高频电子线路课后习题及参考答案.pdf

高频电子线路课后习题集及答案第一章绪论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:话筒载波振荡器解调器中频放大与滤波混频器高频放大输出功率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。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，A M普通调幅、抑制载波的双边带调幅（D S B）、单边带调幅（S S B）、残留单边带调幅（V S S B）；在调频方式中，有调频(F M)和调相(P M)0在数字调制中，一般有频率键控(F S K)、幅度键控(A S K)、相位键控(P S K)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破段名称波长范围演率范崽娘名称主要传幡方式和用途长彼(LW)1031。4 m3g 300 kH z低旗(LF)地波i远更高通信中波(M W)IO?103 m300 kHz-3 M H z中 *MF)地波、天曲广播、通侏导航O(s w)10 100 m330 M H z高原(HF)天波、地波 广播、通信超短波(VSW)110 m30 300 M H z甚高月i(VHF)直线传播、对流息敢轨通信、电视广春瑞财着雷达分米波(USW)10 100 c m30C MHx3 G H z特高颁(UHF)直线传播、敢射传淅通信、中继与卫星通伍雷达、电视广播法厘米波(SSW)170 c m3 30 G H z超高频(SHF)直线传揄槌和卫星通信、雷达*米波(ESW)1-10 m m30-300 G H z极高频(EHF)直线传枷微波通信、雷达第二章高频电路基础21 对于收音机的中频放大器，其中心频率fo=465 kHz.B()7o7=8kHz,回路电容C=200pF,试计算回路电感和QL值。若电感线圈的Q=100,问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求。解 2-1：L=_=_(U fu 2C 4/X465?X1。6 X 200 xlO 124 x 465?x 200 0.586/nHJ=465xl01BO.7O 7 8X103因为一_ 1002%x 465x1()3x200 x10-12In x 465 x 2。171.229由B瀛=#Q_ 供。_ g C _ Qo g go+g7_ 1+4A所 以:所 以 条-1/QL58.125100-58.125x 171.22 237.66Jt/2答:回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联236.66k Q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12260 pF,Ct为微调电容，要求此回路的调谐范围为5351605 k H z,求回路电感L 和 C,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。题 22 图根据已知条件，可以得出：回路总电容为何此可以得到以下方程组1605xl03=/12兀 床2 万”(1 2x1 0-1 2+6)5 3 5X1 03=)-1-2 万 g”2%J260 X1 0-,2+C,)1605 _/26()X10-12+C,535=12x10*+C,260X1012+C,12x10 12+C,=98C,=260 x 10 12-9 x l2 x IO12G=260-1088x lO,2=19pFL=_(沏乂53珈()3 2 260+19 x10631494234350.3175/nH答：电容C t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6=lMHz,C)=400 pf,QUOOpF求回路电感L。若 Q()=100,R.=2kQ,求回路有载QL值。题 23 图解 2-3八 般=曙，L=(2f0)2C-。-5-0.317”田(2%xlO6 8()xl()T2负载接入系数为P=不C=器400=0 8v i-v 2 nuu折合到回路两端的负载电阻为；.=*=磊=3.125412回路固有谐振阻抗为R。=备=6.28X1 0%X 1 9 9 S有载品质因数0 =%-1+4R：100199-1+3.125 1.546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=2.4X10-2pFC)=6pF,r0=15 Q 求此谐振器的 Q 值和串、并联谐振频率。解 2-5：总电容C=鬻篙。*F F串联频率fq=0I 2C。品质因数Q=勺冬,一2呜 5-O.9 9 8 fo=4.99kHz1+-1212冗 x 5 x HP x 0.024 x IO-12 x 15-3.6K=88464260答：该晶体的串联和并联频率近似相等，为 5 k H z,Q值 为 8 8 4 6 4 2 6 0。2-6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。