高频电子线路课后习题及答案.pdf

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1、高频电子线路习题集第一章绪论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|1 _ 音频筒放大器载波振荡器V天线开关中频放大与滤波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

2、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

3、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,有调频在M)和调相(P M)o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

4、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波段名称波长范围频率范围频段名称主要传播方式和用途长波(LW)m30300 kHz低视(LF)地波i龌离通信中波(MW)及m300 kHz 3 MHz中频(MF)地波、天波 广播、通信、导航短波(SW)10100 m330 MHz高顽(HF)天波、地波1广播、通信超短波(VSW)110 m30300 MHz甚高频(VHF)直线传播、对散射;通信、电视广播、调频广播、雷达分米波(USW)10100 cm300 MHz3 GHz特高频(UHF)直线传播、散射传播 通伍中继与卫星通信、雷达、电视广播波厘米波(SSW)1 10 cm3 30

5、 GHzS O (SHF)直线传揄中继和卫星通信、雷达毫米波(E3W)110 mm30-300 GHz极高频(EHF)直线传揄微波通信、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=465kHz.Bo_7O7=8kHz,回路电容C=2(X)pF,试计算回路电感和QL值。若电感线圈的Q o=100,问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求。解 2-1：M =J说得:1L =(2万f)2C-4/x 4652 x 106 x 200 x 10 14/x 4652x200 0.586/724由 7。7=/得：。念隼5_ 1002%x 465x1()3x200 x10-IO In x4

6、65x 2171.22WQ二 gc 00c 。L 8工 go+gi.i+4%所以:0QOQL58.125100-58.125管-D&=x 171.22 a 237.66A/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CE=C+C“因此可以得到以下方程组1605X103=;-2

7、gm 2 (1 2 xlO-,2+C,)CRR则等效噪音带宽为H=R00f8,-a-=-”fH：J l+(a)CR)2=1 1+(2)以 心=盛 ar3n(2 万_L=I=.H z4CR 4X104 X 200X1012 8输出噪音电压均方值为U：=4kTGB“H：=4kT BnR2=4kTRBnR=4xl.37xION x 290 xl04x 125x10=19.865(42)答：电路的等效噪声带宽为125kHz,和输出均方噪声电压值为19.865 UV2.2-8 如图所示噪声产生电路，已知直流电压E=10 V,R=20kQ,C=100pF,求等效噪声带宽 B 和输出噪声电压均方值(图中二极

8、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IE-V 9 3o=0.465mA,0 R 20000二极管电阻为（,=生 卢 a 56。网络传输函数为H(j。)=-z-：-+jcoC+ja)CR I l+jtoCR,Hu=%等效噪音带宽为:=-s-j-=f-Tdf=f-5-dfJ 1+(或 凡)2 J X +dnfCR,)1=2兀CRD 皿 他%兀%)J o=4 c%=4 x l 0 0 x l 0-i2 x 5 6io10=44.64MHz224U：=210g8,4=2x0.465xl0-3xl.6xl0-l,x 44.64xl06x562

9、 2083x(/V2)2-9 求图示的T 型和n型电阻网络的噪声系数。o-叫题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V/四+&（1）采用额定功率法E2输入匹配功率上神=不力，输出匹配功率P,=4线4R。噪 音 系 数=7（2）采用开路电压法&6 +R+7?,u2.mo4kTBR0,U jk T B R，%火。R/R,+RI+&u2.nio（3）采用短路电流法I；=4kTB （=4kTB 段段x6+&(4+4 +&),2.解n型网络输出电阻为：0=7R国、纹+凡+K，&7 2 广(&氏+&尺+&)&LR 线居+(&+&)(纹+居)I凡+K(1)采用额定功率法E2R1

