通信電路基礎(chǔ)第五章答案

1、第五章振幅調(diào)制與解調(diào)習(xí)題參考答案51 有一調(diào)幅波，載波功率為100W，試求當(dāng)與時，每一對邊頻功率是多少？參考答案：，解：因為邊頻功率，所以當(dāng)時， 當(dāng)時，52 試指出下列兩種電壓是什么已調(diào)波？寫出已調(diào)波表示式，并指出它們在單位負(fù)載上消耗的平均功率及相應(yīng)的頻譜寬度。(1) (2) 參考答案：(1)，(2)解：(1)為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波 頻譜寬度(2)為雙邊帶調(diào)幅波 53 如圖P53所示，用頻率1000kHz的載波信號同時傳送兩路的頻譜圖 (1)求輸出電壓表示式。 (2)畫出用理想模擬相乘器實現(xiàn)該調(diào)幅框圖。 (3)估算在單位負(fù)載上平均功率和頻帶寬度。圖P53解：(1) 圖P53所示的頻率圖是兩路已調(diào)波作為調(diào)

2、制信號對載波進行二次調(diào)制，即對載波=103kHz而言，它的調(diào)制信號是由兩個調(diào)幅信號合成。第一個調(diào)幅信號的載波頻率為=10kHz，第二個調(diào)幅信號的載波頻率為=3104kHz是否是30KHz，且它們的調(diào)制頻率均為310kHz。合成后的已調(diào)波為由圖51可知 (2) 實現(xiàn)調(diào)幅的方框圖如圖P53J所示。圖P53J（1）(3) 負(fù)載上平均功率應(yīng)為所有分量功率之和，故 頻帶寬度為 54 試畫出下列三種已調(diào)波電壓的波形和頻譜圖。 (1) (2) (3)解：(1)為雙邊帶（DSB）波，波形和頻譜圖如圖P5-4J1所示。 （a）波形圖 （b）頻譜圖圖P54J1 (2)為普通調(diào)幅（AM）波，波形和頻譜圖如圖P54J

3、2所示。（a）波形圖 （b）頻譜圖圖P54J2(3) 為單邊帶（SSB）波，波形和頻譜圖如圖P54J3所示。（a）波形圖 （b）頻譜圖圖P54J355 如圖P55所示，試畫出它們的頻譜圖。圖P55解：圖P55（a）所示波形為載波和單音頻信號疊加，頻譜圖如圖P55J（a）所示。 圖P55J（a） 圖P55J（b）圖P55（b）所示波形為普通調(diào)幅（AM）波，頻譜圖如圖P55J（b）所示。圖P55（c）所示波形為雙邊帶（DSB）波，頻譜圖如圖P55J（c）所示。 圖P55J（c） 圖P55J（d）圖P55（d）所示波形為單邊帶（SSB）波，頻譜圖如圖P55J（d）所示。圖P55（e）所示波形為普通調(diào)

4、幅（AM）波的正向檢波信號，即頻譜圖如圖P55J（e）所示。圖P55J（e）56 一調(diào)幅發(fā)射機輸出功率，平均調(diào)制系數(shù)，試求其中的邊帶功率，若要求一雙邊帶發(fā)射機輸出相同的邊帶功率，已知泄漏的載波功率低于邊帶功率20dB，試求雙邊帶發(fā)射機的輸出功率 (答案：，)解： 因為 又因 所以 57 如圖P57所示，電路中已知，且，二極管工作在受控制的開關(guān)狀態(tài)，若設(shè)二極管D1和D2的伏安特性均為一條自原點的折線，其導(dǎo)通電阻為 ，試求通過的電流表示式， 并指出它包含那些頻譜分量。圖P57解：將電路改畫成如圖P57J所示。圖P57J列網(wǎng)孔方程，注意到大信號反相加到二極管D1、D2上。網(wǎng)孔方程是否妥當(dāng)？因為在vc

