高頻電子線路期末考試精華版張肅文第四版

1、局頻電子線路復(fù)習(xí)例題一（嘿嘿整理2012年6月）第一章緒論一、填空題.無(wú)線通信系統(tǒng)一般由信號(hào)源、 、輸出變換器五部分組成。.人耳能聽(tīng)到的聲音的頻率約在 到 的范圍內(nèi)。（20HZ、20KHZ ）. 調(diào)制有 、 、 二種方式。 （調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相）.無(wú)線電波在空間的傳播方式有 、三種。（地波、天波、直線波）二、簡(jiǎn)答或作圖題.畫出無(wú)線通信調(diào)幅發(fā)射機(jī)原理框圖，并說(shuō)明各部分的作用，同時(shí)畫出波形示意圖和頻譜示意圖。.畫出超外差接收機(jī)方框圖，并說(shuō)明各部分的作用，同時(shí)畫出波形示意圖和頻譜示意圖。.在接收設(shè)備中，檢波器的作用是什么？試畫出檢波器前后的信號(hào)波形。.通信系統(tǒng)由哪些部分組成？各組成部分的作用是什么？答

2、：通信系統(tǒng)由輸入、輸出變換器，發(fā)送、接收設(shè)備以及信道組成。輸入變換器將要傳遞的聲音或圖像消息變換為電信號(hào)（基帶信號(hào)）；發(fā)送設(shè)備將基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制等處理，并使其具有足夠的發(fā)射功率，再送入信道實(shí)現(xiàn)信號(hào)的有效傳輸；信道是信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ溃唤邮赵O(shè)備用來(lái)恢復(fù)原始基帶信號(hào)；輸出變換器將經(jīng)過(guò)處理的基帶信號(hào)重新恢復(fù)為原始的聲音或圖像。第三章選頻網(wǎng)絡(luò)1、串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的特征，以及失諧時(shí)表現(xiàn)出的特性。如：LC回路并聯(lián)諧振時(shí)，回路 阻抗 最大，且為純電阻。當(dāng)所加信號(hào)頻率高于并聯(lián)諧振回路諧振頻率時(shí)，回路失諧，此時(shí)，回路呈容 性,電流 超前 電壓。2、由于信號(hào)源內(nèi)阻或負(fù)載電阻的影響,將使諧振回路的品質(zhì)因數(shù)Q,選頻特性

3、一,通頻帶。一3、課后題3.54、課后題3.65、課后題3.76、課后題3.97、課后題3.13有一耦合回路如圖，已知f01f021MHz, 12 1K?R試求:回路參數(shù) 圖中a、L1、L2、C1、C2 和 M;b兩端的等效諧振阻抗ZP;初級(jí)回路的等效品質(zhì)因數(shù)Q1;回路的通頻帶BWLICl 一C2R1o0R2解：由已知條件可知兩個(gè)回路的參數(shù)是全同的，即 L1=L2,C1=C2Q1=Q2 ;0L1)由LiL2行：1000 口6 H106159C1C2(2106)21159 10 6F159pF又由于發(fā)生臨界耦合時(shí)0M)2R1R2因此_1M R1 R201210620 20H3.18 H2）由于發(fā)

4、生了臨界耦合，所以 R1=R=20QQi1RiRfi100040254)初級(jí)回路本身的品質(zhì)因數(shù)為2(1000)4025k1000因此可得出通頻帶為：R120502 fO7 2 f02Q18.圖2-18所示電路為一等效電路，其中 路的諧振頻率、諧振電阻。106Hz 5028.3KHzL=0.8uH, Q0=100, C=5pF, C1 =20pF, C2 =20pF, R=10k,Rl =5k，試計(jì)算回2-18題意分析 此題是基本等效電路的計(jì)算，其中解由圖2-18可畫出圖2-19所示的等效電路。(1)回路的諧振頻率由等效電路可知 L=0.8f0H ,回路總電容C1c2C1 C220L為有損電感，

