通信电子线路习题汇总

第六章 振幅调制、解调与混频6.1某调幅波表达式为uAM（t）=（5+3cos24103t）cos2465103t (v)1、 画出此调幅波的波形2、 画出此调幅波的频谱图，并求带宽3、 若负载电阻RL100，求调幅波的总功率 解：1.kHz5V1.5V1.5V4694654612. BW24kHz8kHz3. Ucm=5 ma=0.6PcU2cm/2 RL125mW P=(1+ m2a/2 )Pc147.5mW6.2 已知两个信号电压的频谱如下图所示，要求：(1)写出两个信号电压的数学表达式，并指出已调波的性质；(2)计算在单位电阻上消耗的和总功率以及已调波的频带宽度。解：uAM=2(1+0.3COS2102t) COS2106t(V)uDSB=0.6 COS2102t COS2106t (V)PC=2W；PDSB=0.09W；PAM =2.09W；BW=200HZ6.3 已知：调幅波表达式为uAM（t）=10（1+0.6cos23102t+0.3cos2 3103t)cos2106t (v)求：1、调幅波中包含的频率分量与各分量的振幅值。2、画出该调幅波的频谱图并求出其频带宽度BW。 解：1.包含载波分量：频率为1000kHz，幅度为10V上边频分量：频率为1003kHz，幅度为1.5V上边频分量：频率为1000.3kHz，幅度为3V下边频分量：频率为997kHz，幅度为1.5VkHz10V1.5V3V3V1.5V10031000.31000997999.7下边频分量：频率为999.7kHz，幅度为1.5V 2. 带宽BW236kHz6.4 试用相乘器、相加器、滤波器组成产生下列信号的框图（1）AM波；（2） DSB信号；（3）SSB信号。 解：+滤波器6.5 一集电极调幅电路，如图所示。集电极电源电压为VCC0=24V，平均集电极电流Ico=20mA，调幅变压器次级的调制音频电压为v=16.88sin2103t(V)，集电极效率=80%，回路电压的Vcmo=21.6V。试求：(1) 调幅系数Ma； (2) 最大集电极瞬时电压vCEmax； (3) 集电极平均输入功率（PD）av； (4) 调制信号源输出功率P； (5) 未调制时载波功率（P0）0； (6) 已调波的平均输出功率(P0)av；解： (1)当线性调制时 (2)集电极调幅时不变，因此当Vcmo=21.6V时 VCCmax=VCC0+Vm=24+16.88V=40.88V VCEmax=VCCmax(1+)=40.881.9V=77.7V (3) （4） （5） （6） 6.6在图示的直线性检波电路中，已知C=0.01F, RL=4.7k,输入载波频率fC=465kHz,载波振幅Vcm=0.6V,调制信号频率F=5kHz,调制系数Ma=50%,二极管的等效内阻RD=100。若忽视二极管的门限电压，试求：(1) 流通角； (2) 检波效率d； (3) 检波输出电压v0； (4) 检波电路的输入电阻Ri； (5) 不产生惰性失真的最大调幅系数Mamax。解：(1) (2) d=cos=0.83=83% (3) v0=dMaVcmcost=0.830.50.6cos25103t =0.25cos10103t(V) （4） RiRL/2=4.7/2=2.35k （5） 不产生惰性失真的条件为： 可解得： 6.7 图所示二极管峰值包络检波电路中， uAM（t）=0.8（1+0.8cost）cosct (v), 其中fc4.7MHz，F（1005000）Hz，RL=5K,为了不产生惰性失真和底部切割失真，求检波电容CL和电阻RL的值。解：为了不产生惰性失真，解得40.6pFCL0.0047uF为了不产生底部切割失真,解得RL20 k6.8 如图所示为某晶体管收音机检波电路，问：(1) 电阻RL1、RL2是什么电阻？为什么要采用这种连接方式？(2) 电路中的元件R、C是什么滤波器，其输出的UAGC电压有何作用？