高频电路原理与分析【曾兴雯-第四版】课后习题答案.pdf

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1、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：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

2、 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

3、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

4、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

5、 方 式 中，A M 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)。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

6、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)m 30300 kH z 低 视(LF)地 波 远 晅 离 通 信 中 波(M W)1()3 m300 kHz 3 M H z 中 颁(MF)地 波、天 波 广 播、通 信、导 航 短 波(SW)10100 m 330 M H z 高 翔 HF)天 波、地 波 1广 播、通 信 超 短 波(VSW)110 m 30300 M H z 甚 高 频(VHP)直 线 传 播、对 流 层 散 断 通 信、电 视 广 播、酶 广 播、雷 达 分 米 波(USW)10

7、100 cm 300 MHz3 G H z 特 高 颁(UHF)直 线 传 播、散 射 传 播 通 信、中 继 与 卫 星 通 信、雷 达、电 视 广 播 拔 厘 米 波(SSW)110 cm 3 30 G H z 超 高 频(SHF)直 线 传 揄 中 继 和 卫 星 通 信、雷 达 毫 米 波(E3W)110 m m 30300 G H z 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 f=465 kHz.B0.707=8kHz,回 路 电 容 C=200pF,试 计 算

8、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：(2r/0)2C-42X 4652X 106X 200X 10-1 2由 B 0.7 0 7=2 得:QL=A 465x103B 0.707 8x10,因 为：Ro=100-2 X465X 103X200X 10,2-171.22/1/2In x 465 x 2Q _ 00c _L gf gu+gl 1+4%所 以：R(2-1)凡,=QL R“=x 171.22*237.669L Q,n Q-Qr.100-58.125答：回 路 电 感 为

9、 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 535 1605 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 C=C+C,因 此 可 以 得 到 以

10、下 方 程 组 1605 X103=2(1 2 x IO-12+C,)3 1 1535x 103=厂=_ _2 万 Cn*2 m(260 x10-+C,)1605 _ 卜 60 x10-+日 535 12x10-+。,260 xl0-l2+C,12x10-12+c=9SC,=260 x IO”?一 9 x 12 x IO121L=(2 x 535 x IO3 产(260+19)x1012106 T 1答：电 容 C；M l喇 2&麴 5 I。部 郑 港2-3 图 示 为 一 电 容 抽 头 的 并 联 振 荡 回 路。谐 振 频 率 f（）=lMHz,Ci=400 pf,C2=l00 p F

11、求 回 路 电 感 L。若 Qo=lOO,RL=2 k Q,求 回 路 有 投 QL值。题 2-3 图 解 2-3 40000C=一=-=80 nr,G+C 2 500L=(2”附=-二-万 0.317m/(2 X106)2 80X 10-12负 载 R1,接 入 系 数 为 P M/W i=罂=OSR 2折 合 到 回 路 两 端 的 负 载 电 阻 为 匕=?=不 公=3.125%12回 路 固 有 谐 振 阻 抗 为 R。=7%=二 Z 1 2 2 19a2几 fC 6.28x10 x 80 x10有 载 品 质 因 数 2/=鸟 了=a 1.5461+，1+-R 3.125答：回 路

12、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

13、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 5kH z的 基 频 石 英 晶 体 谐 振 器，Cq=2.4X 10-2pF C0=6pF,r=15 C。求 此 谐 振 器 的 Q 值 和 串、并 联 谐 振 频 率。解 2-5：总 电 容 C=6x0.024Co+Cg 6+0.024串 联 频 率 fq=7品 质 因 数 Q=O.998fo=4.99kHzX 0.024pF=Cq，=8846426027tx5xl03x0.024xl0*,2x l5

14、 3.6K答：该 晶 体 的 串 联 和 并 联 频 率 近 似 相 等，为 5kHz,Q 值 为 88464260。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=4kTR,噪 音 电 压 均 方 值=4kTRB噪

15、音 电 流 功 率 谱 S,=4kTG,噪 音 电 流 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=10kQ,C=200pF,T=290 K,题 2-7 图 解 2-7：网 络 传 输 函 数 为 H(jo)=1 RH=R则 等 效 噪 音 带 宽 为 00f l/7(l2#8=Hl 1+(OCR)2”1+(2：C K)W=七 arctan(2 4 C咻 1 14 c i-4 x l04x 200 x10 12斐=125处输 出 噪 音 电 压 均 方 值 为 U：=4kTGB=4 k