噪音电压功率谱臊音拗S 均方值 E：=4kTRB噪音电流功率谱5,噪 音咻均方值/,：=4kTGB2-7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=1 0 k Q ,C=2 0 0pF,T=2 9 0 K o解 2-7：网络传输函数为H（=R+j（OCR l+ja)CR9则等效噪音带宽为00J H（j（o）2dfB=色题 2 7图H0=RJJ 1l+(a)CR)2+（2小 心=俞 32皿）|；4CR=4X104X200X10-12=125 s z输出噪音电压均方值为U：=4kTGB“H；=4kT BnR2=4kTRB“R=4x 1.37x 10-23 x 290 x 104 x 125x 103=19.865(/V2)答：电路的等效噪声带宽为1 2 5 k H z,和输出均方噪声电压值为1 9.8 6 5 U V 2.2-8如图所示噪声产生电路，已知直流电压E=1 0 V,R=2 0 k Q,C=1 0 0 pF,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 28 图解 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-V 9 310=-=-=0.465mA,R 20000二极管电阻为&=牛 上 56Q网络传输函数为H(j)=j_ -+ja)C +Ja)CRR RRD+ja)CRD%=3等效噪音带宽为:_=f _ df _ f _?_ df+(或 凡)2 J=!X+dKfCR 7=IJICR,arc tan(2_/CR)|=4 c3 =4xl00 xl0,2 x56IO10=44.64MHz224U：=2/也 冏=2x0.465x 10 J xl.6xIO-19 x44.64x 106x562 2083x(/zV2)2-9 求图示的T 型和I I 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R s1.解 T型网络输出电阻为Ks+KX+K3(1)采用额定功率法2输入匹配功率匕输噬配功率P$mo4 R0噪音系数N.二 暑 吟 x /氏土&*1 smo(2)采用开路电压法un.io&+/?1+R34kTBRs,U*=4kTBR。nio氏(3)采用短路电流法r=4kTB l=4kTB/RX=4kTB RR,I&(凡+6+&)+&(6+)=4kTBR叱Ri+&d+黑黑1=4kTBg _Ri+&)NF=匕二段(&+瑞+周A nio2.解n 型网络氏输出电阻为：/?=7RRR E4叫(&+国+凡 氏/、-J 3(叫尺+&凡+a&)&ALR 一&%+(a+&)(4 +a)+K2 +&(1)采用额定功率法 2输 入 匹 配 功 率=今E 3RRR+6 +&输出匹配功率4 +为p D得噪音系数为N=*=学x1 sm o 八54与+R2+R.K+&4+%7J?(R禺+(4+/?3)(4 +&)丫41RR(2)采用开路电压法1 /RR+氏禺&R。(7U：0=4kTBR。、2U 4 k T B&-L x&+R，&R,+R +R=4kTBRs/R。=4皿 四、居姬+&叫+火2号,N 一 1（氏&+&+&F U3&（3）采用短路随流法I：0=4kTBG=4kTBGs、号段+&线+叫2,=4kTBRs RlRs+R2RS+RlR2/匕=_R氏+&M+R内 丫匕 凡 凡 1 R）2-10接收机等效噪声带宽近似为信号带宽，约 1 0 k H z,输出信噪比为1 2 d B,要求接收机的灵敏度为1 P W,间接收机的噪声系数应为多大？解 2-1 0：根据已知条件=102=15.85=丛=血=_S.15.85 15.85x1.37x10 23 x 290 xlO415.85x1.37x29A 1588 B 32d5答：接收机的噪音系数应为3 2 dB。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。3-2 一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知=4 6 5 kH z,晶体管经中和后的参数为：gi e=0.4 mS）Cie=1 4 2 p F,go e=5 5 uS,Coe=1 8 p F,Yi e=3 6.8 mS,Yr e=0,回路等效电容C=2 0 0 p F,中频变压器的接入系数P i=N /N=0.3 5,P 2=N 2/N=0.0 3 5,回路无载品质因数Q 0=8 0,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 3 dB 带 宽 B。/；（2）放大器的电压增益；（3）中和电容值。（设=3 P F）0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的影响。得：回路总电容为C=C +p：Ce+p 0=200+0.352xl8+0.0352x 142 202p F固有谐振电导为2汉/0c,2x465xl03x 202x10 12“。g。=飞1 =-而-”回路总电导为gS=P：g。