《高频电子技术》（第四版）课后答案

PAGEPAGE1《高频电子技术》第四版部分习题详细解答习题一1-1北京电视台的载波频率是57.75MHz，问它的波长是多少米？解：（米/秒）（米）1-2中波广播波段的频率是535～1605kHz,计算一下波长的范围是多少？解：（米/秒）（米）（米）波长的范围是～。习题二2-1已知并联谐振回路的=1，＝20，＝100，求该并联回路的谐振频率、谐振电阻及通频带。解：＝≈＝＝≈2.24Ω＝＝＝＝＝2-2并联谐振回路如图2-22所示、已知：＝300、＝390，=100，信号源内阻=100，负载电阻＝200，求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。图2-22题2-2图解：＝≈＝＝＝11.4Ω＝＝＝≈＝36.84＝≈＝2-3已知并联谐振回路的＝10，C＝50，＝150，求回路的和以及＝600时电压衰减倍数。如将通频带加宽为300，应在回路两端并接一个多大的电阻？解：＝66.7≈＝＝＝≈8.1为未并电阻时LC回路的等效电阻＝≈＝通频带加宽为300，即是原来的2倍＝33.3解得＝2-4在图2-23所示电路中，信号源频率＝lMHz，回路空载值为100，是回路损耗电阻。将l－l端短路，电容调到100时回路谐振。如将l－l端开路后再串接一阻抗（由电阻与电容串联），则回路失谐，调至200时重新谐振，这时回路有载值为50。试求电感L、未知阻抗。图2-23题2-4图解：（1）当1-1端短路时，电路谐振≈＝≈（1）当1-1端开路接，电路谐振时，由增大至谐振，此时与串联，谐振频率不变，即与串联等效为≈2-5在图2-24所示电路中，＝0.8µH，＝＝20pF，＝5pF，＝10kΩ，＝20pF，＝5kΩ，＝100。试求回路在有载情况下的谐振频率，谐振阻抗，回路有载值和通频带。图2-24题2-5图解：＝≈2.09Ω并联谐振时等效电路如下图＝≈＝≈≈28.12-6并联回路如图2-25所示，已知：＝360，＝280，＝100，＝50，=／＝10,＝l。试求该并联回路考虑到影响后的通频带及等效谐振电阻。图2-25题2-6图解：≈≈53.13＝≈＝501.3≈9.44若取，取53，则≈9.462-7并联回路如图2-26所示，试求并联回路2-3两端的谐振电阻。已知：（a）＝100、＝10、M＝4，等效损耗电阻＝10Ω，＝300；（b）＝50、＝100，=10、＝2Ω。图2-26题2-7图解：(a)图：≈8.43≈62.7≈≈(b)图：≈273.9≈≈2-8并联谐振回路如图2-27所示，已知：＝10MHz，＝100，＝12，=1，＝40，匝比＝＝1.3,＝＝4，试求谐振回路有载谐振电阻、有载品质因数和回路通频带。图2-27题2-8图解：≈≈≈≈18.35≈＝0.545习题三3-1在三级单调谐放大器中，工作频率为465，每级LC回路的＝40、试问总的通频带是多少？如果要使总的通频带为l0，则允许最大为多少？解：每级＝40，通频带≈当≈23.713-2已知单调谐放大器谐振电压增益＝10，通频带＝4，如果再用一级完全相同的放大器与之级联，这时两级放大器总增益和通频带各为多少？若要求级联后总通频带仍为4，则每级放大器应怎样改动？改动后总谐振电压增益是多少？解：（1）＝4≈（2）4≈↑→↓，并联电阻可使＞，，，每级放大器应并联电阻使Q值下降为原来的0.643倍，此时总电压增益为41.345.3-3采用完全相同的三级单调谐放大电路组成的中放电路其总增益为66，为5，工作频率为465。求每级放大电路的增益、及每个回路的有载值应为多少？解：≈≈47.43-4单调谐放大器如图3-3（a）所示。已知放大器的中心频率＝10.7，回路线圈电感＝4，=100，匝数＝20匝，＝5匝，=5匝，，晶体管的参数为：。试求该放大器的谐振电压增益、通频带及回路外接电容。