16、 T B R1=AkTRB,n n u R it n=4 xl.37x ION*290 x 1 04 x 125x 103=1 9.8 6 5(2)答：电 路 的 等 效 噪 声 带 宽 为 125kH z,和 输 出 均 方 噪 声 电 压 值 为 19.865 UV2.28 如 图 所 示 噪 声 产 生 电 路，已 知 直 流 电 压 E=10 V,R=2 0 kQ,C=I0 0 p F,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

17、，因 此 流 过 二 极 管 的 电 流 为 T E-Vp 9.3.In=-=-=0.465mA,R 20000二 极 管 电 阻 为 4,=生 56。0网 络 传 输 函 数 为 H(jffl)=-+j(oCR H RD1 二%RDHn=R,)等 效 噪 音 带 宽 为:=-5-j-=f-Td f=f-Td fJ 1+(C Z?O)2 J 1+(2 比 凡 尸=a r c t a n()|=始=4 x l0 0 x l012 x5610=44.64MHz224=2 x 0.465x 10-3x 1.6xl0 19 x 44.64x 106 x 562 2083x(/zV2)2-9 求 图 示

18、 的 T 型 和 II型 电 阻 网 络 的 噪 声 系 数。题 29 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。=詈?吟+此&+凡+&（1）采 用 额 定 功 率 法 2输 入 匹 配 功 率 K而=条，输 出 匹 配 功 率 尸 叩=1纥+.；&z、2噪 音 系 数 N=如=?x 凡+/+&（2）采 用 开 路 电 压 法 U=4kTBR,（3）采 用 短 路 电 流 法 I：=4kTB 工 人 Rnio4kTB 凡&+%+=4kTB 凡【此（6+招+&）+&（凡+4 4kTBRs（凡+居+&）&+号（4+*=4kTB（凡

19、+Ri+&L-XRR&+g、2&+居+R,3 R.+6+&,、2.解 ri型 网 络 输 出 电 阻 为：4）=3、风+&+凡|/、J（R区+R/,+R禺）&+（g+&）（&+居）（1）采 用 额 定 功 率 法 E2输 入 匹 配 功 率 尸,加=京 当 输 出 匹 配 功 率%,“=一 得 噪 音 系 数 为 N.=产=S IH O&0+舄&段+叫+M段 1叫（2）采 用 开 路 电 压 法 U j k T B R。%=4 k T B R,=4kTBRs1/?/?$+R、R$+RR、凡 4 1叫、2、2_%_5 小=4kTBRRs IK7、2 l 叫 凡+火 2夫 1+RlRs N=1 2

20、R、R$+K 2 K l+&u2.mo叫 7(3)采 用 短 路 电 流 法 吃=4kT B G。I=4 k T B GsR&RR+R?Rs+RR=4kTBRs2 72RRS+R2RS+RXR2I21nio RR。IRR+&+RR?&72-1 0 接 收 机 等 效 噪 声 带 宽 近 似 为 信 号 带 宽，约 10kHz,输 出 信 噪 比 为 12 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 2-10：根 据 已 知 条 件=102=15.85N。Si 10工 豆 瓦=_ 12_S.15.85 15.85x1.37x

21、 10-23 x 290 x10410615.85x1.37x29怒 1588 n 32dB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、

22、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=465kHz,晶 体 管 经 中 和 后 的 参 数 为：g：=0.4mS,C.=142pF,g=55yS,C=18pF,Y.=36.8mS,Y=0,回 路 X J L C kz v?A X X?等 效 电 容 C=200pF,中 频 变 压 器 的 接 入

23、系 数 p广 N/N=0.35,P2=N2/N=0.035,回 路 无 载 品 质 因 数、=80,设 下 级 也 为 同-晶 体 管，参 数 相 同。试 计 算：（1）回 路 有 载 品 质 因 数 Q L 和 3dB带 宽 Bo 7；（2）放 大 器 的 电 压 增 益；（3）中 和 电 容 值。（设 C,=3 pF）b c H解 3-2：根 据 已 知 条 件 可 知,能 够 忽 略 中 和 电 容 和 yr e的 影 响。得：回 路 总 电 容 为 cs=C+p Coe 4-p：G=200+0.352 X18+0.0352 x 142 202pF固 有 谐 振 电 导 为 2/0C_

24、2-X465X103X202X10-2。g。=n=-记-a 7.374 S回 路 总 电 导 为 g2=P；g,+P；g ie+g。=0.352 x 55 X10W+0.0352 x 0.4 x 10-3+7.374 X10-6 加 品 质 因 数 0=见&=生 金 史 嘤”，40.4匕，g 14.6 x KT43dB 带 宽 心=&=11.51kHzQL 40.4谐 振 增 益 2 驾 见=些 嚅 篙 空=30.88中 和 电 容 J 缶 含 黑 L 6 1 5 P 尸答:品 质 因 数。为 40.4,带 宽 为 11.51kHz,谐 振 时 的 电 压 增 益 为 30.88,中 和 电