10、RS+R2RS+改昌,1(4 4 +&凡 +RM?输 入 匹 配 功 率 尸 加=言4&输出匹配功率乙”。=至 为&+&R禺&+&/?(R R+g+&彳飕音系触N=白 令mo K+居+及及禺+（K+K）（K+K）R(2)采用开路电压法1(K&+&+R 1(3)氏u2nou2.mo4=4kTBR0=4kTBRs=4kTBRs&_-X-叫+&R R招+4=4kTBRRS IU：。U L采用短路电流法+R)+R3、72/R。、&R、+R禺+R K1R禺RR$+R2 Ry+0 2=4kTBGI*1mo=4kTBGsR R +R2RS+R1R2居7、2=4kTBRsM=4=nioI2-1 0 接收机等效

11、噪声带宽近似为信号带宽，约 1 0 kH 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=1()12=15.85小si 10 12n=_102!_S 15.85 15.85x1.37x10 23 x 290 xlO415.85x1.37x29158832dB答：接收机的噪音系数应为3 2 d B。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r W i高频小信号放

12、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q=46 5 kH z,晶体管经中和后的参数为：g.=0.4mS,C.=1 42 p F,g=5 5 u S,C =1 8p F,Y-=3 6.8mS,Yr=0,回路等效电容C=2 0 0 p F,中频变压器的接入系数p 广N/N R.3 5,P 2=N 2/N=0.0 3 5,回路无载品质因数Q0=8O,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

13、3 dB 带 宽 Bo 7：（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+p：Coe+pCie=20()+().352 x 18+().0352 x 1 42 202P尸固有谐振电导为2M C,2x465xl03 x 202xl(rn。ga =-Q-=-7.374/Sn80”回路总电导为g=P；ge+P；gie+g。=0.352 x 55X10-6+0.0352 x 0.4 x IO-3+7.374 x IO“14.6口e R谢八 2%/0c X 465 X103 x 202 x

14、 IO-12品小质妪因以数=-g=-=-40.4z14.6 xlO-63dB 带宽B o.：=ZL=465 w U 5QL 40.4谐振增益2*=0.35 x 0.035 x 36.8 xl0314.6x10-=30.88中和电容C 二品=蕊x3=L 615*答:品质因数Q.为40.4,带宽为1 1.51 k H z,谐振时的电压增益为30.8 8,中和电容值为1.61 5p 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？兹 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

15、数发生变化，如 C o e、C i,、g ie、g“、y r e、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f=465 k H z,若要求总的带宽B 0.7=8 k H 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B”则:因为总带宽为B07=B则 每 级 带 宽 为 吗=/=V2

16、3-l80.5098 15.7kHz有载 品 质 因 数 29.6答:每级带宽为1 5.7k H z,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 k H z 时，每级放大器的3 dB 带宽有多大？当偏离中心频率1 0 k H Z 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 贝 I J：根据总带宽B。，=得：每级带宽为BI=2J=提 11.2kHz当偏离中心频率10kHz时，根据谐振特性，有:_ 2A7（l+A2-V）2+42答：每级放大器的3

17、 dB 带宽为1 1.2k H z,当偏离中心频率1 0 k H Z 时，电压放大倍数与中心频率时相比，下降了多少3L 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？应对它提出那些主要要求？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

18、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 E c、琅、口、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

19、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 当单独改变R.时，随着R.的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。当单独改变氏时，随着氏的增大，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E,时，随着反的负向增大，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&时，随着几的增大，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，

20、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 3-91可以通过采取以下措施1.减小激励Ub,集电极电流h 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L 和电压振幅Uc基本不变，输出功率和效率基本不变。3.减小负载电阻R i,集电极电流1 增大，Ic。也增大，但电压振幅减小不大，因此输出功率上升。4.增大集电极电源电压，I小 九 和 金 增 大，输出功率也随之增大，效率基本不变。5.3-1 0 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

21、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PE的要求，提高安全可靠性。3-1 1 设一理想化的晶体管静特性如图所示，已 知&=24V,U0=21V,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、Pl、p。、n及负我阻抗的大小。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，得到晶体管的司=0.5匕g”=1 5,并得到如下方程组Uce=Ec-UcC0S(i)tjc=g，(UbCos9t-Eb+Eb代入数值后得6 12 18题 3-1 1 图uce=24-21 cos co/4 =g,”(3coscof-0.5)可以解出:

