高頻電子課后習題答案

緒論

思考題

1.無線通信系統(tǒng)由哪幾部分組成，各部分起什么作用？

答：無線通信系統(tǒng)由發(fā)射設備、傳輸媒質(zhì)和接收設備構(gòu)成，其中發(fā)送設備包括變

換器、發(fā)射機和發(fā)射天線三部分；接收設備包括接收天線、接收機和變換器三部分；

傳輸媒質(zhì)為自由空間。信息源發(fā)出需要傳送的信息，由變換器將這些要傳送的聲音或

圖像信息變換成相應的電信號，然后由發(fā)射機把這些電信號轉(zhuǎn)換成高頻振蕩信號，發(fā)

射天線再將高頻振蕩信號轉(zhuǎn)換成無線電波，向空間發(fā)射。無線電波經(jīng)過自由空間到達

接收端，接收天線將接收到的無線電波轉(zhuǎn)換成高頻振蕩信號，接收機把高頻振蕩信號

轉(zhuǎn)換成原始電信號，再由變換器還原成原來傳遞的信息（聲音或圖像等），送給受信

者，從而完成信息的傳遞過程。

2.無線通信中為什么要進行調(diào)制與解調(diào)？它們的作用是什么？

答：在無線通信的發(fā)射部分，如果把聲音或圖像等低頻信號直接以電磁波形式從

天線輻射出去，則存在下述兩個問題：①無法制造合適尺寸的天線，②無法選擇所要

接收的信號。因而，要實現(xiàn)無線通信，首先必須讓各電臺發(fā)射頻率不同的高頻振蕩信

號，再把要傳送的信號“裝載”到這些頻率不同的高頻振蕩信號上，經(jīng)天線發(fā)射出去。

這樣既縮短了天線尺寸，又避免了相互干擾。調(diào)制的作用就是把待傳送的信號“裝載”

到高頻振蕩信號上。

在無線通信接收設備中，必須把空間傳來的電磁波接收下來，選出所需的已調(diào)波

信號，并把它還原為原來的調(diào)制信號，以推動輸出變換器，獲得所需的信息。這個過

程需要解調(diào)來完成。解調(diào)的作用就是從高頻已調(diào)波中“取出"原調(diào)制信號。

3.示意畫出超外差式調(diào)幅收音機的原理框圖，簡要敘述其工作原理。

答：工作原理：接收天線接收從空間傳來的電磁波并感生出微小的高頻信號，高

頻放大器從中選擇出所需的信號并進行放大，得到高頻調(diào)幅波信號〃W）,高頻放大器

通常由i級或多級具有選頻特性的小信號諧振放大器組成。本地振蕩器（又稱本機振

蕩器）產(chǎn)生高頻等幅振蕩信號“2⑺，它比的⑺的載頻高一個中間頻率，簡稱中頻。調(diào)

幅波信號如⑺和本振信號"2”）同時送至混頻器進行混頻，混頻后輸出電壓“3”）。〃3（。

與的⑺相比，其包絡線的形狀不變，即仍攜有原來調(diào)制信號的信息，但載波頻率則轉(zhuǎn)

換為“2⑺的頻率與的⑺的載頻之差，即轉(zhuǎn)換為中頻，因此〃3（。為中頻調(diào)幅波信號?！?⑺

經(jīng)中頻放大器放大為以⑺，再送到檢波器。檢波器從中頻調(diào)幅信號"4（。中取出反映傳

送信息的調(diào)制信號〃5?），再經(jīng)低頻放大器放大為“6”），送到揚聲器中轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇粜盘枴?/p>

