高頻電子線路課后習(xí)題

高頻電子線路

課

后

習(xí)

題

第一章緒論

1-1畫出無線通信收發(fā)信機(jī)的原理框圖，并說出各部分的功用。

答：

上圖是一個(gè)語音無線電廣播通信系統(tǒng)的基本組成框圖，它由發(fā)射部分、接收

部分以及無線信道三大部分組成。發(fā)射部分由話筒.、音頻放大器、調(diào)制器、變頻

器（不一定必須）、功率放大器和發(fā)射天線組成。

低頻音頻信號(hào)經(jīng)放大后，首先進(jìn)行調(diào)制后變成一個(gè)高頻已調(diào)波，然后可通過

變頻，達(dá)到所需的發(fā)射頻率，經(jīng)高頻功率放大后，由天線發(fā)射出去。接收設(shè)備由

接收天線、高頻小信號(hào)放大器、混頻器、中頻放大器、解調(diào)器、音頻放大器、揚(yáng)

聲器等組成。由天線接收來的信號(hào)，經(jīng)放大后，再經(jīng)過混頻器，變成一中頻已調(diào)

波，然后檢波，恢復(fù)出原來的信息，經(jīng)低頻功放放大后，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。

1-2無線通信為什么要用高頻信號(hào)？“高頻”信號(hào)指的是什么？

答：

高頻信號(hào)指的是適合天線發(fā)射、傳播和接收的射頻信號(hào)。采用高頻信號(hào)的

原因主要是：

（1）頻率越高，可利用的頻帶寬度就越寬，信道容量就越大，而且可以減小或

避免頻道間的干擾；

（2）高頻信號(hào)更適合電線輻射和接收，因?yàn)橹挥刑炀€尺寸大小可以與信號(hào)波長(zhǎng)

相比擬時(shí)，才有較高的輻射效率和接收效率，這樣，可以采用較小的信號(hào)功率，

傳播較遠(yuǎn)的距離，也可獲得較高的接收靈敏度。

1-3無線通信為什么要進(jìn)行凋制？如何進(jìn)行調(diào)制？

答：

因?yàn)榛鶐д{(diào)制信號(hào)都是頻率比較低的信號(hào)，為了達(dá)到較高的發(fā)射效率和接收

效率，減小天線的尺寸，可以通過調(diào)制，把調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到高頻載波附近;

另外，由于調(diào)制后的信號(hào)是高頻信號(hào)，所以也提高了信道利用率，實(shí)現(xiàn)了信道復(fù)

用。

調(diào)制方式有模擬調(diào)調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。在模擬調(diào)制中，用調(diào)制信號(hào)去控制高頻載

波的某個(gè)參數(shù)。在調(diào)幅方式中，AM普通調(diào)幅、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB）、

單邊帶調(diào)幅（SSB）、殘留單邊帶調(diào)幅（VSSB）；在調(diào)頻方式中，有調(diào)頻（FM）和

調(diào)相（PM）o

在數(shù)字調(diào)制中，一般有頻率鍵控（FSK）、幅度鍵控（ASK）、相位鍵控（PSK）

等調(diào)制方法。

1-4無線電信號(hào)的頻段或波段是如何劃分的？各個(gè)頻段的傳播特性和應(yīng)用情況

如何？

答：無線電信號(hào)的頻段或波段的劃分和各個(gè)頻段的傳播特性和應(yīng)用情況如下表

第二章高頻電路基礎(chǔ)

2—1對(duì)于收音機(jī)的中頻放大器,其中心頻率f°=465kHz.B°,07=8kHz,回路電容C=200pF,

試計(jì)算回路電感和Qi值。若電感線圈的Q°=100,問在回路上應(yīng)并聯(lián)多大的電阻才能滿

足要求。

解2-1：

此=得：

L------=----------------

(2萬人)2c4zr2x4652xl06x200x10-1

106

?0.586/nH

4/x4652x200

由Bo.7O7=今得:

f.465X103

=58.125

人物—8x103

_________10010,

因?yàn)?171.22*12

2萬x465x1()3x200x10-02^x465x2

2mnCQa

Lgtg(>+g1.i+4

%

058.125

所以:&=x171.22。237.66kQ

管-…QO-QL100-58.125

答：回路電感為0.586mH,有載品質(zhì)因數(shù)為58.125,這時(shí)需要并聯(lián)236.66kQ的電阻。

2-2圖示為波段內(nèi)調(diào)諧用的并聯(lián)振蕩回路，可變電容C的變化范圍為12?260pF,Ct

為微調(diào)電容，要求此回路的調(diào)諧范圍為535?1605kHz,求回路電感L和C的值，并要

求C的最大和最小值與波段的最低和最高頻率對(duì)應(yīng)。

題2—2圖

根據(jù)已知條件，可以得出：

回路總電容為=C+C,,因此可以得到以下方程組

1605xl03=―=―、1

2m(12X10T2+C,)

535xl03=J==]

2貝L!*2萬“(260x10-12+c)

1605_卜60*"+乙260x10"+。,_

535一]/12X10'2+C,J12X1012+C,一

8G=260x"-9x12x10-12

260-108

xlO",2=19pF

G=8

L------------------------------------------------

(2^x535x103)2(260+19)X1012

106

=0.3175，〃"

-3149423435

答：電容Ct為19pF,電感L為0.3175mH.