解：先画出变换后的电路模型如下图,≈≈≈≈－16≈21.3≈3-5单调谐放大器如图3-3（a）所示。中心频率＝30，晶体管工作点电流，回路电感＝1.4,＝100，匝比=＝2，＝3.5，，试求该放大器的谐振电压增益。解：≈≈≈习题四4-1如图4-34所示的电路中，哪些可能产生振荡？哪些不能产生振荡？如不能振荡，请修改成能振荡的电路图4-34题4-1图图形改为如下形式即可产生振荡：4-2图4-35为晶体振荡器，试问此电路中的晶体工作于什么状态？为什么？答：晶体工作在串联谐振（短路）状态，此时发射极电阻近似为0，三极管的电压增益最大，晶振起选频作用。4-3图4-36是什么振荡器？画出其交流等效电路，并说明回路应满足什么条件才能产生振荡？该电路的输出波形较好，为什么？图4-35题4-2图图4-36题4-3图解：交流等效电路如下：此电路为电容三点式振荡器，C2应远大于C1、C3，LC3回路的应小于晶振的，当回路工作在时，LC3应为容性，等效为电容，晶振的作用等效为一个电感，电容三点式振荡器谐波成分小，波形好。4-4在图4-37所示电容三点式电路中，＝100pF，＝300pF，＝50µH，试求电路振荡频率和维持振荡所必须的最小电压增益。图4-37题4-4图解：＝≈＝2.59根据振幅平衡条件：≥14-5图4-38所示振荡电路的振荡频率＝50MHz，画出其交流等效电路并求回路电感。图4-38题4-51图解：画出交流等效电路图：≈7.40pF≈5.22pF12.62pF≈4-6对于图4-39所示各振荡电路：（1）画出高频交流等效电路，说明振荡器类型；（2）计算振荡频率。图4-39题4-6图解：（a）电路为改进型电容三点式（西勒）≈4.9pF＝≈＝9.523（b）电路为改进型电容三点式（克拉泼）当可变电容为最小时，振荡频率有最大值≈60pF＝≈＝2.91当可变电容为最大时，振荡频率有最小值＝100pF＝≈＝2.254-7在图4-40所示两个振荡电路中，两个LC并联谐振回路的谐振频率分别是＝和＝，试分别求两个电路中振荡频率与、之间的关系，并说明振荡电路的类型。图4-40题4-7图解：(a)图应为电感三点式振荡电路，当＜，＜时，两个LC回路呈电感性，故振荡条件：、＞。(b)图应为电容三点式振荡电路，当＜时，L1C1回路呈电感性，＞时，L2C2回路呈电容性，故振荡条件：＜，＞。4-8某晶体的参数为＝19.5H，＝pF，＝5pF，＝110Ω。试求：（1）串联谐振频率；（2）并联谐振频率；（3）品质因数。解：（1）串联谐振频率＝≈＝2.49（2）并联谐振频率＝1.000021(3)品质因数≈4-9图4-41（a）、（b）分别为l0MHz和25MHz的晶体振荡器。试画出交流等效电路，说明晶体在电路中的作用，并计算反馈系数。图4-41题4-9图解：（a）图交流等效电路如下晶体的作用等效为一个电感≈136.4pF300pF≈0.313（b）图交流等效电路如下≈0.137习题五5-1已知谐振功率放大器输出功率,％,电源电压,试求晶体管的集电极功耗和直流电源供给的电流若保持不变，将提高到80％，试问、减少多少？解：（1）≈＝0.365A（2）≈＝0.25A5-2已知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？答：（1）减小，使动态线向右移动；（2）增大电源电压，使动态线向右平移。5-3某高频功率放大器工作在临界状态，已知其工作频率＝520MHz，电源电压=25，集电极电压利用系数=0.8，输入激励信号电压的幅度=6，回路谐振阻抗=50Ω，放大器的效率＝75％。求：（1）、输出功率、集电极直流功率及集电极功耗。（2）当激励电压增加时，放大器过渡到何种工作状态？当负载阻抗增加时，则放大器由临界状态过渡到何种工作状态？解：（1）≈(2)当增加时，放大器由临界状态过渡到过压状态，见下图（放大特性）当负载阻抗增大时，放大器由临界状态过渡到过压状态，见下图（负载特性）5-4在谐振功率放大电路中，若、及不变，而当改变时有明显的变化，问放大器此时工作在何种状态？