22、当3t=7 C时晶体管截止，因此i,=o,但u,e=E+U ：=24+21=35V,位于C点 当 函=0时晶体管临界导通ic=0,且有Ub cos 9=E；=0.5,cos 0=与，因此。=arccos a 80。ure=Ec-Uc cos 0=24-21 x=20.5V,位于B点。(3)当 cot=0 时%=Ec-Uc=3V,ic=Lax=gm(3cos0-0.5)=2.5gm=2.5A.位于A点。连接A、B、C三点，就是它的动态特性曲线。2、求解。、Pp P0、n及负载阻抗的大小。0=arccos 803R=支 21L Ic.%(8(r)xicM212.5x0.472,17.8。QU c-

23、21 x 2.5 x 0.472=12.39 w22Po=ICOEC=a,(80)x icinas xEc=0.286x 2.5x24=17.16WPc=P。-B=17.16-12.39=4.77WP.12.39T|=-1 Po 17.16ub=Ub COS cof 0.7223、符合要求的基极回路为3-1 2 某高频功放工作在临界伏态，通 角 6=7 5。，输出功率为3 0 W,E c=24 V,所用高频功率管的S c=1.6 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

24、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 3-12(1)因为 J=a jc m a x=a&(E c-U c)嘤 遍 出4=1 a,Sc(Ec-Uc)Uc=1 a,ScEcUc-1 a,ScUU _ aRcEc J(ctScEc)2 _ 8 a l s c _ E(.+2Plc 2alsc ac代入数值后得到集电极电压振幅为2 4,(2?2x30 FT 60 U,.=J-=12,144-=12 8.06,2 丫 4 a,(75)1.67 V 0.455x1.67=20.06V(取正值)集电极效率支=陋，0.836Ec 24因为股 费,所以丝=立，6.

25、7。,Ar 2P,2x30(2)可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保 证 不变，但这样可使导通角减小，效率增 力 口 O(3)由于频率增加倍，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=-7华r+j a)L-V a)C在。时,L在0=吟 时，ZLn所以n-i+jQ(n _；l+jQ E T)ZLn _ n _ _=J _ZLi Jl+Q(n2_l)f Q(n2-1)n=2 3Q因此，输出功率下降到原来的2/3 Q倍。3-1 3 试回答下列问题：(D 利用功放进行振幅调制时

26、，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。(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。3-1 4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

27、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。3-1 5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鼠/(1+j/f/f”,试求Le 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3 15图解 3-15，f Y=Z+2nLchfcfp+1 B Z|+2兀L*%可见，L 0 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

28、，币:新画出正确的线路。解 3-1 6：题 3-1 6 图31 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 3-1 7：根据要求画出的高频功率放大器电路如下3-1 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 0 0 p F,回路有载品质因数0=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 T 8：由 泰=三 袅 得 L=-Z =-石-方 5.O7|1H（

29、2 兀 f0）2c 4兀 2x25x10-12x200 x10”产因 QL=，所以，p =J%=LcC3-1 9 如 图（a 力/的 D型网络，渊 端 的匹配阻抗分球%嘲叫乂丽它场4 稿 个 L型网络,根据L型网露的计算公式，刍给定=电加2 时，证明下列公式：X-，R p iXpL反xs=xsl+xs2=-Qz+序（1+Q；）-1 I +Q 2 V K p2并证明回路总品质因数Q=Q i+Q z。3）题319图解 3-19首先将电路分解成两个L回路，如 图（l）o然后利用并串转换，将Xg和 的并联转换为R,和L的串联，得 到 图（2）。再利用，档 哪 换X建 心 精 曲 傩 损 则 触 辘R峭

30、 图1勺0$联，喻 电 岫 为 噂 中Rp=（l+Q：）R“Xp=（l+*）X，“其中Q|=?=Ui A当Xp|=Xp,产生并联谐振，谐振阻抗为R p=R p,因此有（l+Q；）R.Rg=（i+Q；）RQ.x“=R.由 v l,v 2 得至ij,（l+Q D-l代入3得 二（1+Q；）-1K p2（证明完毕）又因为,因为Xs2=Xs”因 此 从 图（2）可以看出，总的品质因数为Q=z-=-o-=Q.+Q2（证明完毕）Ks Ks3-2 0 上题中设即=2 0 Q,&2=1 0 0 Q,F=30 M H z,指定Q 2=5,试计算L s、C m、CPZ和回路总品质因数Q。解 3-2 0 ,1+Q北

