高頻電子線路課后答案胡宴如,狄蘇燕.doc

53 說(shuō)明 所有習(xí)題都是我們上課布置的作業(yè)題，所有解答都是本人自己完成，其中難免有錯(cuò)誤之處，還望大家海涵。第2章小信號(hào)選頻放大器2.1已知并聯(lián)諧振回路的求該并聯(lián)回路的諧振頻率、諧振電阻及通頻帶。解 2.2并聯(lián)諧振回路如圖P2.2所示，已知：信號(hào)源內(nèi)阻負(fù)載電阻求該回路的諧振頻率、諧振電阻、通頻帶。解 2.3已知并聯(lián)諧振回路的求回路的L和Q以及時(shí)電壓衰減倍數(shù)。如將通頻帶加寬為300 kHz，應(yīng)在回路兩端并接一個(gè)多大的電阻?解 當(dāng)時(shí)而由于所以可得2.4并聯(lián)回路如圖P2.4所示,已知：。試求該并聯(lián)回路考慮到影響后的通頻帶及等效諧振電阻。解 2.5并聯(lián)回路如圖P2.5所示，試求并聯(lián)回路23兩端的諧振電阻。已知：(a)、，等效損耗電阻，；(b) 、，、。解 2.6并聯(lián)諧振回路如圖P2.6所示。已知：，匝比，試求諧振回路有載諧振電阻、有載品質(zhì)因數(shù)和回路通頻帶。 解將圖P2.6等效為圖P2.6(s)，圖中2.7單調(diào)諧放大器如圖2.2.4(a)所示。已知放大器的中心頻率，回路線圈電感，匝數(shù)匝，匝，匝，晶體管的參數(shù)為：、。試求該大器的諧振電壓增益、通頻帶及回路外接電容。解 2.8單調(diào)諧放大器如圖2.2.4(a)所示。中心頻率，晶體管工作點(diǎn)電流，回路電感，匝比，、，試求該放大器的諧振電壓增益及通頻帶。解 第章諧振功率放大器3.1諧振功率放大器電路如圖3.1.1所示，晶體管的理想化轉(zhuǎn)移特性如圖P3.1所示。已知：，回路調(diào)諧在輸入信號(hào)頻率上，試在轉(zhuǎn)移特性上畫(huà)出輸入電壓和集電極電流波形，并求出電流導(dǎo)通角及、的大小。解由可作出它的波形如圖P3.1(2)所示。根據(jù)及轉(zhuǎn)移特性，在圖P3.1中可作出的波形如(3)所示。由于時(shí)，則。因?yàn)?，所以則得由于，則3.2已知集電極電流余弦脈沖，試求通角，時(shí)集電極電流的直流分量和基波分量；若，求出兩種情況下放大器的效率各為多少？解(1) ，(2)，3.3已知諧振功率放大器的，試求該放大器的、以及、。解 3.4一諧振功率放大器，測(cè)得，求、和。解 3.5已知，放大器工作在臨界狀態(tài)，要求輸出功率，試求該放大器的諧振電阻、輸入電壓及集電極效率。解 3.6諧振功率放大器電路如圖P3.6所示，試從饋電方式，基極偏置和濾波匹配網(wǎng)絡(luò)等方面，分析這些電路的特點(diǎn)。解(a) 、集電極均采用串聯(lián)饋電方式，基極采用自給偏壓電路，利用高頻扼圈中固有直流電阻來(lái)獲得反向偏置電壓，而利用獲得反向偏置電壓。輸入端采用L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，輸出端采用型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)。(b) 集電極采用并聯(lián)饋電方式，基極采用自給偏壓電路，由高頻扼流圈中的直流電阻產(chǎn)生很小的負(fù)偏壓，輸出端由，構(gòu)成型和型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)和使得外接50歐負(fù)載電阻在工作頻率上變換為放大器所要求的匹配電阻，輸入端由、構(gòu)成和型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)， 用來(lái)調(diào)匹配，用來(lái)調(diào)諧振。3.7某諧振功率放大器輸出電路的交流通路如圖P3.7所示。工作頻率為2MHz，已知天線等效電容，等效電阻，若放大器要求，求和。 解先將、等效為電感，則、組成形網(wǎng)絡(luò)，如圖P3.7(s)所示。由圖可得由圖又可得，所以可得因?yàn)?，所?.8一諧振功率放大器，要求工作在臨界狀態(tài)。已知，集電極電壓利用系數(shù)為0.95，工作頻率為10 MHz。用L型網(wǎng)絡(luò)作為輸出濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，試計(jì)算該網(wǎng)絡(luò)的元件值。解放大器工作在臨界狀態(tài)要求諧振阻抗等于由于>，需采用低阻變高阻網(wǎng)絡(luò)，所以3.9已知實(shí)際負(fù)載，諧振功率放大器要求的最佳負(fù)載電阻，工作頻率，試計(jì)算圖3.3.9(a)所示型輸出濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的元件值，取中間變換阻抗。 解將圖3.3.9(a)拆成兩個(gè)L型電路，如圖P3.9(s)所示。由此可得3.10試求圖P3.10所示各傳輸線變壓器的阻抗變換關(guān)系及相應(yīng)的特性阻抗。