2-3圖示為一電容抽頭的并聯(lián)振蕩回路。諧振頻率f°=lMHz,C,=400pf,C2=100pF求回

路電感L。若Qo=lOO,R.=2kQ,求回路有載QL值。

題2—3圖

解2-3

CC40000

c=_hik2_=80",

G+G500

。0.317wH

(2^X106)280X1012

負(fù)載RL接入系數(shù)為P=77三C「=舞400=0.8

Vx?"iv?2nuu

R2

折合到回路兩端的負(fù)載電阻為R；=甘=函=3.1254a

回路固有諧振阻抗為R。=合=6.28/，10*'

有載品質(zhì)因數(shù)0=-%■=-%"546

1+21+-^-

R[3.125

答：回路電感為0.317mH,有教品質(zhì)因數(shù)為1.546

2-4石英晶體有何特點(diǎn)？為什么用它制作的振蕩器的頻率穩(wěn)定度較高？

答2-4：

石英晶體有以下幾個(gè)特點(diǎn)

1.晶體的諧振頻率只與晶片的材料、尺寸、切割方式、幾何形狀等有關(guān)，溫度系數(shù)非

常小，因此受外界溫度影響很小

2.具有很高的品質(zhì)因數(shù)

3.具有非常小的接入系數(shù)，因此手外部電路的影響很小。

4.在工作頻率附近有很大的等效電感，阻抗變化率大，因此諧振阻抗很大

5.構(gòu)成震蕩器非常方便，而且由于上述特點(diǎn)，會(huì)使頻率非常穩(wěn)定。

2-5一個(gè)5kHz的基頻石英晶體諧振器，Cq=2.4X10-2pFC0=6pF,,r°=15Q。求此諧振器

的Q值和串、并聯(lián)諧振頻率。

解2-5：

cC6x024

總電容C=?0.024pF=Cq

5cT+cLq-6+0.024

品質(zhì)因數(shù)Q=、k=-------------z----------------B——=——=88464260

27dg2KX5X103X0.024xIO-12x153.6TC

2-6電阻熱噪聲有何特性？如何描述

答26

電阻的熱噪音是由于溫度原因使電阻中的自由電子做不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)而帶來的，因此熱噪

音具有起伏性質(zhì)，而且它具有均勻的功率譜密度，所以也是白噪音，噪音的均方值與電阻的

阻值和溫度成正比。

噪音電壓功率譜=4kTR,噪音電壓均方值=4kTRB

噪音電流功率譜S,=4kTG,噪音電流均方值/；=4kTGB

2-7求如圖所示并聯(lián)電路的等效噪聲帶寬和輸出均方噪聲電壓值。設(shè)電阻R=10kQ,C=200

pF,T=290Ko

題2—7圖

解2-7：

網(wǎng)絡(luò)傳輸函數(shù)為

R

H(j<y)=-j——H0=R

~1+ja)CR,

R+jC0C

則等效噪音帶寬為

B,、=^——

-----------------2T破

0l+(a)CR)

=]1df=^^arctan(2^fCR)\；

2

0l+(2^fCR)

11106sen

--=---j------77=--=125kHz

4CR4xl04x200xl0n8

輸出噪音電壓均方值為

U：=4kTGB“H：=4kT—BR2=4kTRB

Rnn

=4x1.37x1ONX290X104X125X103=19.865("2)

答：電路的等效噪聲帶寬為125kHz,和輸出均方噪聲電壓值為19.865KV2.

2-8如圖所示噪聲產(chǎn)生電路，已知直流電壓E=10V,R=20kO,C=100pF,求等效噪聲帶

寬B和輸出噪聲電壓均方值（圖中二極管V為硅管）。

J:

--------------OUQ

v\lic

題2—8圖

解2-8：

此題中主要噪音來自二極管的散粒噪音，因此

流過二極管的電流為

E-V9.3...

IT,=------D=--------=0.465mA,

0R20000

二極管電阻為=等上=56。

網(wǎng)絡(luò)傳輸函數(shù)為

11_R,)

H(j0)=H'=RD

1)1+(OCR

+j(oC+jaCJD

RHR?RD

等效噪音帶寬為:

[\H(jCD^df?8,

=-----------j--------=f---------------^df=[-----------------^df

2

J1+(疣％yJl+(27ufCRn)

l2

=2nCRnarctan(2"1/C&)|o=4cR?=4xl00xl0-x56

10'°

=—=44.64MHz

224

U：=21°泡冏

=2x0.465xl0-3xl.6xl0-,,x44.64xl06x562?2083x(/zV2)

2-9求圖示的T型和n型電阻網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)。

題2—9圖

解2-9

設(shè)兩個(gè)電路的電源內(nèi)阻為Rs

1.解T型網(wǎng)絡(luò)

輸出電阻為R0=/翟+"

(1)采用額定功率法

段￡

E2凡+叫+代:

輸入匹配功率上神=能，輸出匹配功率P.=

4K4R。

噪音系數(shù)=

PsmagI7

(2)采用開路電壓法

&

Un.io4kTBR;U*=4kTBR,

凡+與+R3

.U-R“(凡+?+&

/R?