为什么？答：若、及不变，而当改变时，只有工作在过压状态，有明显的变化，因为在过压状态，变化时，随单调变化，在不变情况下，有明显的变化。若工作在欠压状态，当变化时，几乎不变，也不变化。见教材集电极调制特性。5-5如图5-40所示为末级谐振功率放大器原理电路，工作在临界状态，图中为耦合电容，输出谐振回路由管子输出电容以及元件、、组成，外接负载天线的等效阻抗近似为电阻。现将天线短路、开路，试分别分析电路工作状态如何变化？功率管是否安全？图5-40末级谐振功率放大器原理电路答：天线开路时，品质因数升高，谐振阻抗Re急剧增加，功率管工作于过压状态，增高，很可能导致，功率管不安全。天线短路时，回路严重失谐（呈感性），所以谐振阻抗急剧减小，功率管工作于欠压状态，急增，很可能导致，功率管烧坏。习题六6-1已知单频普通调幅信号的最大振幅为12，最小振幅为4,试求其中载波振幅和边频振幅各是多少？调幅指数为多少？解：载波振幅边频振幅6-2已知载波电压，调制信号电压，令常数Ka＝1。试求：（1）写出调幅表达式；（2）求调幅系数及频带宽度；（3）画出调幅波的波形和频谱图。解：（1）调幅表达式；（2）调幅系数及频带宽度；或：（3）调幅波的波形（a）和频谱图(b)。6-3某发射机输出级在负载=100Ω上的输出信号，请问：（1）该输出信号是什么已调信号？该信号的调制度＝？（2）总的输出功率＝？（3）画出该已调信号的波形、频谱图并求频带宽度=?解：（1）该信号为普通调幅波＝0.5（2）总的输出功率＝＝0.09W（3）波形、频谱图和频带宽度＝6-4若单音调幅波的载波功率Pc=1000W，调幅指数=0.3。问边带功率、总平均功率、和最大瞬时功率分别为多少？解：边带功率总平均功率最大瞬时功率6-5某发射机发射功率为9kW的为调制载波功率，当载波被正弦波调制时，发射功率为10.125kW，试计算调制指数。如果再加上另一个音频进行40%的调幅，试计算其发射总功率？解：（1）由得（2）两个音频调幅后，功率满足线性叠加关系习题七7-1设二极管峰值包络检波器中的负载电阻R=200kΩ，负载电容C=100pF，若输入调幅波中包含的最高调制频率为Fmax=5000Hz，为了避免出现惰性失真，输入已调幅波的最大调幅指数应为多少？解：要避免惰性失真，要求得到7-2图7-19所示电路中，R1=4.7kΩ，R2=15kΩ，输入信号电压幅值Uim=1.2V，若电压传输系数设为0.9，求输出电压的最大值，并估算检波器输入电阻Ri。图7-19题7-2图解：（1）输出电压的最大值（2）输入电阻7-3二极管包络检波电路如图7-20所示，设二极管为理想二极管。若输入电压为ui(t)=4cos(2π×930×103t)+0.8cos(2π×927×103t)+0.8cos(2π×933×103t)V,检波负载电阻R=10kΩ，下级输入电阻RL=8kΩ，滤波电容C=6800pF。试问该电路会不会产生惰性失真和负峰切割失真？若该电路的电压传输系数ηd≈1，试画出图中ui、uo1和uo的电压波形，并标出电压的大小。图7-20题7-3图解：（1）由输入电压的表达式可得因为所以不会产生惰性失真又因为直流电阻交流等效电阻故不产生底部切割失真7-4二极管包络检波电路如图7-6（a）所示，已知输入已调波的载频＝465kHz，调制信号频率F＝5kHz，调幅系数＝0.3，负载电阻R＝5kΩ，试决定滤波电容C的大小，并求出检波器的输入电阻。解：（1）电容C的取值应满足对载波短路，即≥此处取≥≈即≥（2）为避免惰性失真，应有≤≤≈综合考虑取值范围：≤≤(3)输入电阻≈7-5相乘型同步检波电路输入单边带调幅信号为＝，同步信号为＝，＜，试写出解调输出电压表示式，并分析解调失真情况。解：＝＝＝解调失真在同步信号的处，越大失真越大7-6在相乘型同步检波器中，若输入信号为，即双边带信号，而本地载波信号。