5、應(yīng)考慮損耗電阻 R0(或電導(dǎo)g0)。為2020 2015(pF)f2 LC45.97(MHz)120.8 10615 10 12(2) Rl折合到回路兩端時(shí)的接入系數(shù)1C21C11C1 C22此時(shí)ab兩端的等效2諧振阻抗為純阻，即Zab Zd Rd ab p p d DRi Rf 13)初級(jí)回路的等效品質(zhì)因數(shù)為P2 0.52 Rl電感L的損耗電導(dǎo)g0為1C1C2C1C213 0.05 105 103總電導(dǎo)諧振電阻110 0LQ0245.97106 0.810610043.30 106s1211_33g0 P23 0.0433 10 3 0.05 103RRl 10 10330.1933 10

6、sRP 1, g5.17 k第四章高頻小信號(hào)諧振放大器1.高頻小信號(hào)放大器的主要技術(shù)指標(biāo)有 選擇性）（諧振頻率、增益、通頻帶、.高頻小信號(hào)諧振放大器的常用的穩(wěn)定方法有 和;引起其工作不穩(wěn)定的主要原因是 ;該 放大器級(jí)數(shù)的增加，其增益將 ,通頻帶將。（中和法、失配法、Cb c大、變大、變窄 ）.小信號(hào)諧振放大器的主要特點(diǎn)是以調(diào)諧回路作為放大器的交流負(fù)載,具有 放大 和 選頻 功能。.課后4.55.課后4.9解：首先畫出交流等效電路，計(jì)算接入系數(shù)N2351 N4551P1 , P2回路總電導(dǎo)N1320 24N13204GGpPi goeP2 gie而回路本身的等效電導(dǎo)Gp11QW0L 100 21

7、0.7 106 4 1037 10 6S高頻小信號(hào)放大器交流等效電路代入后可得1 O1 OG 37 10 6 ()2(200 10 6) ()2(2860 10 6)1)電壓增益為44228.25 10 6SAv0 功率增益為Ap0P1P2 yfeG1 11 1 45 104 4228.25 10 612.3(Av。). (AV0)2151.3gie1要計(jì)算帶寬就要先求出有載品質(zhì)因數(shù)QlQl1G W0L6166 16.2228.25 10 6 210.7 106 4 10 62 f0.7f010.7-MHz 0.66MHzQl 16.24）穩(wěn)定系數(shù)2(gsgie)(goe Gl)其中g(shù)sYfe

8、 gieYre1 COS( fere)Gl12、2 (G P P2 gie )Gl為由集電極看來(lái)跨接在諧振回路上的負(fù)載導(dǎo)納代入后求出S=13.71電路穩(wěn)定上是使本電路晶體管 的是要達(dá)到預(yù)定的選6.如圖所示調(diào)諧放大器，問(wèn)：. LC回路應(yīng)調(diào)諧在什么頻率上？.為什么直流電源要接在電感L的中心抽.電容Ci、G的作用分別是什么？.接入電阻R的目的是什么？解：1. LC回路應(yīng)調(diào)諧在輸入信號(hào)u的頻 率上.直流電源要接在電感L的中心抽頭 的輸出端部分接入調(diào)諧回路，其目 擇性和通頻帶要求.電容C、G是高頻旁路電容，它們的作用是保證放大器工作在放大區(qū).接入電阻R的目的是降低Q值，加寬放大器的通頻帶 第五章非線性電

9、路、時(shí)變參量電路和變頻器1.已知混頻晶體三極管的正向傳輸特性為23ic a。a?ua3u式中，u U sm cos st U Lm cos Lt , ULm Usm,混頻器的中頻 I L- s,試求混頻器的變頻跨導(dǎo)9c。題意分析本題ULm Usm ,可以看成工作點(diǎn)隨大信號(hào)U Lm cos it變化，對(duì)U sm cos st來(lái)說(shuō)是線性時(shí)變關(guān)系。1可先求出時(shí)變跨導(dǎo)g(t),從而有icg(t)us,而變頻跨導(dǎo)gc -g2解時(shí)變跨導(dǎo)g(t) c|” ”du u Ul2g(t) 2a2Ul 383Ul2a2ULm cos Lt 3a3U：mcos2 it TOC o 1-5 h z 3.23.2其中則2

