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文檔簡介
1、目 錄第1章 緒論.2第2章 小信號選頻放大器.3第3章 諧振功率放大器.9第4章 正弦波振蕩器17第5章 振幅調(diào)制、振幅解調(diào)與混頻電路31第6章 角度調(diào)制與解調(diào)電路51 第1章 緒論 返回目錄頁一、填空 1.1 用( 電 )信號傳送信息的系統(tǒng)稱為通信系統(tǒng),發(fā)送設(shè)備對信號最主要的處理是( 調(diào)制 )。 1.2 輸入變換器的作用是將各種不同形式的信源轉(zhuǎn)換成( 電 )信號;傳輸信號的信道也稱為(傳輸媒介);傳輸媒介分為( 有線信道和無線信道 )兩大類。 1.3 引起傳輸誤差的因素是(噪聲和干擾)。 1.4 在時間和幅度上連續(xù)變化的信號稱為(模擬信號);在時間和幅度上離散取值的信號稱為(數(shù)字信號)。
2、1.5 用基帶信號去改變高頻載頻的幅度稱為(調(diào)幅)用符號(AM)表示;用基帶信號去改變高頻載頻的頻率稱為(調(diào)頻)用符號(F M)表示;用基帶信號去改變高頻載頻的相位稱為(調(diào)頻)用符號(P M)表示。 1.6 數(shù)字調(diào)制通常分為(振幅鍵控(ASK))、(相位鍵控(PSK)、(頻率鍵控(FSK)三種。 1.7 無線電波的傳播方式有(沿地面?zhèn)鞑ィ?、依靠(電離層傳播)和(直線傳播)三種;頻率在(1.530MHz)的信號主要是依靠電離層的反射傳播;高于(30MHz)的信號主要沿空間直線傳播;長波與超長波信號主要(沿地 面)傳播。 1.8 器件的電阻、電容、或者電感如果不是一個常數(shù),這種器件通常稱為(非線性
3、)器件。1.9 用晶體管、二極管組成的電路,如果給電路輸入一個單頻正弦信號,輸出信號的(波形)、(頻率)與原信號不同。 1.10 非線性電路可采用(圖解法)和(解析法)來進(jìn)行分析;在實際電路分析中,常采用工程近似解析法分析,在工程近似解析法分析中常采用(折線、冪級數(shù)和開關(guān)函數(shù))等表示式。 二、綜合題1.11 非線性電路的基本特點(diǎn)是什么?1.12 畫出無線電調(diào)幅廣播發(fā)送設(shè)備組成框圖;指出其中的線性電路和非線性電路;畫出調(diào)幅輸出波形。1.13 畫出超外差式調(diào)幅接收機(jī)組成框圖,指出其中的線性與非線性電路,畫出各部分電路的輸入與輸出波形。1.14 調(diào)幅廣播頻率在5351605KHz,其信號主要是何種傳
4、播方式?電視廣播頻率在30MHz以上,其信號主要是何種傳播方式?那種信號容易受到建筑物的遮擋? 返回本章開頭 第2章 小信號選頻放大器 返回目錄頁2.1 已知并聯(lián)諧振回路L=1H,C=20pF,Q=100,求該并聯(lián)回路的諧振頻率f0、諧振電阻Rp及通頻帶BW0.7。解:由公式(2.1.4)知2.2 并聯(lián)諧振回路如圖P2.2所示,已知C=300pF,L=390H,Q=100,信號源內(nèi)阻Rs=100k,負(fù)載電阻RL=200K,求該回路的諧振頻率、諧振電阻、通頻帶。所以 BW0.7=f0/QT=465KHz/37=12.6KHz2.3已知并聯(lián)諧振回路的f0=10MHz,C=50pF,BW0.7=15
5、0KHz,求回路的L和Q以及f=600KHz時的電壓衰減倍數(shù)。如將通頻帶加寬為300KHz,應(yīng)在回路兩端并聯(lián)多大的電阻?2.4 并聯(lián)回路如圖P2.4所示,已知:C=360pF,L1=280H,Q=100,L2=50H,n=N1/N2=10,RL=1K。試求該并聯(lián)諧振回路考慮RL影響后的通頻帶及等效諧振電阻。 2.5并聯(lián)回路如圖P2.5所示,試求并聯(lián)回路2-3兩端的諧振電阻RP。已知:(a) L1=100H,L=10H,M=4H,等效損耗電阻r=10,C=300pF;(b)C1=50pF,C2=100pF,L=10H,r=2。2.6 并聯(lián)諧振回路如圖P2.6所示,已知f0=10MHz,Q=100
6、,Rs=12 K,RL=1K,C=40pF,匝比n1=N13/N23=1.3,n2=N13/N45=4,試求諧振回路有載諧振電阻RT、有載品質(zhì)因QT和回路通頻帶BW0.7。2.7 單調(diào)諧放大器如圖2.2.4(a)所示,已知放大器的中心頻率f0=10MHz,回路線圈電感L13=4H,Q=100,匝數(shù)N13=20匝,N12=5匝,N45=5匝,晶體管的參數(shù)為:G0=200S,C0=7pF,gm=45mS。試求該放大器的諧振電壓增益、通頻帶及回路外接電容C。*不要求:(幅頻特性曲線) 2.8 單調(diào)諧放大器如圖2.2.4(a)所示。中心頻率f0=30MHz,晶體管的工作點(diǎn)電流IEQ=2mA,回路電感L