4.如接收的廣播信號頻率為936KHz,中頻為465KHz,問接收機的本機振蕩頻率是多

少？

解：根據(jù)變頻的基本知識可得

本機振蕩頻率為f[=fc+fl=936KHZ+465KHz=14UlKHz

第1章高頻小信號放大器

思考題

1.1簡述寬帶放大器的分析方法。

答：寬帶放大器的分析方法有兩種：一是穩(wěn)態(tài)法，也稱頻域分析法，通過分析寬

放對不同頻率正弦波的響應，得到電路的幅頻特性和相頻特性，并由此分析出該放大

器的一些性能指標。一是暫態(tài)法，也稱時域分析法，通過觀察矩形階躍脈沖經(jīng)寬放后

波形的失真情況來判斷該放大器的特性。

1.2簡述共射-共基組合電路擴展通頻帶的原理。

答：對于“共射-共基”組合電路，由于共基電路的上限頻率遠高于共射電路，

所以整個組合電路的上限頻率取決于共射電路。共基電路很小的輸入阻抗作為共射電

路的負載，則共射電路中三極管的密勒等效電容（由a%引起）大大減小，從而提高

了共射電路的上限頻率，因此整個組合電路的上限頻率也提高了。當然，負載減小會

使共射電路的電壓增益下降，但后級共基電路的電壓增益會給予補償，使整個組合電

路的電壓增益與單個共射電路的電壓增益基本相同。

1.3集成寬帶放大器L1590的內(nèi)部電路如圖1.33所示。試問電路中采用了什么方法來

擴展通頻帶的？

答：集成寬放L1590是由兩級放大電路構(gòu)成。第一級由VI、V2、V3、V6構(gòu)成；第

二級由V7~V10構(gòu)成，三極管V11~V16、二極管V17~V20和有關(guān)電阻構(gòu)成偏置電路。

其中第一級的VI、V3和V2、V6均為共射一共基組合電路，它們共同構(gòu)成共射一共

基差動放大器，這種電路形式不僅具有較寬的頻帶，而且還提供了較高的增益，同時,

R2、R3和R4引入的負反饋可擴展該級的頻帶。V3、V6集電極輸出的信號分別送到

V7、V10的基極。第二級的V7、V8和V9、V10均為共集一共射組合電路，它們共

同構(gòu)成共集一共射差動放大器，R18、R19和R20引入負反饋，這些都使該級具有很

寬的頻帶，改變R20可調(diào)節(jié)增益。應該指出，V7、V10的共集組態(tài)可將第一級和后面

電路隔離。由于采取了上述措施，使L1590的工作頻帶可達0~150MHZ。順便提一下,

圖中的V4、V5起自動增益控制（AGC）作用，其中2腳接的是AGC電壓。

1.4試簡述高頻小信號諧振放大器的主要技術(shù)指標。

答：小信號諧振放大器的主要性能指標有：

1.諧振電壓增益：指放大器在諧振頻率上的電壓增益，記為4。。

2.通頻帶：指放大器的電壓增益下降到諧振電壓增益為。的1/痣時所對應的頻

率范圍，一般用8版,7（或2A/.7）表示。

3.選擇性：指放大器從各種不同頻率的信號中選出有用信號而抑制干擾信號的

能力。為了準確地衡量小信號諧振放大器的選擇性，通常選用“抑制比”和“矩形系

數(shù)”兩個技術(shù)指標。（1）抑制比定義為諧振電壓增益與通頻帶以外某一特定頻率

上的電壓增益為之比值，用d（dB）表示。（2）矩形系數(shù)定義為K。」=能^,Ko」

值越小越好，在接近1時，說明放大器的諧振曲線就越接近于理想曲線，放大器的選

擇性就越好。

4.穩(wěn)定性：指當組成放大器的元器件參數(shù)變化時，放大器的主要性能——增益、

通頻帶、矩形系數(shù)（選擇性）的穩(wěn)定程度。

5.噪聲系數(shù)：指輸入信號的信噪比與輸出信號的信噪比的比值。

1.5圖1.16（a）所示的單調(diào)諧放大器中，若諧振頻率6=10.7MHz，CS=50pF,

BWO.7=15OKHZ,求回路的電感L和Qe。如將通頻帶展寬為300KHz，應在回路兩端

并接一個多大的電阻？

解：（1）求一和&

L=-—-=---------------------?4.43X10-6（H）=4.43UH

（2磯）（2萬x10.7xIO。yx50xl（）T2

"二隘A

（2）電阻并聯(lián)前回路的總電導為

gy=---=芷=2或匕7。=2%乂150xUx50x1()72=47.1(yS)

7

工Qe%LQe°-

電阻并聯(lián)后的總電導為

g1=2或%JC=2萬X300x1()3X50X10-12=94.2(uS)

因gR=gz+\

故并接的電阻為

47.1x10-6?21.2(kQ)

