《高頻電子線路》習(xí)題解答完整答案.doc

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1、79 《高頻電子線路》習(xí)題解答(周選昌) 《高頻電子線路》 習(xí) 題 解 答 周 選 昌 二○○六年九月 第一章：選頻網(wǎng)絡(luò)與阻抗變換 1-1電容器等效電路和電感線圈等效電路如圖P1-1，已知電感線圈L=585uH，其品質(zhì)因數(shù)，電容器C=200PF，，將二者串聯(lián)組成串聯(lián)諧振電路，要求諧振頻率為，試求： 串聯(lián)諧振回路的總電感L0和總電容C0 串聯(lián)諧振回路的總諧振電阻r0 串聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)Qe 解： 在與組成的支路中有： 將與C組成的并聯(lián)支路轉(zhuǎn)換為與的串聯(lián)支路后的等效電路如圖所示。則有：，利用串并互換原則有

2、 即 則串聯(lián)諧振回路的總電感，總電容。 串聯(lián)諧振回路的總諧振電阻 串聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù) 1-2 現(xiàn)有一電感線圈L=200μH，。將其與一可變電容器C串聯(lián)后，接于Us=10mV，f=794KHz的信號(hào)源上。調(diào)節(jié)可變電容器C使回路諧振時(shí)，試求：（1）諧振時(shí)C0及諧振電阻r0。（2）回路的諧振電流I0。（3）電容器C兩端電壓Uc。 解：根據(jù)題意畫出其電路如圖所示。 。 諧振時(shí)回路電流 電容兩端的電壓。 1-3某串聯(lián)諧振回路的諧振頻率f0＝640KHz，當(dāng)信號(hào)頻率偏離f020KHz時(shí)信號(hào)的抑制比S=0.7。試求：（1）諧振回路通頻帶BW0.7。（2）估算回路的Q值。（3）信號(hào)頻

3、率為680KHZ時(shí)的抑制比S。 解： 。 當(dāng)信號(hào)頻率為680KHZ時(shí)，則頻率偏移為，則信號(hào)的抑制比S為 。 1-4如圖P1-4所示的電路中，已知信號(hào)源Us=0.1V，頻率f=1MHz。若先將1.2兩端短路，調(diào)可變電容C使回路諧振時(shí)，測得電容C兩端電壓Uc=10V；給1.2兩端串入一容性負(fù)載（），則回路失諧，將可變電容重新調(diào)到C’＝200PF時(shí)，回路再次諧振，此時(shí)測得電容C兩端電壓Uc’=2.5V。試求： （1） 電感L及電阻r的值。 （2） 后接入的容性負(fù)載中，電容Cx電阻rx的值。 解：當(dāng)1、2端短路時(shí)， 當(dāng)1.2兩端串入一容性負(fù)載（）時(shí)，其等效電路如圖所示。

4、 1-5 已知某并聯(lián)諧振回路諧振頻率，通頻帶，若測得其回路電容，試求：(1)回路電感L，回路的品質(zhì)因素Q。（2）回路諧振電阻RT。（3）若希望回路的通頻帶寬展寬一倍，應(yīng)在回路兩端并一多大的電阻Rx。 解： 若希望回路的通頻帶寬展寬一倍，則要求品質(zhì)因素Q降低一倍，即諧振電阻減少一倍，則應(yīng)在回路兩端并一個(gè)與諧振電阻RT一樣的電阻，即。 1-6 并聯(lián)諧振回路如圖P1-6所示。已知回路電容，電源內(nèi)阻，回路空載諧振電阻，回路有載時(shí)的通頻帶，試求接入的負(fù)載電阻RL。 解：回路有載時(shí)有： 又，即，所以有： 1-7 設(shè)計(jì)一并聯(lián)諧振回路

5、，要求其諧振頻率；當(dāng)失諧頻率時(shí)，抑制比?，F(xiàn)選定回路電容，試求：（1）回路電感L值及回路的品質(zhì)因素Q。（2）回路諧振電阻RT及通頻帶BW0.7。（3）若希望通頻帶展寬一倍，應(yīng)給回路并入多大電阻。 解：并聯(lián)諧振回路如圖所示： 若希望回路的通頻帶寬展寬一倍，則要求品質(zhì)因素Q降低一倍，即諧振電阻減少一倍，則應(yīng)在回路兩端并一個(gè)與諧振電阻RP一樣的電阻，即。 1-8 帶有阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的一組并聯(lián)諧振回路如圖P1-8所示。試分別求它們的有負(fù)載諧振阻抗、回路總電容和有載Q值的表達(dá)式。 解：（a） 諧振阻抗： ， 回路總電容：，有載品質(zhì)因素：，其中 (b) 令

6、接入系數(shù)，其等效電路如右圖所示，則有： 。此時(shí)有諧振阻抗： ，回路總電容： 有載品質(zhì)因素：，其中。 （c）令接入系數(shù)，其等效電路如右圖所示，則有： 。此時(shí)有諧振阻抗： ，回路總電容： 有載品質(zhì)因素：，其中。 （d）令接入系數(shù)，其等效電路如右圖所示，則有： 。此時(shí)有諧振阻抗： ，回路總電容： 有載品質(zhì)因素：，其中。 (e) 令接入系數(shù)，接入系數(shù)，其等效電路如右圖所示，則有： ，。此時(shí)有諧振阻抗： ，回路總電容：，有載品質(zhì)因素：，其中。 （f）令接入系數(shù)，接入系數(shù)，其等效電路如右圖所示，則有： ，。

7、此時(shí)有諧振阻抗： ，回路總電容：，有載品質(zhì)因素：，其中。 （g）令接入系數(shù)，接入系數(shù)，其等效電路如右圖所示，則有： ，。此時(shí)有諧振阻抗： ，回路總電容：，有載品質(zhì)因素：，其中。 1-9 畫出圖P1-9所示的四個(gè)無耗的電抗~頻率特性曲線，并寫出關(guān)鍵點(diǎn)的頻率值。 解：其電抗~頻率特性曲線及關(guān)鍵點(diǎn)的頻率如下圖所示。 1-10 并聯(lián)諧振回路如圖P1-10所示。已知回路中：，，，，，，，回路空載。試求：（1）回路的諧振頻率f0 。（2）回路中RP值及回路有載Qe。（3）回路通頻帶BW0.7。 解：其等效并聯(lián)諧振回路

8、如右圖所示。電容接入系數(shù)，則有： ， 回路的諧振頻率：， 。 諧振阻抗為： ， 有載品質(zhì)因素為：， 回路的通頻帶為： 1-11 阻抗變換電路如圖P1-11所示。圖中已知，，，，若通過阻抗變換后使電路能匹配。試求。 解：電容的接入系數(shù)為，電感的接入系數(shù)為。則有 ，?；芈纷杩蛊ヅ鋾r(shí)要求 即，可得 1-12 如圖P1-12所示的并聯(lián)諧振電路中，空載，諧振頻率。，，n1、n2是接入系數(shù)，且。若要求該電路匹配，試求接入系數(shù)n2及回路的通頻帶。 解：回路空載時(shí)有：，又，。因電路匹配時(shí)要求，即，則有： ，因此有。 此時(shí)回路的諧振電阻為： 回路的有載品質(zhì)因素為：， 回路的

9、通頻帶為：。 1-13 阻抗變換電路如圖P1-13所示。設(shè)電路工作頻率，信號(hào)源內(nèi)阻，負(fù)載電阻，若要使該電路匹配，求變換網(wǎng)絡(luò)中L、 C的值。 解：令C、并聯(lián)支路的品質(zhì)因素為Q，則。同時(shí)將其轉(zhuǎn)換為CS、r的串聯(lián)，則有： 由于電路匹配，要求，即。 所以，又因?yàn)? 。 1-14 試求圖P1-14所示的各種傳輸線變壓器的阻抗變換關(guān)系（）及相應(yīng)的特性阻抗的表達(dá)式。 解：（a）令輸入電壓、電流分別為，負(fù)載的電壓、電流分別為，傳輸線上的電壓、電流分別為。則有：， ，，則，傳輸線特性阻抗均為。 （b）,,,，則有 ，傳輸線的特性阻抗 同理可以求得（c）、(d)、(e)的結(jié)果，如下：

