高頻習(xí)題課3-5章課件

第16講習(xí)題課2第3~5章正弦波振蕩器頻率變換電路振幅調(diào)制、解調(diào)與混頻習(xí)題課2第三章正弦波振蕩器第五章振幅調(diào)制、解調(diào)與混頻3第三章習(xí)題解答、分析3.1

3.2

3.3

3.4

3.53.6

3.7

3.10

3.11

3.133.14

3.18

第五章習(xí)題解答與分析5.8

補(bǔ)充1

5.10

補(bǔ)2

5.16

5.175.24

5.25

5.26

5.273.1為什么振蕩電路必須滿足起振條件、平衡條件和穩(wěn)定條件？試從振蕩的物理過程來說明這三個(gè)條件的含義。答：（1）在剛接通電源時(shí)，電路中會(huì)存在各種電擾動(dòng)，這些擾動(dòng)在接通電源瞬間會(huì)引起電路電流的突變（如晶體管

或

突變），這些突變擾動(dòng)的電流均具有很寬的頻譜，由于集電極LC并聯(lián)諧振回路的選頻作用，其中只有角頻率為諧振角頻率

的分量才能在諧振回路兩端產(chǎn)生較大的電壓

。通過反饋后，加到放大器輸入端的反饋電壓

與原輸入電壓

同相，并且有更大的振幅，則經(jīng)過線性放大和正反饋的不斷循環(huán)，振蕩電壓振幅會(huì)不斷增大。故要使振蕩器在接通電源后振蕩幅度能從小到大增長(zhǎng)的條件是：即：

……起振條件5（2）振蕩幅度的增長(zhǎng)過程不可能無休止地延續(xù)下去。隨著振幅的增大，放大器逐漸由放大區(qū)進(jìn)入飽和區(qū)截止區(qū)，其增益逐漸下降。當(dāng)因放大器增益下降而導(dǎo)致環(huán)路增益下降至1時(shí)，振幅的增長(zhǎng)過程將停止，振蕩器達(dá)到平衡狀態(tài)，即進(jìn)入等幅狀態(tài)。振蕩器進(jìn)入平衡狀態(tài)后，直流電源補(bǔ)充的能量剛好抵消整個(gè)環(huán)路消耗的能量。故平衡條件為：（3）振蕩器在工作過程中，不可避免地要受到各種外界因素變化的影響，如電源電壓波動(dòng)、噪聲干擾等。這些會(huì)破壞原來的平衡條件。如果通過放大和反饋的不斷循環(huán)，振蕩器能產(chǎn)生回到原平衡點(diǎn)的趨勢(shì)，并且在原平衡點(diǎn)附近建立新的平衡狀態(tài)，則表明原平衡狀態(tài)是穩(wěn)定的。振蕩器在其平衡點(diǎn)須具有阻止振幅變化、相位變化的能力，因此：振幅平衡狀態(tài)的穩(wěn)定條件是：;相位平衡狀態(tài)的穩(wěn)定條件是：

73.2在圖示的電容三端式電路中，試求電路振蕩頻率和維持振蕩所必須的最小電壓增益。解3.23.3圖題3.3所示為互感耦合反饋振蕩器，畫出其高頻等效電路，并注明電感線圈的同名端。解：相應(yīng)的高頻等效電路以及電感線圈的同名端（利用瞬時(shí)極性法來判斷）如下圖所示。3.4試將圖題3.4所示的幾種振蕩器交流等效電路改畫成實(shí)際電路，對(duì)于互感耦合振蕩器電路須標(biāo)注同名端，對(duì)雙回路振蕩器須注明回路固有諧振頻率的范圍。解：以圖（c）為例，應(yīng)該加上直流偏置電路，則實(shí)際電路為：其振蕩頻率103.4（補(bǔ)）將圖示的幾個(gè)互感耦合振蕩器交流通路改畫為實(shí)際線路，并注明互感的同名端。題3.4（補(bǔ)）圖解3.4（補(bǔ)），畫出的實(shí)際電路如下113－5試從相位條件出發(fā)，判斷圖示交流等效電路中，哪些可能振蕩，哪些不可能振蕩。能振蕩的屬于哪種類型振蕩器？(g)(h)12答3.5可能振蕩，電感三點(diǎn)式反饋振蕩器,(b)不能,(c)不能,(d)不能,(e)可能振蕩，振蕩的條件是L2C2回路呈容性，L3C3回路呈感性，即要求f02<f<f03,這時(shí)是一個(gè)電感反饋振蕩器，(f）可能振蕩，條件：考慮極間電容