1.6調(diào)諧在中心頻率為6=10.7MHz的三級單調(diào)諧放大器，要求BWO.7，1OOKHZ，試

確定每個諧振回路的有載品質(zhì)因數(shù)Qe。

解：根據(jù)題目要求三級總通頻帶BWO.721OOKHZ，所以

BW01=6-IxB%；=lOOKHz,可求得

B%；=196KHz,因而，Q?=f。/,=(187x10%)K7/ZB54

/BL"96

其中，8所;為單級單調(diào)諧放大器的通頻帶。

1.7中心頻率都是6.5MHz的單調(diào)諧放大器和臨界耦合的雙調(diào)諧放大器，若Qe均為

30,試問這兩個放大器的通頻帶各為多少？

解：單調(diào)諧放大器的通頻帶為

65X16

=A=-°?217kHz

07Qc30

臨界耦合的雙調(diào)諧放大器的通頻帶為

6510

BW07=V2=V2X---?306kHz

07

Qc30

1.8在小信號諧振放大器中，三極管與回路之間常采用部分接入，回路與負載之間也

采用部分接入，這是為什么？

解：這是因為外接負載阻抗會使回路的等效電阻減小，品質(zhì)因數(shù)下降，導致增益

下降，帶寬展寬，諧振頻率變化等，因此，采用部分接入，可以減小它們的接入對回

路。值和諧振頻率的影響，從而提高了電路的穩(wěn)定性，且使前后級的阻抗匹配。

1.9簡要敘述聲表面波濾波器選頻的工作原理。

答：當輸入叉指換能器接上交流電壓信號時，壓電晶體基片的表面就產(chǎn)生振動，

并激發(fā)出與外加信號同頻率的聲波，此聲波主要沿著基片的表面在與叉指電極垂直的

方向傳播，故稱為聲表面波。其中一個方向的聲波被吸聲材料吸收，另一方向的聲波

則傳送到輸出叉指換能器，被轉(zhuǎn)換為電信號輸出。由此可見，在聲表面波濾波器中，

信號經(jīng)過電一聲、聲一電的兩次轉(zhuǎn)換，且由于基片的壓電效應，則叉指換能器具有選

頻特性。

第2章高頻功率放大器

思考題

2.1已知諧振功率放大器輸出功率P0=4W,〃c=60%,VCc=20V,試求P,和

Ao。若保持P。不變，將〃c提高到80%,試問Pc和40減小多少？

解：已知尸°=4W,〃c=60%,%c=20V,則

PDC=PJQC=4/0.6%6.67W

Pc=PDC-P°=6.67-4=3.67W

Ic0=PDC/Vcc=6.67/20(A)心333.3mA

若保持尸。不變，將7c提高到80%，則

Pc=PJ〃C—P°=4/0.8—4=5-4=1W

KPc=Pc_P；=3.67-l=2.67W

AZ?。=/co=6.67/20—5/2020.333-0.25=0.083(A)=83mA

2.2已知諧振功率放大器VCC=20V,/c0=250mA,P°=4W,￡7cm=0.9Vcc,試

求該放大器的PDC、PC、和1elm為多少？

解：已知匕:C=2OV,7c0=250mA,P0=4W,&m=0.9%c，則

PDC=%CXZC0=20X0.25=5W

PC=PDC—P°=5—4=1W

〃C=P°/PDC=4/5=80%

Ucm=0.9^c=0.9X20=18V

/cim=2R>/am=2X4/18弋444.4mA

2.3已知諧振功率放大器匕x=30V,/c0=100mA,C/cm=28V,，=60°,gi(8)

=1.8,試求P。、RP和〃c為多少？

解：已知Fcc=30V,Zc0=100mA,^m=28V,6=60°,gi(J)=L8,則

PDC=%CXZCO=3OXO.1=3W

kQm/2=28/30^0.93

/7c=-gi(^)C=-XI.8X0.93=83.7%

22

Po=〃CXPDC=0.837X3七2.51W

1U2

由于4=_Lx",貝U

2Rp

OQ2

Rp=——?156.2Q

2PO2x2.51

2.4諧振功率放大器原來工作在臨界狀態(tài)，若集電極回路稍有失諧，放大器的

/co、/elm將如何變化？Pc將如何變化？有何危險？

解：工作在臨界狀態(tài)的諧振功率放大器，若集電極回路失諧，等效負載電阻品將

減小，放大器的工作狀態(tài)由臨界變?yōu)榍穳海?0、41m都將增大，另外，由于集電極回

路失諧，ic與〃CE不再是反相，即ic的最大值與"CE最小值不會出現(xiàn)在同i時刻，從

而使管耗幾增大，失諧過大時可能損壞三極管。

2.5已知丙類二倍頻器工作在臨界狀態(tài)，且Vcc=20V,。)=0.4人，(2m=0.6A,

Ue2m=16V,試求尸。2和〃C2?

解：已知匕C=20V,Zc0=0.4A,/c2m=0.6A,a2m=16V,則

2m=：XO.6X16=4.8(W)

^=^40=20X0.4=8(W)

〃C2=尸02/尸CD=4.8/8=60%

2.6諧振功率放大器原來工作在過壓狀態(tài)，現(xiàn)欲將它調(diào)整到臨界狀態(tài)，應改變哪

些參數(shù)？不同的調(diào)整方法所得到的輸出功率是否相同？

解：調(diào)節(jié)火p：減小品，可以使諧振功放從過壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換為臨界狀態(tài)，相應的輸出

功率幾將增大。

：

調(diào)節(jié)rcc增大Vcc,可以使諧振功放從過壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換為臨界狀態(tài)，此時的集電極

電流的將最大值/elm增大，而乙但Rp并未變化，所以已增大。

調(diào)節(jié)％BB：減小/B，放大器可從過壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換為臨界狀態(tài)，但。值減小，脈沖電

流基波分解系數(shù)內(nèi)（力減小，/elm減小，所以尸。減小。

調(diào)節(jié)gm：減小5n，放大器可從過壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換到臨界狀態(tài)，輸出功率尸。亦減小,

其機理與％BB減小相似。

2.7諧振功率放大器工作頻率/=2MHz,實際負載RL=80Q,所要求的諧振阻

抗RP=8C,試求決定L形匹配網(wǎng)絡的參數(shù)L和。的大小？

解：由于火L>EP，則應選擇高阻變低阻L型匹配網(wǎng)絡

78x(80-8)

=1.91〃H

2x/rx2xl06

C=^=----?---------?2985.6pF

人①80x2x^x2xl06-

2.8諧振功率放大器工作頻率/=8MHz,實際負載RL=50Q,VCC=20V,PO=

1W,集電極電壓利用系數(shù)為0.9,用L形網(wǎng)絡作為輸出回路的匹配網(wǎng)絡試計算該網(wǎng)絡

的參數(shù)L和C的大小？

解：已知火L=50Q,匕C=20V,P°=1W,及<f=Ucm/匕C=0.9,可得

&m=4%c=09X20=18V

U2182

R.=a==162。

p2P。2x1

由于RP>RL，應選擇低阻變高阻L型匹配網(wǎng)絡

,183.9pF

Rp(o162x2x^-x8xl06

帆四-七）,50x(162-50)