5、的正半周D2是不導(dǎo)通的，負(fù)半周的情況類似兩式相減得 故電流中含有的頻譜分量為，58 如圖P58所示，假設(shè)二極管D1、D2均為自原點出發(fā)的直線，直線斜率為，并且。二極管工作在受控制的開關(guān)狀態(tài)，試求在上產(chǎn)生的雙邊帶調(diào)制波分量的電壓表示式。圖P5-8 圖P5-8J解: 大信號開關(guān)控制二極管D1、D2，當(dāng)時， D1、D2導(dǎo)通；當(dāng)時， D1、D2截止，由等效電路圖P5-8J得到中含有頻譜分量，在負(fù)載端加上中心頻率為、帶寬為2的LC帶通濾波器，即可在負(fù)載兩端得到雙邊帶DSB波。 59 如圖P59所示雙差分對模擬相乘器輸出接一只隔直電容和輸出濾波器構(gòu)成的電路，輸出電流，試分析為了實現(xiàn)下列不失真功能，輸入端各

6、加什么信號電壓？輸出電流含有哪些頻率分量？輸出濾波器要求是什么？(1) 雙邊帶調(diào)制；(2) 對AM波解調(diào)；(3) 的混頻。圖P59解：(1) 欲實現(xiàn)雙邊帶調(diào)制，令， ，單端輸出電流為 輸出電流中含有的頻譜分量有：直流、3、.，經(jīng)隔直電容及中心頻率為，帶寬為2的帶通濾波器后，即可實現(xiàn)雙邊帶調(diào)制型電壓。(2) 要實現(xiàn)對AM波解調(diào)，則應(yīng)加載波信號，應(yīng)加波，輸出電流含有直流分量及調(diào)制信號頻率分量，輸出濾波器應(yīng)為低通濾波器。(3) 要實現(xiàn)對的混頻，則應(yīng)加本振電，應(yīng) 加已調(diào)波信號電壓，如AM波，輸出信號頻譜分量為，輸出端應(yīng)接中頻濾波器，中心頻率為、帶寬為,即可得到中頻的已調(diào)波，實現(xiàn)了混頻。510 對一個通

7、用型BG314集成模擬相乘器，若R3R1313.8k，RC11k，15k，32V，15V，0.7V，足夠大，在下列三種情況下，求表示式，說明可以實現(xiàn)何種功能，并對外接濾波器提出要求。(1)，(2)，(3)，解： (1)V，V 中含有分量，只要外接低通濾波器，即可實現(xiàn)解調(diào)功能。(2)V，V 中含有頻譜分量，只要外接中心頻率為、帶寬為2的中頻濾波器，即可實現(xiàn)混頻功能。(3)mV，V 是DSB波，無需加濾波器，即可實現(xiàn)雙邊帶調(diào)制。511如圖P5-11所示。用相乘器構(gòu)成正常調(diào)幅器，若，試畫出輸出電壓的波形。若分別用相乘器實現(xiàn)檢波和用二極管包絡(luò)檢波器實現(xiàn)檢波，試分析效果有何不同。圖P511解：(1) 第

8、一級是加法器，輸出第二級是乘法器 (1)由(1)式可以看出是標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波，若說明,產(chǎn)生過調(diào)幅失真，波形如圖P511J1所示。圖P511J1(2) 若用相乘器與參考信號實現(xiàn)同步檢波， 使 (2)由(2)式可見，中含有及直流分量。經(jīng)低通濾波后，可得到，實現(xiàn)不失真解調(diào)。 (3) 若經(jīng)二極管包絡(luò)檢波得到波形如圖P511J2所示，在，期間，調(diào)幅幅度小于二極管導(dǎo)通電壓，輸出為零，期間由于產(chǎn)生過調(diào)幅失真，已不反映調(diào)制信號的變化規(guī)律。 圖P511J25-12 如圖P5-12所示各電路中，調(diào)制信號電壓，載波電壓，并且，晶體二極管D1和D2的伏安特性相同，均為以原點出發(fā)，斜率為的直線。(1)試求并分析頻譜分量有哪些

9、？(2)試問這些電路能實現(xiàn)哪些頻率變換，、各應(yīng)為什么電壓信號？ 需在輸出端接什么要求的濾波器？圖P5-12解： 圖（a）中，當(dāng)時，D1、D2均導(dǎo)通，當(dāng)時，D1、D2均截止，每只二極管的等效負(fù)載為2， 所以 故 ，即該電路沒有信號輸出。圖（b）中，當(dāng)時，D1導(dǎo)通，D2 截止， 當(dāng)時，D1截止，D2導(dǎo)通，每只二極管的等效負(fù)載為， ， 將上式展開后，可知電流i中的頻譜分量有,故只要取為調(diào)制信號，為載波信號，在輸出端接中心頻率為、帶寬為2的帶通濾波器，電路可以實現(xiàn)雙邊帶調(diào)制。圖（c）中，當(dāng)時，D1導(dǎo)通，D2 截止，當(dāng)時，D1截止，D2導(dǎo)通，每只二極管的等效負(fù)載為， ， 輸出電流中含有的頻譜分量有，可見