解(a) (b) 3.11功率四分配網(wǎng)絡(luò)如圖P3.11所示，試分析電路的工作原理。已知，試求、及的值。解當(dāng)a與b端負(fù)載電阻均等于2，a與b端獲得信號(hào)源供給功率的一半。同理，、兩端負(fù)載都相等，且等于4時(shí)，a、b端功率又由、平均分配給四個(gè)負(fù)載，所以每路負(fù)載獲得信號(hào)源供給功率的1/4，故圖P3.11構(gòu)成功率四分配網(wǎng)絡(luò)。3.12圖P3.12所示為工作在230 MHz頻段上、輸出功率為50 W的反相功率合成電路。試說(shuō)明：(1) 傳輸線變壓器的作用并指出它們的特性阻抗；(2) 、傳輸線變壓器的作用并估算功率管輸入阻抗和集電極等效負(fù)載阻抗。解(1) 說(shuō)明的作用并指出它們的特性阻抗為1:1傳輸線變壓器，用以不平衡與平衡電路的轉(zhuǎn)換，。和組成9:1阻抗變換電路，。為1:1傳輸線變壓器，用以平衡與不平衡電路的轉(zhuǎn)換，。為1:4傳輸線變壓器，用以阻抗變換，。(2) 說(shuō)明、的作用并估算功率管的輸入阻抗和等效負(fù)載阻抗起反向功率分配作用，起反向功率合成作用。功率管的輸入阻抗為功率管集電極等效負(fù)載阻抗為第4章正弦波振蕩器4.1分析圖P4.1所示電路，標(biāo)明次級(jí)數(shù)圈的同名端，使之滿足相位平衡條件，并求出振蕩頻率。解(a) 同名端標(biāo)于二次側(cè)線圈的下端(b) 同名端標(biāo)于二次側(cè)線的圈下端(c) 同名端標(biāo)于二次側(cè)線圈的下端4.2變壓器耦合振蕩電路如圖P4.2所示，已知，、，晶體管的、，略去放大電路輸入導(dǎo)納的影響，試畫(huà)出振蕩器起振時(shí)開(kāi)環(huán)小信號(hào)等效電路，計(jì)算振蕩頻率，并驗(yàn)證振蕩器是否滿足振幅起振條件。 解作出振蕩器起振時(shí)開(kāi)環(huán)參數(shù)等效電路如圖P4.2(s)所示。略去晶體管的寄生電容，振蕩頻率等于略去放大電路輸入導(dǎo)納的影響，諧振回路的等效電導(dǎo)為由于三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)電流為所以，三極管的正向傳輸導(dǎo)納等于因此，放大器的諧振電壓增益為而反饋系數(shù)為這樣可求得振蕩電路環(huán)路增益值為由于>1，故該振蕩電路滿足振幅起振條件。4.3試檢查圖P4.3所示振蕩電路，指出圖中錯(cuò)誤，并加以改正。解(a) 圖中有如下錯(cuò)誤：發(fā)射極直流被短路，變壓器同各端標(biāo)的不正確，構(gòu)成負(fù)反饋。改正圖如圖P4.3(s)(a)所示。(b) 圖中有如下錯(cuò)誤：不符號(hào)三點(diǎn)式組成原則，集電極不通直流，而通過(guò)直接加到發(fā)射極。只要將和位置互換即行，如圖P4.3(s)(b)所示。4.4根據(jù)振蕩的相位平衡條件，判斷圖P4.4所示電路能否產(chǎn)生振蕩？在能產(chǎn)生振蕩的電路中，求出振蕩頻率的大小。解(a) 能；(b) 不能；(c) 能；4.5畫(huà)出圖P4.5所示各電路的交流通路，并根據(jù)相位平衡條件，判斷哪些電路能產(chǎn)生振蕩，哪些電路不能產(chǎn)生振蕩(圖中、為耦合電容或旁路電容，為高頻扼流圈)。解各電路的簡(jiǎn)化交流通路分別如圖P4.5(s)(a)、(b)、(c)、(d)所示，其中(a) 能振蕩； (b) 能振蕩；(c) 能振蕩； (d) 不能振蕩。4.6圖P4.6所示為三諧振回路振蕩器的交流通路，設(shè)電路參數(shù)之間有以下四種關(guān)系：(1) ；(2) ；(3) ；(4) 。試分析上述四種情況是否都能振蕩，振蕩頻率與各回路的固有諧振頻率有何關(guān)系？解令(1) ，即當(dāng)時(shí)，、均呈感性，不能振蕩；當(dāng)時(shí)，呈容性，、呈感性，不能振蕩；當(dāng)時(shí)，、呈容性，呈感性，構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩電路。(2) ，即當(dāng)時(shí)，、呈感性，不能振蕩；當(dāng)時(shí)，呈容性，、呈感性，構(gòu)成電感三點(diǎn)式振蕩電路；當(dāng)時(shí)，、呈容性，呈感性，不能振蕩；當(dāng)時(shí)，、均呈容性，不能振蕩。(3) 即當(dāng)時(shí)，、均呈感性，不能振蕩；當(dāng)時(shí)，、呈容性，呈感性，構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩電路；當(dāng)時(shí)，、均呈容性，不振蕩。(4) 即時(shí)，、均呈感性；時(shí)，、呈容性，呈感性；時(shí)，、均呈容性，故此種情況下，電路不可能產(chǎn)生振蕩。4.7電容三點(diǎn)式振蕩器如圖P4.7所示，已知諧振回路的空載品質(zhì)因數(shù)，晶體管的輸出電導(dǎo)，輸入電導(dǎo)，試求該振蕩器的振蕩頻率，并驗(yàn)證時(shí)，電路能否起振？