L=-----------=1.49〃H

CD2x?rx8xIO，

2.9圖2.34是有多處錯誤的400MHz諧振功率放大器電路，試更正這些錯誤。

①％BW%C，所以該點必須斷開接地或斷開接九。

②集電極饋電線路沒有通路，所以電容C必須換成電感，接成串饋電路，這時，

該電感實際上就是諧振回路的組成部分。

③交流電流不能全部流入基極，被電阻用分流，所以必須改換為扼流圈或

在凡上串接扼流圈，同時并聯(lián)旁路電容。

④、⑦測量直流的電流表，有交流通過，所以必須在電流表上接旁路電容。

⑤扼流圈改為電感，組成諧振回路。

⑥電流表應接高頻地電位，與電感調(diào)換位置，并去掉

頻率，￡為中頻。

第3章正弦波振蕩器

思考題

3.1振蕩器的振蕩特性和反饋特性如圖3.28所示，試分析該振蕩器的建立過程，

并判斷A、B兩平衡點是否穩(wěn)定。

解：根據(jù)振蕩器的平衡穩(wěn)定條件可以判斷出A點是穩(wěn)定平衡點，B點是不穩(wěn)定

平衡點。因此，起始輸入信號必須大于UB振蕩器才有可能起振。

3.2振蕩電路如圖3.29所示，試分析下列現(xiàn)象振蕩器工作是否正常：

(1)圖中A點斷開，振蕩停振，用直流電壓表測得%=3V,VE=2.3VO接通A

點,振蕩器有輸出，測得直流電壓VB=2.8V,VE=2.5VO

(2)振蕩器振蕩時，用示波器測得B點為正弦波，且E點波形為一余弦脈沖。

解：(1)A點斷開，圖示電路變?yōu)樾⌒盘栔C振放大器，因此，用直流電壓表測得

%=3V,KE=2.3VO當A點接通時，電路振蕩，由圖所示的振蕩器從起振到平衡的過

程中可以看出，具有自偏效應的反饋振蕩器的偏置電壓“BEQ，從起振時的大于零，等

于零，直到平衡時的小于零(也可以不小于零，但一定比停振時的“BEQ小)，因此，

測得直流電壓%=2.8V,吒=2.5V是正常的，說明電路已振蕩。

(2)是正常的，因為，振蕩器振蕩時，"be為余弦波，而ic或ie的波形為余弦脈

沖，所示E點波形為一余弦脈沖。

3.3振蕩電路如圖3.30所示，試畫出該電路的交流等效電路，標出電感線圈同名

端位置；說明該電路屬于什么類型的振蕩電路，有什么優(yōu)點。若L=180uH,

C2=30pF,G的變化范圍為20?270pF,求振蕩器的最高和最低振蕩頻率。

答：畫交流通路時，只需將耦合電容、旁路電容短路，電源接地即可，如上右圖所示。

根據(jù)振蕩器相位平衡條件，變壓器的同名端標注的位置見上右圖。該電路屬于共基調(diào)

射型變壓器反饋式振蕩器，具有結(jié)構(gòu)簡單、易起振、輸出幅度較大、調(diào)節(jié)頻率方便、

調(diào)節(jié)頻率時輸出幅度變化不大和調(diào)整反饋時基本上不影響振蕩頻率等優(yōu)點。

360x(30+270)

因為CM?163.6(pF)

360+(30+270)

360x(30+20)

Cmin=43.9(pF)

360+(30+20)

所以振蕩器的最高振蕩頻率和最低振蕩頻率分別為

——7-----T=——「X1.79(MHZ)

2萬“Cmin2》,180x10-6x43.9x1072

人“2%jLCmax2/180x1()-6x163.6x10-12*0.93(MHz)

3.4試從振蕩的相位平衡條件出發(fā)，分析如圖3.31所示的各振蕩器的交流等效電

路中的錯誤，并說明應如何改正。

解：圖（a）為反饋式振蕩器，同名端位置錯誤。圖（b）、（c）、（d）、（e）、（f）

為三點式振蕩器，不滿足三點式振蕩器組成原則。改正后的交流通路（參考）如下圖

所示。

3.5已知電容三點式振蕩器如圖3.8（a）所示，并且Rc=2kQ,Ci=500pF,C2

=1000pFo若振蕩頻率加=lMHz，求：（1）回路的電感L值。（2）電路的反

饋系數(shù)幾

解：回路串聯(lián)總電容。=。|。2/（c,+c2）q333.33pF

由fo=——7=可求得L275.8uH

反饋系數(shù)F=Ci/C2=0.5

3.6已知電感三點式振蕩器如圖3.9(a)所示，并且&=40NH,L2=15UH,M

=10口H,C=470pF,Rc=5kQ,試計算振蕩器的振蕩頻率為。

解：電路類型為電感三點式振蕩器，其振蕩頻率為

/o=---1

+L2+2M)C

=——/1x0.85(MHz)

2%"(40+15+2x10)x10-6x470x1()72

3.7振蕩電路如圖3.32所示，已知L=25uH,。=100,Ci=500pF,C2=1000pF,C3

為可變電容，且調(diào)節(jié)范圍為10?30pF,試求：計算振蕩頻率為的變化范圍。

解：此電路為克拉潑振蕩器。

Znax——,——/X10(MH?)