(3)采用短路電流法

P=4kTB~

"凡

\=4kTB—---------------X

R,4+《+R此%+&

R2+R3

=4kTB—

紋(&(&+&+&)+&(6+4〃

=4kTB

(4+K+&L

2.解n型網(wǎng)絡(luò)

國(guó)

R；+&J”(RRs+濟(jì)尺+R,&)&

R,+R,

輸出電阻為：&=呼+牛耳功獻(xiàn)精早而&)(紋+&)

R,0

十K-,十A,s

4+叫

E--x_____4______

s1-----------FZC,十

"+4

輸出匹配功率Km。=

4凡

（1）采用額定功率法

（R禺7

--------------1-ZC,十&

pDDI?Z，

得噪音系數(shù)為N「=M=善X2十彳

PKK.

“smoR___]R

I段+43

一凡華內(nèi)+（一+&）（凡+居）

&I叫&

二1伊禺+-.+「國(guó)丫

叫）

（2）采用開路電壓法

U：0=4kTBR。

/__________.

U—kTBR.

E大里2T

/、2

R

=AkTBR、——!—X—生

叫+凡RR

I居+D

=4kTBRR2----------4-----------

RR+RR+RR

°\ls2l2S>

1(RtRs+R2R}+R2RSY

N「=

（3）采用短路電流法

=4kTBG0

=4kTBGR，&

s、與6+此線+此火2,

2-10接收機(jī)等效噪F12dB,要求接收

z、2

1一凡+&凡+居《

R^Rq<>

機(jī)的靈敏度為1PW,間接收機(jī)的噪聲系數(shù)應(yīng)為多大?

解2-10：

根據(jù)已知條件

-=1()12=15.85

小

N=乂=^_=

-234

卜'So15.8515.85xl.37xl0x290x10

瓦

106

?1588=32dB

15.85x1.37x29

答：接收機(jī)的噪音系數(shù)應(yīng)為32dB。

第三章高頻諧振放大器

3-1對(duì)高頻小信號(hào)放大器的主要要求是什么？高頻小信號(hào)放大器有哪些分類？

答3-1：

對(duì)高頻小信號(hào)器的主要要求是：

1.比較高的增益

2.比較好的通頻帶和選擇性

3.噪音系數(shù)要小

4.穩(wěn)定性要高

高頻小信號(hào)放大器一般可分為用分立元件構(gòu)成的放大器、集成放大器和選頻電路組成的放

大器。根據(jù)選頻電路的不同，又可分為單調(diào)諧回路放大器和雙調(diào)諧回路放大器；或用集中參

數(shù)濾波器構(gòu)成選頻電路。

3-2一晶體管組成的單回路中頻放大器，如圖所示。已知％=465kHz,晶體管經(jīng)中和后的

參數(shù)為：g.=0.4mS,C.=142pF,g=55uS,C=18pF,Y-=36.8mS,Y=0,回路

11；itJoeoeit；11?

等效電容C=200pF,中頻變壓器的接入系數(shù)p廣N/NR.35,P2=N2/N=0.035,回路無

載品質(zhì)因數(shù)Q0=80,設(shè)下級(jí)也為同一晶體管，參數(shù)相同。試計(jì)算：（1）回路有

載品質(zhì)因數(shù)QL和3dB帶寬Bo7：（2）放大器的電壓增益；（3）中和電容值。（設(shè)