25、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 牖、Cie.gl.、g.e、yg、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

26、 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 kHz,若 要 求 总 的 带 宽 B0.7=8 kHZ,求 每 一 级 回 路 的 3 dB带 宽 和 回 路 有 载 品 质 因 数 Q,.值。解

27、34：设 每 级 带 宽 为 B”则:因 为 总 带 宽 为 8“，=81/二 1则 每 级 带 宽 为=若 一 V25-l8 15.7kHz0.5098有 载 品 质 因 数 Q 1=蕾 2 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 0=465 kHz,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

28、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 则:根 据 总 带 宽 B 0.7=B R 2 t l每 级 带 宽 为=万 挚 0.71423-1得：Q 11.2kHz当 偏 离 中 心 频 率 10kHz时，根 据 谐 振 特 性，有:_ 2A_7（l+A2-V）2+42 a=1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

29、 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

30、 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 个 余 弦 脉 冲，因 此 必 须 用 谐 振 电 路 做 负 裁，才 能 得 到 所 需

31、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 艮、琉、Ub,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

32、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 当 单 独 改 变 Ri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

33、以 时，随 着 反 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 琉 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 必 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

34、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 山，集 电 极 电 流 如 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 c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，5 也 增 大，但 电 压 振 幅 盘 减 小 不 大，因 此 输 出 功 率 上 升。4.增 大 集 电 极 电 源 电 压，、5 和 1 增 大，输 出 功

35、率 也 随 之 增 大，效 率 基 本 不 变。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 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%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 Ec=24 V,U,=21V,基 极 偏 压 为 零 偏，Ub=3V,试 作 出 它

36、 的 动 特 性 曲 线。此 功 放 工 作 在 什 么 状 态？并 计 算 此 功 放 的。、Pi、P。、n及 负 载 阻 抗 的 大 小。画 出 满 足 要 求 的 基 极 回 路。解 3 T l1、求 动 态 负 载 线 根 据 给 定 静 态 特 性，得 到 晶 体 管 的 E；=0.5v,手-=IS,并 得 到 如 下 方 程 组 du*Uee=Ee-e C0S&=g g(4 co so t-E b+Ebuce=24-21 cos C D/4=g,”(3 cos cof-0.5)代 入 数 值 后 得 可 以 解 出:题 3 11图 当 s t=兀 时 晶 体 管 截 止，因 此 i

37、,=0,但 u”=Et+Uc=24+21=35V,位 于 C点 当 3t=e时 晶 体 管 临 界 导 通 ic=o,且 有 Ub cos e=E；=0.5,cos e=与，因 此 6=arccos与 a80。=Ec-Uccose=2 4-2 1 x=20.5V,位 于 B点。(3)当 s t=0 时%=EC-Uc=3V,ic=icm=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。、P P0、n及 负 载 阻 抗 的 大 小。9=arccos 803RL支=21=21.1 7,8 0Ici%(80)

38、xicm、2.5x0.472P.=IC1UC1 _ 21 x 2.5 x 0,472 1 2 3 9 W2 2P o=ICOEC=a,(80)x icmas X Ec=0.286x 2.5x24=17.16WPc=Po-P,=17.16-12.39=4.77WPi 12.39 c n=-0.7221 P 0 17.163、符 合 要 求 的 基 极 回 路 为 ub=Uh COS 3t3-1 2 某 高 频 功 放 工 作 在 临 界 伏 态，通 角。=75”，输 出 功 率 为 30 W,Ec=24V,所 用 高 频 功 率 管 的 Sc=1.67V,管 子 能 安 全 工 作。(1)计 算

39、 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 3-12(1)因 为 Ici=ajcm ax=%Sc(E c-U c)加 Uc=；a品(Ec-Ut)Uc=|a,ScEcUc-；a.ScU1T _ Q-ISCEC/(ct|ScEc)2 8 aIScP1 _ Ecu=2

40、alsc 2代 入 数 值 后 得 到 集 电 极 电 压 振 幅 为 Ec 2P,4 a(ScUc=T242 2x304%(75)1.67=12.1 4 4-=1 2 8.06V 0.455x1.67=20.06V(取 正 值)集 电 极 效 率 U(20.06n=-0.836Ec 24因 为 所 以 2 KLcrD u:20.062,r cRn=-6.7C,Ar 2Pl 2x30(2)可 增 加 负 向 偏 值，但 同 时 增 大 激 励 电 压，保 证 L 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