，屬于電容三點(diǎn)式振蕩電路，(g)不能，(h)可能振蕩，振蕩的條件是LC3支路呈感性，即要求f03<f,這時(shí)是一個(gè)電容反饋振蕩器。133.6圖示是一三回路振蕩器的等效電路，設(shè)有下列四種情況：

（1）L1C1>L2C2>L3C3;

（2）L1C1<L2C2<L3C3;

（3）L1C1=L2C2>L3C3;

（4）L1C1<L2C2=L3C3。

試分析上述四種情況是否都能振蕩，振蕩頻率f1與回路諧振頻率有何關(guān)系？題4—3圖14解3.6根據(jù)給定條件，可知（1）fo1<f02<f03,因此，當(dāng)滿足fo1<f02<f<f03,就可能振蕩，此時(shí)L1C1回路和L2C2回路呈容性，而L3C3回路呈感性，構(gòu)成一個(gè)電容反饋振蕩器。（2）fo1>f02>f03,因此，當(dāng)滿足fo1>f02>f>f03,就可能振蕩，此時(shí)L1C1回路和L2C2回路呈感性，而L3C3回路呈容性，構(gòu)成一個(gè)電感反饋振蕩器。（3）fo1=f02<f03,因此，當(dāng)滿足fo1=f02<f<f03,就可能振蕩，此時(shí)L1C1回路和L2C2回路呈容性，而L3C3回路呈感性，構(gòu)成一個(gè)電容反饋振蕩器。（4）fo1>f02=f03不能振蕩，因?yàn)樵谌魏晤l率下，L3C3回路和L2C2回路都呈相同性質(zhì)，不可能滿足相位條件。153.7試檢查圖示的振蕩器線路，有哪些錯(cuò)誤？并加以改正。題3.7圖解3.7：以圖（a）、（d）為例，可檢查直流偏置電路和交流通路（正反饋）來判斷。圖（a）：直流電源被變壓器的次級(jí)線圈短路到地，加不到晶體管基極，故應(yīng)加隔直電容

；交流通路：通過瞬時(shí)極性法得知，此反饋為負(fù)反饋，故應(yīng)修改同名端的標(biāo)注。圖（d）：直流電源通過電感L、電阻

到地，加不到晶體管基極，故應(yīng)加隔直電容

；交流通路正確。17解3.7改正過的電路圖如下183.10對(duì)于圖示的各振蕩電路；（1）畫出交流等效電路，說明振蕩器類型；（2）估算振蕩頻率和反饋系數(shù)。

題4－10圖19解3.10（1）交流等效圖如下(a)是一個(gè)西勒振蕩器，當(dāng)忽略15pF的電容后，是一個(gè)電容三點(diǎn)式反饋振蕩器；（b）是一個(gè)電容三點(diǎn)式反饋振蕩器20（2）對(duì)于（b）電路2122答：該電路的振蕩頻率可在2.285MHz到2.826MHz范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。23

因此，該電路的的反饋系數(shù)隨著振蕩頻率的調(diào)節(jié)也發(fā)生改變，近似值為0.9243.11圖示是一電容反饋振蕩器的實(shí)際電路，已知C1=50pF，C2=100pF，C3=10～260pF，要求工作在波段范圍，即f=10～1OMHz，試計(jì)算回路電感L和電容C。設(shè)回路無載Q。=100，負(fù)載電阻R=1kΩ，晶體管輸入電阻Ri=500Ω．若要求起振時(shí)環(huán)路增益K。KF=3，問要求的跨gs。和靜態(tài)工作電流IcQ必須多大？圖3.1125解3.11263.13某晶體的參數(shù)為

，

，

。試求：

（1）串聯(lián)諧振頻率

；

（2）并聯(lián)諧振頻率

；

（3）品質(zhì)因數(shù)

和等效并聯(lián)諧振電阻

。3.14試畫出圖題3.14所示各振蕩器的交流等效電路，說明晶體在電路中的作用，并計(jì)算反饋系數(shù)