”,c=3PF）

題3—1圖

以

解3-2：

根據(jù)已知條件可知,能夠忽略中和電容和yre的影響。得：

回路總電容為

cs=C++p1Cie=20()+().352x18+0.0352x142=202P尸

固有諧振電導(dǎo)為

2^/.,C2^X465X103X202X10U°

呢=ny=----------正----------=7.374//S

Vo5U

回路總電導(dǎo)為

gE=P；g°e+PZ+g0

=0.352x55x10'+0.0352x0.4xl0-,+7.374X10-6=14.6//S

品質(zhì)因數(shù)°,==2萬X465X1。&乎xlL=404

人嫗匕g,14.6x10-4

3dB帶寬=*=11.51kHz

海信燧法*。逮0.35X0.035X36.8X10-3

諧振增益(==一*------=30-88

中和電容G=X與C〃z=產(chǎn)—C〃"=^|x3=L615p尸

答:品質(zhì)因數(shù)Q.為40.4,帶寬為11.51kHz,諧振時(shí)的電壓增益為30.88,中和電容值為1.615pF

3-3高頻諧振放大器中，造成工作不穩(wěn)定的王要因素是什么？它有哪些不良影響？為使放

大器穩(wěn)定工作，可以采取哪些措施？

答3-3

,集電結(jié)電容是主要引起不穩(wěn)定的因素，它的反饋可能會(huì)是放大器自激振蕩；環(huán)境溫度的

改變會(huì)使晶體管參數(shù)發(fā)生變化，如心、Ci,、gie、ga、小、引起頻率和增益的不穩(wěn)定。

負(fù)載阻抗過大，增益過高也容易引起自激振蕩。

一般采取提高穩(wěn)定性的措施為：

(1)采用外電路補(bǔ)償?shù)霓k法如采用中和法或失配法

(2)減小負(fù)載電阻，適當(dāng)降低放大器的增益

(3)選用R比較高的晶體管

(4)選用溫度特性比較好的晶體管，或通過電路和其他措施，達(dá)到溫度的自動(dòng)補(bǔ)償。

3-4三級(jí)單調(diào)諧中頻放大器，中心頻率f。=465kHz,若要求總的帶寬B0,7=8kHZ,求每一

級(jí)回路的3dB帶寬和回路有載品質(zhì)因數(shù)Q.值。

解3—4：

設(shè)每級(jí)帶寬為B”則:

舅之審?嬲胡71鏟,z：君載膽質(zhì)因數(shù)為29.6。

則每級(jí)帶寬為此=件==?15.7kHz

\23-1

有載品質(zhì)因數(shù)QL=S=29.6

3-5若采用三級(jí)臨界耦合雙回路諧振放大器作中頻放大器(三個(gè)雙回路)，中心頻率為

%=465kHz,當(dāng)要求3dB帶寬為8kHz時(shí)，每級(jí)放大器的3dB帶寬有多大？當(dāng)偏離

中心頻率10kHZ時(shí)，電壓放大倍數(shù)與中心頻率時(shí)相比，下降了多少分貝？

解3-5

設(shè)每級(jí)帶寬為B,,則:

根據(jù)總帶寬BO,7=B]得:

每級(jí)帶寬為七=自

5=?11.2kHz

當(dāng)偏離中心頻率10kHz時(shí)，根據(jù)諧振特性，有:

K,______2A______2

K”J(l+A2_g2)2+4&2A=1"

答：每級(jí)放大器的3dB帶寬為11.2kHz,當(dāng)偏離中心頻率10kHZ時(shí)，電壓放大倍數(shù)與中心

頻率時(shí)相比，下降了多少31.4dB

3-6集中選頻放大器和諧振式放大器相比，有什么優(yōu)點(diǎn)？設(shè)計(jì)集中選頻放大器時(shí)，主要任

務(wù)是什么？

答3-6

優(yōu)點(diǎn)：

選頻特性好、中心頻率穩(wěn)定、Q值高、體積小、調(diào)整方便。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮：