7、13=1.4H,Q=100,匝比n1=N13/N12=2,n2=N13/N45=3.5,YL=GL=1.2mS,Goe=0.4mS,試求該放大器的諧振電壓增益及通頻帶。返回本章開頭第3章 諧振功率放大器 返回目錄頁3.1 諧振功率放大器電路如圖3.1.1所示,晶體管的理想化轉(zhuǎn)移特性如圖P3.1所示,已知:VBB=0.2V,ui=1.1cos(t)V,回路諧振在輸入信號頻率上,試在轉(zhuǎn)移特性上畫出輸入電壓和集電極電流波形,并求出電流導(dǎo)通角及Ic0、Ic1m、Ic2m的大小。解:作圖如下由已知條件 VBB=0.2V, Uim=1.1V由圖 UBE(on)=0.6V ,所以此題也可先由曲線求出gc值,
8、然后用公式計算iCmax值3.2已知集電極電流余弦脈沖icmax=100mA,試求通角=1200,=700時集電極電流的直流分量Ic0和基波分量Ic1m;若Ucm=0.95Vcc,求出兩種情況下放大器的效率各為多少?解:(1) , (2),3.3 已知諧振功率放大器的VCC=24V,IC0=250mA,Po=5W,Ucm=0.9VCC,試求該放大器的PD,Pc,c以及Ic1m,iCmax,。3.5 已知VCC=12V,UBE(on)=0.6V,VBB=-0.3V,放大器工作在臨界狀態(tài)Ucm=10.5V,要求輸出功率Po=1W,=600,試求該放大器的諧振電阻RP,輸入電壓Uim及集電極效率c。
9、3.6諧振功率放大器電路如圖P3.6所示,試從饋電方式,基極偏置和濾波匹配網(wǎng)絡(luò)等方面,分析這些電路的特點(diǎn)。解:(a) 、集電極均采用串聯(lián)饋電方式,基極采用自給偏壓電路,利用高頻扼圈中固有直流電阻來獲得反向偏置電壓,而利用獲得反向偏置電壓。輸入端采用L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò),輸出端采用型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)。(b) 集電極采用并聯(lián)饋電方式,基極采用自給偏壓電路,由高頻扼流圈中的直流電阻產(chǎn)生很小的負(fù)偏壓,輸出端由,構(gòu)成型和型濾波匹配網(wǎng)絡(luò),調(diào)節(jié)和使得外接50歐負(fù)載電阻在工作頻率上變換為放大器所要求的匹配電阻,輸入端由、構(gòu)成和型濾波匹配網(wǎng)絡(luò), 用來調(diào)匹配,用來調(diào)諧振。3.7 某諧振功率放大器輸出電路的交流通路如圖P3
10、.7所示,工作頻率為2MHz,已知天線等效電容CA=500pF,等效電阻rA=8,若放大器要求RP=80,求L和C。 解:圖P3.7可以化成下面電路:圖中 L=L11+L123.8諧振功率放大器,要求工作在臨界狀態(tài),已知VCC=20V,Po=0.5W,RL=50,集電極電壓利用系數(shù)為0.95,工作頻率為10MHz。用L型網(wǎng)絡(luò)作為輸出濾波匹配網(wǎng)絡(luò),試計算該網(wǎng)絡(luò)的元件值。解:畫出諧振功率放大器L型匹配網(wǎng)絡(luò)圖如下3.9 已知實際負(fù)載RL=50,諧振功率放大器要求的最佳負(fù)載電阻RP=121,工作頻率f=30MHz,試計算圖3.3.9(a)所示型輸出濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的元件值,取中間變換阻抗RL=2。解:參照
11、例3.3.4圖如下3.10 試求P3.10所示各傳輸變壓器的阻抗變換關(guān)系及相應(yīng)的特性阻抗。3.11功率四分配網(wǎng)絡(luò)如圖P3.11所示,試分析電路的工作原理。已知RL=75W,試求Rd1、Rd2、Rd3及Rs的值。解:當(dāng)a與b端負(fù)載電阻均等于2,a與b端獲得信號源供給功率的一半。同理,、兩端負(fù)載都相等,且等于4時,a、b端功率又由、平均分配給四個負(fù)載,所以每路負(fù)載獲得信號源供給功率的1/4,故圖P3.11構(gòu)成功率四分配網(wǎng)絡(luò)。3.12圖P3.12所示為工作在230 MHz頻段上、輸出功率為50 W的反相功率合成電路。試說明:(1) 傳輸線變壓器的作用并指出它們的特性阻抗;(2) 、傳輸線變壓器的作用
