《高频电路习题》PPT课件.ppt

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1、第一章 绪论1.无线通信为什么要进行调制？如何进行调制？因为调制信号都是频率比较低的信号，而天线应与信号波长处于同一数量级，所以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，调幅AM、调频（FM）和调相（PM）。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。2.中波广播波段的波长范围为187560m，为避免邻台干扰，两个相邻电台的载频至少要相差10kHz。问此波段中最多容纳多少电

2、台同时广播？中波广播波段的频宽为C/187C/560=1071kHz，其中电波传播速度为C=30104km/s,因此该波段最多容纳107个电台同时广播。3.请画出调幅发射机原理图。第二章 基础知识1.给定串联谐振回路的f0=1.5MHz,C0=100pF,谐振时电阻R=5，试求Q0和L0？答：Q0=1/Rw0 C0=1/5*2*1.5*106*100*10-12=212L0=1/w0 C0=1/(2*1.5*106)*100*10-12=113H2.如图所示，已知L=1H，Q0=100，C1=C2=20pF，Ci=5pF，Ri=10k，CL=4pF，R0=5k，试计算回路谐振频率、谐振阻抗（不

3、计Ri和R0）、有载品质因数QL的值和通频带BW0.7解：由题意可知3.在图示所示电路中，f0=30MHz，C=20pF，Q0=60，外接电阻R1=10k，Rs=2.5k,RL=830,Cs=9pF,CL=12pF,p1=0.4,p2=0.23。求：（1）回路电感L和通频带BW0.7（2）若将带宽扩展到3MHz，应该外接多大的电阻？p1 P2解：（1）因为（2）若使，4.已知调谐回路如图所示，回路的谐振频率为100KHZ，试求：（1）电感L的值（2）L无损耗时回路的通频带（3）当Q0=100时，L有损耗时回路的通频带5.若中频为465kHz，信号频率为1000 kHz，则镜像频率应为多少？此时

4、本振频率为多少？镜像频率：（1000+2*465）=1930 kHz本振频率：1000+465=1465 kHz第三章 高频小信号放大器1.三级单调谐中频放大器，中心频率f0=465 kHz，若要求总的带宽 2f0.7=8 kHZ，求每一级回路的 3 dB带宽和回路有载品质因数QL值。设每级带宽为B1，则：总带宽2f0.7=B1=8kHZ；则每级带宽B1=15.7kHZ；有载品质因数QL=f0/B1=29.6；答：每级带宽为15.7kHz,有载品质因数为29.6。2.一高频放大器由三级相同的单调谐放大器组成，如果每级放大器的增益为8dB，每级带宽为600kHz，则总增益，总带宽，总的矩形系数各

5、为多少？总增益为：Av0=38=24dB；总带宽为：BW0.7=矩形系数：3.若现有三级相同的单调谐放大器级联，中心频率为f0=1570kHz。若要求总的通频带(2f 0.7)3=8kHz,试求每一级通频带2f 0.7与回路有载品质因数QL，并计算出总的矩形系数和单级矩形系数？4.对高频小信号放大器的主要要求是什么？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5.高频谐振放大器中，造成工作不稳定的王要因素是什么？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

6、、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。第四章 高频功率放大器1.为什么低频功率放大器不能让那个工作于丙类？而高频功率放大器则可工作于丙类？谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号，其工作状态通常选为丙类工作状态，电流为余弦脉冲，为了不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路，而低频功率功率放大器的负载为无调谐负载，如电阻、变压器等，通常为甲类或乙类工作状态。因此，低频功率放大器不能工作于丙类，而高频功率放大器则可工作于丙类。2.调谐功率放大器原来工作于临界状态，若负载回路旁并一电阻，放大器的工作状态会发生怎样的变化？根据负载特性曲线可知，调谐功率放大器