10、 （c） ， ， （d） ， (e) ，， 第二章：非線性器件描述及應(yīng)用 2-1 已知非線性器件的伏安特性為，試問它能否實(shí)現(xiàn)調(diào)幅作用，為什么？ 解：實(shí)現(xiàn)調(diào)幅是需要兩個(gè)頻率的和頻或差頻，它是由非線性器件的2次方項(xiàng)產(chǎn)生的。由于該非線性器件的伏安特性沒有包含2次方項(xiàng)，因此不能實(shí)現(xiàn)調(diào)幅作用。 2-2 已知非線性器件的伏安特性為，式中 試寫出電流中組合頻率分量的頻率通式，說明它們是各由中的哪些次方項(xiàng)產(chǎn)生的，并求出其中的頻率分量的幅度。 解：因?yàn)?，則有 則在電流中會(huì)出現(xiàn)的組合頻率分量為，且，它是由次方項(xiàng)產(chǎn)生的。 頻率分量是由中產(chǎn)生的，因此對應(yīng)的幅度為。 的頻率

11、分量是由產(chǎn)生的，對應(yīng)的幅度為。 的頻率分量是由產(chǎn)生的，對應(yīng)的幅度為。 2-3 某非線性器件的伏安特性為 式中。若很小，滿足線性時(shí)變狀態(tài)條件，則在三種條件下，畫出的波形，并求出時(shí)變跨導(dǎo)的表示式，分析該器件在什么條件下能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜搬移功能。 解：因?yàn)楹苄?，其時(shí)變偏置為。在線性時(shí)變狀態(tài)條件，當(dāng)時(shí)，時(shí)變跨導(dǎo)的波形對應(yīng)如下圖中的①②③所示。 利用式（2.3.3）[見書中P45頁]，可以求出各諧波的分量。則有為： 為了實(shí)現(xiàn)頻譜搬移，則必須要求產(chǎn)生和頻與差頻的組合分量，從上圖中可以看出，在時(shí)變偏置的一個(gè)周期變化過程中必須使得二極管出現(xiàn)導(dǎo)通、截止情況才可以。即要求。 2-

12、4 在圖P2-4所示的電路中，，，且。晶體二極管、的伏安特性相同，均為從原點(diǎn)出發(fā)且斜率為的直線。試分析其輸出電流中包含的頻率分量。 圖P2-4 解：因?yàn)椋瑒t電路工作滿足線性時(shí)變條件，二極管的導(dǎo)通與截止由控制。二極管的導(dǎo)通電阻為則有： （a）在的正半周時(shí)，均導(dǎo)通；在的負(fù)半周時(shí)，均截止。在均導(dǎo)通時(shí)的等效電路如下圖（a）所示。 ，則有，無頻率分量。 （b）在的正半周時(shí)，導(dǎo)通、截止；在的負(fù)半周時(shí)，截止導(dǎo)通。等效電路如下圖（b）所示。 在為正半周時(shí)：有，； 在為負(fù)半周時(shí)：有，； 則有 因此電流中頻率分量有：，， (c) 在的正半周時(shí)，導(dǎo)通、截止；在的負(fù)半周時(shí)，截止導(dǎo)通

13、。等效電路如下圖（c）所示。 在為正半周時(shí)：有，； 在為負(fù)半周時(shí)：有，； 則有 因此電流中頻率分量有：，， (d) 在的正半周時(shí)，均導(dǎo)通；在的負(fù)半周時(shí)，均截止。導(dǎo)通時(shí)的等效電路如下圖（d）所示。則有： 在為正半周時(shí)：有，； 在為負(fù)半周時(shí)：有，； 則有 因此電流中頻率分量有：，， 2-5 已知放大器和混頻器的連接如圖P2-5所示，放大器的功率增益為，對應(yīng)三階截點(diǎn)的輸出功率，混頻器的變頻損耗為，對應(yīng)三階截點(diǎn)的輸入功率，求系統(tǒng)三階截點(diǎn)對應(yīng)的。 解：， ，則系統(tǒng)三階截點(diǎn)對應(yīng)的分別為： ，所以 2-6 若將上題的放大器與混頻器位置互換，再求系統(tǒng)三階截點(diǎn)對

14、應(yīng)的。 解：， ，則系統(tǒng)三階截點(diǎn)對應(yīng)的分別為： ，所以 圖P2-5 圖P2-7 2-7 試證明輸入三階互調(diào)截點(diǎn)可以用下面的式子計(jì)算。 其中為輸入功率，為輸出端的基波功率與三階分量功率之差，見圖P2-7所示。 證明：假設(shè)輸入信號(hào)為，輸入功率為，基波輸出功率為，基波功率增益為；三階互調(diào)輸出功率為，三階互調(diào)功率增益為。在不考慮基波增益壓縮情況下，則有 當(dāng)輸入功率時(shí)，，則，即 因此 所以有：，證畢。 2-8 圖P2-8為38GHz點(diǎn)對點(diǎn)的無線通信接收機(jī)前端方框圖。已知：38GHz

15、波導(dǎo)插入損耗；低噪聲放大器（LNA）的增益，三階互調(diào)截點(diǎn)；38GHz帶通濾波器（BPF）的插入損耗；變頻器的混頻損耗，三階互調(diào)截點(diǎn)；1.8GHZ中頻（IF）放大器的增益，三階互調(diào)截點(diǎn)。計(jì)算此接收機(jī)前端的總增益及三階互調(diào)截點(diǎn)。 圖P2-8 解：系統(tǒng)的總增益為 三階互調(diào)截點(diǎn)。 ， ， 各值詳見圖中的下方已經(jīng)標(biāo)注。 2-9 在圖P2-9所示的吉爾伯特模擬乘法器電路中，若、，且，。設(shè)低通濾波器的的帶寬（），試寫出輸出信號(hào)的表達(dá)式。 圖P2-9 解：乘法器的輸出電壓為： 因?yàn)椋詾樾⌒盘?hào)，為大信號(hào)，因此電路工作在線性時(shí)變狀態(tài)。則有： 因?yàn)檩敵霾捎玫屯V波

16、器，其帶寬為，則經(jīng)低通濾波器的后輸出電壓為： 第三章：發(fā)射機(jī)與接收機(jī)結(jié)構(gòu) 3-1 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：（略） 3-2 無線通信為什么要進(jìn)行調(diào)制？ 答：（略） 3-3 試說明直接變換與二步法變換的發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)、缺點(diǎn)。 答：（略） 3-4 說明超外差式接收機(jī)的優(yōu)、缺點(diǎn)。 答：（略） 3-5 說明接收機(jī)的靈敏度、選擇性的定義，它們與哪些因素有關(guān)？ 答：（略） 3-6 為什么要用二次變頻方

17、案？I中頻和II中頻的選擇有何要求？ 答：（略） 3-7 請畫出圖3.3.3中所示的各種信號(hào)的頻譜圖。 答：（略） 3-8 設(shè)接收機(jī)輸入端與天線匹配，接收機(jī)的靈敏度為，接收機(jī)的輸入阻抗為，解調(diào)器要求輸入功率為，求接收機(jī)在解調(diào)器之前的凈增益。若高頻部分的增益為，求中頻增益。 解：接收機(jī)的輸入功率為： 則在解調(diào)器之前的功率凈增益為： 因?yàn)楦哳l部分的增益為，則中頻增益要求為。 3-9 檢測發(fā)射機(jī)和接收機(jī)有哪些性能指標(biāo)？這些指標(biāo)分別提出了什么要求？主要受整機(jī)那一部分電路的影響？ 答：（略） 3-10 調(diào)頻廣播頻帶為，最大頻偏為，最高調(diào)制頻率，信道間隔為，調(diào)頻