12、并估算功率管輸入阻抗和集電極等效負(fù)載阻抗。解:(1) 說明的作用并指出它們的特性阻抗為1:1傳輸線變壓器,用以不平衡與平衡電路的轉(zhuǎn)換,。和組成9:1阻抗變換電路,。為1:1傳輸線變壓器,用以平衡與不平衡電路的轉(zhuǎn)換,。為1:4傳輸線變壓器,用以阻抗變換,。(2) 說明、的作用并估算功率管的輸入阻抗和等效負(fù)載阻抗起反向功率分配作用,起反向功率合成作用。功率管的輸入阻抗為功率管集電極等效負(fù)載阻抗為返回本章開頭第4章 正弦波振蕩器 返回目錄頁4.1 分析圖P4.1所電路,標(biāo)明次級線圈的同名端,使之滿足相位平衡條件,并求出振蕩頻率。解:P4.1各圖表處的同名端如下(紅點(diǎn)為所標(biāo)出的同名端):4.2變壓器耦
13、合振蕩電路如圖P4.2所示,已知,、,晶體管的、,略去放大電路輸入導(dǎo)納的影響,試畫出振蕩器起振時開環(huán)小信號等效電路,計算振蕩頻率,并驗證振蕩器是否滿足振幅起振條件。 解:作出振蕩器起振時開環(huán)參數(shù)等效電路如圖(b)圖所示。略去晶體管的寄生電容,振蕩頻率等于略去放大電路輸入導(dǎo)納的影響,諧振回路的等效電導(dǎo)為由于三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)電流為所以,三極管的正向傳輸導(dǎo)納等于因此,放大器的諧振電壓增益為而反饋系數(shù)為這樣可求得振蕩電路環(huán)路增益值為由于1,故該振蕩電路滿足振幅起振條件。4.3試檢查圖P4.3所示振蕩電路,指出圖中錯誤,并加以改正。解:(a) 圖中有如下錯誤:發(fā)射極直流被短路,變壓器同名端標(biāo)的不正確,
14、構(gòu)成負(fù)反饋。改正圖如下圖(a)所示(注意:與原圖對照時紅色部分,下同)。(b) 圖中有如下錯誤:直流工作狀態(tài)不正確,集電極不通直流;而通過直接加到發(fā)射極。只要將和位置互換即行,如下圖(b)所示。4.4根據(jù)振蕩的相位平衡條件,判斷圖P4.4所示電路能否產(chǎn)生振蕩?在能產(chǎn)生振蕩的電路中,求出振蕩頻率的大小。解:(a) 能;(b) 不能。(c) 能;4.5 畫出圖P4.5所示各電路的交流通路,并根據(jù)相位平衡條件,判斷哪些電路能產(chǎn)生振蕩,哪些電路不能產(chǎn)生振蕩(圖中CB、CE、CC為耦合電容或旁路電容,LC為高頻扼流圈)。解:畫出的交流通路及回答如下(高頻扼流圈對交流開路,可畫也可不畫):4.6 圖P4.
15、6所示為三諧振回路振蕩器的交流通路,設(shè)電路參數(shù)之間有以下四種關(guān)系:(1)L1C1L2C2L3C3;(2)L1C1L2C2L3C3;(3)L1C1=L2C2L3C3;(4)L1C1L2C2=L3C3;試分析上述四種情況是否都能振蕩,振蕩頻率與各回路的固有諧振頻率有何關(guān)系?解:要想使圖中電路振蕩,接在晶體管發(fā)射極的兩個電路在振蕩頻率處必須等效成相同性質(zhì)的電抗元件,接在晶體管基極的電路必須等效成相反性質(zhì)的電抗元件;又根據(jù)并聯(lián)諧振電路當(dāng)工作頻率小于它的諧振頻率時呈感性,當(dāng)工作頻率高于它的諧振頻率時呈容性,由公式振蕩頻率表達(dá)式知:(1)這時的條件可寫成f1f2f3;所以能振蕩:振蕩頻率f0為:f2f0f
16、2f3;所以能振蕩:振蕩頻率f0為:f2f0f3;這時1、2回路為感性,3回路為容性。(3) 這時的條件可寫成f1=f2f3;所以能振蕩;振蕩頻率f0為:f2f0f2=f3;所以不能振蕩;因為2、3回路任何時候都性質(zhì)相同,不能滿足接在晶體管基極的電抗元件性質(zhì)相反的條件。4.7電容三點(diǎn)式振蕩器如圖P4.7所示,已知諧振回路的空載品質(zhì)因數(shù)Q=60,晶體管的輸出電導(dǎo)Goe=2.510-5S,輸入電導(dǎo)Gie=0.210-3S,試求該振蕩器的振蕩頻率f0,并驗證IcQ=0.4mA時,電路能否起振?解:(1)求振蕩頻率,由于 (2)求起振條件放大器輸入電導(dǎo)等效在輸出端Rc的等效電導(dǎo)負(fù)載總電導(dǎo)環(huán)路增益4.8
17、振蕩器如圖P4.8所示,它們是什么類型振蕩器?有何優(yōu)點(diǎn)?計算各電路的振蕩頻率。解:(a)電路交流通路(a)圖:該電路是改進(jìn)的電容三點(diǎn)式(克拉潑)振蕩電路;優(yōu)點(diǎn)是減小了晶體管輸出電容的影響,頻率穩(wěn)定度高,振蕩波形比較好。解:(b) 電路的交流通路如圖(b)所示,為改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路,稱為西勒電路。其主要優(yōu)點(diǎn)頻率穩(wěn)度定高。4.9 分析圖P4.5所示各振蕩電路,畫出交流通路,計算振蕩頻率,并說明電路特點(diǎn)。4.10 若石英晶片的參數(shù)為:Lq=4H,Cq=6.310-3pF,C0=2 PF,rq=100,試求(1)串聯(lián)諧振頻率fs;(2)并聯(lián)諧振頻率fp與fs相差多少?(3)晶體的品質(zhì)因數(shù)Q和等效