10、該電路只要取為調(diào)制信號，為載波信號 ，在輸出端接中心頻率為、帶寬為2的帶通濾波器即可實現(xiàn)波調(diào)制。圖（d）中，當(dāng)時，D1、 D2導(dǎo)通，當(dāng)時，D1、 D2截止，每只二極管的等效負(fù)載為， 輸出電流中含有頻譜分量為，因不含有分量，故不能實現(xiàn)頻率變換。513 在如圖P5-13所示電視傳輸系統(tǒng)框圖中，若輸入圖像信號的頻譜在06MHz范圍內(nèi)是均勻的，試畫出ah各點的頻譜圖。試問是否能實現(xiàn)不失真的解調(diào)。圖P5-13 解：圖P4-13J可知，可以實現(xiàn)不失真的解調(diào)。 圖P4-13J514采用雙平衡混頻器組件作為振幅調(diào)制器如圖P5-14所示，圖中，各二極管工作受控制的開關(guān)狀態(tài)。設(shè)。試求輸出電壓表示式。圖P5-14

11、解：設(shè)電流參考方向如圖P5-14J所示，忽略信號源內(nèi)阻的影響。時，、導(dǎo)通，注意到是反相加在、上的時，、導(dǎo)通，同樣是反相加在、上的 若在輸出端接一個帶通濾波器，中心頻率諧振在，3帶寬為，即可實現(xiàn)雙邊帶調(diào)制。515 如圖P5-15所示的檢波電路，輸入調(diào)制信號頻率范圍為508000Hz，調(diào)幅系數(shù)，為避免出現(xiàn)對角切割失真，確定負(fù)載電容值，并選定標(biāo)稱電容值。參考答案：P5-15解：不產(chǎn)生對角失真的條件為，對于多音調(diào)制應(yīng)選最大的 可選5100pF電容。 516 如圖P5-16所示檢波電路，試問是否能正常工作？圖P5-16解：假設(shè)在的情況下，為隔直電容。若為音頻耦合電容，那么高頻信號無通路，該電路無法工作，

12、所以只有為高頻耦合電容時，該電路為二極管包絡(luò)檢波器，可以工作。 517設(shè)調(diào)幅波的調(diào)幅度，計算分別用鍺和硅管檢波時，為避免產(chǎn)生截止失真的最小載波電壓幅度。參考答案：，解：若為鍺管 ,若為硅管,518 如圖P5-18所示，求電阻的最大允許值。參考答案：圖P5-18 解：因為 所以 ， ， 的最小允許值應(yīng)為。519 若二極管峰值包絡(luò)檢波負(fù)載為5.1k，調(diào)幅度為70，最高調(diào)制頻率為，求：容許檢波負(fù)載電容最大值為多少？參考答案：F解：因為 所以520 如圖P5-20所示推挽晶體二極管檢波器電路。若設(shè)二極管的特性均為從原點出發(fā)的兩段折線逼近，低通濾波器具有理想的濾波特性，。試求： (1)電壓傳輸系數(shù)； (

13、2)輸入阻抗。圖P5-20解：(1) 因每管的 所以， (2) 因每管的等效負(fù)載 所以 521在圖P5-21所示大信號檢波電路中，已知負(fù)載電阻，；高頻變壓器匝數(shù)比回路各調(diào)諧在上，試估算值。參考答案： 圖P5-21解：因為 所以 522 設(shè)作用于晶體二極管檢波器輸入端的信號為，已知負(fù)載電阻，試求保證不產(chǎn)生惰性失真的最大負(fù)載電容。(答案：)解：從 得知 則不產(chǎn)生惰性失真的條件為 5-23如圖P5-23所示檢波電路，二極管D的正向?qū)娮瑁瑱z波負(fù)載電阻，Mmax0.8，試求，電路不產(chǎn)生負(fù)峰值失真和惰性失真的和值。參考答案：，) 圖P5-23 解：因為不產(chǎn)生負(fù)峰失真的條件為 所以， ， 又因不產(chǎn)生惰性失真的條件為 所以5-24 在圖P5-24所示電路中，輸入信號電壓V，可變電阻的接觸點為中心位置和最高位