31、3 1 +Q；）1+Q21001+52X第 l+W -1+5a 2 7.ll。27.1127rf-2 n x 3 0 x l06RP.a 0.14411H衿1+Q3-1K p22 9.76QC.=-P 2 兀=-544pF2KX30X106 X 9.76KP2 _ looQT-V=20C27tfxp2 2TCX30X106X20QI=点（l+Q l =（l+52）-心 5Q=Q,4-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I,测得的天线功率PF10W,已知天线回路效率 2=0.8。中介回路的无载品质因数Q()=100,要求有载品质因数Q=1 0,工作

32、于临界状态。问晶体管输出功率P1为多少？设在工作频率3产50。，试计算初级的反映电阻r，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:设次级损耗电阻为睽朝，叫耗电阻为3 反射电阻为卬中介回路效率九天线功率为PA，次级总功率为P2。贝hp R得到4=上 1=n0.2 -八:x50=12.5Q0.8因为 P 1%+r 2 fP2=-=12.5W,2 n 0.8T k k=1-=1-Q。-2 1 =0.9100P=凡=13.9W%OS(oL.50r,Q。一 100=0.5C因为QL=L,所以工勺+耳=-r1=-0.5=4.5QQ.1 10C DM=A+r2)=J4.5x 62.5

33、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

34、，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 ，若考虑晶体管导通至饱和时，集电极饱和电阻Rc s（R i7(用)1,即振幅条件=0,1,2.相位条件.平 衡 条 件：3=1,即禽，振幅条件=0,1,2 相位条件稳 定 条 件：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，

35、振 荡 的 条 件 是L1C1回路呈容性，L2c2回路呈感性，即要求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f03LzC2L3c3 ;(2)L.C1L2C2L3c3;(4)LiCKL2 c 2=1 1 3,3。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 4f 0 2 f o 3,因此，当满足f f 0 2 f 0 3,因此，当满足f Q f 0 2 f f 0 3,就可能振荡，此时L.C,回路和L 2 a回路呈感性，而L 3 c 3回路呈容性，构成一个电感反馈振荡器。(3)f o l=f

36、o 2 f B,因此,当满足f o l=f o 2 f 3,就可能振荡,此时L 1 C 1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 0 2=f 3不能振荡，因为在任何频率下，L 3 c 3回路和L 2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。W)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1 0 M H Z,(1)计算G、C 2取值范围。(2)画出实际电路。题 4-6解 4-6(1)因为%二 2兀八

37、1。川-谢 焉(2 讨y 10*-12nf x I O 53 9.43 84 展-12 勿 x I O-J=K,K=g m，一 1时满足起振条件，即gl+go+K/gmgmKf g,+g0+K$.gm，1/、(1+0.062)x10 3 gmm -(g.+g0)=-43.8mSKF(1-KF)6L 0 0.02487(1-0.02487)Q =gmVT 43.8x26=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 4一 8题 4-8 图公，C2G 30000”口回路心电容C=-=7?pFI v-*j fl八，振荡频率f产 力=菰 后=-/1

38、2.6MHz27tj50 x 10/x 75x10*当以(作为放大器的输出时，反馈系数K=今要维持振荡，应满足KK.=1,即K=；=瞿=3F V-Z 1 1 UU4-9 图示是一电容反馈振荡器的实际电路，已知C=50 pF,C2=100 pF,O 10-260pF,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。K =3,问要求的跨gSo 和静态工作电流Ie 必须多大？题 4-9 图解 4-9回路总电容 C=+C0+C3 33.33+C0+C3G+c2Cmin=33.3