(3) 若检波二极管VD开路，对收音机将会产生什么样的结果，为什么？ 答：（1） 电阻RL1、RL2是检波器得直流负载电阻，采用这种连接方式目的是减小检波器交、直流负载电阻值得差别，避免产生负峰切割失真。（2）R、C构成低通滤波器，其输出的UAGC电压送到收音机前级控制调谐放大器的增益，实现自动增益控制。（3）若检波二极管VD开路，则收音机收不到任何电台。6.9 如图示乘积型检波电路，v1是双边带调幅信号（1） 为实现解调，v2应是什么信号？此解调器是属于何种类型?低通滤波器的截止频率是多少?(2) 写出图中v1、v2、i和vav的表达式.并画出对应的波形图。解：(1)v2应是与发射设备的载波频率严格同步(即同频同相)的参考信号。该电路属于同步检波电路。为了获得反映原调制信号变化的vo，低通滤波器的截止频率为。(2) 对应各波形图为图例4-32(a)、(b)、(c)、(d)所示。6.10 画出混频器的组成框图及混频前后的波形图，并简述混频器的工作原理。 解：混频器的工作原理：两个不同频率的高频电压作用于非线性器件时，经非线性变换，电流中包含直流分量、基波、谐波、和频、差频分量等。其中差频分量fLo-fs就是混频所需要的中频成分，通过中频带通滤波器把其它不需要的频率分量滤掉，取出差频分量完成混频。6.11 如图所示为晶体管收音机的某部分电路，试回答下列问题： 1该部分电路是混频器还是变频器？调节可变电容C1a、C1b起什么作用？ 2L4、C3、C5和可变电容C1b组成什么回路？ C4、L5组成什么回路？ 3L3的作用是什么？C1、C2的作用是什么？简述电路的工作原理。 解: 1该电路是变频器, 调节可变电容C1a、C1b使本振回路与输入调谐回路谐振频率差一个中频 2.L4、C3、C5和可变电容C1b组成本振回路, C4、L5组成中频回路 3. L3的是本振部分的反馈线圈,对中频频率近于短路. C1是旁路电容, C2的是耦合电容. 工作原理:由磁性天线接收到的电磁波,通过线圈LA耦合到输入回路,选出所需的信号,再经电感L1L2耦合,加到管子的基极.中频回路C4L5并联阻抗对本振频率来说可认为短路.这个电路对本振而言是属于基极接地互感反馈振荡电路.本振电压通过C2加到发射极,而信号由基极输入,所以是发射极注入基极输入式的变频电路.6.12 有一超外差收音机，中频为465kHz，当出现下列现象时，指出这些是什么干扰及形成原因。(1) 当调谐到580kHz时，可听到频率为1510kHz的电台播音；(2) 当调谐到1165kHz时，可听到频率为1047.5kHz的电台播音；(3) 当调谐到930.5kHz时，约有0.5kHz的哨叫声。解：（1）为镜频干扰 当p=1、q=1，可求得fM=fC+2fI=(580+2465)kHz=1510kHz（2）为寄生通道干扰 当p=1,q=2 可知在调谐到1165kHz时，可听到1047.5kHz的电台干扰声。 （3）为干扰哨声 fC=930.5kHz, fI=465kHz fL=(930.5+465)kHz=1395.5kHz 当p=1,q=2时，组合频率分量的频率fI=2fC-fL=(2930.5-1395.5)kHz=465.5kHz fI与fI产生的差派频率F=fI-fI =(465.5-465)kHz=0.5 kHz 在输出端会产生干扰哨叫声。第七章 角度调制与解调7.1 计算下列三种情况下，调频信号的带宽BW：解：在FM中， 基本不变， （1）（2）（3）可见，调制频率变化100倍，但BW变化却很小。7.2设载频fc12MHz，载波振幅Ucm5V，调制信号u(t)=1.5cos2103t，调频灵敏度kf25kHz/V，试求： (1)调频表达式(2)调制信号频率和调频波中心频率；(3)最大频偏、调频系数和最大相偏；(4)调制信号频率减半时的最大频偏和相偏；(5)调制信号振幅加倍时的最大频偏和相偏。 