频率键控（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和各个频段的传播特性和应用情况如下表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f0=465kHz．B0.707=8kHz，回路电容C=200pF，试计算回路电感和QL值。若电感线圈的QO=100，问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求。解2-1：1由f得：2LC011L（）2fC4246521062001021201060.586mH424652200由Bf0得：0.707QL46510358.125fQL08103B0.707.专业.整理.因为：RQ100109171.22k0C246510320010122465200QCC0ggQ0g01R0RL0LLQQQQ58.125所以：R01）R（R10058.125171.22237.66kLQL00L0L答：回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联236.66kΩ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的变化范围为12～260pF，Ct为微调电容，要求此回路的调谐范围为535～1605kHz，求回路电感L和Ct的值，并要求C的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。.专业.整理.下载可编辑题2－2图根据已知条件，可以得出：回路总电容为CCC,因此可以得到以下方程组t1116051032LC2L(121012C)mint115351032LC2L(2601012C)maxt16052601012C2601012C121012Ct，t9535121012Ctt8C26010129121012t260108Ct101219pF81L（25351026019）10）（-123210631494234350.3175mH.专业.整理.答：电容Ct为19pF，电感L为0.3175mH.2－3图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐振频率f0=1MHz，C1=400pf，C2=100pF求回路电感L。若Q0=100，RL=2kΩ，求回路有载QL值。题2－3图解2-3CC14000080pF,C2CC500121(2f)2CL01(2106)280100.317mH12.专业.整理.下载可编辑C4000.8CC500负载R接入系数为p=1L12折合到回路两端的负载电阻为RRL23.125kp0.64L2Q100回路固有谐振阻抗为R199k02fC6.2810680101200Q01RR100有载品质因数QL1.54611993.1250L答：回路电感为0.317mH,有载品质因数为1.5462－4石英晶体有何特点？为什么用它制作的振荡器的频率稳定度较高？答2-4：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.专业.整理.下载可编辑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。2－5一个5kHz的基频石英晶体谐振器，Cq=2.4X10－2pFC0=6pF，，ro=15Ω。求此谐振器的Q值和串、并联谐振频率。解2-5：60.0240.024pFC60.024CC0总电容CqCCq0qff串联频率f0.998f4.99kHz000C10.02412q1q2C01110988464260品质因数Q2fCr25100.02410153.612答：该晶体的串联和并联频率近似相等，为5kHz，Q值为88464260。30q2－6电阻热噪声有何特性？如何描述答2-6：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，因此热噪音具有起伏性质，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。噪音电压功率谱S4kTR,U噪音电压均方值E4kTRB2n噪音电流功率谱S4kTG，噪音电流均方值I24kTGBIn.专业.整理.2－7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=10kΩ，C=200pF，T=290K。题2－7图解2-7：网络传输函数为1R1jCRH(j)1,HR0jCR则等效噪音带宽为|H(j)|2df11(CR)2B=0ndfH20011(2fCR)212CRarctan(2fCR)df0011106125kHz4CR410420010128.专业.整理.输出噪音电压均方值为U24kTGBH24kT1BR24kTRBRnn0nn41.37102329010412510319.865(V2)答：电路的等效噪声带宽为125kHz，和输出均方噪声电压值为19.865μV2.2－8如图所示噪声产生电路，已知直流电压E=10V，R=20kΩ,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.