试问当为常数时能否实现不失真解调？解：为常数时不能实现不失真解调，只有当为0时，即本地载波与高频载波同频同相，才能实现不失真解调。7-7在图7-21二极管检波器中，已知二极管导通电阻＝100Ω，＝1kΩ，＝4kΩ，输入调幅信号载频＝4.7MHz，调制信号频率范围100Hz～5000Hz，＝0.8。若希望电路不产生惰性失真和底部切割失真，则电容和负载的取值应该有何要求？图7-21题7-7图解：（1）直流电阻交流等效电阻不产生负峰（底部切割）失真条件：≥≥即≥4，将，代入，可得≥（2）电容C的取值应满足对载波短路，即≥≥≈取最大值应有≥为避免惰性失真，应有≤≤≈综合考虑取值范围：≤≤7-8在图7-22所示检波电路中，＝510Ω，＝4.7kΩ，＝1kΩ，输入信号＝0.5（1＋0.3）V。当可变电阻的接触点在中心位置或最高位置时，是否会产生底部切割失真？为什么？图7-22题7-8图解：（1）可变电阻的接触点在中心位置时直流电阻交流等效电阻≈＝0.5（1＋0.3）由此可得≈0.423＞0.3，故不产生底部切割失真。（2）可变电阻的接触点在最高位置时直流电阻交流等效电阻≈同样有≈0.256＜0.3，故产生底部切割失真。7-9图7-23所示为晶体管射极包络检波电路．试分析该电路的检波工作原理。图7-23题7-9图7-10图7-24所示电路称为倍压检波电路，R为负载，为滤波电容，检波输出电压近似等于输入电压振幅的两倍。试说明电路的工作原理。图7-24题7-10图习题八8-1给定调频波的中心频率＝50MHz，最大频偏＝75kHz，求：（1）当调制信号频率＝300Hz时，调频指数及调频波有效带宽；（2）当调制信号频率＝15kHz时，调频指数及调频波有效带宽。解:(1)＝300H时(2）＝15kHz时8-2载波(V),调制信号(V)，最大频偏＝20kHz。求:（1）调频波表达式；（2）调频系数和有效带宽；（3）若调制信号(V)，则＝？；＝？解:（1）调频波表达式；（2）调频系数和有效带宽；（3）若调制信号(V)，因为此时、F均不变,所以8-3已知：载波(V)，调制信号(V)，调频灵敏度＝10kHz/V。求:（1）调频波表达式；（2）最大频偏；（3）调频系数和有效带宽。解：（1）调频波表达式；(说明：此处＝10kHz/V，所以，若＝10rad/V，则)（2）最大频偏；（3）调频系数和有效带宽。8-4设载波为余弦波，频率为，振幅为，调制信号为的单频正弦波，最大频偏kHz，试分别写出调频波和调相波表达式。解：（1）调频波表达式（1）调相波表达式8-5已知调频信号最大频偏50kHz，试求调制信号频率为300Hz，1kHz，3kHz,10kHz时分别对应的频带宽度。解：50kHz（1）F1＝300Hz，（2）F2＝1kHz，（3）F3＝3kHz,（4）F4＝10kHz习题九9-1简述脉冲计数式鉴频器的工作原理？9-2斜率鉴频器和相位鉴频器实现调频-调幅的变换过程有何不同？9-3为什么通常在鉴频器之前要采用限幅器？9-4为什么比例鉴频器有抑制寄生调幅的作用？其根本原因何在？9-5针对以下几种要求，分别说明宜采用那种鉴频器？（1）频带很宽。（2）频带很窄，非线性失真要小。（3）为节省元件，不用限幅器。9-6鉴频器输入调频信号＝3＋Ⅴ，鉴频灵敏度＝－5mV／kHz，线性鉴频范围2＝50kHz，试画出鉴频特性曲线及鉴频输出电压波形。解：＝－5mV／kHz＝3＋Ⅴ鉴频特性曲线及鉴频输出电压波形如下图：9-7已知鉴频器的输入调频信号为uFM(t)=5cos(4π×107t＋10sin4π×103t)V，鉴频灵敏度SD=5mV/kHz，线性鉴频范围大于2△fm。求鉴频电路的输出解调电压uo(t)。解：9-8图9-39所示为采用共基极电路构成的双失谐回路鉴频器，试说明图中谐振回路I、Ⅱ、Ⅲ应如何调谐？分析该电路的鉴频特性。图9-39题9-8图习