解(1)求振蕩頻率，由于所以(2) 求振幅起振條件故滿足振幅起振條件。4.8振蕩器如圖P4.8所示，它們是什么類型振蕩器？有何優(yōu)點(diǎn)？計(jì)算各電路的振蕩頻率。解(a) 電路的交流通路如圖P4.8(s)(a)所示，為改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路，稱為克拉潑電路。其主要優(yōu)點(diǎn)是晶體管寄生電容對(duì)振蕩頻率的影響很小，故振蕩頻率穩(wěn)定度高。 (b) 電路的交流通路如圖P4.8(s)(b)所示，為改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路，稱為西勒電路。其主要優(yōu)點(diǎn)頻率穩(wěn)定高。4.9分析圖P4.9所示各振蕩電路，畫(huà)出交流通路，說(shuō)明電路的特點(diǎn)，并計(jì)算振蕩頻率。解(a) 交流通路如圖P4.9(s)(a)所示。電容三點(diǎn)振蕩電路，采用電容分壓器輸出，可減小負(fù)載的影響。 (b) 交流通路如圖P4.9(s)(b)所示，為改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路(西勒電路)，頻率穩(wěn)定度高。采用電容分壓器輸出，可減小負(fù)載的影響。4.10若石英晶片的參數(shù)為：，試求(1)串聯(lián)諧振頻率；(2)并聯(lián)諧振頻率與相差多少？(3)晶體的品質(zhì)因數(shù)和等效并聯(lián)諧振電阻為多大？解(1) (2) (3) 4.11圖P4.11所示石英晶體振蕩器，指出他們屬于哪種類型的晶體振蕩器，并說(shuō)明石英晶體在電路中的作用。解(a) 并聯(lián)型晶體振蕩器，石英晶體在回路中起電感作用。(b) 串聯(lián)型晶體振蕩器，石英晶體串聯(lián)諧振時(shí)以低阻抗接入正反饋電路。4.12晶體振蕩電路如圖P4.12所示，試畫(huà)出該電路的交流通路；若為的諧振頻率，為的諧振頻率，試分析電路能否產(chǎn)生自激振蕩。若能振蕩，指出振蕩頻率與、之間的關(guān)系。 解該電路的簡(jiǎn)化交流通路如圖P4.12(s)所示，電路可以構(gòu)成并聯(lián)型晶體振蕩器。若要產(chǎn)生振蕩，要求晶體呈感性，和呈容性。所以。4.13畫(huà)出圖P4.13所示各晶體振蕩器的交流通路，并指出電路類型。解各電路的交流通路分別如圖P4.13(s)所示。4.14圖P4.14所示為三次泛音晶體振蕩器，輸出頻率為5 MHz，試畫(huà)出振蕩器的交流通路，說(shuō)明回路的作用，輸出信號(hào)為什么由輸出？ 解振蕩電路簡(jiǎn)化交流通路如圖P4.14(s)所示?；芈酚靡允故⒕w工作在其三次泛音頻率上。構(gòu)成射極輸出器，作為振蕩器的緩沖級(jí)，用以減小負(fù)載對(duì)振蕩器工作的影響，可提高振蕩頻率的穩(wěn)定度。4.15試用振蕩相位平衡條件判斷圖P4.15所示各電路中能否產(chǎn)生正弦波振蕩，為什么？解(a) 放大電路為反相放大，故不滿足正反饋條件，不能振蕩。(b) 為共源電路、為共集電路，所以兩級(jí)放大為反相放大，不滿足正反饋條件，不能振蕩。(c) 差分電路為同相放大，滿足正反饋條件，能振蕩。(d) 通過(guò)選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成負(fù)反饋，不滿足正弦振蕩條件，不能振蕩。(e) 三級(jí)滯后網(wǎng)絡(luò)可移相，而放大器為反相放大，故構(gòu)成正反饋，能產(chǎn)生振蕩。4.16已知振蕩電路如圖P4.16所示。(1) 說(shuō)明應(yīng)具有怎樣的溫度系數(shù)和如何選擇其冷態(tài)電阻；(2) 求振蕩頻頻率。解(1) 應(yīng)具有正溫度系數(shù)，冷態(tài)電阻(2) 4.17振蕩電路如圖P4.17所示，已知，試分析的阻值分別為下列情況時(shí)，輸出電壓波形的形狀。(1) ；(2) ；(3) 為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，冷態(tài)電阻大于；(4) 為正溫度系數(shù)熱敏電阻，冷態(tài)電阻值大于。解(1) 因?yàn)橥Ｕ?，?2) 因?yàn)椋敵鲭妷簽榉讲ǎ?3) 可為正弦波；(4) 由于，卻隨增大越大于3，故輸出電壓為方波。4.18設(shè)計(jì)一個(gè)頻率為500 Hz的橋式振蕩電路，已知，并用一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻作為穩(wěn)幅元件，試畫(huà)出電路并標(biāo)出各電阻值。解可選用圖P4.17電路，因沒(méi)有要求輸出幅度大小，電源電壓可取。由于振蕩頻率較低，可選用通用型集成運(yùn)放741。由確定的值，即由可確定的值，即可根據(jù)輸出幅度的大小，選擇小于的電阻，取小值，輸出幅度可增大。現(xiàn)取。