18、并聯(lián)諧振電阻為多大?由式(2.1.3)知并聯(lián)諧振阻抗為石英晶體的諧振阻抗是在C0兩端,所以4.11 圖P4.11所示石英晶體振蕩器,指出它們屬于哪種類型的晶體振蕩器,并說明石英晶體在電路中的作用。答:(a)圖為并聯(lián)型石英晶體振蕩器,石英晶體在電路中的作用可以等效為電感元件。 (b)圖為串聯(lián)型石英晶體振蕩器,石英晶體在串聯(lián)諧振時以低阻抗接入正反饋電路,可以等效為短路線。4.12 晶體振蕩電路如圖P4.12所示,試畫出該電路的交流通路;若f1為L1C1的諧振頻率,f2為的L2C2的諧振頻率,試分析電路能否產(chǎn)生自激振蕩。若能振蕩,指出振蕩頻率與f1、f2之間的關(guān)系。圖為并聯(lián)型石英晶體振蕩器,石英晶體
19、在電路中應(yīng)等效成電感元件;又根據(jù)三點(diǎn)式振蕩電路的構(gòu)成原則L2、C2串聯(lián)電路應(yīng)等效成電容元件;L1、C1也應(yīng)等效成電容元件。因為工作頻率低于串聯(lián)諧振電路的諧振頻率時,串聯(lián)諧振電路成容性;而工作頻率高于并聯(lián)諧振電路的諧振頻率時,并聯(lián)諧振電路成容性,設(shè)L1、C1,L2、C2回路的諧振頻率為f1、f2,所以振蕩頻率為:4.13畫出圖P4.13所示各晶體振蕩器的交流通路,并指出電路類型。4.14 圖P4.14所示為三次泛音晶體振蕩器,輸出頻率為5MHz,試畫出振蕩器的交流通路,說明LC回路的作用,輸出信號為什么由V2輸出?解:畫出交流通路如下LC并聯(lián)諧振回路的諧振頻率f0應(yīng)該高于晶體的基頻小于晶體的三次
20、泛音,f1f02R1,平衡時R2=2R1,圖中 R1=10K,所以(1)R2=10 K,R2=R1;不能起振,無振蕩電壓輸出。(2)R2=100 K,R22R1,輸出約12V方波。(3)R2冷態(tài)電阻大于20 K,R22R1=20 K,能夠起振;但由于R2是負(fù)溫度系數(shù),起振后電流通過熱敏電阻R2后,它的溫度升高,電阻減小,會過渡到R2=2R1,所以穩(wěn)態(tài)時輸出正弦波。(4)R2冷態(tài)電阻大于20 K,R22R1=20 K,能夠起振;由于是正溫度系數(shù),起振后電流通過熱敏電阻后,它的溫度升高,電阻增大,會過渡到R22R1,輸出約12V方波。4.18設(shè)計一個頻率為500 Hz的橋式振蕩電路,已知,并用一個
21、負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻作為穩(wěn)幅元件,試畫出電路并標(biāo)出各電阻值。解:可選用圖P4.17電路,因沒有要求輸出幅度大小,電源電壓可取。由于振蕩頻率較低,可選用通用型集成運(yùn)放741。由確定的值,即由可確定R1和R2的值,如果選R1=10KW,即R220KW可選常溫下R2=24KW負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。返回本章開頭第5章 振幅調(diào)制、振幅解調(diào)與混頻電路 返回目錄頁5.1已知調(diào)制信號載波信號令比例常數(shù),試寫出調(diào)幅波表示式,求出調(diào)幅系數(shù)及頻帶寬度,畫出調(diào)幅波波形及頻譜圖。解: 調(diào)幅波波形和頻譜圖分別如下圖(a)、(b)所示。5.2已知調(diào)幅波信號,試畫出它的波形和頻譜圖,求出頻帶寬度。解:調(diào)幅波波形和頻譜圖如圖(a
22、)、(b)所示。帶寬 5.3已知調(diào)制信號,載波信號,試寫出調(diào)幅波的表示式,畫出頻譜圖,求出頻帶寬度。解: 頻譜圖如圖所示。頻帶寬度 5.4已知調(diào)幅波表示式,試求該調(diào)幅波的載波振幅、調(diào)頻信號頻率、調(diào)幅系數(shù)和帶寬的值。解: ,5.5已知調(diào)幅波表示式,試求出調(diào)幅系數(shù)及頻帶寬度,畫出調(diào)幅波波形和頻譜圖。解:由,可得 調(diào)幅波波形和頻譜圖分別如圖(a)、(b)所示。5.6已知調(diào)幅波表示式,試畫出它的波形和頻譜圖,求出頻帶寬度。若已知,試求載波功率、邊頻功率、調(diào)幅波在調(diào)制信號一周期內(nèi)平均總功率。解:調(diào)幅波波形和頻譜圖分別如圖(a)、(b)所示。 邊頻功率 5.7 已知V,試畫出它的波形及頻譜圖。解:原式波形