专业.整理.下载可编辑解2-8：此题中主要噪音来自二极管的散粒噪音，因此流过二极管的电流为E-V9.3I=0D0.465mA,20000R26mV56I二极管电阻为RD0网络传输函数为11RH(j),HR0D1jCR11jCRDjCDR//RDD等效噪音带宽为：|H(j)|2df11(CR)211(2fCR)2B=0ndfdfH020D0D12CR114100101256arctan(2fCR)4CRD0DD101044.64MHz224U22IqBH2n0n020.4651031.6101944.641065622083(V2).专业.整理.2－9求图示的T型和П型电阻网络的噪声系数。题2－9图解2-9设两个电路的电源内阻为Rs1.解T型网络输出电阻为R(RR)R3Rs1RRR02s13.专业.整理.下载可编辑（1）采用额定功率法R3RRR2E输入匹配功率PEs2，输出匹配功率Pss13R404RsmismosRRRPR2噪音系数Nsmi0s13PRsRFsmo3（2）采用开路电压法R24kTBR，sU2nioU24kTBRno3RRR0s13NU2RRRR2noU20s1R3RsFnio3（3）采用短路电流法I24kTB1Rno02I24kTB1RRs3RRRRRnioRR23RRs23s1234kTBR1R(RRR)R(RR)RR2s3s2s133s124kTBR4kTBR2RR3RRR)R(RR)3sR20(s(RRR)R23s1s13RRRs13s13I2RRRR2.专业.整理.noN0s1R3I2RsFnio3下载可编辑2.解П型网络RRs1RRRRRRRRR输出电阻为：RRR23s11s2s123RR(RR)(RR)0RRRRsRRs1s123s123E2s4R1输入匹配功率Psmis2R1sRRRERR3RRs1s1RR32输出匹配功率Psmos4R1（1）采用额定功率法0RRs1RR2RRNPR0R23得噪音系数为smis1RPFR1RRsmos3.专业.整理.s1RRR(RR)(RR)20s123s1RsRR13下载可编辑（2）采用开路电压法U24kTBRno02RRU24kTBR1RR3niosRRRR1sRR1s321s2R1RRR0RR1sRR4kTBRsR1s21s2R4kTBRRs21RRRRRR01s212sRRRRRRNU212noU21s212sRRRFnios01.专业.整理.下载可编辑（3）采用短路电流法I24kTBGno0RR2I24kTBGnios1RRRRRRs1s2s124kTBRsR21RRRRRR1s2s12RRRRRRI212Nno1s2s12I2RRs0RFnio12－10接收机等效噪声带宽近似为信号带宽，约10kHz，输出信噪比为12dB，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2-10：根据已知条件S1015.85。o12N0S1012iN1012NkTB15.8515.851.3710i29010234FSoN010615.851.3729158832dB.专业.整理.下载可编辑答：接收机的噪音系数应为32dB。第三章高频谐振放大器3－1对高频小信号放大器的主要要求是什么？高频小信号放大器有哪些分类？答3-1：对高频小信号器的主要要求是:1.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大器一般可分为用分立元件构成的放大器、集成放大器和选频电路组成的放大器。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大器；或用集中参数滤波器构成选频电路。.专业.整理.f3－2一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知o=465kHz，晶体管经中和后的参数为：gie=0.4mS,Cie=142pF，goe=55μS，Coe=18pF，Yie=36.8mS,Yre=0，回路等效电容C=200pF，中频变压器的接入系数p1=N1/N=0.35，p2=N2/N=0.035,回路无载品质因数Q0=80，设下级也为同一晶体管，参数相同。试计算：（1）回路有载品质因数QL和3dB带宽B0.7;（2）放大器的电压增益；(3)中和电容值。（设Cb’c=3pF）题3－1图解3-2：根据已知条件可知,能够忽略中和电容和yre回路总电容为的影响。得：CCp2Cp2C2000.352180.0352142202pF1oe2ie固有谐振电导为2fC0Q46510320210-122807.374Sg00回路总电导为gp2gp2gg1oe2ie00.352551060.03520.41037.37410614.6S2fC46510320210-122品质因数Q40.40g14.6106L3dB带宽Bf046511.51kHzQ40.40.7L0.350.03536.810谐振增益Kpp|y|330.8812feg14.61060NNNpC0.3531.615pF0.65bc中和电容CnCbc111p11.专业.整理.下载可编辑答：品质因数QL为40.4,带宽为11.51kHz,谐振时的电压增益为30.88,中和电容值为1.615pF3－3高频谐振放大器中，造成工作不稳定的王要因素是什么？