4.19圖4.5.4所示橋式振蕩電路中，電路已產(chǎn)生穩(wěn)幅正弦波振蕩，當(dāng)輸出電壓達(dá)到正弦波峰值時(shí)，二極管的正向壓降約為，試粗略估算輸出正弦波電壓的振幅值。解穩(wěn)幅振蕩時(shí)電路參數(shù)滿足，即因由、與、并聯(lián)阻抗串聯(lián)組成，所以因兩端壓降為0.6 V，則流過(guò)負(fù)反饋電路的電流等于0.6V/，所以，由此可以得到振蕩電路的輸出電壓為第5章振幅調(diào)制、振幅解調(diào)與混頻電路5.1已知調(diào)制信號(hào)載波信號(hào)令比例常數(shù)，試寫(xiě)出調(diào)幅波表示式，求出調(diào)幅系數(shù)及頻帶寬度，畫(huà)出調(diào)幅波波形及頻譜圖。解 調(diào)幅波波形和頻譜圖分別如圖P5.1(s)(a)、(b)所示。5.2已知調(diào)幅波信號(hào)，試畫(huà)出它的波形和頻譜圖，求出頻帶寬度。解 調(diào)幅波波形和頻譜圖如圖P5.2(s)(a)、(b)所示。5.3已知調(diào)制信號(hào)，載波信號(hào)，試寫(xiě)出調(diào)輻波的表示式，畫(huà)出頻譜圖，求出頻帶寬度。解 頻譜圖如圖P5.3(s)所示。5.4已知調(diào)幅波表示式,試求該調(diào)幅波的載波振幅、調(diào)頻信號(hào)頻率、調(diào)幅系數(shù)和帶寬的值。解 ，5.5已知調(diào)幅波表示式，試求出調(diào)幅系數(shù)及頻帶寬度，畫(huà)出調(diào)幅波波形和頻譜圖。解由，可得調(diào)幅波波形和頻譜圖分別如圖P5.5(s)(a)、（b）所示。5.6已知調(diào)幅波表示式，試畫(huà)出它的波形和頻譜圖，求出頻帶寬度。若已知，試求載波功率、邊頻功率、調(diào)幅波在調(diào)制信號(hào)一周期內(nèi)平均總功率。解調(diào)幅波波形和頻譜圖分別如圖P5.6(s)(a)、(b)所示。，PSB1+PSB2=0.125+0.125=0.25W5.7已知，試畫(huà)出它的波形及頻譜圖。解 所以，調(diào)幅波波形如圖P5.7(s)(a)所示，頻譜圖如圖P5.7(s)(b)所示。5.8已知調(diào)幅波的頻譜圖和波形如圖P5.8(a)、(b)所示，試分別寫(xiě)出它們的表示式。解 5.9試分別畫(huà)出下列電壓表示式的波形和頻譜圖，并說(shuō)明它們各為何種信號(hào)。（令）(1)；(2)；(3)；(4)解(1)普通調(diào)幅信號(hào)，波形和頻譜如圖P5.9(s)-1所示。(2)抑載頻雙邊帶調(diào)輻信號(hào)，波形和頻譜如圖P5.9(s)-2所示。(3)單頻調(diào)制的單邊帶調(diào)幅信號(hào)，波形和頻譜如圖P5.9(s)-3所示。(4)低頻信號(hào)與高頻信號(hào)相疊加，波形和頻譜如圖P5.9(s)-4所示。5.10理想模擬相乘器的增益系數(shù)，若、分別輸入下列各信號(hào)，試寫(xiě)出輸出電壓表示式并說(shuō)明輸出電壓的特點(diǎn)。(1) ；(2) ，；(3) ，；(4) ，解(1) 為直流電壓和兩倍頻電壓之和。 (2) 為和頻與差頻混頻電壓。(3) 為雙邊帶調(diào)幅信號(hào)(4) 為普通調(diào)幅信號(hào)。5.11圖5.1.7所示電路模型中，已知，試寫(xiě)出輸出電壓表示式，求出調(diào)幅系數(shù)，畫(huà)出輸出電壓波形及頻譜圖。解 輸出電壓波形與頻譜如圖P5.11(s)(a)、(b)所示。5.12普通調(diào)幅波電路組成模型如圖P5.12所示，試寫(xiě)出表示式、說(shuō)明調(diào)幅的基本原理。解 5.13已知調(diào)幅信號(hào)，載波信號(hào)，相乘器的增益系數(shù)，試畫(huà)出輸出調(diào)幅波的頻譜圖。解 因此調(diào)幅波的頻譜如圖P5.13(s)所示。5.14已知調(diào)幅波電壓，試畫(huà)出該調(diào)幅波的頻譜圖，求出其頻帶寬度。解調(diào)幅波的頻譜如圖P5.14(s)所示。5.15二極管環(huán)形相乘器接線如圖P5.15所示，端口接大信號(hào)，使四只二極管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，R端口接小信號(hào)，且，試寫(xiě)出流過(guò)負(fù)載中電流的表示式。解 ， 式中5.16二極管構(gòu)成的電路如圖P5.16所示，圖中兩二極管的特性一致，已知，為小信號(hào)，并使二極管工作在受控制的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，試分析其輸出電流中的頻譜成分，說(shuō)明電路是否具有相乘功能？解 由于，式中，所以輸出電流中含有、等頻率成分。由于有成份，故該電路具有相乘功能。由于，所以，故電路不具有相乘功能。5.17圖P5.17所示的差分電路中，已知, ，晶體管的很大，可忽略，試用開(kāi)關(guān)函數(shù)求的關(guān)系式。解5.18圖5.2.12所示雙差分模擬相乘器電路中，已知，試求出輸出電壓的關(guān)系式。