10、 a3ULm 2a2ULmcos Lt 2 a3ULmcos2 Ltg12a2ULm1,gc 二 g1a2U Lm22、有一非線性器件在工作點(diǎn)的轉(zhuǎn)移特性I=bo+b1Vbe+b2V2be,式中，Vbe=V0+Vs=Vomcos 3t+VsM8s面 設(shè)V0MVsm ,求該非線性器件作為變頻器時(shí)的變頻跨導(dǎo)gc o解：gC 也Vsm將 Vo Vom cosWot VsmcosWJ 代入 ib。bMe bzjI、,、,.、,、,2臺(tái)匕目匕2b2VomVsm coswot coswsti bobVomcoswotVsm coswtb2 Vom coswotVsm cosWst2222,ibob1Vomc

11、oswotb1Vsmcoswstb2Vomcoswotb2VsmcosWst夠產(chǎn)生中頻的是2b2VmVsmcoswtcoswst項(xiàng)2b2VomVsm coswot coswstb2VomVsm cos wo ws t cos w0 ws tiimbzVomVsmgciimb2Vom乘積型混頻器的方框圖如圖所示。相乘器的特性為i Kus(t)uL(t),若K 0.1mA/V2_ _ _ 6_ _ _36uL(t) cos(9.2049 10 t)(V) , us(t) 0.01(1 0.5cos610 t) cos(2106t)(V)。(1)試求乘積型混頻器的變頻跨導(dǎo)；(2)為了保證信號(hào)傳輸，帶

12、通濾波器的中心頻率(中頻取差頻)和帶寬應(yīng)分別為何值？帶通源淡群J 乘積型混頻器題意分析此題分析模擬乘法器混頻器的變頻跨導(dǎo)及帶通濾波器帶寬解 i Kus(t)uL(t)2kusmU LmCOs( L s)t COs( L- s)t取差頻ii,則iIi2 KU smU Lm COs( L - s)t變頻跨導(dǎo)gc11mU sm一KU Lm20.1 1 0.05(ms)(2)中心頻率f0頻帶寬度為BAM1 _6 _ (9.20 49 1 06 -22F 2 3 6(kHz)106 ) 465 1 03(Hz)4.畫出混頻器的組成框圖及混頻前后的波形圖，并簡(jiǎn)述混頻器的工作原理。解：混頻器的工作原理：兩個(gè)

13、不同頻率的高頻電壓作用于非線性器件時(shí)，經(jīng)非線性變換，電流中包含直流分量、基波、諧波、和頻、差頻分量等。其中差頻分量 fLo-f s就是混頻所需要的中頻成分，通過(guò)中頻帶通濾波器把其它不需要的頻率分量濾掉，取出差頻分量完成混頻。=高頻功率放大器1.某一晶體管諧振功率放大器,設(shè)已知Vcc=24V, I co=250mA R=5W電壓利用系數(shù) 己=1。試求P=、4c、R、解:I cm1oP。Vcc I coVcmVcc 匕 2RpVcmRpVcc ccV；2B20V40417mAVces=2V, 0c=70，分解系數(shù) ao(70 )=0.253 , a1(70 )=0.436 ,c a 10000 8

14、3.3001 I cm12 cI coC - g1 Qc- -I I cm1 2 I co.如圖，已知功率放大器的Icmax=0.6A, Vcc=12V,求功率放大器的 Po、P=、Pc和刀Co解：根據(jù)功率放大器各功率的定義12V CC I C 0 V CC0.60.253I CMAX1 .82o(70W(3)PcCM I CM 11 一V cc2I CMAX 1 (70 O )1 .3W .(3)PoPPO1 .82161.31.82161 .30 .52 W71 .4 %(2).(2)250mA ,輸出電I c1m ；半通角c。.某諧振功率放大器，已知 Vcc 24V,輸出功率Po 5W