它有哪些不良影响？为使放大器稳定工作，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大器自激振荡；环境温度的改变会使晶体管参数发生变化，如Coe、Cie、gie、goe、yfe、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。一般采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）减小负载电阻，适当降低放大器的增益（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f0=465kHz，若要求总的带宽B0.7=8kHZ，求每一级回路的3dB带宽和回路有载品质因数QL值。解3－4：每设级带宽为B1，则：1因为总带宽为BB2310.71答则每级带宽为：每级带宽B为15.7kHz,有载品8质因15.7kHz数为29.6。B0.70.509811231有载品质因数Qf029.6BL13－5若采用三级临界耦合双回路谐振放大器作中频放大器（三个双回路），中心频率为fo=465kHz，当要求3dB带宽为8kHz时，每级放大器的3dB带宽有多大？当偏离中心频率10kHZ时，电压放大倍数与中心频率时相比，下降了多少分贝？解3-5每设级带宽为B1，则：.专业.整理.下载可编辑1231根据总带宽BB4得：0.71B8每级带宽为B111.2kHz0.7140.712314当偏离中心频率10kHz时，根据谐振特性，有：KK2A2A11(1A2)422442013KKK328814K1(44)32324f004f042Q883232f4(22f0)4422fB4Bf101880.027,20log0.02731.4dB299322210411.210344答：每级放大器的3dB带宽为11.2kHz,当偏离中心频率10kHZ时，电压放大倍数与中心频率时相比，下降了多少31.4dB3－6集中选频放大器和谐振式放大器相比，有什么优点？设计集中选频放大器时，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。设计时应考虑：滤波器与宽带放大器及其负载之间的匹配。另外还要考虑补偿某些集中参数滤波器的信号衰减。.专业.整理.下载可编辑3－7什么叫做高频功率放大器？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？为什么通常采用谐振回路作负载？答3-7高频功率放大器是一种能将直流电源的能量转换为高频信号能量的放大电路，其主要功能是放大放大高频信号功率，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、输出功率大、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正弦高频信号。3－8高频功放的欠压、临界、过压状态是如何区分的？各有什么特点？当EC、Eb、Ub、RL四个外界因素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，通过改变负载电阻可以改变输出电压的大，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。过压和欠压状态分界点，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的增大，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EC时，随着EC的增大，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Eb时，随着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Ub时，随着Ub的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。3－9已知高频功放工作在过压状态，现欲将它调整到临界状态，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3-9可以通过采取以下措施1.减小激励Ub，集电极电流Ic1和电压振幅UC基本不变，输出功率和效率基本不变。2.增大基极的负向偏置电压，集电极电流Ic1和电压振幅UC基本不变，输出功率和效.专业.整理.率基本不变。3.减小负载电阻RL，集电极电流Ic1增大，IC0也增大，但电压振幅UC减小不大，因此输出功率上升。4.增大集电极电源电压，Ic1、IC0和UC增大，输出功率也随之增大，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大允许功耗PCM的要求，提高安全可靠性。3－11设一理想化的晶体管静特性如图所示，已知Ec=24V，Uc=21V，基极偏压为零偏，Ub=3V，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θ、P1、P0、η及负载阻抗的大小。画出满足要求的基极回路。