通信電子線路第3章習(xí)題

1、1,第3章習(xí)題參考答案,3-13-23-33-43-5 3-63-73-83-93-10 3-113-123-133-143-15 3-163-173-183-193-20 3-213-223-233-243-25,2,31 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 比較高的增益 比較好的通頻帶和選擇性 噪音系數(shù)要小 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。,3,32 一晶體管組成

2、的單回路中頻放大器，如圖所示。已知fo=465kHz，晶體管經(jīng)中和后的參數(shù)為：gie=0.4mS,Cie=142pF，goe=55S，Coe=18pF，Yie=36.8mS,Yre=0，回路等效電容C=200pF，中頻變壓器的接入系數(shù)p1=N1/N=0.35，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：,題31圖,（1）回路有載品質(zhì)因數(shù) QL和 3 dB帶寬 B0.7;（2）放大器的電 壓增益； (3) 中和電容值。（設(shè)Cbc=3 pF）,4,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,5,答：品質(zhì)因數(shù)QL為40.4,帶

3、寬為11.51kHz,諧振時(shí)的電壓增益為30.88,中和電容值為1.615pF,6,33 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Coe、Cie、gie、goe、yfe、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fT比較高的晶體管 （4）選用溫度特性比較好的

4、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。,7,34 三級(jí)單調(diào)諧中頻放大器，中心頻率f0=465 kHz，若要求總的帶寬 B0.7=8 kHZ，求每一級(jí)回路的 3 dB帶寬和回路有載品質(zhì)因數(shù)QL值。,設(shè)每級(jí)帶寬為B1，則：,答：每級(jí)帶寬為15.7kHz,有載品質(zhì)因數(shù)為29.6。,8,35 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fo=465 kHz，當(dāng)要求 3 dB帶寬為 8 kHz時(shí)，每級(jí)放大器的3 dB帶寬有多大？當(dāng)偏離中心頻率 10 kHZ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B1，則：,9,答：每級(jí)放大器的3

5、dB帶寬為11.2kHz,當(dāng)偏離中心頻率 10 kHZ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,10,36 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。,11,37 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

6、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)的集電極電流是一個(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)。,12,38 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)EC、Eb、Ub、RL四個(gè)外界因素只變化其中的一個(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

7、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。,13,當(dāng)單獨(dú)改變RL時(shí)，隨著RL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EC時(shí)，隨著EC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Eb時(shí)，隨著Eb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Ub時(shí)，隨著Ub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)。,14,39 已知高頻

8、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 減小激勵(lì)Ub，集電極電流Ic1和電壓振幅UC基本不變，輸出功率和效率基本不變。 增大基極的負(fù)向偏置電壓，集電極電流Ic1和電壓振幅UC基本不變，輸出功率和效率基本不變。 減小負(fù)載電阻RL，集電極電流Ic1增大，IC0也增大，但電壓振幅UC減小不大，因此輸出功率上升。 增大集電極電源電壓，Ic1、IC0和UC增大，輸出功率也隨之增大，效率基本不變。,15,310 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

9、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PCM的要求，提高安全可靠性。,311 設(shè)一理想化的晶體管靜特性如圖所示，已知 Ec=24 V，Uc=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、P1、P0、及負(fù)載阻抗的大小。畫出滿足要求的基極回路。,題311圖,16,解3-11,1、求動(dòng)態(tài)負(fù)載線,17,18,2、求解、P1、P0、及負(fù)載阻抗的大小。,19,3、符合要求的基極回路為,20,312 某高頻功放工作在臨界伏態(tài)，通角 =75o”，輸出功率為 30 W，Ec=24 V，所用高頻功率管

10、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3-12 （1）,21,22,（2）可增加負(fù)向偏值，但同時(shí)增大激勵(lì)電壓，保證IC1不變，但這樣可使導(dǎo)通角減小，效率增加。 （3）由于頻率增加一倍，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2的頻率，回路阻抗為：,23,因此，輸出功率下降到原來的2/3Q倍。,24,3

11、13 試回答下列問題： (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)、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。,25,3I4 當(dāng)工作頻率提高后，高頻功放通常出

12、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 放大器本身參數(shù)，如、隨頻率下降。 電路失諧，集電極阻抗減小。 少數(shù)載流子渡越時(shí)間效應(yīng)。 非線性電抗效應(yīng)，如CbC 的影響。 發(fā)射極引線電感的影響，對(duì)高頻反饋加深。,26,315 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hfe/(1+j/f/f)，試求Le而引起的放大器輸入阻抗Zi。并以此解釋晶體管發(fā)射極引線電感的影響。,可見，Le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。,27,316 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

13、的線路。,題316圖,改正后的電路圖,28,317 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,29,318 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=5 MHZ，調(diào)諧時(shí)電容 C=200 PF，回路有載品質(zhì)因數(shù)QL=20，放大器要求的最佳負(fù)載阻抗RLr=50 ，試計(jì)算回路電感L和接入系數(shù) P。,解3-18,30,319 如圖（a）所示的D型網(wǎng)絡(luò)，兩端的匹配阻抗分別為RP1、RP2。將它分為兩個(gè)

14、L型網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)L型網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算公式，當(dāng)給定Q2=RP2/XP2時(shí)，證明下列公式：,并證明回路總品質(zhì)因數(shù)Q=Q1Q2。,題319圖,31,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Xp2和Rp2的并聯(lián)轉(zhuǎn)換為Rs和Xs3的串聯(lián)，得到圖（2）。,根據(jù)串并轉(zhuǎn)換關(guān)系，得：,32,再利用串并轉(zhuǎn)換，將Xs1和Rs的并聯(lián)轉(zhuǎn)換為Rp和Xp的并聯(lián)，得到圖（4），其中,33,34,35,320 上題中設(shè)RP1=20，Rp2=100，F(xiàn)=30MHZ，指定Q2=5，試計(jì)算Ls、CP1、CP2和回路總品質(zhì)因數(shù)Q。,解3-20,36,37,321 如圖示互感耦合輸出回路，兩回路都諧振，由天線表

15、IA測得的天線功率PA=10 W，已知天線回路效率 2=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)QL=10，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L1=50，試計(jì)算初級(jí)的反映電阻rf，和互感抗M。當(dāng)天線開路時(shí)，放大器工作在什么狀態(tài)？,題321 圖,38,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)。,39,322 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)，

16、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)。,40,323 圖333的電壓開關(guān)型D類放大器，負(fù)載電阻為RL，若考慮晶體管導(dǎo)通至飽和時(shí)，集電極飽和電阻Rcs(Rcs=1/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）圖簡化為（b）圖所示的等效電路。設(shè)Rcs1=Rcs2=Rcs,LC回路對(duì)開關(guān)頻率諧振，則：,41,42,43,324 根據(jù)圖337的反相功率合成器線路，說明各變壓器和傳輸線變壓器所完成的功用，標(biāo)出從晶體管輸出端至負(fù)載間各處的阻抗值。設(shè)兩管正常工作時(shí)，負(fù)載電阻上的功率為 100 W，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？,44,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