+P；g，e+go=0.352 x 55 x 10+0.0352 x 0 4 x 10-3+7 374 x 1 0-6 仪 1 4.6/s品质因数&=也 鼻 =2 X 6：，鬻2x10-2-0.4gz 14.6x103dB带 宽 叫 产 尹 芸a 11.51kHz世垢出心“。必 1 力10.35 x 0.035 x 36.8 xlO-3谐振增益5 =工一=-西乔-=30S8中和电容 C“=N)Ch.=-ch.=x3=1.615pFN-Nt bc 1-P1 0.65 答:品质因数。.为4 0.4,带宽为1 1.5 1 kH z,谐振时的电压增益为3 0.8 8,中和电容值为1.6 1 5 p F3-3 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，如以.、C e、g,.、g Q y g、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)选用后比较高的晶体管(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f=4 6 5 kH z,若要求总的带宽B 0.7=8 kH Z,求每一级回路的3 dB 带宽和回路有载品质因数Q.值。解 3 4：设 每 级 带 宽 为 贝 的因为总带宽为B0.7=B则每级带宽为叫=80.5098 15.7kHz有载品质因数QL=S 29.6答：每级带宽为15.7kHz,有载品质因数为29.6。3-5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=465 k H z,当 要 求3 dB带 宽 为8 kHz时，每级放大器的3 dB带宽有多大？当偏离中心频率10 kHZ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设每级带宽为B”贝_ _ _ _ _根据总带宽得；=B|gI每级带宽为B小 点=-A-11.2kHz4/U /JL4V23-l当偏离中心频率的kH g据谐振特性，有:_ 2A_7（1+A2-V）2+4V A28 二 8答：每级放大器的3 dB带宽为11.2kHz,当偏离中心频率10 kHZ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。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、&、5、R,.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R i 时，随着网的增大，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&时，随着员的增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。当单独改变以时，随着琼的负向增大，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U,时，随着氏的增大，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U“集电极电流L 和电压振幅U c 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L 和电压振幅U,：基本不变，输出功率和效率基本不变。3 .减小负载电阻R,集电极电流L 曾大，I c。也增大，但电压振幅U c 减小不大，因此输出功率上升。4 .增大集电极电源电压，I 心 L和比增大，输出功率也随之增大，效率基本不变。5 .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 3-1 0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RM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 E,=2 4 V,U =2 1 V,基极偏压为零偏，&=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0、Pi、P。、H及负载阻抗的大小。画出满足要求的基极回路。解 3-1 11、求动态负载线根据给定静态特性，得到晶体管的同=0.5匕g,“=忆=1S，并得到如下方程组1%=Ec-0C CS 9t4 =g”,(%cos(at-Eb+Ebuce=24-21 c os c oZ4 =g,(3c ossf-0.5)题 3 1 1 图代入数值后得可以解出：(1)当时=兀晶体管截止，因此但0,uc e=Ec+Uc=24+21=35V位于C点(2)当时=0晶体管临界导通且存U b c osO=E*=0.5,COS0=因此8=arc c os 80 u=E-UCc os0=24-21x =20.5V,3 3位于B点。(3)当时=0%=E 5 =3丫儿=1皿=(30080-0.5)=2.5gm=2.5A.位于燕。连接A、B、C三点，就是它的动态特性曲线。2、求解0、P、P。、n 及负载阻抗的大小。