23、與頻譜見下圖5.8已知調(diào)幅波的頻譜圖和波形如圖P5.8(a)、(b)所示,試分別寫出它們的表示式。解:5.9 試分別畫出下列電壓表示式的波形和頻譜圖,并說明它們各為何種信號。(令c=9)(1)u=1+cos(t)cos(ct);(2)u=cos(t)cos(ct);(3)u=cos(C+)t;(4)u=cos(t)+cos(ct)。解:波形見下圖(用MATLAB繪出):頻譜見下圖(圖中c略去了角標(biāo)):5.10理想模擬相乘器的增益系數(shù),若、分別輸入下列各信號,試寫出輸出電壓表示式并說明輸出電壓的特點(diǎn)。(1) ;(2) ,;(3) ,;(4) ,解:(1) 為直流電壓和兩倍頻電壓之和。 (2) 為
24、和頻與差頻混頻電壓。(3) 為雙邊帶調(diào)幅信號(4) 為普通調(diào)幅信號。5.11圖5.1.7所示電路模型中,已知,試寫出輸出電壓表示式,求出調(diào)幅系數(shù),畫出輸出電壓波形及頻譜圖。解: 調(diào)幅系數(shù) ma=0.5輸出電壓波形與頻譜如下圖(a)、(b)所示。5.12 普通調(diào)幅波電路組成模型如圖P5.12所示,試寫出u0(t)表示式,說明調(diào)幅的基本原理。5.13 已知調(diào)制信號u(t)=3cos(23.4103t)+1.5cos(2300t)V,載波信號uc(t)=6cos(25106t)V,相乘器的增益系數(shù),AM=0.1V-1,試畫出輸出調(diào)幅波的頻譜圖。頻譜圖5.15 二極管環(huán)形相乘器接線如圖P5.15所示,
25、L端接大信號u1=U1mcos(1t),使四只二極管工作在開關(guān)狀態(tài),R端口接小信號u2=U2mcos(2t),且U1mU2m,試寫出流過負(fù)載RL中電流的表達(dá)式。解:令 G=1/(rD+RL),rD為二極管的導(dǎo)通電阻,由圖可看出,在u1正半周二極管V1、V4導(dǎo)通,V2、V3截止i1=G(u1-u2)S1(1t)i4=G(u1+u2)S1(1t)i=i1-i4=-2Gu2 S1(1t)同理,在u1負(fù)半周二極管V2、V3導(dǎo)通,V1、V4截止i2=G(-u1+u2)S1(1t-)i3=G(-u1-u2)S1(1t-)i”=i2-i3= 2Gu2S1(1t-)在一個周期中的電流為i=i+i”=-2Gu2
26、S1(1t)- S1(1t-)=-2Gu2S2(1t)=-2GU2mcos(2t)(4/) cos(1t)-(4/3) cos(31t)+=-(4/)GU2mcos(1+2)t+ cos(1-2)t+(4/3)GU2mcos(31+2)t+ cos(31-2)t+ 5.16 二極管構(gòu)成的電路如圖P5.16所示,圖中兩二極管的特性一致,已知u1=U1mcos(1t),u2=U2mcos(2t),u2為小信號,U1mU2m,并使二極管工作在受u1控制的開關(guān)狀態(tài),試分析器輸出電流的頻譜成分,并說明電路是否具有相乘功能。解(a):如圖,令 G=1/(rD+RL),rD為二極管的導(dǎo)通電阻,則i1=G(u
27、1+u2)S1(1t)i2=G(-u1+u2)S1(1t-)i=i1-i2=Gu1S1(1t)+S1(1t-) +Gu2S1(1t)- S1(1t-)由S1(1t)表達(dá)式及S1(1t-) 表達(dá)式知S1(1t)+S1(1t-)=1,所以i= Gu1+Gu2S2(1t) = GU1mcos(1t)+GU2mcos(2t)(4/)cos(1t) -(4/3)cos(31t)+= GU1mcos(1t)+( 2/)GU2mcos(1+2)t+ cos(1-2)t -(2/3)GU2mcos(31+2)t+ cos(31-2)t+頻譜含1及p12,p為奇數(shù),有相乘功能。解(b)見圖i1=g(u1+u2)
28、S1(1t)i2=g(u1+u2)S1(1t)i=i1- i2=0 所以,無輸出,無相乘功能。5.17 圖P5.17所示電路中,已知u1=360cos(2106t)mV,u2=10cos(2103t)mV,VCC=VEE=10V,RE=10K,晶體管很大,UBE(on)可以忽略,使用開關(guān)函數(shù)求iC=iC1-iC2的表達(dá)式。5.18圖5.2.12所示雙差分模擬相乘器電路中,已知,,,試求出輸出電壓的關(guān)系式。解: 5.19 圖5.2.14所示MC1496相乘器電路中,已知,R5=6.8K,RC=3.9K,RY=1K,VEE=8V,VCC=12V,UBE=0.7V,當(dāng)u1=360cos(2106t)
29、mV,u2=200cos(2103t)mV時,試求輸出電壓uo(t),并畫出波形。解:由圖知,uX=u1,uY=u2,先求I0I0/2=IE8=IE9(VEE-UBE)/(R5+R1)=(8-0.7)/(6.8+0.5)mA =1mA 所以I0=2mA再計算u2的動態(tài)范圍 (1/4)I0RY+UT=0.2521+0.026=0.526V,滿足 -0.526Vu2(U2m=0.2V)0.526V 所以由(5.2.39)式 i=(2u2/RY)thu1/(2UT)又因為 U1m=360mV260mV相乘器工作在開關(guān)狀態(tài),即thu1/(2UT)= thU1m cos(1t) /(2UT) S2(1t