解3-111、求动态负载线根据给定静态特性，得到晶体管的E0.5v,b并得到如下方程组dubeuEUcostgdi1S,Cm代入数值后得ceccig(UcostEEcmbb2421costbuce可以解出：ig(3cost0.5）cm题3－11图(1)当t时晶体管截止，因此i=0,但uEU242135V，ccecC位于C点(2)当t时0.53晶体管临界导通i=0,且有UcE0.5,cosbcos,b0.50.5。EUcos242120.5V,因此arccos80ou33cecc位于B点。(3)当t0时.专业.整理.uEU3V,i=ig(3cos00.5）=2.5g2.5A.cecCccmaxmm位于点。A连接A、B、C三点，就是它的动态特性曲线。下载可编辑i/AcAu3.0Vbe2.52.01.51BC0u/V39152127333945ce2、求解θ、P1、P0、η及负载阻抗的大小。0.5arccos80o3U2121RC(80o)i2.50.47217.8ILC11cmaxC1212.50.47212.39W2PIUC121PIE(80o)iE0.2862.52417.16W0C0C1cmaxCPPP17.1612.394.77WC011P12.390.7221P17.160vD.专业.整理.+_下载可编辑uUCOSt3、符合要求的基极回路为bb3－12某高频功放工作在临界伏态，通角θ=75o”，输出功率为30W，Ec=24V，所用高频功率管的SC=1.67V，管子能安全工作。（1）计算此时的集电极效率和临界负载电阻；问应如何凋整？工作状态如何变化，功放的输出功率大约是多少？（2）若负载电阻、电源电压不变，要使输出功率不变。而提高工作效率，(3）输入信号的频率提高一倍，而保持其它条件不变，问功放的解3-12（1）因为IiS(EU)C11Cmax1CCC所以P=1IU1S(EU)U1SEU1SU222221C1C1CCCC1CCC1CC解之得到SE(SE)28SPEE2C4S2P1C2U1CC1CC1C12SC1C1C代入数值后得到集电极电压振幅为242242230604(75o)1.6712144128.060.4551.67UC120.06V(取正值)集电极效率=UCE20.06240.836CU2因为P，所以C2R1LcrRUC220.0626.72302PLcr1（2）可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保证IC1不变，但这样可使导通角减小，效率增加。.专业.整理.下载可编辑（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2ω的频率，回路阻抗为：(rjL)1CrCL回路阻抗为ZL1LCrjL1jQr00在时，ZLrC0L1L在n时，ZrC1jQn10Lnn所以ZZ1n1jQ(n21)Ln1n1jQnL1ZZnn23QLnL1Q(n21)n21[Q(n21)]2因此，输出功率下降到原来的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？(2)利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态？。(3)利用功放放大等幅度的信号时，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，当调制的音频信号加在基极或集电极时、功放应选在过压状态。(2）利用功放放大振幅调制信号时，功放应选在欠压状态，并为乙类工作。.专业.整理.(3)利用功放放大等幅度的信号时，功放应选在过压状态，此时有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.放大器本身参数，如β、α随频率下降。2.电路失谐，集电极阻抗减小。3.少数载流子渡越时间效应。4.非线性电抗效应，如CbˊC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，晶体管的输入阻抗为Z，交流电流放)大倍数为hfe/(1+j/f/fβ，试求Le而引起的放大器输入阻抗Z`i。并以此解释晶体管发射极引线电感的影响。题315图解3-15hhZZj1LZjLfefeffii1jei1jeffffjLheffefj1ZLhZi2ff1iefe22fff11ffff2Z2LhfZ2Lhfiefefiefe.专业.整理.可见，Le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改正图示线路中的错误，不得改变馈电形式，重新画出正确的线路。题3－16图解3-16：C2L2E2.专业.整理.下载可编辑3—17试画出一高频功率放大器的实际线路。要求(1)采用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。123解3-17：根据要求画出的高频功率放大器电路如下C1DvLcLCEcRbCcCbC3－18一高频功放以抽头并联回路作负载，振荡回路用可变电容调谐。工作频率f=5MHZ，调谐时电容C=200pF，回路有载品质因数QL=20，放大器要求的最佳负载阻抗RLr=50Ω，试计算回路电感L和接入系数P。