18、接收機(jī)中頻為。試求： (1)在高頻段選擇信道和在中頻段選擇信道所要求的Q值； (2)接收機(jī)的本振頻率范圍，頻率覆蓋系數(shù)(高低端頻率之比)； (3)鏡像頻率是否落在信號(hào)頻帶內(nèi)？ (4)如何選擇中頻可以保證鏡像頻率一定位于信號(hào)頻帶之外？ 解：因?yàn)樽畲箢l偏，最高調(diào)制頻率，則調(diào)制系數(shù)為，信號(hào)的帶寬為。 （1） 因?yàn)椋? 在高頻段的中心頻率為，則高頻段的Q值要求為： 在中頻段的中心頻率為，則中頻段的Q值要求為： （2） 設(shè)本振信號(hào)頻率為。 若且，則本振信號(hào)頻率的變化為 其頻率覆蓋系數(shù)為 若且，則本振信號(hào)頻率的變化為 其頻率覆蓋系數(shù)為 （3） 設(shè)鏡像頻率為。 若

19、，則其鏡像頻率為 若，則其鏡像頻率為 可見其鏡像頻率不在信號(hào)的頻帶范圍（）內(nèi)。 （4） 當(dāng)時(shí)，則必須要求 當(dāng)時(shí)，則必須要求 即中頻要求為 第四章：正弦波振蕩器 4-1反饋型正弦波振蕩器由哪幾部分電路組成？試簡述各部分電路的作用。 （略） 4-2什么是反饋型振蕩器的起振條件、平衡條件和穩(wěn)定條件？能否從反饋振蕩的物理過程來說明這三個(gè)條件的實(shí)質(zhì)？ （略） 4-3振蕩電路如圖P4-3所示。圖中，L=140μH，C1=12~270PF，C2=20PF，C3=360PF。要求：

20、（1） 試畫出該電路的交流等效電路。 （2） 為使電路滿足振蕩的相位條件，給電感線圈標(biāo)出正確的同名端。 （3） 說明該電路屬于什么類型的振蕩電路？ （4） 求振蕩器振蕩頻率的可調(diào)范圍？ 解： （1）交流等效電路如右圖所示。 （2）同名端見右圖中的黑點(diǎn)所示。 （3）屬變壓器互感耦合類型的振蕩器。 （4）回路的總電容為 則回路的振蕩頻率為： 4-4試從相位條件出發(fā)，判斷圖P4-4所示的LC振蕩器高頻等效電路中，哪些可能振蕩？哪些不可能振蕩？哪些在什么條件下才可能振蕩？指出能振蕩的電路屬于哪種類型？ 解：（a）可能振蕩，屬于變壓器互感耦合振蕩器。（b）可能振蕩，屬于變壓器互

21、感耦合振蕩器。（c）可能振蕩，屬于變壓器互感耦合振蕩器。（d）可能振蕩，屬于電容三點(diǎn)式振蕩器。（e）不可能振蕩。（f）可能振蕩，屬于電感三點(diǎn)式振蕩器。（g）可能振蕩，屬于電容三點(diǎn)式振蕩器（考慮晶體管內(nèi)部的BE結(jié)電容）。（h）可能振蕩,屬于電感三點(diǎn)式振蕩器，但要求L1、C等效為電容。(i)可能振蕩，屬于電容三點(diǎn)式振蕩器,但要求L2、C2等效為電容，且L1、C1等效為電感。 4-5圖P4-5是一種三回路振蕩器的交流通路。假設(shè)電路的參數(shù)有四種情況： ① ② ③ ④ 試分析： （1） 上述四種情況中，哪幾種情況可能形成振蕩？哪幾種不能形成振蕩？ （2） 如能形成振蕩，設(shè)振蕩頻率為，

22、說明屬于哪種振蕩電路？需要什么條件？ 解：令，若振蕩頻率，回路Li、Ci呈容性，反之，若振蕩頻率，回路Li、Ci呈感性。則有： 對于時(shí)，可能振蕩，屬于電感三點(diǎn)式振蕩。振蕩頻率范圍為 對于時(shí)，不可能振蕩，無法滿足構(gòu)成三點(diǎn)式振蕩條件。 對于時(shí)，可能振蕩，屬于電感三點(diǎn)式振蕩。振蕩頻率范圍為。 對于時(shí)，不可能振蕩，無法滿足構(gòu)成三點(diǎn)式振蕩條件。 4-6振蕩器電路如圖P4-6所示。 （1） 畫出交流等效電路（CC1、CC2、Ce均視為對交流短路）。判斷其屬于何種反饋電路？ （2） 分析電路應(yīng)滿足什么條件才能振蕩？ 解：(1)其交流等效電路如右圖所示。屬于正反饋電路。 （2）當(dāng)

23、L1、C1等效為電容，且L2、C2等效為電感時(shí)，電路才可能振蕩，屬于電容三點(diǎn)式振蕩。 4-7圖P4-7所示是一個(gè)正弦波振蕩器電路。 （1） 畫出振蕩器交流等效電路。指出它屬于哪種類型？ （2） 估算振蕩頻率=？估算反饋系數(shù)F=？ （3） 為保證電路能起振，電路增益至少為多少？ 解：（1）等效電路如上右圖所示，屬于電容三點(diǎn)式振蕩器（考畢茲電路）。 (2)回路總電容為： 振蕩頻率為： 反饋系數(shù)為：。 （3）為了保證電路起振，則要求即電路的增益至少為。 4-8振蕩電路如圖P4-8所示。圖中Cb、Ce、Cφ均視為對高頻短路；LC、LD為高頻扼流圈。已知電路中：L1=20

24、0μH、L2=10μH、C1=0.001μF、 C2=300PF。要求： （1） 畫出交流等效電路。指出它屬于哪種電路形式？ （2） 估算振蕩頻率（忽略互感系數(shù)M）。 （3） 分析電路是否能滿足振蕩的相位條件。 解：（1）交流等效電路如右圖所示。它屬于電感三點(diǎn)式振蕩器。 （2）振蕩頻率為： （3）L1、C1的支路串聯(lián)諧振頻率為。 因?yàn)椋虼薒1、C1支路的電抗呈現(xiàn)為感抗，因此滿足相位振蕩條件。 4-9某電視機(jī)高頻調(diào)諧器中的本機(jī)振蕩器電路如圖P4-9所示。 （1） 畫出其交流等效電路。指出它屬于哪種電路形式？ （2） 試求，當(dāng)工作頻率在90~280MHZ時(shí)，回路

25、電感L的可調(diào)范圍為多少？ 解：（1）其交流等效電路如右圖所示。它屬于電容三點(diǎn)式振蕩電路（西勒形式） （2）回路的總電容為 當(dāng)工作頻率在90~280MHZ時(shí)，回路電感L的可調(diào)范圍為 4-10 某振蕩器電路如圖P4-10所示。圖中已知可調(diào)電容C=15~47PF，LC為高頻扼流圈。 （1） 畫出其交流等效電路。指出它屬于哪種電路形式？ （2） 估算振蕩頻率可調(diào)范圍。 解：（1）其交流等效電路如右圖所示。它屬于電容三點(diǎn)式振蕩電路（西勒形式） （2）回路的總電容為 振蕩頻率為： 。 4-11 晶體振蕩電路如圖P4-11所示。 （1） 畫出該電路的交流等效電路。說明石

26、英晶體在電路中的作用，并指出該電路屬于哪種類型？ （2） 若石英晶振器頻率為，L1C1、L2C2回路的諧振頻率分別為，試分析三個(gè)頻率之間具備什么關(guān)系時(shí)，電路才能產(chǎn)生振蕩？ 解：（1）其交流等效電路如右圖所示。晶體在電路中諧振時(shí)作電感用，屬于晶體的并聯(lián)諧振。 （2）要求L1、C1及L2、C2在諧振時(shí)等效為電容性，則必須要求滿足以下關(guān)系： 4-12 10MHZ晶體振蕩器如圖P4-12所示。圖中，Ce、Cφ視為對高頻短路，LC為高頻扼流圈。 （1） 畫出交流等效電路。指出該晶振電路屬于哪種類型？ （2） 說明晶振器及C、C3在電路中的作用。 （3） 計(jì)算反饋系數(shù)F=？求出