7、原来正常工作于临界状态，若负载回路旁并一电阻，相当于集电极负载Rp减小，功率放大器将由临界状态进入欠压状态。3.由于某种原因，调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，试问用什么方法可以使放大器的工作状态调回原来的临界状态？可分别从调谐功率放大器的负载特性和各级电压Vcc、Vbb、Vbm对工作状态的影响入手，将放大器的工作状态调回到原来的临界状态。可采取以下调节措施：（1）调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，相当于集电极负载Rp减小，因此应提高Rp。（2）调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，相当于Vcc变大，因此减小Vcc。（3）调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，相

8、当于Vbm减小，因此提高Vbm。（4）调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，相当于Vbb变大，因此减小Vbb。4.某一晶体管谐振功率放大器，设已知Vcc=24V,Ic0=250mA,P0=5W,电压利用系数=1。试求PD，Rp，Icm1。PD=VccIc0=6W；PC=PD-PO=6-5=1W=P0/P=83.3%Rp=Vcm2/P0=(Vcc)2/P0=57.6Icm1=Vcm/Rp=417mA5.晶体管放大器工作于临界状态，Rp=200，Vcc=30V,Ic0=90mA,=900,试求P0与。g(900)=1.57PD=VccIc0=(30*0.09)W=2.7WIcm1=Ic0g(

9、900)=90mA*1.57=141.3mAP0=1/2Icm2Rp=1/2(141.3*10-3)2*200W=1.997W=2W=P0/P=1.997/2.7=0.739=73.9%第五章 正弦波振荡器1.对于图示的克拉波振荡电路；C1=C2=1000pF，L3=50H，C3为68125pF的可变电容，回路Q值为100.试求振荡器的波段范围。解：回路电容最小值回路电容最大值2.图示考毕兹振荡器，C1=100pF，C2=300pF，L=50H。求该电路的振荡频率和维持振荡所必需的最小放大倍数。解：振荡频率为平衡条件AF=1，因此所以：3.已知振荡器电路如图所示，Lc是高频扼流圈，设L=1.5

10、H，振荡频率为49.5MHz试：（1）画出交流等效电路；（2）计算C4的大小；解：（1）交流等效电路；4.图示振荡器的振荡频率为f0=50MHz，画出交流等效电路，并求出回路电感L；解：5.振荡器如图所示，试画出交流等效通路，并判断电路在什么情况下起振，属于何种振荡电路？1.等效通路如图所示：2.因为Xbe为容性，所以由相位判断准则可知Xce也应为容性，同时Xbc应为感性。根据并联谐振回路相频特性，当频率f0f1(L1C1的固有频率)时，L1C1呈容性。而L3C3应成感性。故振荡条件为L1C1L3C3.该电路为电容三端式振荡器。6.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

11、可能振荡。能振荡的属于哪种类型振荡器？(a)不能,(b)可能振荡，振荡的条件是LC3支路呈感性，即要求f03f,这时是一个电容反馈振荡器(a)(b)7.图示是个实用的晶体振荡器线路，试画出它的交流等效电路，并指出是哪一种振荡器，晶体在电路中的作用分别是什么？交流等效电路如下该电路是一个并联晶体振荡器，晶体在电路中相当于一等效的大电感，使电路构成电容反馈振荡器。第六章 调幅与解调1.为什么什么调制必制必须利用利用电子器件的非子器件的非线性特性才能性特性才能实现？它和放大在本？它和放大在本质上有什么不同？上有什么不同？答：由于调制是产生了新的频率，或者说使原来的频谱产生了位移，因而必须利用电子器件

12、的非线性特性才能实现。放大则仅是对信号不失真的放大，不产生新频率，因此不但不需要电子器件的非线性特性，而且还应尽力避免，以免产生信号失真。2.为什么什么调幅，幅，检波和混波和混频都必都必须利用利用电子器件的非子器件的非线性特性才能性特性才能实现？它？它们之之间各有何异同之各有何异同之处？失真。？失真。答：由于调幅、检波和混频均属于频率变换，即输出信号中产生了新的频率分量，而线性器件不可能产生新的频率分量，只有利于用非线性器件才能完成频率变换的功能。调幅、检波和混频三者相同之处是都属于线性频率变换，即实现频谱搬移。3.某某发射机射机输出出级在在负载RL=100上的上的输出信号出信号为us(t)=