解 5.19圖P5.2.14所示MC1496相乘器電路中，已知，。當(dāng)，時(shí)，試求輸出電壓，并畫(huà)出其波形。解 輸出電壓波形如圖P5.19(s)所示。5.20二極管環(huán)形調(diào)幅電路如圖P5.20所示，載波信號(hào)，調(diào)制信號(hào)，Ucm>>UWm，uc為大信號(hào)并使四個(gè)二極管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，略去負(fù)載的反作用，試寫(xiě)出輸出電流的表示式。， 5.21圖5.3.5所示電路中，已知，調(diào)制信號(hào)的頻率范圍為0.13kHz，試畫(huà)圖說(shuō)明其頻譜搬移過(guò)程。解頻譜搬遷過(guò)程如圖P5.21(s)所示。5.22理想模擬相乘器中，若，試寫(xiě)出輸出電壓表示式，說(shuō)明實(shí)現(xiàn)了什么功能？解 用低通濾波器取出式中右邊第一項(xiàng)即可實(shí)現(xiàn)乘積型同步檢波功能。5.23二極管包絡(luò)檢波電路如圖5.4.2(a)所示，已知輸入已調(diào)波的載頻,調(diào)制信號(hào)頻率，調(diào)幅系數(shù)，負(fù)載電阻，試決定濾波電容的大小，并求出檢波器的輸入電阻。解取，所以可得為了不產(chǎn)生惰性失真，根據(jù)可得所以可得5.24二極管包絡(luò)檢波電路如圖P5.24所示，已知。(1)試問(wèn)該電路會(huì)不會(huì)產(chǎn)生惰性失真和負(fù)峰切割失真？(2)若檢波效率，按對(duì)應(yīng)關(guān)系畫(huà)出A、B、C點(diǎn)電壓波形，并標(biāo)出電壓的大小。解(1)由表示式可知，、由于，而則，故該電路不會(huì)產(chǎn)生惰性失真，故電路也不會(huì)產(chǎn)生負(fù)峰切割失真。(2)A、B、C點(diǎn)電壓波形如圖P5.24(s)所示。5.25二極管包絡(luò)檢波電路如圖P5.25所示，已知調(diào)制信號(hào)頻率，載波，最大調(diào)幅系數(shù)，要求電路不產(chǎn)生惰性失真和負(fù)峰切割失真，試決定和的值。解(1)決定從提高檢波效率和對(duì)高頻的濾波能力要求，現(xiàn)取為了避免產(chǎn)生惰性失真，要求所以的取值范圍為(2)決定為了防止產(chǎn)生負(fù)峰切割失真，要求，所以可得因?yàn)椋吹盟杂纱瞬浑y求得5.26圖P5.26所示為三極管射極包絡(luò)檢波電路，試分析該電路的檢波工作原理。 解三極管發(fā)射極包絡(luò)檢波是利用三極管發(fā)射結(jié)的單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)包絡(luò)檢波的，其檢波工作過(guò)程與二極管檢波過(guò)程類似，若輸入信號(hào)，為一普通調(diào)幅波，則輸出電壓的波形如圖P5.26(s)(a)所示，其平均值如圖P5.26(s)(b)所示。5.27圖P5.27所示電路稱為倍壓檢波電路，為負(fù)載，為濾波電容，檢波輸出電壓近似等于輸入電壓振幅的兩倍。說(shuō)明電路的工作原理。解當(dāng)為正半周時(shí)，二極管導(dǎo)通、截止，對(duì)充電并使兩端電壓接近輸入高頻電壓的振幅；當(dāng)為負(fù)半周時(shí)，二極管截止，導(dǎo)通，與相疊加后通過(guò)對(duì)充電，由于取值比較大，故兩端電壓即檢波輸出電壓可達(dá)輸入高頻電壓振幅的兩倍。5.28三極管包絡(luò)檢波電路如圖P5.28(a)所示，為濾波電容，為檢波負(fù)載電阻，圖(b)所示為三極管的轉(zhuǎn)移特性，其斜率，已知，(1)試畫(huà)出檢波電流波形；(2)試用開(kāi)關(guān)函數(shù)，寫(xiě)出表示式，求出輸出電壓和檢波效率；(3)用余弦脈沖分解法求出輸出電壓。解(1)由于0.5V，所以在的正半周，三極管導(dǎo)通，負(fù)半周截止，導(dǎo)通角，為半周余弦脈沖，波形如圖P5.28(s)所示。(2) 濾除高次諧波，則得輸出電壓(3)由于為常數(shù)，所以，因此，5.29理想模擬相乘器中，若，試畫(huà)出及輸出電壓的頻譜圖。解(1)由表示式可知它為多音頻調(diào)幅信號(hào)，而載頻，因此可作出頻譜如圖P5.29(s)-1所示。(2) 與相乘，的頻線性搬移到頻率兩邊，因此可作出頻譜如圖P5.29(s)-2所示。5.30混頻電路輸入信號(hào)，本振信號(hào)，帶通濾波器調(diào)諧在上，試寫(xiě)出中頻輸出電壓的表示式。解 5.31電路模型如圖P5.31所示，按表5.31所示電路功能，選擇參考信號(hào)、輸入信號(hào)和濾波器類型，說(shuō)明它們的特點(diǎn)。若濾波器具有理想特性，寫(xiě)出表示式。解 表5.31電路功能參考信號(hào)輸入信號(hào)濾波器類型表示式振幅調(diào)制帶通，中心頻率振幅檢波低通混頻帶通，中心頻率說(shuō)明：表5.31中以DSB信號(hào)為例。