15、,晶體管集電極電流中的直流分量Ico壓Ucm 22.5V，試求：直流電源輸入功率P ；集電極效率 c；諧振回路諧振電阻 Rp ；基波電流0( c)、1( c)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，也就是說(shuō)計(jì)題意分析 此題沒(méi)有指明是臨界狀態(tài)，實(shí)際上是用尖頂脈沖的分解系數(shù) 算的不是欠壓就是臨界狀態(tài)。過(guò)壓狀態(tài)為凹頂脈沖，不能用尖頂脈沖分解系數(shù)，只能定性分析。解：直流電源輸入功率 PVccIc0 24 0.25 6(W)(2)集電極效率 c Po/P5/6 83.3%諧振回路諧振電阻RP由Po1 Ulm2 RPU；m2P222.5250.63()(4)基波電流Ic1m1由 Po-U2(5)半通角由 1由c 2cmI c1m可信

16、I c1m2PoU cm2 5 一 一一 0.4444(A)=444.4(mA)22.5gi( c)可得 gi(c 23 1.777,查表，c 62。22.5/ 244、某高頻功率放大器工作在臨界狀態(tài)，已知其工作頻率f= 520MHz,電源電壓EC=25v,集電極電壓利用系數(shù)=0.8,輸入激勵(lì)信號(hào)電壓的幅度 Ubm =6v,回路諧振阻抗 Re=50 Q ,放大器的效率Tc = 75%。求：L Ucm、Icm1、輸出功率P。、集電極直流功率 P=及集電極功耗 Pc2.當(dāng)激勵(lì)電壓Ubm增加時(shí)，放大器過(guò)渡到何種工作狀態(tài)？當(dāng)負(fù)載阻抗Re增加時(shí)，則放大器由臨界狀態(tài)過(guò)渡到何種工作狀態(tài)？解：1. Ucm =

17、EC=20VIcm1= Ucm / Re=0.4APo= Ucm Ic1m /2=4WPd= Po / T c = 5.33WPc=Pd Po=1.33W2.當(dāng)激勵(lì)電壓Ubm增加時(shí)，放大器過(guò)渡到過(guò)壓工作狀態(tài)當(dāng)負(fù)載阻抗Re增加時(shí)，則放大器由臨界狀態(tài)過(guò)渡到過(guò)壓工作狀態(tài)第7章 正弦波振蕩器下圖所示LC正弦波振蕩電路，圖中Lc為高頻扼流圈，Ce和Cb可視為交流短路。1、畫出交流等效電 路2、判斷是否滿足自激振蕩所需相位條件3、若滿足，電路屬于何種類型的振蕩器4、寫出估算振蕩頻率fo的表達(dá)式解：1.圖（略）.滿足.串聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器.P 一C1 C21+ 一C3fo2 JC.試畫出石英諧振器的電

18、路符號(hào)、等效電路以及電抗曲線，并說(shuō)明它在 質(zhì)。.石英晶片之所以能做成諧振器是因?yàn)樗哂惺裁刺匦裕?常用的石英晶體振蕩電路有幾種？解：1.石英諧振器的電路符號(hào)、等效電路如下圖（a）、（b）ffs、f = fs、fsffp 時(shí)的電抗性（12 分）口 -S口 加Cl的電抗曲情ffs電抗呈容性，f=fs電抗呈阻性，fsffp電抗呈容性.石英晶片之所以能做成諧振器是因?yàn)樗哂袎弘姾头磯弘娞匦?常用的石英晶體振蕩電路有串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種.石英晶體振蕩電路如圖所示：.說(shuō)明石英晶體在電路中的作用是什么？. Rbi、Rb2、Cb的作用是什么？.電路的振蕩頻率f0如何確定？解：1.石英晶體在電路中的作用是作為短路