30、)由式(5.2.40)知,輸出電壓uo(t)=iRC=2u2/RYRCS2(1t) =20.2cos(2103t)/13.9S2(1t)V=1.56cos(2103t)(4/)cos(2106t) -(4/3)cos(23106t)+V 畫出波形圖如下/VV5.20二極管環(huán)形調(diào)幅電路如圖P5.20所示,載波信號,調(diào)制信號,uc為大信號并使四個二極管工作在開關(guān)狀態(tài),略去負(fù)載的反作用,試寫出輸出電流的表示式。解:, 5.21 圖5.3.5所示電路中,已知fc1=100kHz,fc2=2MHz,fc3=26MHz,調(diào)制信號u(t)的頻率范圍為0.13KHz,試畫圖說明其頻譜搬移過程。解:見圖 對于X
31、輸入端,乘法器輸入為:0.13KHz;乘法器輸入為 fc1+(0.13)KHz=100+(0.13)=(100.1103)KHz乘法器輸入為fc2+fc1+(0.13)KHz=2000KHz+(100.1103)KHz=(2100.12103)KHz=(2.10012.103)MHz乘法器濾波后輸出為fc3+fc2+fc1+(0.13)KHz=26+(2.10012.103)MHz=(28.100128.103)MHz5.22理想模擬相乘器中,若,試寫出輸出電壓表示式,說明實現(xiàn)了什么功能?解: 用低通濾波器取出式中右邊第一項即可實現(xiàn)乘積型同步檢波動能。5.23 二極管包絡(luò)檢波電路如圖5.4.2
32、(a)所示,已知輸入已調(diào)載波的頻率fc=465KHz,調(diào)制信號頻率F=5KHz,調(diào)幅系數(shù)ma=0.3,負(fù)載電阻R=5K,試決定濾波電容決定C的大小,并求出檢波器的輸入電阻Ri。解: 為滿足濾波條件,取 C5/(RC)=5/(2RC)342PF不產(chǎn)生惰性失真時應(yīng)滿足 所以電容取值范圍為 342PFC0.02F 輸入電阻為 Ri=R/2=5/2=2.5K 5.24 二極管包絡(luò)檢波電路如圖P5.24所示, 已知us(t)=cos(2465103t)+0.3cos(2469103t)+ +0.3cos(2461103t)V,試問該電路會不會產(chǎn)生惰性失真和負(fù)峰切割失真?(2)如檢波效率d1,按對應(yīng)關(guān)系畫
33、出A、B、C三點(diǎn)電壓對應(yīng)波形,并標(biāo)出電壓的大小。解:原式=21+3cos(24103t)cos(2465103t)由式知fc=465KHz,F(xiàn)=4KHz, ma=0.3如果不產(chǎn)生惰性失真,應(yīng)滿足圖中 C=6800pFma(0.3),所以也不會產(chǎn)生負(fù)峰切割失真。各點(diǎn)波形的表達(dá)式為:uA=21+0.3cos(t)cos(t)VuB=21+0.3cos(t)VuC=0.6cos(t)V5.25二極管包絡(luò)檢波電路如圖P5.25所示,已知調(diào)制信號頻率,載波,最大調(diào)幅系數(shù),要求電路不產(chǎn)生惰性失真和負(fù)峰切割失真,試決定和的值。解:(1)決定從提高檢波效率和對高頻的濾波能力要求,現(xiàn)取為了避免產(chǎn)生惰性失真,要求
34、所以的取值范圍為(2)決定為了防止產(chǎn)生負(fù)峰切割失真,要求,所以可得因為,即得所以求RL,因為 代入已知條件可得 5.26 圖P5.26所示為三極管射極包絡(luò)檢波電路,試分析該電路的檢波工作原理。答:其工作過程與二極管檢波電路類似,利用晶體管發(fā)射結(jié)的單向?qū)щ娦詫崿F(xiàn)包絡(luò)檢波;由于三極管具有放大功能,該檢波電路的帶負(fù)載能力較二極管檢波電路強(qiáng)。5.27 圖P5.25所示電路稱為被壓檢波電路,R為負(fù)載,C2為濾波電容,檢波輸出電壓uo(t)近似等于輸入電壓振幅的兩倍。試說明電路的工作原理。答:在uS(t)正半周,V1導(dǎo)通、V2截止,C1被充電極性為左正由負(fù),由于二極管的導(dǎo)通電阻很小,充電很快,幾乎達(dá)到輸入
35、信號的峰值;在輸入信號uS(t)的負(fù)半周,V1截止、V2導(dǎo)通C1充得的電壓與輸入信號疊加,R兩端電壓近似為輸入信號峰值的兩倍,極性為下正上負(fù)。5.28 三極管絡(luò)檢波電路如圖P5.28(a)所示,C為濾波電容,R檢波負(fù)載電阻,圖(b)所示為三極管的轉(zhuǎn)移特性,其斜率gc=100ms,VBB=0.5V,us(t)=0.21+0.5cos(t)cos(ct)V,(1)試畫出檢波電流ic波形;(2)試用開函數(shù),寫出ic表示式,求出輸電壓uO(t)和檢波效率d;(3)用余弦脈沖分解法求出輸出電壓uO(t)。解:由于VBB=0.5V,當(dāng)輸入高頻正弦信號后,三極管在高頻信號的正半周導(dǎo)通,負(fù)半周截止;當(dāng)輸入的調(diào)