。其中：圖（a）為

晶振；圖（b）為

晶振。解：（1）交流等效電路如圖3.14所示。圖（a）中晶體相當(dāng)于電感，圖（b）中晶體相當(dāng)于小電阻。

（2）反饋系數(shù)：圖（a）圖（b）293.18圖示是兩個(gè)實(shí)用的晶體振蕩器線路，試畫出它們的交流等效電路，并指出是哪一種振蕩器，晶體在電路中的作用分別是什么？題3.18圖30解3.18交流等效電路如下圖（a）電路是一個(gè)并聯(lián)晶體振蕩器，晶體在電路中相當(dāng)于一等效的大電感，使電路構(gòu)成電容反饋振蕩器。圖（B）電路是一個(gè)串聯(lián)晶體振蕩器，晶體在電路中在晶體串聯(lián)頻率處等效一個(gè)低阻通道，使放大器形成正反饋，滿足相位條件，形成振蕩。315.8在圖示的各電路中，調(diào)制信號(hào)uΩ(t)=UΩcosΩt，載波電壓uC=UCcosωct，且ωc>>Ω,UC>>UΩ，二極管VD1和VD2的伏安特性相同，均為從原點(diǎn)出發(fā)，斜率為gD的直線。（1）試問哪些電路能實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)制？（2）在能夠?qū)崿F(xiàn)雙邊帶調(diào)制的電路中，試分析其輸出電流的頻率分量。

題6—4圖32解5.83334所以，（b）和（c）能實(shí)現(xiàn)DSB調(diào)幅而且在（b）中，包含了ωc的奇次諧波與Ω的和頻與差頻分量，以及ωc的偶次諧波分量。在（c）中，包含了ωc的奇次諧波與Ω的和頻與差頻分量，以及ωc的基頻分量。35補(bǔ)充1：在圖示橋式調(diào)制電路中，各二極管的特性一致，均為自原點(diǎn)出發(fā)、斜率為gD的直線，并工作在受u2控制的開關(guān)狀態(tài)。若設(shè)RL>>RD(RD=1/gD)，試分析電路分別工作在振幅調(diào)制和混頻時(shí)u1、u2各應(yīng)為什么信號(hào)，并寫出uo的表示式。

解補(bǔ)充1：當(dāng)u2的正半周，二極管全部導(dǎo)通，電橋平衡，輸出為零。當(dāng)u2的負(fù)半周，二極管全部截止，，輸出為電阻分壓。所以輸出電壓為：36當(dāng)做AM調(diào)制時(shí)，u1應(yīng)為載波信號(hào)，u2應(yīng)為調(diào)制信號(hào).當(dāng)做DSB調(diào)制時(shí)，u1應(yīng)為調(diào)制信號(hào)，u2應(yīng)為載波信號(hào).當(dāng)做混頻器時(shí)，u1應(yīng)為輸入信號(hào)，u2應(yīng)為本振信號(hào)375.10在圖(a)所示的二極管環(huán)形振幅調(diào)制電路中，調(diào)制信號(hào)uΩ=UΩcosΩt，四只二極管的伏安特性完全一致，均為從原點(diǎn)出發(fā)，斜率為gd的直線，載波電壓幅值為UC，重復(fù)周期為TC=2π/ωC的對(duì)稱方波，且UC>>UΩ，如圖(b)所示。試求輸出電壓的波形及相應(yīng)的頻譜。

題6—8圖38解5.103940補(bǔ)充2：

振幅檢波器必須有哪幾個(gè)組成部分？各部分作用如何？下列各圖（見圖所示）能否檢波？圖中R、C為正常值，二極管為折線特性。題補(bǔ)充2圖解補(bǔ)充2：

振幅檢波器應(yīng)該由檢波二極管，RC低通濾波器組成，RC電路的作用是作為檢波器的負(fù)載，在其兩端產(chǎn)生調(diào)制電壓信號(hào)，濾掉高頻分量；二極管的作用是利用它的單向?qū)щ娦?，保證在輸入信號(hào)的峰值附近導(dǎo)通，使輸出跟隨輸入包絡(luò)的變化。41(a)不能作為實(shí)際的檢波器，因?yàn)樨?fù)載為無窮大，輸出近似為直流，不反映AM輸入信號(hào)包絡(luò)。它只能用做對(duì)等幅信號(hào)的檢波，即整流濾波。(b)不能檢波，因?yàn)闆]有檢波電容，輸出為輸入信號(hào)的正半周，因此是個(gè)單向整流電路。(c)可以檢波(d)不可以檢波，該電路是一個(gè)高通濾波器，輸出與輸入幾乎完全相同。425.16