2萬“C3mm2^V25xl0-6x10xlO-'2

1__________1

?5.8(MH)

2%jLGmax2^725X1O-6X30xio^12Z

2

3.8若石英晶片的參數(shù)為：Lq=4H,Cq=9X10-pF,C0=3pF,rq=100Q,求:

(1)串聯(lián)諧振頻率X。

(2)并聯(lián)諧振頻率/p與人相差多少，并求它們的相對頻差。

解：(1)/；=——-=/1工0.265(MHz)

共LqCq2乃,4x9x104

9x10-4

0.265xJI+?0.269(MH)

3xlO^12Z

4一六0.269—0.265=0.004(MHz)=4(kHz)

c9x1(尸4

或人人小忒=°.x而E'3.975(kHz)

相對頻差為

3.9如圖3.33所示電路為五次泛音晶體振蕩器，輸出頻率為5MHz,試畫出振蕩

器的交流等效電路，并說明LC回路的作用，輸出信號為什么要由V2輸出。

1DI—

解：(1)振蕩器的交流通路如上圖所示。

(2)此電路為并聯(lián)型晶體振蕩器，晶體等效為一個大電感。由［和。組成的并

聯(lián)諧振回路，其諧振頻率為

=—,1=4.24(MHZ)

，打了I「G-//I-71八一6、，々八八、，1八一12

晶體的基頻為1MHz，則振蕩器若振蕩在其五次泛音即5MHz頻率上，此時LC回

路呈容性，符合振蕩器的相位平衡條件。

(3)輸出信號由V2的射極輸出，是利用V2組成的射極輸出器，起到隔離負載對

電路影響的作用。

3.10試用相位平衡條件說明如圖3.34所示電路產(chǎn)生自激振蕩的原理(該電路

屬于RC移相式振蕩器)。

答：由電路組成可知，V集電極的輸出電壓與V基極的電壓反相，三節(jié)RC移相

網(wǎng)絡可移相180°,滿足相位平衡條件；

3.11如圖3.35所示電路為RC文氏電橋振蕩器，要求：

(1)計算振蕩頻率加。

(2)求熱敏電阻的冷態(tài)阻值。

(3)品應具有怎樣的溫度特性。

(2)由起振條件可知，運放構(gòu)成的同相放大器的增益4必須大于3,即舟＞24,

也就是要求熱敏電阻的冷態(tài)電阻房應小于2.5kQo

(3)凡應具有隨溫度升高，其阻值增大的溫度特性，即R為正溫度系數(shù)的熱敏

電阻。這是因為振蕩器起振后，隨著振蕩幅度的增大，用上消耗的功率增大，致使其

溫度升高，阻值相應地增大，放大器的增益人隨之減小，直到國=4/2（或4=3）

時，振蕩器才可以進入平衡狀態(tài)。

3.12如圖3.36所示RC橋式振蕩器的振蕩頻率分為三檔可調(diào)，在圖中所給的參

數(shù)條件下，求每檔的頻率調(diào)節(jié)范圍（設RPI、RP2阻值的變化范圍為0~27kQ）,

并說明場效應管V.的作用。

解：⑴由圖可知,第一擋火=2.4~29.4kQ,C=0.003UF,頻率調(diào)節(jié)范圍為

/()min=--------------：-------------?1.805(kHz)

2^?maxC--2萬x29.4x1()3x0.003x10-6

?22.116(kHz)

2砒小C-2%x2.4xIO,x0.003x10-6

第二擋R=2.4~29.4kQ,C=0.03UF,頻率調(diào)節(jié)范圍為

■A)min--------=---------------------------?18.05(kHz)

2成max。2/rX29.4xio3x0.03X10-6

-----------?221.16(kH)

/Omax=-J=------------1rz

Omax2成min。2^-X2.4X103X0.03x1O-6

同理，第三擋火=2.4~29.4kQ,C=0.3HF,頻率調(diào)節(jié)范圍為

/Omin?180.5(kHz),./0g*2211.6(kHz)