36、幅信號為us(t)=0.21+0.5cos(t)cos(ct)V,在高頻信號的正半周,余弦脈沖包絡(luò)的變化范圍為uBE=VBB+0.210.5V=0.5+(0.20.1)V=(0.60.8)V所以三極管導(dǎo)通后iC的包絡(luò)變化范圍為(2)用開關(guān)函數(shù)寫出ic的示式為5.29理想模擬相乘器中,若,試畫出及輸出電壓的頻譜圖。解:(1)由表示式可知它為多音頻調(diào)幅信號,而載頻,因此可作出頻譜如圖所示。(2) 與相乘,的頻譜線性搬移到與頻率差頻與和頻兩邊,因此可作出頻譜如下圖所示。5.30混頻電路輸入信號,本振信號,帶通濾波器調(diào)諧在上,試寫出中頻輸出電壓的表示式。解:該題給定已知條件不足。5.31電路模型如圖P
37、5.31所示,按表5.31所示電路功能,選擇參考信號、輸入信號和濾波器類型,說明它們的特點(diǎn)。若濾波器具有理想特性,寫出表示式。解: 表5.31 頻譜搬移電路工作特點(diǎn)電路功能參考信號輸入信號濾波器類型表示式振幅調(diào)制帶通,中心頻率振幅檢波低通混頻帶通,中心頻率5.32電路如圖P5.31所示,試根據(jù)圖P5.32所示輸入信號頻譜,畫出相乘器輸出電壓的頻譜。已知各參考信號頻率為:(a)600 kHz;(b)12kHz;(c)560kHz。解:見下圖5.33圖5.5.5所示三極管混頻電路中,三極管在工作點(diǎn)展開的轉(zhuǎn)移特性為,其中,若本振電壓,中頻回路諧振阻抗,求該電路的混頻電壓增益。解:由可得中頻電流幅度為
38、 5.34 三極管混頻電路如圖P5.34所示,已知中頻fI=465KHz,輸入信號us(t)=51+0.5cos(2103t)cos(2106t)mV。式分析該電路,并說明L1C1、L2C2、L3C3三諧振回路諧振在什么頻率上。畫出F、G、H三點(diǎn)對地電壓波形并指出其特點(diǎn)。答: F點(diǎn)波形為調(diào)幅波,載頻為1MHz,電壓最大峰值為7.5mV。G點(diǎn)波形為本機(jī)振蕩波形(峰峰值一般在100300mV),應(yīng)為等幅高頻正弦波,頻率為1.465MHz。H點(diǎn)為調(diào)幅波(峰峰值一般在幾十mV以下),載頻為465KHz。5.35 超外差式廣播收音機(jī),中頻fI=fL-fC=465KHz,試分析下列兩種現(xiàn)象屬于何種干擾:(
39、1)當(dāng)接收fC=560KHz電臺信號時,還能聽到頻率為1490KHz強(qiáng)電臺的信號;(2)當(dāng)接收fC=1460KHz電臺信號時,還能聽到頻率為730KHz強(qiáng)電臺的信號。解:(1)接收fC=560KHz電臺信號時的本振頻率為 fL=fI+fc=465+560=1025KHz此時本振頻率與中頻頻率的和為 fL+fI=1025+465=1490KHz=fN所以1490KHz為鏡像干擾頻率。 (2)接收fC=1460KHz電臺信號時的本振頻率為 fL=fI+fc=465+1460=1925KHz此時 fL-2fN=1925-2730=1925-1460=465KHz=fI所以730KHz是寄生通道干擾頻
40、率。 5.36混頻器輸入端除了有用信號外,同時還有頻率分別為,的兩個干擾電壓,已知混頻器的中頻,試問這兩個干擾電壓會不會產(chǎn)生干擾?解:由于,故兩干擾信號可產(chǎn)生互調(diào)干擾。 返回本章開頭第6章 角度調(diào)制與解調(diào)電路 返回目錄頁6.1 已知調(diào)制信號u=8cos(2103t)V,載波輸出電壓u0(t)=5cos(2106t)V,kf=2103rad/(sV),試求調(diào)頻信號的調(diào)頻指數(shù)mf、最大頻偏fm和有效頻譜帶寬BW,寫出調(diào)頻信號表示式。6.2 已知調(diào)頻信號u0(t)=3cos2107t+5sin(2102t)V,kf=103rad/(sV),試:(1)求該調(diào)頻信號的最大相位偏移mf、最大頻偏fm和有效
41、頻譜帶寬BW;(2)寫出調(diào)制信號和載波輸出電壓表示式。6.3已知載波信號,調(diào)制信號為周期性方波,如圖P6.3所示,試畫出調(diào)頻信號、瞬時角頻率偏移和瞬時相位偏移的波形。解:由調(diào)頻信號的有關(guān)公式 調(diào)制信號是方波,調(diào)頻信號頻率應(yīng)是突變的,因此可以畫出的波形。由(2)式知,調(diào)制信號分別取正值、負(fù)值,也分別為正負(fù)值;瞬時角頻率將發(fā)生突變,為正值,角頻率突增、為負(fù)值,角頻率突減。由(3)式知,附加相位是時間的積分,調(diào)制信號分別取正值、負(fù)值時,附加相位將增加或減小,當(dāng)調(diào)制信號完成一個周期時所以、和波形如下圖所示。 6.4 調(diào)頻信號的最大頻偏為75kHz,當(dāng)調(diào)制信號頻率分別為100Hz和15kHz時,求調(diào)頻信