13、4(10.5cost)cosC t (V)，请问：（1）该输出信号是什么已出信号是什么已调信号？信号？该信号的信号的调制度制度m？（2）总的的输出功率出功率Pav？（3）画出）画出该已已调信号的波形、信号的波形、频谱图并求并求频带宽度度BW0.7=?解：（1）该输出信号是调幅信号。该信号的调制度m0.5（2）总的输出功率Pav（10.5m2a）Pc （10.5m2a）U2cm/2RL0.09W（3）BW2/2=/4.已知已知单频普通普通调幅信号的最大振幅幅信号的最大振幅为12V，最小振幅，最小振幅为4V，试求其中求其中载波振幅和波振幅和边频振幅各是多少？振幅各是多少？调幅指数幅指数Ma又又是多

14、少？是多少？解：载波振幅为8V 两个边频振幅相当各是2V调幅指数为Ma=4/8=0.55.已知普通已知普通调幅信号表达式幅信号表达式为(1).试写出此写出此调频信号所包含的信号所包含的频率分量及其振幅；率分量及其振幅；(2).画出此画出此调幅信号的幅信号的频谱图，写出，写出带宽的大小；的大小；解：(1).包含载波分量：频率为1000kHz，幅度为10V上边频分量：频率为1003kHz，幅度为1.5V上边频分量：频率为1000.3kHz，幅度为3V下边频分量：频率为997kHz，幅度为1.5V下边频分量：频率为999.7kHz，幅度为1.5(2).带宽BW236kHz6.某调幅波表达式为uAM（

15、t）=（5+3cos24103t）cos2465103t (v)(1)画出此调幅波的波形(2)画出此调幅波的频谱图，并求带宽(3)若负载电阻RL100，求调幅波的总功率解：(2)BW24kHz8kHz(3)Ucm=5 ma=0.6PcU2cm/2 RL125mW P=(1+m2a/2)Pc147.5mW7.有一有一调幅波方程式幅波方程式为v=25(1+0.7cos25000t0.3cos210000t)sin2106t（1）试求它所包含的各分量的求它所包含的各分量的频率与振幅率与振幅。（2）试求峰求峰值与谷与谷值调幅度。幅度。解：载波频率为106HZ，载波振幅为25V第一边频频率为2（106

16、5000）rad/s第一边频振幅为0.5m1V0=0.5*0.7*25=8.75V第二边频频率为2（106 10000）rad/s第二边频振幅为0.5m2V0=0.5*0.3*25=3.75V峰值调幅度m上=(Vmax-V0)/V0=0.6谷值调幅度m下=(V0-Vmin)/V0=18.为了提高了提高单边带发送的送的载波波频率，用四个平衡率，用四个平衡调幅器幅器级联。在每一个平衡。在每一个平衡调幅器的幅器的输出端都接有只取出相出端都接有只取出相应的上的上边频的的滤波器。波器。设调制制频率率为5KHZ，平衡，平衡调制器的制器的载频依次依次为：f1=20KHZ,f2=200KHZ,f3=1780K

17、HZ,f4=8000KHZ.试求最后的求最后的输出出边频频率。率。解：第一平衡调幅器输出上边频为：20+5=25KHZ第二平衡调幅器输出上边频为：200+25=225KHZ第三平衡调幅器输出上边频为：1780+225=2005KHZ第四平衡调幅器输出上边频为：8000+2005=10005KHZ9.图是是载频为1000kHz的的调幅波幅波频谱图，写出它的，写出它的电压表示式，并表示式，并计算它在算它在负载R=1时的平均功率和有效的平均功率和有效频带宽度。度。根据频谱图可知载波振幅V0=10V，载波频率f0=106Hz,调制信号频率F=（106+103）-106=103Hz。1/2maV0=2V