解3-18：1B由f=0得，2LC1(2f)2C4225101220010121L5.07H0因QRC,所以，pRCR2fCLcr0p2Lcr0QLcrQ0LLL502510620010125010320.12520A3－19如图（a）所示的D型网络，两端的匹配阻抗分别为RP1、RP2。将它分为两个L型网.专业.整理.123络，根据L型网络的计算公式，当给定Q2=RP2/XP2时，证明下列公式：RXp1p1Rp1(1Q2)1R2p2Rp21Q2XXXQRp1(1Q2)1Rss1s2222p2并证明回路总品质因数Q=Q1＋Q2。题3－19图1234解3-19首先将电路分解成两个L回路，如图（1）。然后利用并串转换，将Xp2和Rp2的并联转换为Rs和Xs3的串联，得到图（2）。DCBXs3Xs1Xs1XXXs1Xs1s1XpRXXRRRXXp1p2p2p1ssp1pp1(1)(2)(3)(4)根据串并转换关系，得：jXRp2jXRp2RjXs(Rp2R2X2jX)p2p2RjXp2s3p2p2p2p2X2p2R2X2R2Xp2R2X2Rjp2p2.专业.整理.p2p2p2p2下载可编辑R因为Qp2=Xs3,所以XR2p2sRp2R2X2RXp2R2X2XR2RsX2=p2，Xs3p2p21Q22p211p2p2p2p2Q22当XX时，产生谐振，电路简化为图（3），谐振电阻为Rs3s2s再利用串并转换，将Xs1和Rs的并联转换为Rp和Xp的并联，得到图（4），其中R（1Q12）R，X（11）X，其中QRpXs1RQXpsp2s111Ps当XX,产生并联谐振，谐振阻抗为R=R，因此有p1ppp1（）1R（1Q2）R21R1QR2p1ss2由1,2得到，p2QR3p1p11XQRp11Rp1（1Q2）1代入3得RR12sp2RRp1=Qp1Rp1（1Q2）1(证明完毕）Xp11R2p2又因为，XRQRRp1（1Q2）1,XXXp211XQ22，因此p21Q2s1Rs1s2s2s3p22Q22XXXRRp1（1Q2）1XQ22p21Q2Rss1s2s2p22.专业.整理.RRp1（1Q2）1XQ2p2R2Rs2p2p2RRp1（1Q2）1QRs22下载可编辑因为XX，因此从图（2）可以看出，总的品质因数为s2s3QXXs2XXs3QQ1(证明完毕）s1s1RR2ss3－20上题中设RP1=20Ω，Rp2=100Ω，F=30MHz，指定Q2=5，试计算Ls、CP1、CP2和回路总品质因数Q。解3-20RRXsp1(1Q2)1Qp21Q2R222p210020(15)1527.11544pF215100112C2fX27.112301069.76p1LX0.144Hp1s2Rf23010sX100620p2QR205p2Xp19.76p12R1120(15)1（）1Q12Cp1265pF22fX22301001020Rp26p2p2R20Q1（）1Q1(15)12.05100p1222Rp2QQQ52.057.0512.专业.整理.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PA=10W，已知天线回路效率η2=0.8。中介回路的无载品质因数QO=100，要求有载品质因数QL=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ωL1=50Ω，试计算初级的反映电阻rf，和互感抗ωM。当天线开路时，放大器工作在什么状态？题3－21图解3-21：设次级损耗电阻为r，初级损耗电阻为，反射电阻为r，r12f中介回路效率天线功率为P，次级总功率为P。则：kA2，得到r1R0.25012.50.8因为PARPRrA2A2A2PP100.812.5W，1QL1100.9100AkQ20P12.5L1500.5100P113.9W，r120.9Qk0LrrrL因为Q,所以1r500.54.51Q10Lf11fLMrR（r）4.562.516.8fA2当天线开路时，反射电阻为零，初级回路等效并联阻抗增大，放大器将从临界状态进入过压状态。3－22什么是D类功率放大器，为什么它的集电极效率高？什么是电流开关型和电压开关.专业.整理.下载可编辑型D类放大器？答3-22D类放大器是一种工作在开关状态的功率放大器，两个晶体管在输入激励控制下交替饱和导通或截止，饱和导通时，有电流流过，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，电源通过一个大大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，在输入控制下，一个导通，一个截止，因此，两管的中间点电压在0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。1233－23图3－33的电压开关型D类放大器，负载电阻为RL，若考虑晶体管导通至饱和时，集电极饱和电阻Rcs(Rcs=1/Sc)，试从物理概念推导此时开关放大器的效率。D解3-23根据题意，将（a）图简化为（b）图所示的等效电路。设Rcs1=Rcs2=Rcs,LC回路对开关频率谐振，则：EcEcic1T1uce1CV1Rcs1L0C0iLLC00iS?c2iV2SWSPSTLR•RLuce2RLcs1(b)(a)B输出电压振幅R1REcsint2R2E2EcostdtULLLcRRRRRRLccsLcsLcsL22集电极平均电流U112E2EA2I2Lcostdt2(RR)costdt2(RR)cc2RC0LcsLcsL22直流输入功率2E2c123PEI2(RR)0CC0.