27、電路能維持振蕩的最小增益。 解：（1）其交流等效電路如右圖所示。晶體在電路中諧振時(shí)作電感用，屬于晶體的并聯(lián)諧振。 （2）其作用為微調(diào)振蕩器的振蕩頻率。 （3）反饋系數(shù)為，維持振蕩的最小增益為。 4-13 10MHZ晶體振蕩如圖P4-13所示。 （1） 畫出交流等效電路。指出晶振電路的類型及晶振器在電路中的作用。 （2） 估算反饋系數(shù)F及維持振蕩的最小增益。 （3） 求電感線圈L=？ 解：（1）其交流等效電路如右圖所示。晶體在電路中諧振時(shí)作短路用，屬于晶體的串聯(lián)諧振。 （2）反饋系數(shù)為，維持振蕩的最小增益為。 （3）回路的總電容為，則電感為： 4-14晶體振蕩

28、器電路如圖P4-14所示。 （1） 畫出交流等效電路，并指出晶振電路的類型及晶振器在電路中的作用。 （2） 說明LC回路及晶體管T2的作用。 若圖中石英晶體的基頻為1.67MHZ，求振蕩器工作頻率=？ 解：（1）其交流等效電路如右圖所示。晶體在電路中諧振時(shí)作電感用，屬于晶體的并聯(lián)諧振。 （2）LC回路的作用是等效為電容，并且選擇晶體的泛音頻率，晶體管T2的作用是跟隨輸出，起輸出緩沖作用。 （3）因?yàn)長C并聯(lián)諧振回路的頻率為，則振蕩回路的工作頻率必須大于4.238MHz,因此晶體的三次泛音滿足其要求，即，所以震蕩器工作在晶體的三次泛音上，振蕩頻率為5.01MHz。 4-

29、15某壓控振蕩器如圖P4-15所示。圖中=6800PF，可視為對高頻的容抗很小，近似為零，對低頻表現(xiàn)容抗較大；C=5μF很大，對低頻看作通路；L為高頻扼流圈。 （1） 畫出其簡化高頻等效電路，指出石英晶體在電路中的作用。 （2） 畫出變?nèi)荻O管的直流偏置電路，說明電位器的作用。 （3） 畫出變?nèi)荻O管低頻控制信號(hào)的通路，說明電位器在電路中的作用。 解：（1）高頻等效電路如右(a)圖所示。晶體作為電感用，屬于晶體的并聯(lián)諧振。 （2）變?nèi)莨艿闹绷髌秒娐啡缬?b)所示，電位器RP1的作用為調(diào)節(jié)二極管的直流偏置電壓。 （3）變?nèi)莨艿牡皖l控制通路如右（c）所示，電位器RP2是調(diào)節(jié)低頻信

30、號(hào)的大小。 第五章 振幅的調(diào)制與解調(diào) 5-1 為什么調(diào)制必須利用電子器件的非線性特性才能實(shí)現(xiàn)？它與信號(hào)的放大在本質(zhì)上有什么不同？ 解：調(diào)制必須利用電子器件的非線性特性，這是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)頻譜的搬移主要利用非線性器件的高次方項(xiàng)實(shí)現(xiàn)。信號(hào)的放大則必須要求器件工作在線性狀態(tài)，輸入、輸出信號(hào)的頻率不能變化，否則輸出信號(hào)會(huì)出現(xiàn)失真。 5-2 圖P5-2是用頻率為1000kHz的載波信號(hào)同時(shí)傳輸兩路信號(hào)的頻譜圖。試寫出它的電壓表示式，并畫出相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)框圖。計(jì)算單位負(fù)載上的平均功率和頻譜寬度。 圖P5-2 解：這是兩次調(diào)制的普通調(diào)幅波。第一次調(diào)制：將頻

31、率的基帶信號(hào)分別調(diào)制到載頻為和的載波上。第二次調(diào)制：將上述兩路信號(hào)相加后再調(diào)制到主載頻為的載波上。 令， ， ，。 第一次調(diào)制： ， 。 令， 第二次調(diào)制： 調(diào)制實(shí)現(xiàn)框圖如下所示： 頻譜寬度為。 單位負(fù)載電阻上平均功率為： 5-3 調(diào)幅波的表達(dá)式為（V），并加在阻值為的負(fù)載電阻上，要求：⑴畫出頻譜結(jié)構(gòu)圖，⑵載波分量的功率為多少？⑶邊頻分量的功率為多少？⑷最大瞬時(shí)功率和最小瞬時(shí)功率為多少？ 解：（1）因?yàn)? 頻譜結(jié)構(gòu)圖如右圖所示。 （2）載波分量的功率為。 （3）邊頻分量的功率為。 （4）最大瞬時(shí)功率為 最小瞬時(shí)功率為 5-4 請畫出下

32、列四種信號(hào)的波形圖與頻譜圖。假設(shè) ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ 解：各波形的時(shí)域波形圖與頻域頻譜圖如下： 第（4）題的頻譜分析如下： 5-5 已知載波電壓為調(diào)制信號(hào)為如圖P5-5所示的三角波，且。請畫出時(shí)的AM波形以及DSB波形。 圖P5-5 解：對應(yīng)的波形如下圖所示。 5-6 某調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為，且，當(dāng)該調(diào)幅波分別通過具有如圖P5-6所示頻率特性的濾波器后： ⑴ 分別寫出它們輸出信號(hào)的數(shù)學(xué)表示式； ⑵ 分別說明它們屬于哪種調(diào)制形式； ⑶ 若，分別說明對它們可以采用何種解調(diào)方式。 圖P5-6 解：（1）它們經(jīng)濾波器后的數(shù)

33、學(xué)表達(dá)式分別為： （2）為普通調(diào)幅波，、為抑制載波的單邊帶調(diào)幅。 （3）可以采用相干解調(diào)（同步檢波），也可以采用包絡(luò)檢波方式實(shí)現(xiàn)。、則需采用相干解調(diào)（同步檢波）。 5-7 請寫出圖P5-7所示波形對應(yīng)的信號(hào)表達(dá)式并畫出其頻譜結(jié)構(gòu)圖。 圖P5-7 解：（a） (b) (c) 它們對應(yīng)的頻譜結(jié)構(gòu)如下圖所示： 5-8 在圖P5-8所示的差分對管調(diào)制電路中，已知（mV），（mV），，，晶體三極管的很大，可忽略。使用開關(guān)函數(shù)求的值。 解：， ， 圖P5-8 5-9 圖P5-9

34、為單差分對管電路，圖中組成差分放大器，，和組成三個(gè)電流源電路。若晶體三極管的很大，可忽略，試導(dǎo)出輸出電流的表示式。若，且，試畫出下列兩種情況下輸出電流的波形及其頻譜圖：⑴很小，處于小信號(hào)狀態(tài)；⑵很大，處于開關(guān)工作狀態(tài)。 解：， ⑴當(dāng)很小、處于小信號(hào)狀態(tài)時(shí)，則有： ， 他是一個(gè)普通調(diào)幅波，頻譜圖略。 ⑵當(dāng)很大、處于開關(guān)工作狀態(tài)時(shí)，則有： 他的頻譜結(jié)構(gòu)圖如下所示： 5-10 在圖P5-10所示的差分對管調(diào)制電路中，已知（mV）， （mV），，，晶體三極管的很大，可忽略。假設(shè)回路諧振電阻，中心頻率為，帶寬為，試求輸出電壓。

35、 圖P5-10 解：令 ，， 經(jīng)過選頻回路后，則有： 輸出的載頻分量為 旁頻分量處于通頻帶的點(diǎn)上，所以幅度下降，相移量為，則有： 上旁頻的分量為： 下旁頻的分量為： 因此輸出電壓為： 5-11 圖P5-11為二極管包絡(luò)檢波器電路。若設(shè)二極管的特性均為一條由原點(diǎn)出發(fā)、斜率為的直線，低通濾波器具有理想的濾波特性，且。圖(a)為推挽檢波電路，圖(b)中諧振回路的固有諧振電阻，變壓器匝數(shù)比。已知，，試求電壓傳輸系數(shù)，并估算圖(a)電路的和圖(b)電路的值。 圖P5-11 解：對于