檢波電路如圖所示，其中us=0.8(1+0.5cosΩt)cosωCtV,F=5kHz,

fC=465kHz,rD=125Ω.試計(jì)算輸入電阻Ri、傳輸系數(shù)Kd，并檢驗(yàn)有無惰性失真及底部切削失真。題6-14圖解5.1643445.17在圖示的檢波電路中，輸入信號(hào)回路為并聯(lián)諧振電路，其諧振頻率f0=106Hz,，回路本身諧振電阻R0=20kΩ,,檢波負(fù)載為10kΩ,C1=0.01μF,rD=100Ω.。

（1）若is=0.5cos2πⅹ106tmA,，求檢波器輸入電壓

us(t)及檢波器輸出電壓uo(t)的表示式；

（2）若is=0.5(1+0.5cos2πⅹ103t)cos2πⅹ106tmA,

求uo(t)的表示式.45解5.17（1）（2）465.24圖示為單邊帶（上邊帶）發(fā)射機(jī)方框圖。調(diào)制信號(hào)為300～3000HZ的音頻信號(hào)，其頻譜分布如圖中所示。試畫出圖中各方框輸出端的頻譜圖。題5.24圖解5.24各點(diǎn)頻譜如下475.25某超外差接收機(jī)工作頻段為0.55～25MHz，中頻fI=455kHZ，本振fL＞fs。試問波段內(nèi)哪些頻率上可能出現(xiàn)較大的組合干擾（6階以下）。

解5.25

可以看出，因?yàn)闆]有其他副波道干擾信號(hào)，所以可能出現(xiàn)的干擾只能是干擾哨聲。根據(jù)48上述結(jié)果說明，一旦接收信號(hào)頻率和中頻確定后，那么形成干擾哨聲的點(diǎn)也就確定了，而且最嚴(yán)重的是那些階數(shù)較低的干擾。495.26試分析與解釋下列現(xiàn)象：

(1）在某地，收音機(jī)接收到1090kHz信號(hào)時(shí)，可以收到1323kHz的信號(hào)；

(2)收音機(jī)接收1080kHz信號(hào)時(shí)，可以聽到540kHz信號(hào)；

(3）收音機(jī)接收930kHz信號(hào)時(shí)，可同時(shí)收到690kHz和810kHz信號(hào)，但不能單獨(dú)收到其中的一個(gè)臺(tái)(例如另一電臺(tái)停播)。

解5.26(1)接收到1090kHz信號(hào)時(shí)，同時(shí)可以收到1323kHz的信號(hào)；證明1323kHz是副波道干擾信號(hào)，它與本振信號(hào)混頻，產(chǎn)生了接近中頻的干擾信號(hào)。此時(shí)本振頻率為fL=1090+465=1555kHz,根據(jù)pfL-qfJ=±fI的判斷條件，當(dāng)p=2,q=2時(shí)，2fL-2fJ=3110-2646=464≈fI。因此斷定這是4階副波道干擾。(2)接收到1080kHz信號(hào)時(shí)，同時(shí)可以收到540kHz的信號(hào)；證明也是副波道干擾信號(hào)，此時(shí)本振頻率為fL=1080+465=1545kHz,當(dāng)p=1,q=2時(shí)，fL-2fJ=1545-1080=465=fI。因此斷定這是3階副波道干擾。(3)當(dāng)接收有用臺(tái)信號(hào)時(shí)，同時(shí)又接收到兩個(gè)另外臺(tái)的信號(hào)，但又不能單獨(dú)收到一個(gè)干擾臺(tái)，而且這兩個(gè)電臺(tái)信號(hào)頻率都接近有用信號(hào)并小于有用信號(hào)頻率，根據(jù)fS-fJ1=fJ1-