0=arc c os 803RL%L I21212.5x0,472 17.8Q=5=21x2.5x0.472=i2.39w22Po=ICOEC=a(80)x ic max xEc=0.286 x 2.5 x24=17.16WPc=Pg P=17.16-12.39=4.77WP,12.39P-17.16n=*0.722ub=Ub COStoZ3、符合要求的基极回路为3-12某高频功放工作在临界伏态，通 角 0=7 5 o”，输出功率为3 0 W,E c=2 4 V,所用高频功率管的Sc=L 6 7 V,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；（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，问应如何凋整？（3）输入信号的频率提高一倍，而保持其它条件不变，问功放的工作状态如何变化，功放的输出功率大约是多少？解 3-1 2(1)因为 I c i=a c max=a|Sc(E c-U c)嚓&最N c=；a&(E c -Uc)Uc =c E c U c -大 风 说U _ aAc E。士 J(ctScEc)8a.Sc P _ 2-c=2alsc 一 了 V彳-a(Sc代入数值后得到集电极电压振幅为T2 4,*2x30-60.c 2 丫 4%(75)1.67 V 0.455x1.67=2().06V(取正值)集电极效率Ut.20.06 c711=1 =-0.836Ec 24R因为当U：20.06?2P 2x30 6.7Q（2）可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保证3 不变，但这样可使导通角减小，效率增加。（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2 3的频率，回路阻抗为：（r+jL）回路阻抗为ZL=一彳哈L正1+j o f-k0 J在 岫 c oo ZLI在 岫 na)(,ZLnl+j Q|n-n所以nl+jQ(n2-l)因此，输出功率下降到原来的2/3 Q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 3-1 3(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O(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。(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 3-1 4主要原因是1 .放大器本身参数，如 B、a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 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hr，(l+j/f/f ,鳏 L e 而引起的放大器输入阻抗Z 。并以此解释晶体管发射极引线电感的影响。题图15解 3-1 5可见，L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。3-1 6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 1 6图3-1 7试画出一高频功率放大器的实际线路。要求（1）采用N P N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。解 3 T 7：根据要求画出的高频功率放大器电路如下m3-1 8 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=5 M H Z,调谐时电容C=2 00 p F,回路有载品质因数Q i=2 0,放大器要求的最佳负载阻抗R,=5 0 Q,试计算回路电感L和接入系数P。解 3-1 8：由 露WE-9=?-方-怒 5.07uH(27rf0)2C 4K2X25X10-,2X200X10-,2 因加沏,p=j50 x 27tx5xl06 x 200 xl0-2“小不 u3T9如 图（a 广可不的D型网络,而 端的匹配阻抗分筋烧热 R 停 碉 站 外 辆 个 L型网络,根据L型网嵬的计算公式，名索定Q2=R”/XP2时，证明下列公式：XR%xs=xsl+xs2=(1+Q；)-1 并证明回路总品质因数Q=Q 1+Q 2。题 3 1 9 图解 3-1 9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 X 0 2 和 R 陷的并联转换为 R和 4 的 串联,得到图（2）。根据串并转换关系，得:R f（R p 2+j%2）R=K +Xj再利用耨 噬 携 次 蜀 谐 撇 R 电 路 简 做 侬 R胡 儿嘴振飓阻券 悯 ,晔 中凡=。+4（）&其 圾=i+与xs l Q小学=点Q A.p K当 两 相 呼 谐 振，谐振阻抗为=,因此郁p RplRpi=Q+Q：&（1+Q；Rs 由得都,又因为,因为K因 飒 图（2）可以看出，总的品质因数为Q=W=W=Qi+Ch（证明完毕）Ks Ks3-2 0上题中设即=20 Q,RMIOOQ,F=30MHZ,指定Q2=5,试计算LS、3八&和回路总品质因数Q。