36、（a）圖可等效為兩個(gè)串聯(lián)型包絡(luò)檢波器，如下圖所示，對應(yīng)的負(fù)載電阻及電容分別為原來的兩倍。此時(shí)每個(gè)包絡(luò)檢波器的輸入為原來的一半，即。因?yàn)闄z波器的電壓傳輸系數(shù)為，則有。另外，根據(jù)串聯(lián)型包絡(luò)檢波器的輸入阻抗情況，則有：，因此整個(gè)輸入阻抗為。在(b)圖中，檢波器的電壓傳輸系數(shù)為，檢波器的輸入阻抗，它與固有的諧振電阻并聯(lián)后經(jīng)變壓器阻抗變換，則有：。 5-12 為什么檢波器電路中一定要有非線性器件？如果在圖5-16（a）所示的檢波器電路中，將二極管反接，是否能起檢波作用？其輸出電壓的波形與二極管正接時(shí)有什么不同？試?yán)L圖說明。 答：因?yàn)闄z波是實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻譜向低頻段搬移，因此必須要用非線性器件來實(shí)現(xiàn)

37、。若將圖5-16(a)所示的檢波器電路中的二極管反接，也能實(shí)現(xiàn)檢波作用，其輸出電壓的波形與二極管正接時(shí)剛好反相關(guān)系。（繪圖波形略） 5-13 包絡(luò)檢波器電路如圖P5-13所示，二極管導(dǎo)通電阻，調(diào)制信號(hào)頻率，調(diào)制系數(shù)。求電路不產(chǎn)生負(fù)蜂切割失真和惰性失真的和值。 圖P5-13 解：為使電路不產(chǎn)生惰性失真，則要求，即要求，因此： 。 不產(chǎn)生負(fù)峰切割失真的條件為：，其中交流負(fù)載電阻為，直流負(fù)載電阻為，則可得。 5-14 在圖P5-14所示的二極管包絡(luò)檢波電路中，已知，，，，若要求不產(chǎn)生負(fù)峰切割失真，試求輸入調(diào)幅波的最大調(diào)幅系數(shù)，并畫出A、B、C各點(diǎn)的波形圖。 圖P5-14

38、 解：由電路可知，檢波器的直流負(fù)載電阻為，交流負(fù)載電阻為，不產(chǎn)生負(fù)峰切割失真的最大調(diào)幅系數(shù)為： 。 檢波器A點(diǎn)輸出的波形為基帶信號(hào)電壓與直流電壓的合成。B點(diǎn)輸出是A信號(hào)經(jīng)R3、30uF組成的低通濾波器，濾除交流信號(hào)，取出直流電壓。C點(diǎn)的信號(hào)是A信號(hào)經(jīng)電容CB隔直耦合輸出交流信號(hào)。（波形略） 5-15 峰值檢波電路如圖P5-15所示，已知載波頻率為，調(diào)制信號(hào)的最高工作頻率為，調(diào)幅系數(shù)為，給定電阻，試問電容C應(yīng)如何選擇？若，回路，，求a、b端輸入阻抗。 圖P5-15 解：根據(jù)RC低通濾波器的要求，有： ①，則取 ②，則 ③為了不產(chǎn)生惰性失真，要求 綜合上述情況，電容

39、C的選擇為。 的并聯(lián)諧振回路的阻抗： 。 檢波器的輸入阻抗為。 則。 5-16 圖P5-16為并聯(lián)型包絡(luò)檢波器電路，圖中， （mA），，回路，試畫出的波形。 圖P5-16 解：并聯(lián)型包絡(luò)檢波器的輸入阻抗為，回路的諧振阻抗為 ，則諧振回路的輸出電壓為： 檢波器電容C上的電壓為 則檢波器的輸出電壓為。（波形略） 5-17 在圖P5-17所示的兩個(gè)電路中，已知，，且，兩檢波器均工作在大信號(hào)檢波狀態(tài)。試指出哪個(gè)電路能實(shí)現(xiàn)同步檢波。 圖P5-17 解：第一個(gè)圖中有： 其中?？梢娋鶠槠胀ㄕ{(diào)幅波，經(jīng)包絡(luò)檢波器后有： ， 則輸出為：，可以實(shí)

40、現(xiàn)同步檢波。 在第二個(gè)圖中，其等效電路如下圖所示。則有： 其中?？梢娋鶠槠胀ㄕ{(diào)幅波，經(jīng)包絡(luò)檢波器后有： ， 則輸出為： ，可見，不能實(shí)現(xiàn)同步檢波。 5-18某雙差分對平衡調(diào)制器電路如圖P5-18所示，其單端輸出電流為： 試分析為了不失真地實(shí)現(xiàn)以下功能，兩輸入端各自應(yīng)加什么信號(hào)電壓，輸出端電流包含哪些頻率分量，輸出濾波器的要求是什么？ ⑴雙邊帶調(diào)制。 ⑵雙邊帶調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。 圖P5-18 解：（1）為了實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)制，則端口應(yīng)加載波信號(hào)，即，端口應(yīng)加調(diào)制信號(hào)，即。通常情況下載波信號(hào)為大信號(hào)，，因此調(diào)制器電路輸出電流中包含的頻率分量為。，此時(shí)，濾波器

41、的可選擇帶通濾波器，其要求為中心頻率為，帶寬。 （2）為了實(shí)現(xiàn)雙邊帶信號(hào)的解調(diào)，則端口應(yīng)加同步信號(hào)，即，端口應(yīng)加雙邊帶信號(hào)，即。通常情況下同步信號(hào)為大信號(hào)，，因此調(diào)制器電路輸出電流中包含的頻率分量為。此時(shí)濾波器選擇為低通濾波器，要求其帶寬。 第六章：角度的調(diào)制與解調(diào) 6-1 設(shè)調(diào)制信號(hào)為三角波，如圖P6-1所示。試分別畫出調(diào)頻波和調(diào)相波的瞬時(shí)頻偏和瞬時(shí)相位偏移的波形圖（要求坐標(biāo)對齊）。 圖P6-1 解：對于調(diào)頻情況有：

42、 瞬時(shí)頻偏為： 瞬時(shí)相移為： 對于調(diào)相情況有： 瞬時(shí)相移為： 瞬時(shí)頻偏為： 它們的波形如下圖所示： 6-2 已知調(diào)角信號(hào) （1） 它是調(diào)頻波還是調(diào)相波？ （2） 中心頻率，調(diào)制信號(hào)，最大頻偏，最大相移各為多少? （3） 當(dāng)負(fù)載電阻，試求它的輸出功率? 解：（1）根據(jù)定義可知，它是調(diào)頻波。 （2）中心頻率為，調(diào)制信號(hào)的頻率為， 最大頻偏為，最大相移為 （3）輸出功率為 6-3調(diào)頻發(fā)射機(jī)的載頻為，調(diào)制信號(hào)頻率為，調(diào)制系數(shù)，載波幅度為，發(fā)射機(jī)驅(qū)動(dòng)的天線。試求： （1） 調(diào)頻波的表達(dá)式。 （2） 調(diào)頻波的最大頻偏。 （3） 調(diào)頻波的帶寬。 （4）

43、 發(fā)射機(jī)的總功率。 （5） 調(diào)頻波的載頻功率占總功率的比例為多少？ 解：（1）表達(dá)式為： （2）最大頻偏為： （3）帶寬為： （4）發(fā)射功率為： （5）載頻功率為：，則有 （注：查圖6.4得） 6-4 有一個(gè)調(diào)幅信號(hào)和一個(gè)調(diào)頻信號(hào),它們的載頻均為,調(diào)制信號(hào)，已知調(diào)頻靈敏度為。 （1） 比較兩個(gè)已調(diào)信號(hào)的帶寬 （2） 如調(diào)制信號(hào),它們的帶寬有何變化? 解：（1）令調(diào)制信號(hào)頻率為 ，載波信號(hào)頻率為。則有調(diào)幅信號(hào)的帶寬為。對于調(diào)頻信號(hào)有， ，且 因此調(diào)頻波的帶寬為： （2）當(dāng)調(diào)制信號(hào)時(shí)，調(diào)幅信號(hào)的帶寬仍然為。 調(diào)頻信號(hào)的帶寬則變?yōu)? 6-5