振幅調(diào)制、檢波與混頻的主要特點(diǎn)是將輸入信號(hào)的頻譜不失真地搬到參考信號(hào)頻率的兩邊。5.32電路如圖P5.31所示，試根據(jù)圖P5.32所示輸入信號(hào)頻譜，畫(huà)出相乘器輸出電壓的頻譜。已知各參考信號(hào)頻率為：(a)600 kHz；(b)12kHz；(c)560kHz。解各輸出電壓的頻譜分別如圖P5.32(s)(a)、(b)、(c)所示。5.33圖5.5.5所示三極管混頻電路中，三極管在工作點(diǎn)展開(kāi)的轉(zhuǎn)移特性為，其中，若本振電壓，中頻回路諧振阻抗，求該電路的混頻電壓增益。解由可得中頻電流為或因此，中頻輸出電壓振幅為所以，電路的混頻電壓增益等于5.34三極管混頻電路如圖P5.34所示，已知中頻，輸入信號(hào)，試分析該電路，并說(shuō)明、三諧振回路調(diào)諧在什么頻率上。畫(huà)出F、G、H三點(diǎn)對(duì)地電壓波形并指出其特點(diǎn)。 解 構(gòu)成本機(jī)振蕩器，構(gòu)成混頻電路，輸入由點(diǎn)輸入加到混頻管的基極，本振信號(hào)由點(diǎn)加到混頻管的發(fā)射極，利用該三極管的非線性特性實(shí)現(xiàn)混頻。調(diào)諧于，調(diào)諧于465kHz，調(diào)諧于1000kHz+465kHz=1465kHz。點(diǎn)為輸入調(diào)幅信號(hào)，G點(diǎn)為本振信號(hào)，H點(diǎn)為中頻輸出信號(hào)，它們的對(duì)應(yīng)波形如圖P5.34(s)所示。5.35超外差式廣播收音機(jī)，中頻，試分析下列兩種現(xiàn)象屬于何種干擾：(1)當(dāng)接收，電臺(tái)信號(hào)時(shí)，還能聽(tīng)到頻率為1490kHz強(qiáng)電臺(tái)信號(hào)；(2)當(dāng)接收電臺(tái)信號(hào)時(shí)，還能聽(tīng)到頻率為730kHz強(qiáng)電臺(tái)的信號(hào)。解(1)由于560+2465=1490kHz，故1490kHz為鏡像干擾；(2)當(dāng)=1，=2時(shí)，故730kHz為寄生通道干擾。5.36混頻器輸入端除了有用信號(hào)外，同時(shí)還有頻率分別為，的兩個(gè)干擾電壓，已知混頻器的中頻，試問(wèn)這兩個(gè)干擾電壓會(huì)不會(huì)產(chǎn)生干擾？解由于，故兩干擾信號(hào)可產(chǎn)生互調(diào)干擾。第6章 角度調(diào)制與解調(diào)電路6.1已知調(diào)制信號(hào)，載波輸出電壓，試求調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻指數(shù)、最大頻偏和有效頻譜帶寬，寫(xiě)出調(diào)頻信號(hào)表示式解 6.2已知調(diào)頻信號(hào)，試：(1) 求該調(diào)頻信號(hào)的最大相位偏移、最大頻偏和有效頻譜帶寬；(2) 寫(xiě)出調(diào)制信號(hào)和載波輸出電壓表示式。解(1) (2) 因?yàn)?，所以，?.3已知載波信號(hào)，調(diào)制信號(hào)為周期性方波，如圖P6.3所示，試畫(huà)出調(diào)頻信號(hào)、瞬時(shí)角頻率偏移和瞬時(shí)相位偏移的波形。解 、和波形如圖P6.3(s)所示。6.4調(diào)頻信號(hào)的最大頻偏為75 kHz，當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率分別為100 Hz和15 kHz時(shí)，求調(diào)頻信號(hào)的和。解當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，6.5已知調(diào)制信號(hào)、載波輸出電壓，。試求調(diào)相信號(hào)的調(diào)相指數(shù)、最大頻偏和有效頻譜帶寬，并寫(xiě)出調(diào)相信號(hào)的表示式。解 6.6設(shè)載波為余弦信號(hào)，頻率、振幅，調(diào)制信號(hào)為單頻正弦波、頻率，若最大頻偏，試分別寫(xiě)出調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)表示式。解 波：波：6.7已知載波電壓，現(xiàn)用低頻信號(hào)對(duì)其進(jìn)行調(diào)頻和調(diào)相，當(dāng)、時(shí)，調(diào)頻和調(diào)相指數(shù)均為10 rad，求此時(shí)調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)的、；若調(diào)制信號(hào)不變，分別變?yōu)?00 Hz和10 kHz時(shí)，求調(diào)頻、調(diào)相信號(hào)的和。