专业.整理.csL负载上的功率PU22RE2LcL2R2(RR)2LLcsL下载可编辑集电极效率PRL(RR)LP0csL集电极耗散功率2E2c2RE2cPPPL37的2(R反相功R率)合成2(R器线R路)，2说明各变压器和传输线变压器所完成的功3－24根据C图03－LcsLcsLRRP管输出端至负载间各处的阻抗值。设两管正常工作时，负载电阻上的cscs02E用，标出从晶体2c(RR)RRRR2功率为100W，若某管因性能变化，输出功率下降一半，根据合成器原理，问负载上csLcsLcsL的功率下降多少瓦？解3－24：平衡-不平衡-反相分配3DA71:4阻抗变换反相合成不平衡转换平衡转换V1T3Z＝18.5T537.5eT1T218.759.3759.37575R2TT837.57T6Z＝18.5c阻抗变换V23DA7－36V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100W反相功率合成器的实际线路么最后流过合成器负载的电流设功率降低一半的晶体管原来正常输出电压为U,它贡献合成器的电流为I，异常输出电压为U，该管的负载电阻为R则有：0U2U2，2RUU2R00那么，流过合成器的电流为.专业.整理.I1II（1+22合成后的功率为下载可编辑与正常相比，有1221+1+1I2220.7284I24所以，故障后的合成功率为P=0.72810072.8W3－25射频摸块放大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射频模块放大器的最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振荡器、调制器、混频器、功率合成与分配期、环行器、定向耦合器；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分.专业.整理.别是由什么条件决定？答4-1起振条件：T(j)1，即T(j)1振幅条件(T)2n,n0,1,2.....相位条件.平衡条件：T(j)1，即T(j)1(T)2n,振幅条件n0,1,2......相位条件TUi00振幅稳定条件相位稳定条件稳定条件：UiUiAL14－2试从相位条件出发，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？.专业.整理.题4-2图答4-2(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f01<f<f02,这时是一个电感反馈振荡器,(f)可能振荡，振荡的条件是LC3支路呈感性，即要求f03<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）L1C1>L2C2>L3C3;（2）L1C1<L2C2<L3C3;（3）L1C1=L2C2>L3C3;（4）L1C1<L2C2=L3C3。试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率f1与回路谐振频率有何关系？题4-3图.专业.整理.解4-3根据给定条件，可知（1）fo1<f02<f03,因此，当满足fo1<f02<f<f03,就可能振荡，此时L1C1回路和L2C2回路呈容性，而L3C3回路呈感性，构成一个电容反馈振荡器。（2）fo1>f02>f03,因此，当满足fo1>f02>f>f03,就可能振荡，此时L1C1回路和L2C2回路呈感性，而L3C3回路呈容性，构成一个电感反馈振荡器。（3）fo1=f02<f03,因此，当满足fo1=f02<f<f03,就可能振荡，此时L1C1回路和L2C2回路呈容性，而L3C3回路呈感性，构成一个电容反馈振荡器。（4）fo1>f02=f03不能振荡，因为在任何频率下，L3C3回路和L2C2回路都呈相同性质，不可能满足相位条件。4－4试检查图示的振荡器线路，有哪些错误？并加以改正。题4-4图解4-4改正过的电路图如下.专业.整理.Ec•CbECC1C24－5将图示的几个互感耦合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下载可编辑CBAEc-EcEc•••••v•TTVTQ?PNP4－6振荡器交流等效电路如图所示，工作频室为10MHZ，（1）计算C1、C2取值范围。（2）画出实际电路。123题4-6解4-6（1）因为1B2f1011eb2f105(2f)21016139.438410210,呈感性，所以2f1052f1051（2f）23105C1B2fC=，也应呈感性，即12f31052f3105ec1（2f）23105C10,12f3105111098.5pFC.专业1.整理(2.f）231054210143105122(2f)2105C2fC212fC1应该呈容性，及X2f2105bc222下载可编辑（2）实际电路如下EcLCCCv30HC20H1Cb10pFC10H2TitleSizeB4－7在图示的三端式振荡电路中，已知L=1.3μH，C1=51pF，C2=2000pF，Q0=100，Date:File:2345RL=1kΩ，Re=500Ω试问IEQ应满足什么要求时振荡器才能振荡？