39、3+10+C0=43.33+CoCmax=33.33+260+C0=293.33+Co因此得到方程组如下fm i=20 xl06=,1 2nJL Cmin 代入数值后得 27VtJL(43.33+C0)f.=-10 x 106=-/=2 兀 质 工 2 兀 JL(293.33+C。)解之得C40pF,L=0.76gH反馈系数KF=C,50 1C,+C2-150=3放大器增益K=趺+舒K送9f J _ /330.33X1012100 7 0.76x10”=12.88x10 3ICQ=gmVT=12.88x26 335nA4-1 0 对于图示的各振荡电路；(1)率和反馈系数。+叫工510 a 口画

40、出交流等效电路，说明振荡器类型；(2)估算振荡频g-Y-udz.8P FHgls一csvnS)题 410图解 4-10(1)交流等效图如下(b)是一个(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 2.2，三-xl5C=-敦 土 条+3.3 4.855pF8.2 x 2.2 卜-+158.2+2.21_ 2KVLC 2KV57X10-6X 4.855 xlO-12 9.57MHz对 于(b)电路02mini 2.014MHz2nV50 xl06xl25xl0-121fn2m v=i

41、 w 2.731MHz2nV50 xl0-6x68xl0-12因此，要电路振荡，振荡频率应该满足口.42M，Lminf02mE当LC串联支路的电容取68pF时，在回路电抗为0时振荡，即:x 50 x10-6-131X68x10-12co.x 10-9-r1(J OIX47X1O-6r=0整理后得到:1598x1 O-31 o：-53.732 x 10-co：x+1.068=02 53.732 x J53.732?x 联。-4 XL()68 x 1598 x期 一 3196 xio-31=空彗詈，315x1叫 或21x1叫所以f*=3叫=J-xV 315xlO12 2.826MHz,或者f*=2

42、 x V21X1012 x 0.73MHz f1)2inas,因此在频率0.73MHz下不满足相位条件，不能振荡。当LC串联支路的电容取125pF时，co.x 50 x 10-6-1 2 5 x 1 0 O,X 10-11(D,X47X10-61(D,X 10-90将上式整理得：8：=2 0 6 x 1 0,或 15x10”)因此f*=“206x10 X 2.285MHz,2兀 2兀或 者%n =尸 V lSxlO12 a 0.616MHz 2 4-u3)+a2(Uj+u2+u3)2 4-a3(Uj+u2+u3)3=ah+a i(1+u,+u J +a,(u：+u；+u；+2u,u,+2u,u

43、,+2u,u J+a3(u,+u；+U3+2U,U2+2utu3+2u2u3)(u,+u2+u3)=a0+%(%+u2+3)+a2(u+u；+u3)+2a2(u1u2+U1U3+u2u3)+aJ(u+U2+U3)+6a3u,u2uJ+3a3(uju2+u；i3+UU；+u；U3+%u；+%11；)那么，频率分量的频率通式可表示为co=|q0j p 02 r03|将%=%C oss/，u2=U2cos2t,%=11 3 c o s 代入后可求出i中的常数项为：苧苧+争基频分量为：(n U；U|U：U|3U；),aM +aj+23-+a3-Jcos(O|t(n U；U,UR?3U；)+aiU2+a

44、3 2+a3 2+a3 COS 82t(U；u、U：U|3U：),+U+a3+a3 -+a3 m Jcoso3t2次频率分量和组合系数为2的频率分量为：r u2 u2 u2a2-y-cos 2a)114-cos 2C D2t+cos 2e)3t+a2UIU2cos(co1+02)t+cos(a),-co2)t+a2 UU3 cos(0+o3)t+UU3 cos(a o3)t+a2 U3U2 cos(o3+C D2)t+U3U2 cos(o)3-(o2)t 3次频率分量和组合系数为3的频率分量a3+3a3u3 u3 u：才 cos3a)t+-cos3(o2t+-cos3a)3t j 2 cos(