解 時(shí)，由于，所以調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)的和均相同，其值為當(dāng)時(shí)，由于與成反比，當(dāng)減小10倍，增大10倍，即，所以調(diào)頻信號(hào)的對(duì)于調(diào)相信號(hào)，與無(wú)關(guān)，所以，則得，當(dāng)時(shí)，對(duì)于調(diào)頻信號(hào)，則得對(duì)于調(diào)相信號(hào)，則6.8直接調(diào)頻電路的振蕩回路如圖6.2.4(a)所示。變?nèi)荻O管的參數(shù)為：，。已知，試求調(diào)頻信號(hào)的中心頻率、最大頻偏和調(diào)頻靈敏度。解 6.9調(diào)頻振蕩回路如圖6.2.4(a)所示，已知，變?nèi)荻O管參數(shù)為：、，調(diào)制電壓為。試求調(diào)頻波的：(1) 載頻；(2) 由調(diào)制信號(hào)引起的載頻漂移；(3) 最大頻偏；(4) 調(diào)頻靈敏度；(5) 二階失真系數(shù)。解(1) 求載頻，由于所以(2) 求中心頻率的漂移值，由于所以(3) 求最大頻偏(4) 求調(diào)頻靈敏度(5) 求二階失真系數(shù)6.10變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路如圖P6.10所示，畫(huà)出振蕩部分交流通路，分析調(diào)頻電路的工作原理，并說(shuō)明各主要元件的作用。解振蕩部分的交流通路如圖P6.10(s)所示。電路構(gòu)成克拉潑電路。UW(t)通過(guò)LC加到變?nèi)荻O管兩端，控制其Cj的變化，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，為變?nèi)荻O管部分接入回路的直接調(diào)頻電路。圖P6.10中，R2、C1為正電源去耦合濾波器，R3、C2為負(fù)電源去耦合濾波器。R4、R5構(gòu)成分壓器，將-15 V電壓進(jìn)行分壓，取R4上的壓降作為變?nèi)荻O管的反向偏壓。LC為高頻扼流圈，用以阻止高頻通過(guò)，但通直流和低頻信號(hào)；C5為隔直流電容，C6、C7為高頻旁路電容。6.11變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路如圖P6.11所示，試畫(huà)出振蕩電路簡(jiǎn)化交流通路，變?nèi)荻O管的直流通路及調(diào)制信號(hào)通路；當(dāng)時(shí)，求振蕩頻率。解振蕩電路簡(jiǎn)化交流通路、變?nèi)荻O管的直流通路及調(diào)制信號(hào)通路分別如圖P6.11(s)(a)、(b)、(c)所示。當(dāng)CjQ=60pF，振蕩頻率為6.12圖P6.12所示為晶體振蕩器直接調(diào)頻電路，畫(huà)出振蕩部分交流通路，說(shuō)明其工作原理，同時(shí)指出電路中各主要元件的作用。 解由于1000 pF電容均高頻短路，因此振蕩部分交流通路如圖P6.12(s)所示。它由變?nèi)荻O管、石英晶體、電容等組成并聯(lián)型晶體振蕩器。當(dāng)加到變?nèi)荻O管兩端，使發(fā)生變化，從而使得振蕩頻率發(fā)生變化而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。由對(duì)振蕩頻率的影響很小，故該調(diào)頻電路頻偏很小，但中心頻率穩(wěn)定度高。圖P6.12中穩(wěn)壓管電路用來(lái)供給變?nèi)荻O管穩(wěn)定的反向偏壓。6.13晶體振蕩器直接調(diào)頻電路如圖P6.13所示，試畫(huà)交流通路，說(shuō)明電路的調(diào)頻工作原理。 解振蕩部分的交流通路如圖P6.13(s)所示，它構(gòu)成并聯(lián)型晶體振蕩器。變?nèi)荻O管與石英晶體串聯(lián)，可微調(diào)晶體振蕩頻率。由于隨而變化，故可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻作用。6.14圖P6.14所示為單回路變?nèi)荻O管調(diào)相電路，圖中，為高頻旁路電容，變?nèi)荻O管的參數(shù)為，回路等效品質(zhì)因數(shù)。試求下列情況時(shí)的調(diào)相指數(shù)和最大頻偏。(1) 、；(2) 、；(3) 、。解(1) (2) (3) 6.15某調(diào)頻設(shè)備組成如圖P6.15所示，直接調(diào)頻器輸出調(diào)頻信號(hào)的中心頻率為10 MHz，調(diào)制信號(hào)頻率為1 kHz，最大頻偏為1.5 kHz。試求：(1) 該設(shè)備輸出信號(hào)的中心頻率與最大頻偏；(2) 放大器1和2的中心頻率和通頻帶。解 (1) (2)6.16鑒頻器輸入調(diào)頻信號(hào)，鑒頻靈敏度，線性鑒頻范圍，試畫(huà)出鑒頻特性曲線及鑒頻輸出電壓波形。解已知調(diào)頻信號(hào)的中心頻率為，鑒頻靈敏度，因此可在圖P6.16(s)中處作一斜率為的直線即為該鑒頻器的鑒頻特性曲線。