44、已知載波信號(hào)（V），調(diào)制信號(hào) (V)。 （1） 若為調(diào)頻波，且單位電壓產(chǎn)生的頻偏為4kHz，試寫出和調(diào)頻波表達(dá)式。 （2） 若為調(diào)相波，且單位電壓產(chǎn)生的相移為3rad，試寫出和調(diào)相波表達(dá)式。 解：（1）對于調(diào)頻波，其定義為，則有： 調(diào)頻波的表達(dá)式為 （2）對于調(diào)相波，其定義為，則有： 調(diào)相波的表達(dá)式為： 6-6 已知，若調(diào)制靈敏度為單位電壓產(chǎn)生的頻偏為2kHz，試寫出調(diào)頻波的表達(dá)式。 解：因?yàn)檎{(diào)頻波的定義為：，因此最大頻偏為，則有： ， 則調(diào)頻波的表達(dá)式為： 6-7 電視機(jī)的四頻道的伴音載頻，最大頻偏，最高調(diào)制音頻 （1） 計(jì)算信號(hào)

45、帶寬 （2） 瞬時(shí)頻率的變化范圍是多少? 解：（1） （2）因?yàn)?，因此瞬時(shí)頻率的變化范圍為： 6-8調(diào)頻振蕩器的振蕩回路由電感L與變?nèi)荻O管組成，如圖6.10所示。已知，變?nèi)莨艿膮?shù)為，調(diào)制信號(hào)為。試求: （1） 輸出調(diào)頻波的載頻 （2） 由調(diào)制信號(hào)引起的中心頻率偏移 （3） 最大頻偏 （4） 調(diào)頻靈敏度及二階非線性失真系數(shù) 解：（1）， 則載波頻率為 （2），則中心頻率偏移 （3） 最大頻偏 （4） 調(diào)頻靈敏度 二階非線性失真系數(shù) 6-9 已知某變?nèi)荻O管的特性為,若將它全部接入振蕩回路中實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻,外加固定偏壓。當(dāng)載頻時(shí)，試計(jì)算： （1）

46、調(diào)制靈敏度 （2） 若要求，則最大頻偏不能超過多少? 解：（1）因?yàn)椋杂校? （2）因?yàn)?，則 6-10變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路中的振蕩回路如圖P6-10所示，其中 是高頻旁路電容，且對音頻阻抗很大，為高頻扼流圈。已知電壓，變?nèi)莨埽?，。要? （1） 寫出該調(diào)頻振蕩器的調(diào)制特性表達(dá)式。 （2） 一次項(xiàng)最大頻偏為多大？ （3） 二次失真系數(shù)是多少？ （4） 中心頻率相對偏移量為多少？ 圖P6-10 解：（1），，，則有 （2）一次項(xiàng)最大頻偏為 （3）二次失真系數(shù)為 （4）中心頻率相對偏移量為 6-11 變?nèi)莨苷{(diào)頻器的部分電路

47、如圖P6-11所示。圖中，兩個(gè)變?nèi)莨芴匦韵嗤鶠闉楦哳l扼流圈，對振蕩頻率短路。 （1） 畫出變?nèi)莨艿钠秒娐? （2） 寫出振蕩頻率表示式。 （3） 寫出基波最大頻偏。 圖P6-11 解：(1) 變?nèi)莨艿钠秒娐罚ò绷髌煤驼{(diào)制信號(hào)）如右圖所示。 （2）設(shè)調(diào)制信號(hào)為 ， ，， 則振蕩頻率的表達(dá)式為： （3）基波最大頻偏為 6-12在圖6.14所示的三級單回路變?nèi)莨荛g接調(diào)頻電路中，電阻和三個(gè)電容構(gòu)成積分電路。已知變?nèi)莨艿膮?shù)為，回路的等效品質(zhì)因素，輸入高頻電流，調(diào)制電壓的頻率范圍為，要求每

48、級回路的相移小于30o。試求： （1） 調(diào)制信號(hào)電壓的幅度。 （2） 輸出調(diào)頻電壓幅度。 （3） 最大頻偏。 （4） 若由變?yōu)椋娐返墓δ苡蟹褡兓? 解：（1）調(diào)相器的輸入信號(hào)為： 因?yàn)闈M足積分條件。 則變?nèi)莨艿恼{(diào)制電壓幅度為， 每一級的調(diào)相指數(shù)要求為：，可得 則有 （2）對于每級的諧振回路的諧振阻抗為，則第一級的輸出電壓幅度為： 第二級的輸出電壓幅度為， 因?yàn)?，所以有? 同理，第三級輸出電壓的幅度為，則輸出調(diào)頻電壓幅度為 （3）一級回路的最大頻偏為，則三級系統(tǒng)的最大頻偏為 （4）當(dāng)由變?yōu)闀r(shí)， ，該電路不滿足積分條件，所以電路的功能轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)相電路。

49、 6-13某調(diào)頻設(shè)備如圖P6-13所示。要求輸出調(diào)頻波的載頻為，最大頻偏為。本振頻率，已知調(diào)制信號(hào)頻率，混頻器輸出頻率為，兩個(gè)倍頻器的倍頻次數(shù)。試求： （1） LC直接調(diào)頻電路輸出的。 （2） 兩個(gè)放大器的通頻帶 圖P6-13 解：（1）因?yàn)? ，， 所以有：， ， 。 又因?yàn)?，，所以有： ， （2）第一個(gè)放大器的帶寬為 第二個(gè)放大器的帶寬為 6-14某調(diào)頻發(fā)射機(jī)電路如圖P6-14所示。輸出調(diào)頻波的載頻為，最大頻偏為，調(diào)制信號(hào)頻率。已知，混頻器輸出頻率為，矢量合成法調(diào)相器的調(diào)相指數(shù)為。試求： （1） 兩個(gè)倍頻器的倍頻次數(shù)。 （2） 的表示式。 圖P

50、6-14 解：（1）因?yàn)閷τ谡{(diào)頻波為，其瞬時(shí)頻率為，頻偏為 ，則對于上述系統(tǒng)有： ,,故有 又，即有。解方程可得： （2） 6-15鑒頻器的輸入信號(hào)為,鑒頻靈敏度，線性鑒頻范圍大于，試畫出鑒頻特性曲線并求輸出電壓。 解：因?yàn)?，則有 ， 輸出電壓為： 6-16 某電路的方框圖如圖P6-16所示。此電路能否鑒頻？若，試寫出的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 圖P6-16 解：，則有， 因此該電路可以實(shí)現(xiàn)鑒頻，但存在二次諧波失真項(xiàng)。 6-17斜率鑒頻電路如圖P6-17所示。已知調(diào)頻波 ，，試畫出鑒頻特性的波形（要求坐標(biāo)對齊）。

51、 6-18在圖P6-18所示的兩個(gè)電路中，試指出哪個(gè)電路能實(shí)現(xiàn)包絡(luò)檢波，哪個(gè)電路能實(shí)現(xiàn)鑒頻，相應(yīng)的應(yīng)如何配置。 圖P6-18 解：（a）當(dāng)、分別對輸入信號(hào)頻率左右失諧時(shí)，此電路能實(shí)現(xiàn)斜率鑒頻功能，設(shè)回路1的幅頻特性為，回路2的幅頻特性為，包絡(luò)檢波器的檢波系數(shù)為。調(diào)頻波的信號(hào)幅度為，則有： ， ， 輸出信號(hào)為： （b）依據(jù)上述的分析情況，則在（b）圖中有： 輸出信號(hào)為： 因此當(dāng)、分別對輸入信號(hào)頻率左右失諧時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)鑒頻。 但當(dāng)時(shí)，該電路能實(shí)現(xiàn)包絡(luò)檢波。 6-19試寫