濾波器與寬帶放大器及其負(fù)載之間的匹配。另外還要考慮補(bǔ)償某些集中參數(shù)濾波器的信

號(hào)衰減。

3-7什么叫做高頻功率放大器？它的功用是什么？應(yīng)對(duì)它提出哪些主要要求？為什么高頻

功放一般在B類、C類狀態(tài)下工作？為什么通常采用諧振回路作負(fù)載？

答3-7

高頻功率放大器是一種能將直流電源的能量轉(zhuǎn)換為高頻信號(hào)能量的放大電路，其主要功

能是放大放大高頻信號(hào)功率，具有比較高的輸出功率和效率。對(duì)它的基本要求是有選頻作用、

輸出功率大、自身損耗小、效率高、所以為了提高效率，一般選擇在B或C類下工作，但此

時(shí)的集電極電流是?個(gè)余弦脈沖，因此必須用諧振電路做負(fù)載，才能得到所需頻率的正弦高

頻信號(hào)。

3-8高頻功放的欠壓、臨界、過壓狀態(tài)是如何區(qū)分的？各有什么特點(diǎn)？當(dāng)反、琉、&、R,

四個(gè)外界因素只變化其中的?個(gè)時(shí)，高頻功放的工作狀態(tài)如何變化？

答3-8

當(dāng)晶體管工作在線性區(qū)時(shí)的工作狀態(tài)叫欠壓狀態(tài)，此時(shí)集電極電流隨激勵(lì)而改變，電壓

利用率相對(duì)較低。如果激勵(lì)不變，則集電極電流基本不變，通過改變負(fù)載電阻可以改變輸出

電壓的大，輸出功率隨之改變；該狀態(tài)輸出功率和效率都比較低。

當(dāng)晶體管工作在飽和區(qū)時(shí)的工作狀態(tài)叫過壓狀態(tài)，此時(shí)集電極電流脈沖出現(xiàn)平頂凹陷，輸出

電壓基本不發(fā)生變化，電壓利用率較高。

過壓和欠壓狀態(tài)分界點(diǎn)，及晶體管臨界飽和時(shí)，叫臨界狀態(tài)。此時(shí)的輸出功率和效率都比較

高。

?當(dāng)單獨(dú)改變Ri時(shí)，隨著Ri的增大，工作狀態(tài)的變化是從欠壓逐步變化到過壓狀態(tài)。

?當(dāng)單獨(dú)改變艮時(shí)，隨著民的增大，工作狀態(tài)的變化是從過壓逐步變化到欠壓狀態(tài)。

?當(dāng)單獨(dú)改變瓦時(shí)，隨著球的負(fù)向增大，工作狀態(tài)的變化是從過壓逐步變化到欠壓狀態(tài)。

?當(dāng)單獨(dú)改變U,時(shí)，隨著心的增大，工作狀態(tài)的變化是從欠壓逐步變化到過壓狀態(tài)。

3-9-知高頻功放工作在過壓狀態(tài)，現(xiàn)欲將它調(diào)整到臨界狀態(tài)，可以改變哪些外界因素來

實(shí)現(xiàn)，變化方向如何？在此過程中集電極輸出功率如何變化？

答3-9

可以通過采取以下措施

1.減小激勵(lì)以，集電極電流■和電壓振幅Uc基本不變，輸出功率和效率基本不變。

2.增大基極的負(fù)向偏置電壓，集電極電流匕和電壓振幅Uc基本不變，輸出功率和效率

基本不變。

3.減小負(fù)載電阻Ri,集電極電流Li增大，Ico也增大，但電壓振幅Uc減小不大，因此

輸出功率上升。

4.增大集電極電源電壓，L、1c。和Uc增大，輸出功率也隨之增大，效率基本不變。

3-10高頻功率放大器中提高集電極效率的主要意義是什么？

答3-10

主要意義在于提高了電源的利用率，將直流功率的更多的轉(zhuǎn)換為高頻信號(hào)功率，減小晶

體管的功率損耗，可降低對(duì)晶體管的最大允許功耗總的要求，提高安全可靠性。

3-11設(shè)一理想化的晶體管靜特性如圖所示，已知Ee=24V,U,=21V,基極偏壓為零偏，Ub=3

V,試作出它的動(dòng)特性曲線。此功放工作在什么狀態(tài)？并計(jì)算此功放的0、Pi、p。、n

及負(fù)載阻抗的大小。畫出滿足要求的基極回路。

解3Tl

1、求動(dòng)態(tài)負(fù)載線

根據(jù)給定靜態(tài)特性，

得到晶體管的￡；=0.5%

%=1S,并得到如下方程組

du*

u=E-Ucoscoz

cecc代入數(shù)值后得

4=g,"(Uz,cosGM-+

%=24-21cos破題3-11圖

可以解出：

4=g,“(3cosW-0.5)

⑴當(dāng)＜o(jì)t=ir時(shí)

晶體管截止,因此i°=0,但％=耳+q=24+21=35V,

位于C點(diǎn)

⑵當(dāng)cot=8時(shí)

晶體管臨界導(dǎo)通ic=0,且有Ubcos0=E：=0.5,cos6=g,

因此e=arccos”=80°。u=E-Ucose=24-21x—=20.5V,

3ecc3

位于B點(diǎn)。

(3)當(dāng)o)t=0時(shí)

uce=Ec-Uc=3V,ic=icmax=gm(3cos0-0.5)=2.5gm=2.5A.

位于A點(diǎn)。

連接A、B、C三點(diǎn)，就是它的動(dòng)態(tài)特性曲線。

2、求解。、P「P。、口及負(fù)載阻抗的大小。

0=arccos—=80"

3

2121

17.8。

%(80°舊32.5x0,472

CI

JU21X2.5XO.472=1239W

22

Po=IC()EC=a,(80°)xicmaxxEc=0.286x2.5x24=17.16W

PC=PO-P,=17.16-12.39=4.77W

P,12.39

=0.722

P^~17.16

3、符合要求的基極回路為ub=UbCOScof

3-12某高頻功放工作在臨界伏態(tài)，通角6=750",輸出功率為30W,Ec=24V,所用高頻

功率管的Sc=1.67V,管子能安全工作。（1）計(jì)算此時(shí)的集電極效率和臨界負(fù)載電阻；

（2）若負(fù)載電阻、電源電壓不變，要使輸出功率不變。而提高工作效率，問應(yīng)如何凋

整？（3）輸入信號(hào)的頻率提高一倍，而保持其它條件不變，問功放的工作狀態(tài)如何

變化，功放的輸出功率大約是多少？

解3T2

(1)因?yàn)镮ci=ajca="Sc(Ec-Uc)

Ur=-a,Sr(Er-Ur)Ur=ia.Sf,ErUr--a.SrUp

a^cEc±J((X]SCEC)2-8%SCP|_E(.2Pl

4

2alsc2c

代入數(shù)值后得到集電極電壓振幅為

2422x30=12±J144-------———=12±8.06

5苧4%(75°)1.67V0.455x1.67

=20.06V（取正值）

集電極效率

刎=0.836

Ef.c24

UK

因?yàn)槎?,所以

2%

絲=祖/,6.7。

2P,2x30

（2）可增加負(fù)向偏值，但同時(shí)增大激勵(lì)電壓，保證1不變，但這樣可使導(dǎo)通角減小，效率

增加。

（3）由于頻率增加?倍，諧振回路失諧，集電極阻抗變小，電路由原來的臨界狀態(tài)進(jìn)入欠

壓狀態(tài)，輸出幅度下降，故使輸出功率和效率都下降。對(duì)于23的頻率，回路阻抗為：

所以

ZLn=1.n

%i+jQ0q)i+jQ(__i)