19、元件，只有當(dāng)LC調(diào)諧回路諧振在石英晶體的串聯(lián)諧振頻率時(shí)，該石英晶體呈阻性，滿足振蕩器相位起振條 件。. Ri、Rb2的作用是基極偏置電阻，Cb的作用是高頻旁路電容，.fo12 LC4.如圖所示是一個(gè)三回路振蕩電路的等效電路，設(shè)有下列幾種情況:LiCi L2c2 L3c3；L1C1 L2C2 L3C3 ；L1C1 L2c2 L3c3由題意知，21 22 03,則01 02 02 。1時(shí)、L2c2并聯(lián)回路等效ce ecce ec為容抗，當(dāng) c 03時(shí)L3c3并聯(lián)回路等效為感抗。所以，當(dāng)滿足 c01 02 c 03則可能振蕩，且為電容三點(diǎn)式振蕩電路。L1C1 02 03 ,則01 02 03根據(jù)Xc

20、e、Xeb電抗性質(zhì)相同，Xcb與Xce、Xeb電抗性質(zhì)相反的原則，當(dāng)滿足01 02 c 03則Xce、Xeb電抗性質(zhì)都為感抗，而 Xcb電抗性質(zhì)為容抗，滿足相位平衡條件，可能振蕩，且是電感三點(diǎn)式振蕩器。LG 由題意知,L2c2L3c3222010203 ,貝U010203這樣的條件，無(wú)論在什么頻率下，這三個(gè)回路的等效相同性質(zhì)，不能滿足相位平衡條件，不能振蕩。L1clL2c2 L3 c3222.由題思知，0102 03 ,則010203根據(jù)Xce、Xeb電抗性質(zhì)相同來(lái)看，上式是能滿足的。而Xcb要與Xce、Xeb電抗性質(zhì)相反，則應(yīng)滿足 TOC o 1-5 h z 0102 c 03這樣條件下，L

21、iCi并聯(lián)回路、L2c2并聯(lián)回路等效為容抗，而 L3c3并聯(lián)回路等效為感抗，滿足相位平衡條件，可 能振蕩，且為電容三點(diǎn)式振蕩器。L1cl L2C2 L3C301 0203這樣的條件，無(wú)論在什么頻率下，Xeb與Xcb同性質(zhì)。因此，不能滿足相位平衡條件，不能振蕩。ecu5.在如圖所示的振蕩電路中,C1=C2= 500pF, C=50pF, L = 1mH,問(wèn):從兩次計(jì)算的頻CGC1+C2.該電路屬于何種類型的振蕩電路？.計(jì)算振蕩頻率f。；.若C1= C2=600pF,此時(shí)振蕩頻率f0又為多少? 率中能得出什么結(jié)論？解：1.該電路屬于串聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩 器fo解得：C =300pFfo= 29

22、0kHzC =350pFfo= 270kHz可見(jiàn)，當(dāng)C遠(yuǎn)小于C及G時(shí)，振蕩頻率主要由小電容C決定 第九章幅度調(diào)制與解調(diào)1.試問(wèn)下面三個(gè)電壓各代表什么信號(hào)？畫出它們的波形圖與振幅頻譜圖。 u(t) (1 0.3cos t)cos ct(V)u(t) cos tgcos ct(V) u(t) cos( c )t(V)題意分析本題目是要求能區(qū)分普通調(diào)幅波、雙邊帶調(diào)幅波和單邊帶調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表示式，波形和頻譜關(guān)系。解u(t) (1 0.3cos t)cos ct(V)是表示載波振幅Ucm 1V的普通調(diào)幅波，其調(diào)幅指數(shù)ma0.3,調(diào)制信號(hào)角頻率為 ，載波角頻率為c。其波形圖如圖5-21(a)所示，振幅頻譜

