高頻電路第二章習(xí)題答案

1、2.3解: 設(shè)放大電路的選頻電路由簡單LC并聯(lián)回路構(gòu)成.則LC回路諧振頻率465kHz,為滿足帶寬要求,回路的品質(zhì)因數(shù)應(yīng)為 此回路諧振電阻為 (k) 改為 (k)回路未接電阻時固有諧振電阻為 (k)改為 (k)因此需并聯(lián)電阻為 (k)改為 (k)2.4 解:為計算簡化,這里與電容的容抗之比 較大,可采用部分接入法公式 電感 接入系數(shù) P= 在兩端等效為 電感固有品質(zhì)因數(shù)50,對應(yīng)的固有諧振電阻 端等效電阻為 有載品質(zhì)因數(shù)習(xí) 題3.1 高頻功率放大器的主要作用是什么?應(yīng)對它提出哪些主要要求？答：高頻功率放大器的主要作用是放大高頻信號或高頻已調(diào)波信號，將直流電能轉(zhuǎn)換成交流輸出功率。要求具有高效率和

2、高功率輸出。3.2 為什么丙類諧振功率放大器要采用諧振回路作負(fù)載？若回路失諧將產(chǎn)生什么結(jié)果？若采用純電阻負(fù)載又將產(chǎn)生什么結(jié)果？答：因為丙類諧振功率放大器的集電極電流ic為電流脈沖，負(fù)載必須具有濾波功能，否則不能獲得正弦波輸出。若回路失諧集電極管耗增大，功率管有損壞的危險。若采用純電阻負(fù)載則沒有連續(xù)的正弦波輸出。3.3 高頻功放的欠壓、臨界和過壓狀態(tài)是如何區(qū)分的？各有什么特點？答：根據(jù)集電極是否進(jìn)入飽和區(qū)來區(qū)分，當(dāng)集電極最大點電流在臨界線右方時高頻功放工作于欠壓狀態(tài)，在臨界線上時高頻功放工作臨界狀態(tài)，在臨界線左方時高頻功放工作于過壓狀態(tài)。欠壓狀態(tài)的功率和效率都比較低，集電極耗散功率也較大，輸出電

3、壓隨負(fù)載阻抗變化而變化，較少使用，但基極調(diào)幅時要使用欠壓狀態(tài)。臨界狀態(tài)輸出功率大，管子損耗小，放大器的效率也較高。過壓狀態(tài)下，負(fù)載阻抗變化時，輸出電壓比較平穩(wěn)且幅值較大，在弱過壓時，效率可達(dá)最高，但輸出功率有所下降，發(fā)射機(jī)的中間級、集電極調(diào)幅級常采用過壓狀態(tài)。3.4 分析下列各種功放的工作狀態(tài)應(yīng)如何選擇？(1) 利用功放進(jìn)行振幅調(diào)制時，當(dāng)調(diào)制的音頻信號加到基極或集電極時，如何選擇功放的工作狀態(tài)？(2) 利用功放放大振幅調(diào)制信號時，應(yīng)如何選擇功放的工作狀態(tài)？(3) 利用功放放大等幅度信號時，應(yīng)如何選擇功放的工作狀態(tài)？答：(1) 當(dāng)調(diào)制的音頻信號加到基極時，選擇欠壓狀態(tài)；加到集電極時，選擇過壓狀態(tài)

4、。(2) 放大振幅調(diào)制信號時，選擇欠壓狀態(tài)。、(3) 放大等幅度信號時，選擇臨界狀態(tài)。3.5 兩個參數(shù)完全相同的諧振功放，輸出功率Po分別為1W和0.6W，為了增大輸出功率，將VCC提高。結(jié)果發(fā)現(xiàn)前者輸出功率無明顯加大，后者輸出功率明顯增大，試分析原因。若要增大前者的輸出功率，應(yīng)采取什么措施？答：前者工作于欠壓狀態(tài)，故輸出功率基本不隨VCC變化；而后者工作于過壓狀態(tài)，輸出功率隨VCC明顯變化。在欠壓狀態(tài)，要增大功放的輸出功率，可以適當(dāng)增大負(fù)載或增大輸入信號。3.6 一諧振功放，原工作于臨界狀態(tài)，后來發(fā)現(xiàn)Po明顯下降，hC反而增加，但VCC、Ucm和uBEmax均未改變（改為：VCC和uBEma