42、號的mf和BW。6.5 已知調(diào)制信號U(t)=6cos(4103t)V,載波輸出電壓uo(t)=2cos(2108t)V,kp=2rad/V,試求調(diào)相信號的調(diào)相指數(shù)mp、最大頻偏fm和有效頻譜帶寬BW,并寫出調(diào)相信號的表示式。6.6 調(diào)載波為余弦信號,頻率fc=25MHz、振幅Um=4V,調(diào)制信號為單頻正弦波,頻率F=400Hz,若最大頻偏fm=10kHz,試分別寫出調(diào)頻和調(diào)相信號表示式。 調(diào)頻指數(shù)6.7 已知載波電壓uo(t)=2cos(2107t),現(xiàn)用低頻信號u(t)=Umcos(2Ft)對其進(jìn)行調(diào)頻和調(diào)相,當(dāng)Um=5V,F(xiàn)=1kHz時,調(diào)頻和調(diào)相指數(shù)均為10rad,求此時調(diào)頻和調(diào)相信號
43、的fm、BW;若調(diào)制信號Um不變,F(xiàn)分別變?yōu)?00Hz和10kHz時,求調(diào)頻、調(diào)相信號的fm和BW。6.8 直接調(diào)頻電路振蕩回路如圖6.2.4 (a)所示。變?nèi)荻O管的參數(shù)為:UB=0.6V,=2,CjQ=15pF。已知L=20H,UQ=6V, u(t)=0.6cos(10103t)V,試求調(diào)頻信號中心頻率fc、最大頻偏fm和調(diào)頻靈敏度SF。6.9調(diào)頻振蕩回路如圖6.2.4(a)所示,已知,變?nèi)荻O管參數(shù)為:、,調(diào)制電壓為。試求調(diào)頻波的:(1) 載頻;(2) 由調(diào)制信號引起的載頻漂移;(3) 最大頻偏;(4) 調(diào)頻靈敏度;(5) 二階失真系數(shù)。解:所以(2) 求中心頻率的漂移值,由于所以(3)
44、 求最大頻偏(4) 求調(diào)頻靈敏度(5) 求二階失真系數(shù)6.10 變?nèi)萑龢O管直接調(diào)頻電路如圖P6.10所示,畫出振蕩部分交流通路,分析調(diào)頻電路的工作原理,并說明各元件的作用。解:振蕩部分電路的交流如下分析:變?nèi)荻O管與周圍振蕩電路元件組成調(diào)頻振蕩電路,決定振蕩頻率的元件見所畫出的交流通路,由圖知,該電路是一個電容三點(diǎn)式振蕩電路,調(diào)制信號通過高頻扼流圈加在反向偏置的變?nèi)荻O管上,使變?nèi)荻O管的解電容隨調(diào)制信號變化,從而改變振蕩頻率實現(xiàn)調(diào)頻。6.11變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路如圖P6.11所示,試畫出振蕩電路簡化交流通路,變?nèi)荻O管的直流通路及調(diào)制信號通路;當(dāng)時,求振蕩頻率。解:振蕩電路簡化交流通路、變
45、容二極管的直流通路及調(diào)制信號通路分別如圖(a)、(b)、(c)所示。當(dāng),振蕩頻率為6.12圖P6.12所示為晶體振蕩器直接調(diào)頻電路,畫出振蕩部分交流通路,說明其工作原理,同時指出電路中各主要元件的作用。 解:由于1000 pF電容均高頻短路,因此振蕩部分交流通路如右上圖所示。它由變?nèi)荻O管、石英晶體、電容等組成并聯(lián)型晶體振蕩器。當(dāng)加到變?nèi)荻O管兩端,使發(fā)生變化,從而使得振蕩頻率發(fā)生變化而實現(xiàn)調(diào)頻。由對振蕩頻率的影響很小,故該調(diào)頻電路頻偏很小,但中心頻率穩(wěn)定度高。圖P6.12中穩(wěn)壓管電路用來供給變?nèi)荻O管穩(wěn)定的反向偏壓。6.13晶體振蕩器直接調(diào)頻電路如圖P6.13所示,試畫交流通路,說明電路的調(diào)頻工作原理。解:振蕩部分的交流通路如圖P6.13右圖所示,它構(gòu)成并聯(lián)型晶體振蕩器。變?nèi)荻O管與石英晶體串聯(lián),可微調(diào)晶體振蕩頻率。由于隨而變化,故可實現(xiàn)調(diào)頻作用。6.14圖P6.14所示為單回路變?nèi)荻O管調(diào)相電路,圖中,C3為高頻旁路電容,u(t)=Umcos(2Ft),變?nèi)荻壒艿膮?shù)為=2,UB=1V,
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