52、出圖P6-19所示的各電路功能。 （1） 在圖(a)中，設(shè)，已知，或，。 （2） 在圖(b)中，設(shè)，已知，或，。 （3） 在圖(c)中，設(shè)，已知，。鑒相器的特性為。 圖P6-19 解：(a)當(dāng)，時(shí)， RC電路滿足積分條件，因此該電路為間接調(diào)頻電路，輸出為調(diào)頻波，即： 當(dāng)，時(shí)， 此時(shí)，RC電路不滿足積分條件，因此該電路為調(diào)相電路，輸出為調(diào)相波： （b）當(dāng)，時(shí)， RC電路不滿足微分條件，因此該電路輸出為調(diào)頻波，即： 當(dāng)，時(shí)， RC電路滿足微分條件，因此該電路輸出為調(diào)相波，即： （c）當(dāng)，，，RC電路滿足微分條件。同時(shí)，鑒相器輸出為輸入信號(hào)的

53、相位變化情況，即： 。 該信號(hào)經(jīng)過RC 的微分電路，則有： ，其中系數(shù)為微分電路的增益系數(shù)。 可見，該電路能實(shí)現(xiàn)鑒頻功能。 6-20以集成電路LM1596為核心（其內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖2.21），設(shè)計(jì)一個(gè)正交鑒頻電路。已知調(diào)頻波的載頻為，最大頻偏，采用圖6.15所示的正交鑒頻結(jié)構(gòu)框圖。其中，并聯(lián)電容，要求： （1） 計(jì)算相移網(wǎng)絡(luò)中的電感和電阻。 （2） 畫出完整的正交鑒頻電路。 解：（1）因?yàn)?，則， 調(diào)頻波的帶寬為。 依據(jù)正交鑒頻的工作原理有，并且要求。則有： （2）以集成電路LM1596為核心的完整正交鑒頻電路如下圖所示：

54、 第七章 混頻電路 7-1 混頻電路的變頻增益與放大器的增益定義有何不同？為什么同一晶體管作為放大器工作時(shí)，其增益高于變頻時(shí)的增益？ 答：變頻增益的定義為混頻器的輸出中頻信號(hào)的電壓幅度與輸入射頻信號(hào)電壓幅度之比。輸入輸出信號(hào)的頻率是不一樣的。放大器的增益定義為輸出電壓信號(hào)的幅度與輸入信號(hào)電壓的幅度之比。輸入輸出信號(hào)的頻率是一樣的。 通常情況下，同一晶體管作為放大器工作時(shí)的增益高于作為混頻時(shí)的變頻增益。（詳細(xì)情況可參見張肅文主編的高頻電子線路第三版P227）。 7-2 IS-54數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的接收頻帶為

55、，第一中頻為，信道帶寬為。問本振頻率范圍是多少？對應(yīng)的鏡像頻率是多少？ 解：本振頻率的范圍為： 對應(yīng)的鏡像頻率為： 7-3 理想乘法器作為混頻器，比較本振電壓采用幅度相同的正弦波和方波時(shí)，變頻跨導(dǎo)大小的變化和對濾波器的要求。 解：設(shè)理想乘法器的輸出電流為，為比例常數(shù)，假設(shè)輸入信號(hào)為。 當(dāng)本振信號(hào)為正弦波時(shí)，混頻器的輸出電流為 若取差頻為中頻，可利用低通濾波器取出中頻信號(hào)，則中頻電流為 ， 此時(shí)變頻跨導(dǎo)為 當(dāng)本振信號(hào)為方波時(shí)，混頻器的輸出電流為 其電流中的組合頻率分量有：，因此采用帶通濾波器可取出中頻信號(hào)。則中頻電流為 此時(shí)變頻跨導(dǎo)為 可見本振電壓

56、采用方波時(shí)，其變頻跨導(dǎo)比采用正弦波要大，但其濾波器的要求則比正弦波方式高，必須采用帶通濾波器。 7-4 三極管混頻電路如圖P7-4所示，，三極管的轉(zhuǎn)移特性為 設(shè)輸入信號(hào)為 ，。 。試求混頻器的變頻跨導(dǎo)和變頻電壓增益。假設(shè)LC回路的諧振阻抗為。 圖P7-4 解：時(shí)變跨導(dǎo)波形如下圖所示： 則有：，變頻跨導(dǎo)： 輸出中頻電壓為： 變頻電壓增益為： 7-5在圖P7-5所示的場效應(yīng)管混頻器原理電路中，已知場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性為。設(shè)本振電壓為，在滿足線性時(shí)變

57、條件下，試畫出以下兩種情況的波形，并寫出變頻跨導(dǎo)的表達(dá)式。 ⑴ ⑵ 圖P7-5 解：由場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性可知， ，其為線性關(guān)系。由圖可知，時(shí)變偏置為，為小信號(hào)，工作在線性時(shí)變條件，其變頻跨導(dǎo)的波形如下圖所示。 當(dāng)時(shí)，則時(shí)變跨導(dǎo)為余弦波，則有 則變頻跨導(dǎo)為 當(dāng)時(shí)，時(shí)變跨導(dǎo)為半波的余弦波，則時(shí)變跨導(dǎo)為 則變頻跨導(dǎo)為 7-6 已知混頻器的輸入信號(hào)為，本振信號(hào)為，靜態(tài)偏值電壓。在滿足線性時(shí)變條件下，試分別求出如圖P7-6所示的兩種伏安特性的混頻管的變頻跨導(dǎo)。 解：時(shí)變跨導(dǎo)的波形如下圖所示。 在(a)

58、圖中，，所以變頻跨導(dǎo)為。 在(b)圖中， 因此基波分量為 則有變頻跨導(dǎo)為 7-7 試求圖P7-7所示的二極管混頻器電路的輸出電壓的表達(dá)式。假設(shè)二極管的伏安特性為從原點(diǎn)出發(fā)，斜率為的直線，且二極管工作在控制的開關(guān)狀態(tài)。 圖P7-7 解：在(a)圖中，當(dāng)為正半周時(shí)，二極管均導(dǎo)通，當(dāng)為負(fù)半周時(shí)，二極管均截止，其導(dǎo)通時(shí)的等效電路如下圖所示。其中，此時(shí)回路的方程為： 則有：， 即，所以 在(b)圖中，當(dāng)為正半周時(shí)，二極管均導(dǎo)通，當(dāng)為負(fù)半周時(shí)，二極管均截止，其導(dǎo)通時(shí)的等效電路如下圖所示。其中，此時(shí)回路的方程為： 則有：， 即，所以 在(c)圖中，當(dāng)為

59、正半周時(shí)，二極管導(dǎo)通、截止，當(dāng)為負(fù)半周時(shí)，二極管截止、導(dǎo)通，其等效電路如下圖所示。其中。 當(dāng)為正半周時(shí)， 當(dāng)為負(fù)半周時(shí)， 所以輸出電壓為 7-8 在一超外差式廣播收音機(jī)中，中頻頻率。試分析下列現(xiàn)象屬于何種干擾，又是如何形成的？ (1) 當(dāng)收到頻率的電臺(tái)時(shí)，伴有頻率為的哨叫聲； (2) 當(dāng)收聽頻率的電臺(tái)時(shí)，聽到頻率為的強(qiáng)電臺(tái)播音； (3) 當(dāng)收聽頻率的電臺(tái)播音時(shí)，聽到頻率為的強(qiáng)電臺(tái)播音。 答：超外差接收機(jī)的混頻器中由于存在非線性器件，輸入信號(hào)與本振信號(hào)在實(shí)現(xiàn)混頻時(shí)會(huì)產(chǎn)生眾多的組合頻率分量，即，當(dāng)這些組合頻率落在中頻范圍內(nèi)時(shí)，中頻濾波器無法濾除，經(jīng)檢波后會(huì)產(chǎn)生哨叫