41、 极 阻 抗 变 小，电 路 山 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+jcoL)：回 路 阻 抗 为 Z L=q r+j L-I C D C在=co。时,Z=在 co=n cO o时，Z所 以 1 J _=_Z”i+jQ（n-；）l+jQ（n=l）ZL=_n_n=_2_Z1A J l+Q i?-1）F Q（n2-1）n=2 3Q因 此，输 出 功 率 下 降 到 原 来 的 2/3Q倍。3-1 3 试 回 答 下 列 问 题：(1)利 用 功 放 进 行

42、 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

43、 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

44、小。3.少 数 载 流 子 渡 越 时 间 效 应。4.非 线 性 电 抗 效 应，如 C c 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 3T5=乙+2兀 L*小+闱+2兀 L,hjp可 见，L 越 大，输 入 阻 抗

45、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 316图 解 3-16：31 7 试 画 出 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。解 3T7：根 据 要 求 画 出 的 高 频 功 率 放 大 器 电

46、路 如 下 3-18 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=5 MHZ,调 谐 时 电 容 C=200 pF,回 路 有 载 品 质 因 数 01=20,放 大 器 要 求 的 最 佳 负 载 阻 抗 R,.r=50 Q,试 计 算 回 路 电 感 L 和 接 入 系 数 P。解 3T8：1 砥 由/=际 得,L=-Z=-n-1r 5.07 阳(2nf0)2C 47t2x 2 5 x l0-12x2 0 0 x l0-,2因 Q L=E I/,所 以，p=种 烂=渭,=吁 x 5 x*2 0 0 x l正=5

47、()x 而，0 25V 203-1 9 如 图(a)所 示 的 D 型 网 络，两 端 的 匹 配 阻 抗 分 别 为 即、R口 将 它 分 为 两 个 L 型 网 络,根 据 L 型 网 络 的 计 算 公 式，当 给 定 QRVXP Z时，证 明 下 列 公 式：R”?（1+Q；）_1Kp2xs=xsl+xs2=-Q2+M（I+Q：）T Kp2并 证 明 回 路 总 品 质 因 数 Q=Qi+Qz。题 3 1 9图 解 3-19首 先 将 电 路 分 解 成 两 个 L 回 路，如 图(D o 然 后 利 用 并 串 转 换，将 X 0 2和 降 的 并 联 转 换 为 R 和 4 的 串

48、 联,得 到 图(2)o根 据 串 并 转 换 关 系，得:因 为 Q?：四：5，所 以 X p 2 KsR RR-p2 X2.P2L R A+Xjz 0?1+Q：R E%2P2再 利 用 档 哪 换 X睁 h 种 曲 塔 振 例 曲 惭 他 婚 的 0$联”网 鬼 IW 为 年 中 R 0=a+Q：)R“X产 g/X“，其 中 Qi=喂 当 X p|=X p,产 生 并 联 谐 振，谐 振 阻 抗 为 Rp=Rp”因 此 有“（1+Q：）&R.z=（l+Q：）RS 由 得 至 1,R R k（i+Q i代 入 3 得又 因 为,因 此 因 为 X*2=Xs3,因 此 从 图（2）可 以 看

49、出，总 的 品 质 因 数 为 Q=Xs i+XS2=Xsl+Xs 3=Q+Q（证 明 完 毕）3-2 0 上 题 中 设 即=20Q,RP2=100Q,F=30MHz,指 定 Q 2=5,试 计 算 Ls、C M、G?和 回 路 总 品 质 因 数 Q。解 3-20小 品 屠 F+Q 2：100 f 120“U 2=-、，U 1T-.-(1+5)1+5*27.11Q1+52 V100Xs2兀 f27.112 n x 3 0 x l060.144HXpl=,R p-=2 0=9.76Q距 1 扁“小 1C.=-=-7-544pFpl 27rfXpl 2K X30X106 X 9.76X 2=%

50、=3=20Qp2 Q2 5C,=-=-265pFp-27tfxp2 2 n x 3 0 x l06x20Qi=袅 1+Q；)-1=(l+52)-l*2.0 5100Q=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 卜 测 得 的 天 线 功 率 P F IO W,已 知 天 线 回 路 效 率 3=0.8。中 介 回 路 的 无 载 品 质 因 数 Qo=100,要 求 有 载 品 质 因 数 Q=10,工 作 于 临 界 状 态。问 晶 体 管 输 出 功 率 P l为 多 少？设 在 工 作 频 率 3 口