解 3-20 _=品 檄1+Q；）T+Q z.=-1-0-0I 2。“u2、，u A/（1+5）1+5 27.1101+52|_ V100T X 27.11 n,.L=-=-T 0.144uHs 2忒 2%x30 xl06XD|=RPI=2 a 9.76Q拗 Q；T移IC.=-=-三-544pFpl 27rfxpi 2TCX30X106 X 9.76x=5P I=2onP 2 Q2 51C 2 =-P 2 n fX p 22T C x 30 x 106 x 20 265pFQ.=儒（l+52）T 2.0 5十 什+Q；Q=Qi+Q2=5+2.05=7.053-2 1如图示互感耦合输出回路，两回路都谐振，由天线表晨测得的天线功率PF10W,已知天线回路效率 12=0.8。中介回路的无载品质因数Q=100,要求有载品质因数Qi=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3“=5 0 Q,试计算初级的反映电阻口，和互感抗3当天线开路时，放大器工作在什么状态？解3-2 1:设次级损耗电阻为r,喻磁钿黑电阻为，摩射电阻为r,f中介回路效率末线功率为，次级总功率为。则P?因 为 髀 六P2=12.5W,2 T 0.84=区=竺=13.9W/0 9r2=R,=x50=12.5Q2 n A o.8因 为 它 黑？詈 一【冷。5ca)M=(即 +4 =V4.5x62.5 16.8Q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。3-2 2什么是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。3-23图 3 3 3 的电压开关型D类放大器，负载电阻为R i,若考虑晶体管导通至饱和时，集电极饱和电阻R s(R c s=l/S c),试从物理概念推导此时开关放大器的效率。解 3-2 3根据题意，将(a)图简化为(b)图所示的等效电路。设 上,产心2=R”L C 回路对开关频率谐振,贝！I：输出电压振幅nrTR.1|,R,Ec.R.2ECU.=-|Er c osc ofdM=-sinoZ 2=-1 RcCS,+R&,兀 J*R+R,n +R,兀K CS&2 C S L2集电极平均电流n K,=1 fI U-,-c os J=1 i-2-E-C-c os G)ta(i)t=：-2-E-C-0 2*&2兀4兀(凡+&)/(&,+&)22直流输入功率负载上的功率p;/=2&E；2勺 兀“凡+公尸集电极效率n=PL=&.P,(丸 十 RJ集电极耗散功率IE2&E；兀2(%+R,)兀2(凡+RJ2E-兀 2(凡+&)RCS+RL)=4(R,凡+公)3-24根据图3 3 7 的反相功率合成器线路，说明各变压器和传输线变压器所完成的功用，标出从晶体管输出端至负载间各处的阻抗值。设两管正常工作时，负载电阻上的功率为1 0 0 W,若某管因性能变化，输出功率下降一半，根据合成器原理，问负载上的功率下降多少瓦？解 3 2 4：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。那么最后流过合成器负载的电流）0 W 反相功率合成器的实际线路设功率降低一半的晶体管原来正常输出电压为电，贡献合成器的电流为4 异常输出电压为,U该管的负载电阻为R则有：U2 U2,U=,U=I R。2/?0 y/2那么，流过合成器的电流为合成后的功率为与正常相比，有所以，故障后的合成功率为P,=0.728xl00=72.8W3-2 5 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别是由什么条件决定？答4-1起振条件：T(魁)1平衡条件：T(即)=1(|1 振幅条件p(T)=2 兀，n=0,l,2.相位条件.|r(;(o)|=i 振幅条件,(P(T)=2 兀，n=0,l,2.相位条件0稳 定 条 件 产“也0振幅稳定条件相位稳定条件4-2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?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f01ff02,这时是一个电感反馈振荡器，(f)可能振荡，振荡的条件是L C 3支路呈感性，即要求f O 3 1 X 2*3；(2)LICIL2C2 L 3 c 3；(4)LCL 2 c 2=L 3 c 3。试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率3与回路谐振频率有何关系？题4-3图解4-3根据给定条件，可知(1)f水f水品，因此,当满足f“金 金,因此，当满足f“f 2 f f o a,就可能振荡,此时LQ回路和L z回路呈感性,而L C,回路呈容性，构成一个电感反馈振荡器。(3)fo l=f 0 2 f,因此，当满足f。尸 金 就 可 能 振 荡,此 时LC回路和L 2 c 2回路呈容性,而L 3 c 3回路呈感性，构成一个电容反馈振荡器。