5、x均未改變，而Ucm基本不變（因為即使Ucm變化很小，工作狀態(tài)也可能改變，如果Ucm不變，則Uce不變，故工作狀態(tài)不應(yīng)改變），問此時功放工作于什么狀態(tài)？導(dǎo)通角增大還是減小？并分析性能變化的原因。答：工作于過壓狀態(tài)（由于Ucm基本不變，故功率減小時，只可能負(fù)載增大，此時導(dǎo)通角不變）；導(dǎo)通角不變3.7 某諧振功率放大器，工作頻率f =520MHz，輸出功率Po=60W，VCC=12.5V。(1) 當(dāng)hC=60%時，試計算管耗PC和平均分量的值；(2) 若保持Po不變，將hC提高到80%，試問管耗PC減小多少？解：(1) 當(dāng)hC=60%時， (2) 若保持Po不變，將hC提高到80%3.8 諧振功率

6、放大器電路如圖3.1(c)所示，晶體管的理想化轉(zhuǎn)移特性如題3.8圖所示。已知：，回路調(diào)諧在輸入信號頻率上，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、的大小。題3.8圖解：由，可作出它的波形如圖(2)所示。根據(jù)uBE及轉(zhuǎn)移特性，在圖中可作出iC的波形如題圖3.8(s)。由于t=0時，則。因為，所以則得題3.8(s)圖由于，則3.9 諧振功率放大器工作在欠壓區(qū)，要求輸出功率Po=5W。已知VCC=24V，VBB= VBZ，Re=53W，設(shè)集電極電流為余弦脈沖，即 試求電源供給功率PD，集電極效率hC。解：，3.10 已知集電極電流余弦脈沖，試求通角，時集電極電流的直流分量和基

7、波分量；若，求出兩種情況下放大器的效率各為多少？解(1) ，(2) ，3.11 已知諧振功率放大器的，試求該放大器的、以及、。解： 3.12 試畫一高頻功率放大器的實際電路，要求：(1) 采用PNP型晶體管，發(fā)射極直接接地；(2) 集電極并聯(lián)饋電，與諧振回路抽頭連接；(3) 基極串聯(lián)饋電，自偏壓，與前級互感耦合。解：（略）3.13 諧振功率放大器電路如題3.13圖所示，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。題3.13圖解：(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

8、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。3.14 某諧振功率放大器輸出電路的交流通路如圖T3.3所示。工作頻率為2 MHz，已知天線等效電容CA=500pF，等效電阻，若放大器要求，求和。題3.14圖解：先將、等效為電感，則、組成形網(wǎng)絡(luò)，如題3.14(s)圖所示。由圖可得由圖又可得，所以可得題3.14(s)圖因為，所以3.15

9、 一諧振功率放大器，要求工作在臨界狀態(tài)。已知，集電極電壓利用系數(shù)為0.95，工作頻率為10 MHz。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：放大器工作在臨界狀態(tài)要求諧振阻抗等于題3.15(s)圖由于>，需采用低阻變高阻網(wǎng)絡(luò)，所以3.16 已知實際負(fù)載，諧振功率放大器要求的最佳負(fù)載電阻，工作頻率，試計算題3.16圖所示p型輸出濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的元件值，取中間變換阻抗。題3.16(s)圖題3.16圖 解：將題3.16圖拆成兩個L型電路，如題3.16(s)圖所示。由此可得參考答案4.1答：(a) 同名端標(biāo)于二次側(cè)線圈的下端 (b) 同名端標(biāo)于二次側(cè)線的圈下端(c) 同名端標(biāo)于二次

10、側(cè)線圈的上端·4.24.3答：（a）構(gòu)成正反饋（b）構(gòu)成三點式·4.4 (a)不能 (b)不能 (c)可能4.5 同名端標(biāo)于二次側(cè)線圈的下端，4.6 （2）耦合，隔直，旁路（3）不能，不滿足三點式條件（4）4.7（1）1、5為同名端（2）（3）影響反饋系數(shù)F；影響Q；L23增大：F增大Q減?。?）C1：旁路，基極交流接地；C2：耦合，隔直；C2：對振蕩沒有直接影響；C1：去掉后，信號經(jīng)電阻衰減可能無法滿足幅度平衡條件，C1不應(yīng)去掉。（5），4.8 （1）旁路、耦合（2），（3）耦合，阻抗變換4.9 （1）高頻扼流（3）（4）振蕩頻率4.10（1）高頻扼流（3）（4）克拉潑振