解4-7以回路两端为放大器的输出，则当忽略晶体管的影响后C1CC51510.024875120002051反馈系数KF1CC1CC21020002051总电容为C50pF212固有谐振电导g1C15010662S,0QL1001.3011负载电导gL1mSR1000Lggg放大器增益KmRrgeeRrmmK2gggggK20LFm0LFeegK环路增益T()KK1时满足起振条件，即mFggK2g01FLFmgKgK2g,g0mFLFm(10.062)1031gK(1K)(g)0.02487(10.02487)43.8mSg0mLFFIgV43.8261.14mAeQmT.专业.整理.4－8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CC30000=75pF400回路总电容C==21C+C211振荡频率ff=21LC102.6MHz250106751012当以u作为放大器的输出时，ceC反馈系数K=F1C2要维持振荡，应满足KK1，即K=1C2C3003100KFF1.专业.整理.4-9图示是一电容反馈振荡器的实际电路，已知C1=50pF，C2=100pF，C3=10～260pF，要求工作在波段范围，即f=10～1OMHz，试计算回路电感L和电容C。设回路无载Q。=100，负载电阻R=1kΩ，晶体管输入电阻Ri=500Ω．若要求起振时环路增益K。KF=3，问要求的跨gs。和静态工作电流IcQ必须多大？题4-9图解4-9CC1回路总电容CCC33.33CC2CC030312C33.3310C43.33Cmin00C33.33260C293.33Cmax00因此得到方程组如下f20106112LC2L(43.33C)maxmin,代入数值后得011fmin101062LC2L(293.33C)max0解之得C40pF,L0.76H0C1CC5011503反馈系数KF12g放大器增益Kmg1KR12FR0iggK因此，K3，即9mmg1K2RFF1.专业.整理.1K213gRRFR00iig9g1K2191Cmax1K21FFm0下载可编辑.专业.整理.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。2345题4-10图解4-10（1）交流等效图如下15pF1000pF15k57H47H68125pF8.2pF3.3pF5.1k32k50H51012k2.2pF1000pF(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对于(a)电路，反馈系数为K2.20.268（2）F8.28.22.28.22.28.22.21515C3.34.855pF8.22.211f19.57MHz2LC257104.85510126.专业.整理.TitleSizeB下载可编辑对于（b）电路1=2.014MHzf25010-6125101202min1=2.731MHzf25010-668101202max因此，要电路振荡，振荡频率应该满足ff1max,ff1min02max02min当LC串联支路的电容取68pF时，在回路电抗为0时振荡，即：11110915010616810120110911471061整理后得到：15981031453.732101521.068011253.732101553.7322103041.06815981031319610311(53.73247)101631963151012(或211012)所以f1max212131510122.826MHz,1.或专业者.f整理.212110120.73MHzf，02max1max因此在频率0.73MHz下不满足相位条件，不能振荡。下载可编辑当LC串联支路的电容取125pF时,111501061251012010911091114710611将上式整理得：22061012(或151012)1121因此1220610122.285MHz,f1min120.616MHz不满足相位条件，也不能振荡。12或者故在11510120.616MHzf，02minf1min答：该电路的振荡频率可在2.285MHz到2.826MHz范围内调节。110911147106KF109(1091)111191104710611147101(2f)211471011853.6101521515f21111853.61032.8262KK10.932FminFmin11853.61032.285210.897.专业.整理.下载可编辑因此，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。4－11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4-11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大幅度减小了，故使频率稳定度提高，但使的频率的调整范围变小，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，来增大频率调节范围。由