(4)f Q f 2=f 0 3不能振荡，因为在任何频率下，L 3 c 3回路和L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题4-5图解4-5,画出的实际电路如下4-6 振荡器交流等效电路如图所示，工作频室为10 M H Z,(1)计算C、C2取值范围。(2)画出实际电路。题 4-6解 4-6(1)因为B.=2nf X10-出-2 x l(r5(27tf)2xl0-16-l 39.4384x10-2=2 G 1。=2 G M ，呈感性，所以区=2四-2 f I 1尸。照 翩 糠 扁2irf x3xl0 Z 7yr x3x 10W 23xlQ-5C,-l；()iTtfxaxio-5-，1 1 10,C.-；-r=;-n-r=-r 屹 8.5pF(2nf)23xl0-5 47t2xl0,4x3xl0-5 12K2X加=2 4 X 2 X10-=一 一?应该呈容性，及x C2 21tf x C2(2*2*2x10-匕 T 02itf xC2 G 1gl,+go+KF gmgn,KFgI.+g0+KF2gm,1,、(1+0.062)x10-3(g.+g0)=-43.8mSL 8，0.02487(1-0.02487)IeQ=gmVT 43.8 x26=1.14mA4-8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 为八 C,C.30000”回路心电令C=75 pF振 荡 频 率 心 心 志=,1 2.6MHz2TtV50 xl0-6x75xl0-12当以4 为放大器的输出时，反馈系数KF=2要维持振荡，应满足KKF阶 ；=袅=瞿=3K.v V.1UU4-9 图示是一电容反馈振荡器的实际电路，已知G=50 pF,C2=100 pF,C3=10260pF,要求工作在波段范围，即 f=10 10MHz,试计算回路电感L 和电容C。设回路无载Q。=100,负载电阻R=lk Q,晶体管输入电阻R：=500Q.若要求起振时环路增益K。仆=3,问要求的跨g”和静态工作电流I”必须多大？题 4-9 图解 4-9C C回路总电容c =、I 2、+co+C3 33.33+C0+C3G +c?Cmln=33.33+10+C0=43.33+CoCmax=33.33+260+Cn=293.33+Co因此得到方程组如下20 xl06=,1，代入数值后得2njL(43.33+C。)2ny/LCl10 xl06=2%/L(293.33+C()解之得C(,40pF,L=0.76gH因此，K,-%-声 5-8 o+s+K39卜 曷+稣 卜9伍 特+在 稣:，/1/330.33X10-2 1 1 1).c=9 A-二一+-x =12.88 x 100.76x10-1000 9 500JICQ=gmVT=12.88 x 26 335|iA4-1 0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。题4-1 0图SISXTgeeJemHTIK解4 T 0(1)交流等效图如下(a)是一个西勒振荡器，当忽略1 5 p F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(2)2 2对于电路，反馈系数为KF=B0.2680.28.2 x 2.2 一 xl58.2+2.2_8.2x2.2-+158.2+2.2 1+3.3 4.855pF11 2T CVLC 2兀，57*10*4.855X10-12 9.57MHz对 于(b)电路02min12%V50 xl0-6xl25xl()-12 2.014MHz127rV50 xl06x68xl0-n 2.731MHz因此，耍电路振荡，振荡频率应该满足当串联支路的电容取时,6瓶回路电抗为。时振荡，即:c o.x50 x 10-6-Z77-i-z?=0(D j x 68 x 10-12 x 10-9_(D x 10 9叫 X 一8|x47xio整理后得到:1598 x 10句明-53.732 x 1 015*x+1.068=02 53.732 x 10*士 53.7322 x IO-30-4 x 1.068 x 1598 x IO-31(01；=-3196x10=经鸯署邈，315x1叫 或21x1。力所以Lm*=-xV315xlO12 2.826MHz,2K 2n或者几,.=；X 721X IO12 0.73MHz f02raax2n因此在频率Q阚 喊 相 位 条 件，不能振荡。当串联支路的电容取时,125pF11a),x 50 x10-6-叫 x 125 X10-12 8 X10-9 _-1 81 X10-91-c o1x47xl0-6=0将上式整理得：*=206x10,或 15x10)因此flm in=1=-V206X102 2.285MHz,2it 27r或者小n =0.616MHz后诩求吧同嘲Jc osc t u3=U3c osa)3t常数项为：a0+基频分量为：(I aiIUT U也 U；U|3U：)I+a3-+a3-+a3-l+f TT u：l uu2l aiU2+a3 2+/2 +a3+1(aiU u：5 UU33+a3-+a3+a3 C O S(03t2次频率分量和组合系数为2的频率分量为：-u2 u2 u2a2-y-COS 2(0,t+-y-c os 2o2t+c os 2(o3t+a2UIU2c os(o1+o)2)t+UU2