11、蕩器4.11（2）（3）不能（4）可以4.12（a）不能（b）則可能（c）則可能（d）則可能4.13能；1MHz；不能，；4.14；換成1M時，LC回路為電感，不能起振 4.15 （1）4MHz；（2）；（3）并聯(lián)型晶體振蕩器，微調(diào)振蕩頻率5章習(xí)題解答5.1 已知普通雙邊帶調(diào)幅（AM）信號電壓，試畫出其時域波形圖以及頻譜圖，并求其帶寬。 解：該AM調(diào)幅波的時域波形見題解圖5.1（a）；（注：為便于觀察，這里設(shè)載頻為20kHz）頻譜圖見題解圖5.1（b）；由（b）圖見：該調(diào)幅波的帶寬： （a） (b)題解圖5.1t5.2 已知調(diào)幅波表達(dá)式：，試求其調(diào)幅系數(shù)及帶寬，畫出該調(diào)幅波的時域波形和頻譜圖。

12、 解： 調(diào)幅系數(shù)： 帶寬： 根據(jù)表達(dá)式所畫時域波形圖見題解圖5.2（a）；（注：為便于觀察，這里設(shè)載頻為30kHz）。頻譜圖題解圖5.2（b）。(a) (b)題解圖5.2t5.3 已知調(diào)制信號，載波，且假設(shè)比例常數(shù)。試寫出普通雙邊帶調(diào)幅波的表達(dá)式；求其帶寬。 解：普通雙邊帶調(diào)幅波的表達(dá)式如下： 而調(diào)幅波帶寬為：（a） (b)題5.4圖5.4 題5.4圖的(a)和(b)分別示意的是調(diào)制信號和載波的頻譜圖，試分別畫出普通雙邊帶（AM）調(diào)幅波、抑制載波的雙邊帶（DSB）調(diào)幅波以及上邊帶（SSB）調(diào)幅波的頻譜圖。題解圖5.3解：相應(yīng)的AM、DSB、SSB（上邊帶）信號頻譜見題解圖5.3。5.5 已知調(diào)

13、幅波表達(dá)式, 假設(shè)比例常數(shù)。試求該調(diào)幅波的載波振幅、調(diào)制信號頻率、調(diào)幅系數(shù)和帶寬。 解： 解析所給調(diào)幅波表達(dá)式可得：； 5.6 已知調(diào)幅波表達(dá)式，試畫出其波形和頻譜圖，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：該AM調(diào)幅波的時域波形見題解圖5.4（a）；頻譜圖見題解圖5.4（b）。 (a) (b)題解圖5.4帶寬： ；載波功率： ； 邊帶功率：；總功率： 5.7 假設(shè)調(diào)制信號電壓，載波，試分別畫出：兩者的疊加波；普通雙邊帶調(diào)幅波；抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的時域波形。解：畫時域波形略。(a) (b) (c)題解圖5.55.8 已知AM調(diào)幅波的頻譜題5.

14、8圖所示，試寫出信號的時域數(shù)學(xué)表達(dá)式。題5.8圖解：可以從題5.8圖中讀出以下參數(shù)： ； ；5.9 試分別畫出下列電壓表達(dá)式對應(yīng)的時域波形和頻譜圖，并說明它們分別是哪一種調(diào)幅信號。（假設(shè)）(1)；(2)；(3)； 解：各自的時域波形見題解圖5.6（a）(b)(c)所示。(a) (b) (c)題解圖5.6題圖5.105.10 已知題圖5.10示意的模擬乘法器的乘積系數(shù)，載波，調(diào)制信號，試畫出輸出調(diào)幅波的頻譜圖，并求其頻帶寬度。 解： 其頻譜如題解圖5.4所示。由該圖可見： 題解圖5.45.11 二極管平衡相乘器如題5.11圖（a）和(b)所示，其中為大信號，為小信號（即），使兩只性能完全相同的二