23、圖如圖 5-21(b)所示。u(t) cos tgcos ct(V)是表示振幅為1V的雙邊帶調(diào)幅波。調(diào)制信號(hào)角頻率為，載波角頻率為 c。每一邊頻分量的振幅為 0.5V。其波形圖如圖5-21(c)所示，振幅頻譜圖如圖 5-21(d)所示。u(t) cos( c )t(V)是表示振幅為1V的單邊帶調(diào)幅波。由于是單頻調(diào)制，其波形與頻率為(c )的等幅波相似，如圖5-21(e)所示，振幅頻譜如圖 5-21(f)所示。2,某調(diào)幅波表達(dá)式為 uam (t) = (5+3cos2冗 X4Xl03t) cos2 7tx 465X 103t (v)1、畫出此調(diào)幅波的波形2、畫出此調(diào)幅波的頻譜圖，并求帶寬3、若負(fù)

24、載電阻Rl=100Q,求調(diào)幅波的總功率(10分)解：1.BW=2X4kHz = 8kHzUcm=5 ma=0.6 2Pc=U2cm/2 RL=125mWPe =(1+ m2a/2 )Pc=147.5mW3,已知載波電壓uc(t)=5cos2兀X 106t ,調(diào)制信號(hào)電壓 UQ(t)=2 cos2兀X 103t ,令常數(shù)ka=1。試:.寫出調(diào)幅表達(dá)式；.求調(diào)幅系數(shù)及頻帶寬度；.畫出調(diào)幅波的波形和頻譜圖。(12分)解：1. m a=kaU Qm/Ucm=0.4uam (t)=Ucm (1 + macosQt) cosCtCt=5(1+0.4 cos2 兀 x 103t) cos2 兀 x 106t

25、. ma=kaUsm/Ucm=0.4BW=2F=2kHz.圖(略)4,已知：調(diào)幅波表達(dá)式為UAM (t) =10 (1+0.6cos2兀 x 3X 102t+0.3cos2 兀 x 3 x 103t)cos2 兀 x 106t (v) 求：1、調(diào)幅波中包含的頻率分量與各分量的振幅值。2、畫出該調(diào)幅波的頻譜圖并求出其頻帶寬度BW。(12分)解：1.包含載波分量：頻率為1000kHz,幅度為10V上邊頻分量：頻率為1003kHz,幅度為1.5V上邊頻分量：頻率為1000.3kHz,幅度為3V下邊頻分量：頻率為997kHz,幅度為1.5V下邊頻分量：頻率為999.7kHz,幅度為1.5V2 .10V

26、3V1.5V1.5V 3VkHz帶 S97BW 299皂乙 6kH0 1000.31003第十章角度調(diào)制與解調(diào)1、有一調(diào)頻波信號(hào)其表達(dá)式為：U (t) = 10cos(2 TtX 106t+10COS2000兀 t) (V),試根據(jù)表達(dá)式分別確定：1)最大頻偏。10KHz5)若F增大一倍，UQ不變，求帶寬？ 24KHz2)最大相移。10rad6)若UQ增大一倍，F(xiàn)不變，求帶寬？ 42KHz3)信號(hào)帶寬。22KHz4)信號(hào)在100 電阻上的平均功率。0.52、給定調(diào)頻波的中心頻率fc= 50MHz ,最大頻偏 Afm=75kHz,求：1)當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率 F= 300Hz時(shí)，調(diào)頻指數(shù) m及調(diào)頻波有效帶寬 BW2)當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率 F= 15kHz時(shí)，調(diào)頻指數(shù) m及調(diào)頻波有效帶寬 BW解：1) 調(diào)頻指數(shù) mf=Afm/F=250radBW=2( A fm+F)=150.6kHz2) 調(diào)頻指數(shù) mf= A fm/F=5radBW=2( A fm+F)=180kHz3、載波 UC=5cos2 兀 x 108t (V),調(diào)制信號(hào) UQ(t)=cos2 兀 x 103t (V)最大頻偏A fm = 20kHz求:1 )調(diào)頻波表達(dá)式；2)調(diào)頻系數(shù) m和有效帶寬BVY3)若調(diào)制信號(hào)振幅變?yōu)?3倍，則mf=? BW=?解：1)調(diào)頻系數(shù) mf= A fm/F=20rad調(diào)頻波表達(dá)式 UFM(t)