Z.nn2

2

ZL1Jl+[Q(n2-1)FQ(n-1)n=23Q

因此，輸出功率下降到原來的2/3Q倍。

3-13試回答下列問題：

(D利用功放進(jìn)行振幅調(diào)制時(shí)，當(dāng)調(diào)制的音頻信號(hào)加在基極或集電

極時(shí)、應(yīng)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(hào)時(shí)，應(yīng)如何選擇功放的工作狀態(tài)？。

(3)利用功放放大等幅度的信號(hào)時(shí)，應(yīng)如何選擇功放的工作狀態(tài)？

解3_13

(1)利用功放進(jìn)行振幅調(diào)制時(shí)，當(dāng)調(diào)制的音頻信號(hào)加在基極或集電極時(shí)、功放應(yīng)選在過壓狀

態(tài)。

(2)利用功放放大振幅調(diào)制信號(hào)時(shí)，功放應(yīng)選在欠壓狀態(tài)，并為乙類工作。

(3)利用功放放大等幅度的信號(hào)時(shí)，功放應(yīng)選在過壓狀態(tài)，此時(shí)有較大的輸出功率和效率。

也可以選擇在過壓狀態(tài)，此時(shí)輸出電壓幅度比較穩(wěn)定。

3-14當(dāng)工作頻率提高后，高頻功放通常出現(xiàn)增益下降，最大輸出功率和集電極效率降低，

這是由哪些因素引起的？

解3-14

主要原因是

1.放大器本身參數(shù)，如B、a隨頻率下降。

2.電路失諧，集電極阻抗減小。

3.少數(shù)載流子渡越時(shí)間效應(yīng)。

4.非線性電抗效應(yīng)，如Qc的影響。

5.發(fā)射極引線電感的影響，對(duì)高頻反饋加深。

3-15如圖所示，設(shè)晶體管工作在小信號(hào)A類狀態(tài)，晶體管的輸入阻抗為Z,交流電流放大

倍數(shù)為限/(1+j/f/f試求Le而引起的放大器輸入阻抗Z'i。并以此解釋晶體管發(fā)射

極引線電感的影響。

題3-15圖

解3T5

可見，L越大，輸入阻抗越大，反饋越深，電流越小，反饋越深，輸出功率和效率越低。

3-16改正圖示線路中的錯(cuò)誤，不得改變饋電形式，重新畫出正確的線路。

題3—16圖

3—17試畫出一高頻功率放大器的實(shí)際線路。要求(1)采用NPN型晶體管，發(fā)射極直接接地;

(2)集電極用并聯(lián)饋電，與振蕩回路抽頭連接；(3)基極用串聯(lián)饋電，自偏壓，與前級(jí)互

感耦合。

解3-17：

根據(jù)要求畫出的高頻功率放大器電路如下

C1

3-18一高頻功放以抽頭并聯(lián)回路作負(fù)載，振蕩回路用可變電容調(diào)諧。工作頻率f=5MHZ,

調(diào)諧時(shí)電容C=200pF,回路有載品質(zhì)因數(shù)0=20,放大器要求的最佳負(fù)載阻抗Ri產(chǎn)50Q,

試計(jì)算回路電感L和接入系數(shù)Po

解3-18：

由V能得,

L=一:一=「--------\----------------5r=5.07|iH

22122

(27tf0)C47CX25X10-X200X10-1-

R7tfc

qQL=X￡所以，P=J^i￡=j^*>

12

IgOx^TcxSxWScZOOxlO_^_i—

3-19如圖(a廣W小的D型.網(wǎng)絡(luò)，冽端的匹配阻抗分的嬌型①晶它如摘個(gè)L型網(wǎng)絡(luò),

根據(jù)L型網(wǎng)備的計(jì)算公式，售給定Q2=R“/X-2時(shí)，證明下列公式：

XPL/R

局i+QMi

xs=xsl+xs2=-^[Q2+Jg+Q：)-1]

并證明回路總品質(zhì)因數(shù)Q=Q1+Q2o

題3—19圖

解3-19

首先將電路分解成兩個(gè)L回路，如圖（1）。然后利用并串轉(zhuǎn)換，將X或和電的并聯(lián)轉(zhuǎn)換

為Rs和及的串聯(lián),得到圖（2）。

當(dāng)Xs3=Xs2時(shí)，產(chǎn)生諧振，電路簡(jiǎn)化為圖（3）,諧振電阻為R?

再利用串并轉(zhuǎn)換，將心和R,的并聯(lián)轉(zhuǎn)換為R,和X。的并聯(lián)，得到圖（4）,其中

Rp=(l+Q：)R“七=(1+2)X“，其中Q|=￡=泉

當(dāng)Xp|=Xp,產(chǎn)生并聯(lián)諧振，諧振阻抗為Rp=Rp],因此有

又因?yàn)?