（2）此電路是利用場效應管進行穩(wěn)幅的文氏電橋振蕩器。由于場效應管工作在

變阻區(qū)時，它的漏源電阻RDS是一個受UGS控制的可變電阻，因此可利用場效應管的

可變電阻特性進行穩(wěn)幅。圖中，場效應管Vi的RDS和火3串聯(lián)代替圖9.10中的負

反饋支路由與3和RDS、火3組成。輸出電壓經(jīng)二極管V2整流和心、。4濾波后，再通過

總和品4為場效應管提供一個與振蕩幅度成比例的負柵壓UGS，適當調(diào)節(jié)仆4,可保證

場效應管工作在變阻區(qū)。當振蕩振幅增大時，I&sl也隨之增大（或UGS減?。?，管子

的火DS增大，負反饋增強，放大倍數(shù)人減小；反之，當振蕩幅度減小時，RDS也減小，

負反饋減弱，兒增大。這樣，就達到穩(wěn)幅的目的。

3.13負阻器件的直流電阻為負嗎？串聯(lián)型負阻振蕩器的起振條件為rn>r,而

并聯(lián)型負阻振蕩器的起振條件為試說明理由。

答：負阻器件就是交流電阻（或微變電阻）為負值的器件，其直流電阻不為負值。

對于串聯(lián)型負阻振蕩器可列出微分方程噸+=2@+—Li=O可以分析得到，若

dtzLdtLC

rn>r,其解為增幅振蕩；若％=尸，其解為等幅振蕩。因此，該電路的起振條件為尸n?，

而振幅平衡條件為“=人也就是說，這種振蕩器起振時rn>r,回路補充的能量大于損

耗的能量，則振蕩幅度不斷增大；隨著振幅的增大，要求O逐漸減小，直到尸尸尸時達

到平衡狀態(tài)，回路補充的能量等于損耗的能量，電路維持等幅振蕩。對于并聯(lián)型負阻

振蕩器，可列出微分方程吟■+：-4一)半+上(1-二)〃=0可以分析得到，若

2

dtLCrndtLCrn

)<o,其解為增幅振蕩；若二-」-)=0,其解為等幅振蕩。因此，該電路

LCrnLCrn

的起振條件為《<L/Cr，而振幅平衡條件為〃=L/0。由于LC并聯(lián)回路的諧振電

阻(并聯(lián)等效電阻，有負載時還要考慮負載電阻)R=L/Cr,因此并聯(lián)型負阻振蕩器的

起振條件又可寫為rn<R,振幅平衡條件又可寫為rn=R0

第4章調(diào)幅、檢波與混頻

思考題

4.1畫出下列已調(diào)波的波形和頻譜圖(設。0=5。)°

(1)w(Z)=(l+sin0￡)sinGJ;

(2)w(0=(l+0.5cosOf)cosGJ;

(3)〃(E)=2cosOfcosgJ。

解：(1)為加a=l的普通調(diào)幅波，其波形與頻譜圖如下圖(a)、(b)所示；(2)

為加a=0.5的普通調(diào)幅波，其波形與頻譜圖如下圖(c)、(d)所示；(3)為雙邊帶調(diào)幅

波，其波形與頻譜圖如下圖(e)、(f)所示。

+Q

(c)(d)

4.2對于低頻信號，&(/)=%,“cos。/及高頻信號",.(/)=。皿costyj。試問，將Na(f)

對人⑴進行振幅調(diào)制所得的普通調(diào)幅波與“。①、人⑶線性疊加的復合信號比較，

其波形及頻譜有何區(qū)別？

解：將〃。⑺對火⑺進行振幅調(diào)制所得的普通調(diào)幅波的波形與頻譜圖參見上題圖

(c)、(d),而k⑺與〃c⑺線性疊加的復合信號的波形與頻譜圖如下圖所示。

4.3已知某普通調(diào)幅波的最大振幅為10V,最小振幅為6V,求其調(diào)幅系數(shù)ma。

"min

解.：m=^2-

4ax+°min

4.4已知調(diào)制信號及載波信號的波形如圖4.34所示，示意畫出普通調(diào)幅波的波形。

解：波形如上右圖所示。

4.5若調(diào)制信號頻譜及載波信號頻譜如圖4.35所示，示意畫出DSB調(diào)幅波的頻

譜。

解：DSB調(diào)幅波的頻譜如下圖所示。

DSB八

頻譜..!..

ilhlh.；

oJ7c~v

4.6簡述基極調(diào)幅和集電極調(diào)幅的工作原理。

答：基極調(diào)幅是利用三極管的非線性特性，用調(diào)制信號來改變丙類諧振功率放大

器的基極偏壓，從而實現(xiàn)調(diào)幅的，當功率放大器工作于欠壓狀態(tài)時，集電極電流，c的

基波分量振幅/皿隨基極偏壓/B（。成線性地變化，即隨調(diào)制信號的規(guī)律變化，經(jīng)過

LC回路的選頻作用，輸出電壓〃。⑺的振幅也就隨調(diào)制信號的規(guī)律變化，因此，實現(xiàn)