15、極管工作在受控制的開關(guān)狀態(tài)下。（注：假設(shè)兩只二極管導(dǎo)通時的正向?qū)娮?，截止時的反向電阻趨于無窮大）（1）試寫出兩電路輸出電壓的表達(dá)式。（a） (b)題5.11圖（2）問它們能否實現(xiàn)調(diào)幅？解：（1）分析（a）圖得：； 分析（b）圖得：； （2）將和代入（a）圖或（b）圖的輸出電壓的得式，且將開關(guān)函數(shù)用傅里葉級數(shù)展開并代入可得： 由該式可見，含有載頻以及上下邊頻分量，（a）電路可以實現(xiàn)調(diào)幅。由該式可見，未含有上下邊頻分量，（b）電路無法實現(xiàn)調(diào)幅。題5.12圖 題解圖5.12 5.12 二極管環(huán)形相乘器如題5.12圖所示，其中為大信號， 為小信號（即），使四只性能完全相同的二極管工作在受控制的開關(guān)

16、狀態(tài)下，試寫出輸出電壓的表達(dá)式并分析其含有的頻率成分。（注：假設(shè)四只二極管導(dǎo)通時的正向?qū)娮?，截止時的反向電阻趨于無窮大）。解：因該電路可以人為視作由兩個二極管調(diào)制器組成（參見題解圖5.12）因此，由此可得：由左圖：由右圖：由該式可見，輸出電壓中含有等分量。5.13 二極管構(gòu)成的電路如題5.13圖（a）(b)所示，其中為大信號， 為小信號（即），使兩只性能完全相同的二極管工作在受控制的開關(guān)狀態(tài)下，試分析兩電路輸出電壓中的頻譜成分，說明它們是否具有相乘功能？（注：假設(shè)幾只二極管導(dǎo)通時的正向?qū)娮瑁刂箷r的反向電阻趨于無窮大）（a） （b）題5.13圖解：分析（a）圖得：； 由此可見（a）電路

17、含有和等頻率成分，具有相乘器功能。 分析（b）圖得：； 由此可見（b）電路沒有相乘器功能。5.14 題5.14圖所示原理方框中，已知，調(diào)制信號頻譜如圖，其頻率取值范圍為（），試畫圖說明其頻譜搬移過程，并說明總輸出信號是哪種調(diào)幅信號。 題5.14圖解：分析各部件功能可得a、b、c、d、e、f各點頻譜如題解圖5.6所示。題解圖5.6fa點信號頻譜ffc1b點信號頻譜fc1fc點信號頻譜fd點信號頻譜fc2fe點信號頻譜f點信號頻譜載頻為fc2=20MHz的SSB(上邊帶 )信號5.15 已知理想模擬相乘器中的乘積系數(shù)，若兩輸入信號分別為：，。試寫出相乘器輸出電壓表達(dá)式，說明如果該相乘器后面再接一低

18、通濾波器，問它將實現(xiàn)何種功能？ 解：（1）相乘器輸出信號表達(dá)式為：（2）低通濾波器（假設(shè)其通帶范圍內(nèi)的傳遞函數(shù)為1）的輸出信號為：可見，它實現(xiàn)了AM調(diào)幅波的解調(diào)。5.16 二極管峰值包絡(luò)檢波電路如題5.16圖所示，已知輸入調(diào)幅波的中心載頻，單音調(diào)制信號頻率，調(diào)幅系數(shù)，直流負(fù)載電阻，試決定濾波電容的大小，并求出檢波器的輸入電阻。 題5.16圖解：由式5.48示意的無惰性失真和頻率失真條件可得電容C的取值域為：即： 得： 輸入電阻：5.17 二極管峰值包絡(luò)檢波電路如題5.17圖所示，已知輸入調(diào)幅信號電壓為：(1)試問該電路會不會產(chǎn)生惰性失真和負(fù)峰切割失真？(2)如果檢波效率，試按對應(yīng)關(guān)系畫出A、B、C各點電壓的時域波形，并標(biāo)出電壓的大小。 題5.17圖解：（1）先求調(diào)幅系數(shù)： 其中：； 又無惰性失真條件為：其中：顯然，滿足無惰性失真的條件。低頻交流負(fù)載電阻: 而直流負(fù)載電阻: ；而，顯然不滿足的無底部切割失真條件。 （2）A、B、C各點波形由題解圖5.7示意。 題解圖5.7 A、B、C各點波形5.18 二極管峰值包絡(luò)檢波電路如題5.18圖所示，已知調(diào)制信號頻率，載波頻率，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，試求滿足上述要求的和的值。 題5