18、所以调制系数ma=0.4,因此该调幅波的电压表示式为：V(t)=10（1+0.4cos2*103t）cos2*106t载波功率=1/2V02/R=50W所以平均功率=50*（1+0.5*0.42）=54W有效频带宽度为2*1000=2000Hz第七章 调角与解调1.频率率为 100 MHz的的载波被波被频率被率被 5 kHz的正弦信号的正弦信号调制，制，最大最大频偏偏为 50 kHz。，求此。，求此时FM波的波的带宽。若。若 U加倍，加倍，频率不率不变，带宽是多少？若是多少？若U不不变，频率率 增大一倍，增大一倍，带宽如何？若如何？若U和和频率都增大一倍，率都增大一倍，带宽又如何？又如何？2.

19、角调波u（t）=10cos(2106t+10cos2000t)（V），试确定:（1）最大频偏；（2）最大相偏；（3）信号带宽；（4）此信号在单位电阻上的功率；（5）能否确定这是FM波还是PM波？解：3.调制信号制信号u=2cos2103t+3cos3103t，调频灵敏度灵敏度kf=3kHz/V，载波信号波信号为uc=5cos2107t(V)，试写出此写出此FM信号表达式。信号表达式。解：解：4.已知载波频率为fc=25KHz，载波振幅为Vcm=4V；调制信号为单频余弦波，频率为F=400Hz；最大频偏为fm=10KHz；写出调频波和调相波的数学表达式。解：5.设载频fc12MHz，载波振幅波振

20、幅Ucm5V，调制信号制信号u(t)=1.5cos2103t，调频灵敏度灵敏度kf25kHz/V，试求：求：1调频表达式表达式2调制信号制信号频率和率和调频波中心波中心频率；率；3最大最大频偏、偏、调频系数和最大相偏；系数和最大相偏；4调制信号制信号频率减半率减半时的最大的最大频偏和相偏；偏和相偏；5调制信号振幅加倍制信号振幅加倍时的最大的最大频偏和相偏。偏和相偏。解：1.调频系数mf=fm/F=37.5rad 调频波表达式uFM(t)=UCcos（Ctmfsint）=5cos（212106t37.5sin2103t）2.调制信号频率为1kHz,调频波中心频率为12MHz3.最大频偏fm=kf

21、Um=251.5=37.5kHz 调频系数mf=fm/F=37.5rad 最大相偏=mf=37.5rad4.最大频偏fm=kfUm=251.5=37.5kHz 最大相偏=mf=75rad5.最大频偏fm=kfUm=253=75kHz 最大相偏=mf=75rad单元测试题1.有一有一调幅波，幅波，载波功率波功率为100W，试求当求当ma=1和和ma=0.3时每一每一边频的功率。的功率。每一边频功率为P（0）=1/4*ma2POT ma=1,P（0）=1/4*100=25Wma=0.3,P（0）=1/4*0.3*100=2.25W2.已知某一已已知某一已调波的波的电压表达式表达式为v(t)=8co

22、s2000t+cos2200t+cos1800t,说明它是何明它是何种已种已调波，画出波，画出它它的的频谱图，并，并计算它在算它在负载R=1时的平均功率及有效的平均功率及有效频带宽度。度。将电压表示式改写为v(t)=8（1+0.25cos200t）cos2000t,由此看出它是普通调幅波，频带宽度为BAM=2Fmax=200Hz在R=1时的平均功率为Poav=POT(1+ma2/2)=33W3.已知一已知一调幅信号：幅信号：v(t)=20(1+0.2cos2*400t+0.1*cos2*3200t)cos2*106t(V)。画出。画出调幅信号的幅信号的频谱图，确定信号的，确定信号的带宽，计算算