因?yàn)閄.2=Xs3,因此從圖（2）可以看出，總的品質(zhì)因數(shù)為

Q=VW4-Y=WY=4-QY1+Q2（證明完畢）

KsKs

3-20上題中設(shè)即=20Q,R他=100Q,F=30MHz,指定Q2=5,試計(jì)算Ls、G”、CP2和回路總品

質(zhì)因數(shù)Q。

解3-20

品[趣…一心

3-21如圖示互感耦合輸出回路，兩回路都諧振，由天線表L測(cè)得的天線功率P,、=10W,已

知天線回路效率nz=0.8。中介回路的無載品質(zhì)因數(shù)Qo=100,要求有載品質(zhì)因數(shù)QEIO,

工作于臨界狀態(tài)。問晶體管輸出功率P1為多少？設(shè)在工作頻率3U=50Q,試計(jì)算初級(jí)的

反映電阻門，和互感抗3,。當(dāng)天線開路時(shí)，放大器工作在什么狀態(tài)？

解3-21:設(shè)次級(jí)損耗電阻為聘,3網(wǎng)做輔耗電阻為3反射電阻為火

中介回路效率加天線功率為PA，次級(jí)總功率為P2。貝h

因?yàn)榻?02

^-=n，得到弓=曰1<\=—x50=12.5Q

*2%+弓n0.8

—=12.5W,n.=1-^=1-

P2=9=—=0.9

n0.8，kQ。100

12.5(oL.50

P1=F=——=13.9W,r.=—L=—==0.5C

%0.91Q0100

因?yàn)镼「黑，所如啜一“冷。X5Q

3M=7rf(RA+r2)=,4.5x62.5=16.8Q

當(dāng)天線開路時(shí)，反射電阻為零，初級(jí)回路等效并聯(lián)阻抗增大，放大器將從臨界狀態(tài)進(jìn)入

過壓狀態(tài)。

3-22什么是D類功率放大器，為什么它的集電極效率高？什么是電流開關(guān)型和電壓開關(guān)型

D類放大器？

答3-22

D類放大器是一種工作在開關(guān)狀態(tài)的功率放大器，兩個(gè)晶體管在輸入激勵(lì)控制下交替飽

和導(dǎo)通或截止，飽和導(dǎo)通時(shí)，有電流流過，但飽和壓降很低：截止時(shí)，流過晶體管的電流為

零。所以晶體管的平均功耗很小，效率很高。

在電流開關(guān)型電路中，兩管推挽工作，電源通過一個(gè)大大電感供給一個(gè)恒定電流，分別交替

流過兩個(gè)晶體管，兩管輪流導(dǎo)通和截止。通過諧振電路得到正弦輸出電壓。

在電壓開關(guān)型電路中，兩晶體管是與電源電壓和地電位串聯(lián)的，在輸入控制下，一個(gè)導(dǎo)通，

一個(gè)截止，因此，兩管的中間點(diǎn)電壓在0和電源電壓之間交替切換。通過諧振電路，獲的正

弦輸出信號(hào)。

3-23圖3—33的電壓開關(guān)型D類放大器，負(fù)載電阻為R,若考慮晶體管導(dǎo)通至飽和時(shí)，集

電極飽和電阻R,,（RcS=l/Sc）,試從物理概念推導(dǎo)此時(shí)開關(guān)放大器的效率。

解3-23

根據(jù)題意，將（a）圖簡(jiǎn)化為（b）圖所示的等效電路。設(shè)Rz=%2=R“LC回路對(duì)開關(guān)頻率諧

振,貝IJ：

輸出電壓振幅

”,R,I,JR,E,.占2紇

U.=-------------IE.cosatdat=----------------sinM

Lc町+&兀

RCS+R.Lit{nRcs+R.1,n

集電極平均電流

生皿2E2E

——------cosco/=?！捌?七）

兀*&+&)

2兀1r&2

直流輸入功率

2F2

P=EI=^————

0°CcCcQ。/(R.+RJ

負(fù)載上的功率

兀2(《+RJ

集電極效率

n=

4（凡+號(hào)）

集電極耗散功率

3-24根據(jù)圖3—37的反嬲率合成器結(jié)蹣?說明各變壓器和傳輸線變壓器所完成的功用,

標(biāo)出低晶體管端田容祥僦卵簾鹿琳率。設(shè)兩管正常工作時(shí)，負(fù)載電阻上的功率為

國(guó)

)=4()

見+勺

100肌若某管因性能變化，輸出功率下降一半，根據(jù)合成器原理，問負(fù)載上的功率下

降多少瓦？

解3—24：

當(dāng)某管上的功率下降一半時(shí)，證明該管上的輸出電壓降低，其值是原來的0.707倍。那么

最后流過合成器負(fù)載的電漪0W反相功率合成器的實(shí)際線路

設(shè)功率降低一半的晶體管原來正常輸出電壓為U,它貢獻(xiàn)合成器

的電流為/,異常輸出電壓為。'，該管的負(fù)載電阻為R。則有：

u"U2U

———,U=—；=

42&41

那么，流過合成器的電流為

合成后的功率為

與正常相比，有

所以，故障后的合成功率為

P'=0.728xl00=72.8W

3-25射頻摸塊放大器的最基本形式是什么樣的電路？它可以完成哪些功能？它有哪些王

要優(yōu)點(diǎn)