由于調(diào)頻信號(hào)的，且為余弦信號(hào)，調(diào)頻波的最大頻偏為因此在圖P6.16(s)中作出調(diào)頻信號(hào)頻率變化曲線，為余弦函數(shù)。然后根據(jù)鑒頻特性曲線和最大頻偏值，便可作出輸出電壓波形。6.17圖P6.17所示為采用共基極電路構(gòu)成的雙失諧回路鑒頻器，試說(shuō)明圖中諧振回路、應(yīng)如何調(diào)諧？分析該電路的鑒頻特性。解回路調(diào)諧在調(diào)頻信號(hào)中心頻率上，回路、的諧振頻率分別為f、f。調(diào)頻波的最大頻偏為，則可令f、f，或f、f，f與f以為中心而對(duì)稱。畫(huà)出等效電路如圖P6.17(s)(a)所示，設(shè)f、f。當(dāng)輸入信號(hào)頻率時(shí)，回路、輸出電壓、相等，檢波輸出電壓，則，所以；當(dāng)時(shí)，為負(fù)值；當(dāng)時(shí)，為正值，由此可得鑒頻特性如圖P6.17(s)(b)所示。6.18試定性畫(huà)出圖6.3.16所示相位鑒頻電路的鑒頻特性曲線。解由于是大信號(hào)輸入，所以相乘器具有線性鑒相特性。當(dāng)單諧振回路調(diào)諧在調(diào)頻信號(hào)的中心頻率上，輸入信號(hào)頻率大于時(shí)，回路產(chǎn)生負(fù)相移，輸入信號(hào)頻率小于時(shí)回路產(chǎn)生正相移，故鑒頻特性曲線如圖P6.18(s)所示。6.19圖6.3.20所示互感耦合回路相位鑒頻器中，如電路發(fā)生下列一種情況，試分析其鑒頻特性的變化。(1) 、極性都接反；(2) 極性接反；(3) 開(kāi)路；(4) 次級(jí)線圈的兩端對(duì)調(diào)；(5) 次級(jí)線圈中心抽頭不對(duì)稱。解(1) 、極性接反，輸出電壓極性反相；(2) 極性接反，輸出電壓為、相疊加，鑒頻特性近似為一直線，不能實(shí)現(xiàn)鑒頻；(3) 開(kāi)路，成為單失諧回路斜率鑒頻器，鑒頻線性度變差，鑒頻靈敏度變小。只輸出負(fù)半周電壓；(4) 鑒頻特性反相；(5) 鑒頻特性不對(duì)稱。6.20晶體鑒頻器原理電路如圖P6.20所示。試分析該電路的鑒頻原理并定性畫(huà)出其鑒頻特性。圖中，與特性相同。調(diào)頻信號(hào)的中心頻率處于石英晶體串聯(lián)諧頻和并聯(lián)諧頻中間，在頻率上，與石英晶體的等效電感產(chǎn)生串聯(lián)諧振，故鑒頻器輸出電壓。解在頻率上，故，；當(dāng)時(shí)， 故，；當(dāng)時(shí)， 故，。所以鑒頻特性如圖P6.20(s)所示。6.21圖P6.21所示兩個(gè)電路中，哪個(gè)能實(shí)現(xiàn)包絡(luò)檢波，哪個(gè)能實(shí)現(xiàn)鑒頻，相應(yīng)的回路參數(shù)應(yīng)如何配置？解(a) 圖可實(shí)現(xiàn)鑒頻，要求、均失調(diào)于調(diào)頻波的中心頻率，且對(duì)稱于，即(或)，這個(gè)差值必須大于調(diào)頻信號(hào)的最大頻偏，以免鑒頻失真。該圖為雙失諧回路斜率鑒頻器。(b) 圖可用于實(shí)現(xiàn)包絡(luò)檢波，要求(載頻)，其輸出電壓為上、下兩個(gè)檢波器解調(diào)電壓的疊加。第7章 反饋控制電路7.1圖7.3.1所示的鎖相環(huán)路，已知鑒相器具有線性鑒相特性，試述用它實(shí)現(xiàn)調(diào)相信號(hào)解調(diào)的工作原理。解調(diào)相波信號(hào)加到鑒相器輸入端，當(dāng)環(huán)路濾波器()帶寬足夠窄，調(diào)制信號(hào)不能通過(guò)，則壓控振蕩器()只能跟蹤輸入調(diào)相波的中心頻率，所以，而所以，從鑒相器輸出端便可獲得解調(diào)電壓輸出。7.2鎖相直接調(diào)頻電路組成如圖P7.2所示。由于鎖相環(huán)路為無(wú)頻差的自動(dòng)控制系統(tǒng)，具有精確的頻率跟蹤特性，故它有很高的中心頻率穩(wěn)定度。試分析該電路的工作原理。解用調(diào)制信號(hào)控制壓控振蕩器的頻率，便可獲得調(diào)頻信號(hào)輸出。在實(shí)際應(yīng)用中，要求調(diào)制信號(hào)的頻譜要處于低通濾波器通帶之外，并且調(diào)制指數(shù)不能太大。這樣調(diào)制信號(hào)不能通過(guò)低通濾波器，故調(diào)制信號(hào)頻率對(duì)鎖相環(huán)路無(wú)影響，鎖相環(huán)路只對(duì)平均中心頻率不穩(wěn)定所引起的分量(處于低通濾波器之內(nèi))起作用，使它的中心頻率鎖定在晶體振蕩頻率上。7.3頻率合成器框圖如圖P7.3所示，試求輸出頻率范圍和頻率間隔。解因?yàn)?，所以，頻率間隔=100 kHz7.4頻率合成器框圖如圖P7.4所示，求輸出頻率范圍和頻率間隔。解 所以7.5三環(huán)節(jié)頻率合成器如圖P7.5所示，取，。求輸出頻率范圍和頻率間隔。解由于，則由于，所以而7.6鎖相頻率合成器組成框圖如圖P7.6所示，已知，求輸出頻率范圍和頻率間隔。解由于，所以，由于，所以，由于，所以，當(dāng)，則得當(dāng)，則得