23、电阻上阻上产生的信号功率。生的信号功率。带宽BAM=2Fmax=2*3200Hz=6400Hz信号功率PAM=POT(1+1/2m12+1/m22)而PoT=1/2V02/R=1/2*400W=200W所以PAM=200*（1+1/2*0.22+1/2*0.12）W=205W4.试用相乘器、相加器、用相乘器、相加器、滤波器波器组成成产生下列信号生下列信号的框的框图（1）AM波；（波；（2）DSB信号。信号。乘乘法法器：器：加加法法器：器：滤波器：波器：v(t)：低低频调制信号制信号 v0(t)：高：高频载波信号波信号+滤波器波器5.已知已知变容二极管容二极管调频电路如路如图所示：所示：画出交流

24、等效画出交流等效电路；分析各元件的作用；路；分析各元件的作用；答：（1）交流等效电路如图所示：（2）该电路中C1、C2、L2和变容二极管是参加振荡的回路元件，Cj随调制信号的变化从而改变振荡频率获得调频波；L1、L3为高频扼流圈，阻止高频信号进入电源和调制源。1000pF和0.01F的电容为高频旁路电容，电阻均为偏置。1.有一个有一个AM和和FM波，波，载频均均为1MHz，调制信号均制信号均为（t）=0.1sin(2103t)V。FM灵敏度灵敏度为kf=1kHz/V，动态范范围大于大于20 V。（1）求）求AM波和波和FM波的信号波的信号带宽；（2）若）若（t）=20sin(2103t)V，重

25、新，重新计算算AM波和波和FM波的波的带宽；（3）由此）由此(1)、（、（2）可得出什么）可得出什么结论。根据已知条件，调制信号频率F=1000HzAM调幅时，信号带宽为B=2F=21000=2000Hz。FM调制时，fm=0.1kf=100Hz,则调频信号带宽为BS=2(fm+F)=2(100+1000)=2200Hz.(2)若（t）=20sin(2*103t),则：AM调幅时，信号带宽仍然B=2F=21000=2000Hz。但在FM调制时，fm=20kf=20Hz,则调频信号带宽为 BS=2(fm+F)=2(20+1)=42kHz.(3)比较（1）和（2）的结果，可以看到，AM调幅时的信号

26、带宽只取决于调制信号的频率，而与调制信号的大小无关。对于FM调制，在窄带调制时，信号带宽基本上等于AM信号带宽，但在宽带调制时，主要取决于调制灵敏度和调制信号的振幅，带宽基本不随调2.已知已知载波波频率率为fc=25KHz，载波振幅波振幅为Vcm=4V；调制信号制信号为单频余弦波，余弦波，频率率为F=400Hz；最大；最大频偏偏为fm=10KHz；写出；写出调频波和波和调相波的数学表达式。相波的数学表达式。3.对于于单频调频信号信号u(t),（1）若其）若其调制信号振幅不制信号振幅不变，频率率F增大一倍，增大一倍，试问u(t)的最大的最大频偏和偏和带宽有何有何变化？化？（2）若同）若同时将将调

27、制信号的振幅和制信号的振幅和频率加倍，率加倍，则u(t)的最的最大大频偏和偏和带宽又有何又有何变化？化？调制信号u(t)=U cos(t)(1)由F=，M=得，最大频偏 f M F 带宽BW2（M+1）F=2 M F+2F=2 f+2F U 不变 f 不变又 F增大一倍 BW增大 (2)由F=，M=得，最大频偏 f M F 带宽BW2（M+1）F=2F M+2F=2 f+2F U 增大一倍 f 也增大一倍又 F增大一倍 BW也增大一倍 4.调制信号制信号 载波波 试分分别求求调幅波、幅波、调频波、波、调相波的表达式。相波的表达式。5.已知已知调频信号信号uFM(t)=100cos(2108t20sin2103t)(mv)求求:1.载波波频率率fc，调制信号制信号频率率F和和调频指数指数mf.2.最大最大频偏偏fm 3.调频波有效波有效带宽BW 解：1.载波频率fc1MHz 调制信号频率F1kHz 调频指数mf20rad2最大频偏fmmf F20kHz3调频波有效带宽BW2（fmF）42kHz