了基極調(diào)幅。

集電極調(diào)幅也是利用三極管的非線性特性，用調(diào)制信號來改變丙類諧振功率放大

器的集電極電源電壓，從而實現(xiàn)調(diào)幅的，功率放大器工作于過壓狀態(tài)時，集電極電流

的基波分量振幅與集電極偏置電壓成線性關(guān)系。因此，要實現(xiàn)集電極調(diào)幅，應使放大

器工作在過壓狀態(tài)。集電極調(diào)幅與諧振功率放大器的區(qū)別是集電極調(diào)幅電路的等效集

電極電源Kcc⑺隨調(diào)制信號變化。集電極調(diào)幅效率較高，適用于較大功率的調(diào)幅發(fā)射

機中。

4.7某非線性器件的伏安特性為三仇/仇步,試問它能否實現(xiàn)調(diào)幅？為什么？如不

能，非線性器件的伏安特性應具有什么形式才能實現(xiàn)調(diào)幅？

解：不能實現(xiàn)調(diào)幅。因為非線性器件的伏安特性中只有包含二次方項，這樣才能

實現(xiàn)兩個信號的相乘，即實現(xiàn)頻率變換（頻率的加減），進而實現(xiàn)調(diào)幅。

4.8用乘法器實現(xiàn)同步檢波時，為什么要求本機同步信號與輸入載波信號同頻同

相？

解：同步信號與輸入載波信號只有同頻才能實現(xiàn)檢波，同頻同相時，輸出幅度最

大。

4.9已知二極管大信號包絡檢波器的RL=220KQ,CL=100pF,設Fmax=6KHz，

為避免出現(xiàn)惰性失真，最大調(diào)幅系數(shù)應為多少？

解：已知&=220kQ,CL=100pF,Fmax=6kHz,根據(jù)不產(chǎn)生惰性失真的條件

2年,x也

得maW/1==/―1-

+(2吹ax&Cj+(2乃X6XIO3X220X1()3X100X10-12)2

=0.77

4.10從減小混頻器干擾的角度看，你認為模擬乘法器混頻器、二極管混頻器和三

極管混頻器哪一個性能更好些？

答：由于模擬乘法器混頻器產(chǎn)生的組合頻率分量更少，因而采用模擬乘法器混頻

器較好些。

4.11有一中波段調(diào)幅超外差收音機，試分析下列現(xiàn)象屬于何種干擾，又是如何形

成的？

(1)當收聽到fc=570KHZ的電臺時，聽到頻率為1500KHZ的強電臺播音；

(2)當收聽fc=929KHZ的電臺時，伴有頻率為1KHZ的哨叫聲；

(3)當收聽fc=1500KHZ的電臺播音時，聽到頻率為750KHz的強電臺播音。

解：(1)為鏡像頻率干擾(p=l、q=l),這是因為570+465=1500-465。

或人」[成+(9+/]=570+2x465=1500(kHz)

q

(2)為組合頻率干擾(p=l、q=2)。當=929kHz時，九=方+/=465+929=1394kHz，

而2人-九=2X929T394=464kHz，此組合頻率分量在檢波器中將與465kHz的中頻信

號進行差拍檢波，從而產(chǎn)生1kHz的干擾哨聲。

(3)為副波道干擾(p=l、q=2)。這是因為

/N?-(/?/；+(P-DZ1=7x1500=750".)

q2

第5章角度調(diào)制與解調(diào)

思考題

5.1已知載波八=100MHz，載波電壓振幅Ucm=5V,調(diào)制信號Na(f)=(COS2JIX

103Z+2cos2nX500/)Vo試寫出下述條件調(diào)頻波的數(shù)學表達式：

(1)頻靈敏度Kf=lkHz/V。

(2)頻偏△/n^ZOkHz。

解：(1)"FM")=UcmCOSa)ct+kf[⑺力

=5cosct+kf(cos21x103/力+2后,Jcos2%x500/e//

■6100032000-

=5cos2x3.14xl00xl06/+--------sin2^-xlO3ZH---------sin27rx500/

2^-xlO32^x500

=5cos(6.28x10s/+0.16sin2^-x103/+0.64sin2兀x500/)

(2)因為△啰加m=2皿,“

Jm?sc、"max

所以左=2年=2x3.14x20x10'=卬

/%Q)Lx2

所以Ufm⑺=Uc，"C°S3J的⑺']

=5cos(6.28x1Cl8，+]0sin2萬x1O'/+40sin2萬x500/)

5.2載波振蕩頻率人=25MHz，振幅l/cm=4V；調(diào)制信號為單頻余弦波，頻率為

F=400Hz；最大頻偏△/n^lOkHz。

(1)分別寫出調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學表達式。

(2)若調(diào)制頻率變?yōu)?kHz，其他參數(shù)均不變，再分別寫出調(diào)頻波和調(diào)相波的

數(shù)學表達式。

解：(1)因為=機/?Z7,所以〃?/=△'/=1°以鄉(xiāng)^4d=25rad

/JL/\j?IJivxl4

一11FM⑺-Ucmcos(①/+%sinQ/)=4cos(2初f+25sin2赤)

所以：/J\

=4cos(1.57x10"25sin2.5xlO3/)

s

uPM(Z)=Ucmcos(3/+mpcosQ?)=4cos(1.57xlOZ+25sin2.5x10'/)

(2)如果F=2KHz,則m=WKH-=5rad

fP2KHz

近而可寫出調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學表達式：

uFM(/)=Ucmcos?/+wzsinQ/)=4cos(2^,Z+5sin2m)

=4COS(1.57X108/+5sin2.5xlO3/)

83

uPM(/)=Ucmcos[a>ct+mpcosQ/)=4cos(1.57x10/+5sin2.5xl0/)

5.3若調(diào)頻波的中心頻率八=100MHz，最大頻偏△/m=75kHz，求最高調(diào)制頻率

居nax為下列數(shù)值時的附和帶寬：

(1)Fmax=400Hz；(2)Fmax=3kHz;⑶Fmax=15kHZo

解：(1)%=3="KHZ=187.5-d,BW=2(Z\f?+Fmax)=150.8/^z

小x04KHz'.