45、2G)+G)2)t H 7 2，CS(2G)I G)2 )tu2u u2u+COSQ%+(D)t+cosQ%-CO)t+3%u2u u2u 3 COS(2G)+co Jt H；coc(2c0 G)j)t+u2u u2u1 COS(2C O3+C O )t+1 COS(2C D3-o jtu2u u2u-08(2(02 4-(O3)t+-008(2(02-3)tu2u u2u+；2 C0S(2G)3+O)2)t+；2 C O S(2a)3 -(o2)t13a3UB2U32C0S(O2+叫+G)3 )t+C O S(O)2+G)-R)t4-cos(02-tt),+tt)3)t+cos(tt)2-(

46、O j-tt)3)t从上面可以看出：直流分量是由i 的表达式中的常数项和2 次项产生各频率的基频分量是由i 的表达式中的1 次和3次项产生各频率的3 次谐波分量和组合系数之和等于3 的组合频率分量是由i 的表达式中的3 次项产生叫分量的振幅为：aJJi+aj号IJ2TJ 号TJ2UA +aj詈3U32叫+2 分 量 的 振 幅 为:吗 也与+5-%分 量 的 振 幅 为:里 野5-2若非线性器件的伏安特性事级数表示i=a+a i u+a z u 2,式中a。、+a?是不为零的常数,信号u是频率为1 5 0 k H z 和 2 0 0 k H z 的两个正弦波，问电流中能否出现5 0 k H z

47、 和 3 5 0 k H z的频率成分？为什么？答 5-2能出现5 0 k H z 和 3 5 0 k H z 的频率成分，因为在u 2 项中将会出现以下2次谐波和组合频率分量。2 0 0 k H z-1 5 0 k H z=5 0 k H z2 0 0 k H z+1 5 0 k H z=3 5 0 k H z2 x 2 0 0 k H z=4 0 0 k H z2 x 1 5 0 k H z=3 0 0 k H z5 3 非线性器件的伏安特性为.gDu u0i=50 u0式中，u=氏+u i+u 2=EQ+U 0 S 3 t+U2 c o s 3 2 t。若5很小，满足线性时变条件，则在氏

48、 二-U2/2时，求出时变电导g m(t)的表示式。解 5-3,根据已知条件，由+U2 cos a)2t=0得:cos 02t=,(o2t=arccos(-!)=如，所以2 2 2 32J3C47-3t+兀 1 7 c2n2n-27-13+273CKK2n211uglo=设一个开关函数1K(w2t)=-0,2兀，.2nit-co2t 2n冗 +-2兀/_2nn+co2t 2n 兀 +27-t347-t3将K(g t)进行展开为富式级数为K(0,t)=+V sin cos neo2t=+-cos02t3 i nn 3 3 7 c73,一 百 人击也 ,t-cos 232 t+cos 4(o2t-

49、cos 5cozt+27t 4 兀 57r所以i=K(o2t)gI(u=K(co2t)gD(-+U,cos 0,1+U2 cosB2t)=K(o2t)gl)(-+U2cosro2t)+K()2t)gl)U1 coscoj时变跨导g(t)=K(ro2t)gD=gDf 2 73 百、十 C O S C D 2t-cos 2(o2t3 n 2nG *后=+cos 4aM-cos 50M+147t 5T C5 4二极管平衡电路如图所示，t h 及 U 2 的注入位置如图所示，图中，UFUICOS 3代，U 2=U2C0S w2t 且 U2 U 1.求 U o(t)的表示式，并与图5 7 所示电路的输出

50、相比较。题 5-4 图解 5-4设变压器变比为1：1,二极管伏安特性为通过原点的理想特性，忽略负载的影响，则每个二极管的两端电压为：fuD,=U 1+u2uD2=U 1-u2当假设负载电阻RL时U。=RL gD K(G)2D(U 1+U2)-gDK(02t-7l)(U1-U2)=gDR(K(2t)-K(o2t-兀)%+K(o2t)+K(02t-7t)u2=gnRLKW)ui+%7 4 4 4、cos02t-cos3(o2t+cos5(o2t+.Uj cosco/=gDRL l兀 3兀 5兀)+U2 cosc02t这个结果和把打、典 换位输入的结果相比较，输出电压中少了 3 的基频分量，而多了