60、聲。即或。 當(dāng)收到頻率為時(shí)，本振頻率為。此時(shí)有，因此產(chǎn)生了哨叫聲，它是由混頻器的次方項(xiàng)引起的。 當(dāng)收聽頻率時(shí)，本振頻率為。由于，所以為鏡像頻率，屬于鏡像頻率干擾，它是由混頻器的次方項(xiàng)產(chǎn)生的。 當(dāng)收聽頻率時(shí)，本振頻率為。由于，所以屬于寄生通道干擾，它是由混頻器的次方項(xiàng)產(chǎn)生的。 7-9 超外差式廣播收音機(jī)的接收頻率為，中頻頻率。試問： (1)當(dāng)收聽頻率電臺(tái)的播音時(shí)，除了調(diào)諧在頻率刻度上能收聽到該電臺(tái)信號(hào)外，還可能在接收頻段內(nèi)的哪些刻度上收聽到該電臺(tái)信號(hào)(寫出最強(qiáng)的兩個(gè))？它們各自是通過什么寄生通道形成的？ (2)當(dāng)收聽頻率電臺(tái)的播音時(shí)，還可能同時(shí)收聽到哪些頻率的電臺(tái)信號(hào)(寫出最強(qiáng)的

61、兩個(gè))？各自是通過什么寄生通道形成的？ 解：在超外差式廣播收音機(jī)的接收頻率為的頻帶范圍內(nèi)，當(dāng)收聽頻率作為干擾頻率時(shí)，，此時(shí)有 當(dāng)時(shí)，有。它是由混頻器的次方項(xiàng)產(chǎn)生的。 當(dāng)時(shí)，有，它是由混頻器的次方項(xiàng)產(chǎn)生的。 同理有，當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí)，有。它是由混頻器的次方項(xiàng)產(chǎn)生的鏡像頻率干擾。 當(dāng)時(shí)，有，它是由混頻器的次方項(xiàng)產(chǎn)生的。 7-10 假設(shè)混頻器中晶體三極管在靜態(tài)工作點(diǎn)上展開的轉(zhuǎn)移特性的冪級數(shù)表示為： 。 已知混頻器的本振頻率為，中頻頻率為，若在混頻器的輸入端同時(shí)作用和的干擾信號(hào)。試問在混頻器的輸出端是否會(huì)有中頻信號(hào)輸出？若有，它是通過轉(zhuǎn)移特性的幾次方項(xiàng)產(chǎn)生的。 解：因?yàn)?，，因?/p>

62、干擾信號(hào)均不會(huì)落在中頻內(nèi)，因此在不會(huì)中頻口輸出。但是，它們的三階互調(diào)分量與本振信號(hào)的混頻會(huì)產(chǎn)生中頻信號(hào)，即。它是混頻器的次方項(xiàng)產(chǎn)生的。 第八章 高頻放大器 8-1高頻小信號(hào)放大器與高頻諧振功率放大器各應(yīng)用在什么場合？在性能指標(biāo)、電路結(jié)構(gòu)上有那些異同點(diǎn)？ 答：高頻小信號(hào)放大器應(yīng)常用于廣播、電視、通信、雷達(dá)等接收設(shè)備中，一般處在接收機(jī)的前端，其主要功能是從所接收的眾多電信號(hào)中，選出有用信號(hào)并加以放大，而對其他無用信號(hào)、干擾與噪聲進(jìn)行抑制，以提高信號(hào)的質(zhì)量和抗干擾能力。主要性能包括：放大器的增益，頻率選擇性，工作穩(wěn)定可靠。 高頻諧振功率放大器常應(yīng)用于發(fā)射機(jī)的末端

63、，主要用于放大高頻信號(hào)或高頻已調(diào)波（即窄帶）信號(hào)。主要性能指標(biāo)是發(fā)射信號(hào)的輸出功率與放大器的轉(zhuǎn)換效率。 高頻小信號(hào)放大器與高頻諧振功率放大器在電路結(jié)構(gòu)上的相同點(diǎn)是均采用諧振回路作負(fù)載，具有選頻特性。不同的是高頻小信號(hào)放大器是一個(gè)線性放大器，高頻諧振功率放大器是一個(gè)非線性放大器，它在沒有信號(hào)輸入時(shí)晶體管工作在截止?fàn)顟B(tài)。 8-2高頻小信號(hào)放大器根據(jù)頻帶寬度的不同有那些分類？高頻諧振功率放大器根據(jù)導(dǎo)通角的不同有哪些分類？C類功率放大器與A、B類相比有何不同？它適宜放大什么信號(hào)，為什么？ 答：高頻小信號(hào)放大器根據(jù)頻帶寬度的不同可分為窄帶放大器和寬帶放大器。高頻諧振功率放大器根據(jù)導(dǎo)通角的不同可

64、分為A（甲）、B（乙）、AB（甲乙）、C（丙）四類。 C類放大器是非線性放大器，要求采用諧振回路作為負(fù)載，一般用來放大信號(hào)相對頻帶比較窄的高頻信號(hào)。A、B類放大器是線性放大器，一般采用非諧振回路作為負(fù)載，通常用來放大信號(hào)相對頻帶比較寬的低頻信號(hào)。 8-3寫出圖8.5中各元件在電路中的作用。 答：、及電源為晶體管提供直流工作點(diǎn)，保證晶體管工作在線性放大狀態(tài)。電阻的接入是提供直流負(fù)反饋，是為了防止由于電源電壓不足造成的晶體管工作點(diǎn)的不穩(wěn)定而設(shè)置的。 電容、對交流旁路。輸入端采用變壓器進(jìn)行阻抗變換接入，使輸入端阻抗匹配。輸出端接LC選頻回路，其作用主要是作為放大器的負(fù)載、實(shí)現(xiàn)選頻、阻抗匹

65、配。變壓器進(jìn)行阻抗變換，實(shí)現(xiàn)與下一級匹配。 8-4 在三級同步調(diào)諧（中心頻率均相同）的LC單回路中頻放大器中，中心頻率為465kHz，每個(gè)回路的，試問總的通頻帶為多少？如果要使總的通頻帶為10kHz，則允許最大為多少？ 解：每級回路的品質(zhì)因素，因三級放大器級聯(lián)，則回路的總通頻帶為： 為了使總的通頻帶為10KHz，則允許的品質(zhì)因素為： 8-5 C類功率放大器中用諧振回路作為集電極負(fù)載的原因是什么？ 答：集電極電流為余弦脈沖電流，依據(jù)傅立葉分解可以看出，它包含了眾多的頻譜分量，為了使輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的頻率相同，則集電極輸出必須接有選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載。該選頻網(wǎng)絡(luò)一般采用LC諧

66、振回路，使其諧振頻率等于輸入信號(hào)的頻率，選頻回路的通頻帶必須符合輸入信號(hào)帶寬的要求。 8-6 C類諧振功率放大器電路如圖8.10所示，偏置，輸入信號(hào)，回路調(diào)諧在輸入信號(hào)頻率上。晶體管的理想轉(zhuǎn)移特性如下圖P8-6所示，其中。試在轉(zhuǎn)移特性上畫出輸入電壓和輸出電流波形。并求出電流導(dǎo)通角及的大小。若并聯(lián)回路諧振阻抗，等效品質(zhì)因數(shù)，試求放大器輸出基波電壓和二次諧波電壓的大小。 圖P8-6 解：其輸入電壓與輸出電流波形如下圖所示。由圖可知，導(dǎo)通角為： ， 依據(jù)圖8.12可查表得，當(dāng)時(shí)，，， 則各電流為： 輸出基波電壓幅度為。 二次諧波時(shí)的諧波阻抗為： 輸出二次諧波電壓幅度為。 8-7已知一個(gè)高頻功率放大器，，負(fù)載諧振電阻，其集電極脈沖電流的參數(shù)為，，，。試求輸出功率，電源提供的功率及集電極的效率。 解： 輸出功率： 電源提供功率： 集電極效率： 8-8有一用硅NPN外延平面型高頻功率管3DA1做成的諧振功率放大器，已知，工作頻率為1MHz，。求。 解：， ， 8-9