答3-25

射頻模塊放大器的最基本的形式是?個(gè)采用混合電路技術(shù)的薄膜混合電路，是把固態(tài)元

件和無源元件（包括分立元件和集成元件）外接在一塊介質(zhì)襯底上，并將有源和無源元件以

及互連做成一個(gè)整體。

用這種放大器可以構(gòu)成振蕩器、調(diào)制器、混頻器、功率合成與分配期、環(huán)行器、定向耦合器;

采用多個(gè)模塊可構(gòu)成一個(gè)射頻系統(tǒng)。

采用射頻模塊的主要優(yōu)點(diǎn)是電路性能好、可靠性高、尺寸小、重量輕、散熱好、損耗低、價(jià)

格便宜等。

第四章正弦波振蕩器

4-1什么是振蕩器的起振條件、平衡條件和穩(wěn)定條件？振蕩器輸出信號(hào)的振幅和頻率分別

是山什么條件決定？

答4-1

/|T(JO?|>1振幅條件

起振條件：)即

7(/3>1,1<p(r)=2n7t,?=0,1,2.....相位條件.

/|r(jco)|=i振幅條件

平衡條件：7(/8)=1,即

(p(T)=2〃兀,"=0,1,2......相位條件

振幅穩(wěn)定條件

相位穩(wěn)定條件

題4-2圖

答4-2

(a)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L1C1回路呈容性，L2c2回路呈感性，即要求f01<f〈f02,這時(shí)

是一個(gè)電感反饋振蕩器，

(f)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

4-3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)LICI>L2C2>L3C3；

(2)L,C1<L2C2<L3C3;

(3)LC=L2&>L3c3；

(4)LG<L2C2=L3c3。

試分析上述四種情況是否都能振蕩，振蕩頻率3與回路諧振頻率有何關(guān)系？

題4-3圖

解4-3

根據(jù)給定條件，可知

(1)品<品<小,因此，當(dāng)滿足就可能振蕩，止匕時(shí)LC回路和L￡2回路呈容性，

而L3c3回路呈感性，構(gòu)成-個(gè)電容反饋振蕩器。

(2)品>金>金，因此,當(dāng)滿足fQfo〉f>因,就可能振蕩,此時(shí)LC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)f01=fo2<f?3,因此，當(dāng)滿足f.=f水f<f03,就可能振蕩，此時(shí)LC回路和L心回路呈容性,

而L3c3回路呈感性，構(gòu)成一個(gè)電容反饋振蕩器。

(4)f”fo尸％不能振蕩，因?yàn)樵谌魏晤l率下，LG回路和L2c2回路都呈相同性質(zhì)，不可能

滿足相位條件。

4-4試檢查圖示的振蕩器線路，有哪些錯(cuò)誤？并加以改正。

4-5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。

4-6振蕩器交流等效電路如圖所示，工作頻室為10MHZ,（1）計(jì)算G、C2取值范圍。（2）

畫出實(shí)際電路。

解4-6

（1）因?yàn)?/p>

1

%=2*10-”-

2吟10出

(2nf)2xl0~l6-l39.4384x10-2-1

2axiQT—=-2.X10-S<°，呈感性，所以

na1（2討）23xlOTC-l

i次尸礪后中=—2療⑶左，也應(yīng)呈感性，即

(2y)23xlOTa-l

2Dx3xl()T<°

C<_____t_______11。

1(28)23x10-5一薪2XIOMX3X1QT=涼5s8.5"及

應(yīng)該呈容性及

(2)實(shí)際電路如下

4-7在圖示的三端式振蕩電路中，已知L=1.3ixH,C,=51pF,C2=2000pF,Qo=lOO,RL=lkQ,

Re=500Q試問Is應(yīng)滿足什么要求時(shí)振蕩器才能振蕩？

解4-7

以回路兩端為放大器的輸出，則當(dāng)忽略晶體管的影響后

反饋系數(shù)K'=彘尋麗=懸=°.。刈7

總電容為。=4=迎出5

C,+C22051口

固有諧振電導(dǎo)g0=(-冷聯(lián)=623

5

負(fù)載電導(dǎo)gi=—L=—1—=imS

LR,1000

放大器增益K=&Lgm

gxgL+g°+Kj[f81+隊(duì)+/"

環(huán)路增益T(5)=KFK=——環(huán)底一>1時(shí)滿足起振條件，即

瓦+go+Kpgm

g?,KF>gi+go+K「gm，

1(1+0.062)x10-3

8ra8L+go=43.8mS

KF(1-KF)~0.02487(1-0.02487)

j=gmVT>43.8x26=1.14mA

4-8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4-8

題4-8圖

網(wǎng)路總電容C=方工六=——=75pF

十1，]-UU

振蕩頻率f'=%=五方

=71--2.6MHz

anVSOxlO^xTSxlO-'2

當(dāng)以心作為放大器的輸出時(shí)，

反饋系數(shù)Kr=*

要維持振蕩，應(yīng)滿足KK.=1,即K=；=*=翟=3

IKpC]KMI

4-9圖示是一電容反饋振蕩器的實(shí)際電路，已知G=50