15KHZ

(2)mf===25rad,BW2(A/?,+KaJ=156KHz

f

Fmax3KHz'

(3)加,=幺=75K%='ad,BW=+Fmax)=180KHz

/Fmm15KHz'

5.4設調(diào)角波的表達式為w(0=5cos(2X106n/+5cos2X103nf)V。

(1)求載頻fc、調(diào)制頻率R調(diào)制指數(shù)m、最大頻偏△/?、最大相偏△Om

和帶寬。

(2)這是調(diào)頻波還是調(diào)相波？求相應的原調(diào)制信號(設調(diào)頻時K=2kHz/V,調(diào)

相時Kp=lrad/v)。

/1\8c2xl06^-?Q2xl03^

解：(1)/C=—=-------=1MHz,F=—=--------=lKHz

27r2%2TT27r

m=5rad,刈=mf?F=5*\KHz=5KHz,B印=Z6KHz+IKHz)=l2KHz

\(pm-m-Srad

(2)可能是調(diào)頻波，也可能是調(diào)相波。

如果看成調(diào)頻波：〃c(/)=-2.5sin2xl()3加

如果看成調(diào)相波：〃c(/)=5cos2xl()3加

5.5若調(diào)角波的調(diào)制頻率尸=400Hz,振幅U°m=2.4V,調(diào)制指數(shù)m=60rad。

(1)求最大頻偏Hm。

(2)當尸降為250Hz,同時Uam增大為3.2V時，求調(diào)頻和調(diào)相情況下調(diào)制指

數(shù)各變?yōu)槎嗌伲?/p>

解：(1)A/?,=加尸=60x0.4KHz=24KHz

(2)由叫=得'=IOKHZW

所以可得當F降為250Hz,同時U°m增大為3.2V時%.=10X3-2=128rat7

■,0.25

由mp=kpU殍，得k戶=25rad/V

所以可得當尸降為250Hz,同時Sm增大為3.2V時機。=25x3.2=80md

63

5.6若載波Mc(t)=10cos2JtX50X10tV,調(diào)制信號為“0(t)=5sin2nX10tV,且最

大頻偏△/m=12kHz,寫出調(diào)頻波的表達式。

3

解：由題可知：Ucm=10然.=10%Q=2/rxl0mf=^=\2rad

所以：uFMQ)=cmeos((vc/+mfsin。/)=lOcosQo'm+12sin24x10")

5.7用正弦調(diào)制的調(diào)頻波的瞬時頻率為/o=(106+104cos2nxi03t)Hz,振幅為

10V,試求：

(1)該調(diào)頻波的表達式。

(2)最大頻偏△啟、調(diào)頻指數(shù)mf、帶寬和在1Q負載上的平均功率。

(3)若將調(diào)制頻率提高為2X103Hz,f(t)中其他量不變，△，.、mf、帶寬和平均

功率有何變化？

解：(1)由題得：夕(/)=[次/)應=%(1()6+]04cos2萬xl()3。

=2xl06^+10sin2^-xl03/

所以〃兄“⑺=10cos（2x1。6加+i0sin2x103^r）

△/；，，=%（/）L=I°K%

mf=幺=些=IOrad

⑵IK

BW=2（/+F）=llKHz

^v=-^i-=—=50^

av2R,2

M",=\GKHz

10「,

/、=——=brad

(3)f2

8%=2(10+2)KHz=24KHz

pav=50%不變

5.8調(diào)制信號為余弦波，當頻率尸=500Hz、振幅Uam=lV時，調(diào)角波的最大頻偏

A/^ii=200Hzo

若Uom=lV,F=lkHz,要求將最大頻偏增加為△_/m2=20kHz。試問：應倍頻多少

次(計算調(diào)頻和調(diào)相兩種情況)？

解：根據(jù)題目已知的條件可得〃0=Wp=且辿=剪=o.4rad

zF500

k,,Uc

(1)對于調(diào)頻波由%=>~也得32X3.14X200,所以在Sm=lV,F=lkHz

JQ

時，△/；“=”?2也?尸=200x31000=02KHz,所以要將最大頻偏增加為△

。1000

42:20kHz,則應倍頻100次。

(2)對于調(diào)相波由機p=⑥4“，得益=0.4,所以在U°m=lV,F=lkHz時，

V,?=■F=0.4x1X1=OAKHz,所以要將最大頻偏增加為△加=20kHz,

則應倍頻50次。

5.9在變?nèi)莨苤苯诱{(diào)頻電路中，如果加到變?nèi)莨艿慕涣麟妷赫穹^直流偏壓的

絕對值，則對調(diào)頻電路有什么影響？

答：如果加到變?nèi)莨艿慕涣麟妷赫穹^直流偏壓的絕對值，則在信號的一個周

期內(nèi)的某些時間，變?nèi)荻O管有可能會正向?qū)?，則失去結(jié)電容隨反偏電壓變化

的特性，因而不能實現(xiàn)調(diào)頻。

5.10雙失諧回路斜率鑒頻器的一只二極管短路或開路，各會產(chǎn)生什么后果？如果

一只二極管極性接反，又會產(chǎn)生什么會果？

答：如果一只二極管開路，則電路相當于單失諧回路鑒頻器；如果一只二極管短

路