解：(1) 调频系数mf=fm/F=37.5rad 调频波表达式uFM(t)=UCcos（Ctmfsint）=5cos（212106t37.5sin2103t）(2)调制信号频率为1kHz, 调频波中心频率为12MHz(3)最大频偏fm=kfUWm=251.5=37.5kHz 调频系数mf=fm/F=37.5rad 最大相偏Dj=mf =37.5rad(4)最大频偏fm=kfUWm=251.5=37.5kHz 最大相偏Dj=mf =75rad(5)最大频偏fm=kfUWm=253=75kHz 最大相偏Dj=mf =75rad7.3 载波uC=5cos2108t (V),调制信号u(t)=cos2103t (V),最大频偏fm20kHz 求:(1)调频波表达式； (2)调频系数mf和有效带宽BW；(3)若调制信号u(t)=3cos2103t (V)，则mf？ BW？ 解：(1) 调频系数mf=fm/F=20rad 调频波表达式uFM(t)=UCcos（Ctmfsint）=5cos（2108t20sin2103t）V (2) 调频系数mf=fm/F=20rad 有效带宽BW=2(mf+1)F=42kHz (3) mffm/F=60rad BW2(mf+1)F=122kHz7.4 角调波u（t）=10cos(2p106t + 10cos2000t)（V），试确定: （1）最大频偏；（2）最大相偏；（3）信号 带宽；（4）此信号在单位电阻上的功率；（5）能否确定这是FM波还是PM波？（6）调制电压。 解:7.5 调制信号u=2cos2103t + 3cos3*103t，调频灵敏度kf=3kHZ/V，载波信号为uc=5cos2107t (V)，试写出此FM信号表达式。 解:由题意可知：7.6 频率为 100 MHz的载波被频率被 5 kHz的正弦信号调制，最大频偏为 50 kHz。，求此时FM波的带宽。若 U加倍，频率不变，带宽是多少？若U不变，频率 增大一倍，带宽如何？若U和频率都增大一倍，带宽又如何？解:7.7 有一个AM和FM波，载频均为1MHz，调制信号均为（t）=0.1sin(2103t) V。FM灵敏度为kf =1kHz/V，动态范围大于20 V。（1）求AM波和FM波的信号带宽；（2）若（t）=20sin(2*103t) V，重新计算AM波和FM波的带宽；(3)由此(1)、（2）可得出什么结论。解7-6(1) 根据已知条件，调制信号频率F=1000HzAM调幅时，信号带宽为B=2F=21000=2000Hz。FM调制时，fm=0.1kf=100Hz, 则调频信号带宽为BS=2(fm+F)= 2(100+1000)=2200Hz.(2) 若（t）=20sin(2*103t),则： AM调幅时，信号带宽仍然B=2F=21000=2000Hz。 但在FM调制时，fm=20kf=20Hz, 则调频信号带宽为 BS=2(fm+F)= 2(20+1)=42kHz.(2) 比较（1）和（2）的结果，可以看到，AM调幅时的信号带宽只取决于调制信号的频率，而与调制信号的大小无关。对于FM调制，在窄带调制时，信号带宽基本上等于AM信号带宽，但在宽带调制时，主要取决于调制灵敏度和调制信号的振幅，带宽基本不随调。78 调频振荡器回路的电容为变容二极管，其压控特性为Cj=Cj0/（1+2u）1/2。为变容二极管反向电压的绝对值。反向偏压EQ=4 V，振荡中心频率为10MHz，调制电压为(t)=costV。（1）求在中心频率附近的线性调制灵敏度；（2）当要求Kf21时，求允许的最大频偏值。 解：(1) 变容二极管的等效电容为79 调频振荡器回路由电感L和变容二极管组成。L=2uH，变容二极管参数为: Cj0=225 pF，=0.5，=0.6V ， EQ= -6V，调制电压为（t）=3cos(104t) V。求输出调频波的（1）载频；（2）由调制信号引起的载频漂移；（3）最大频偏；（4）调频系数；（5）二阶失真系数。 解：7.10 如图是对石英晶体振荡器进行调频的电路。图中：变容二极管与石英晶体串联，L1、L2、L3为高频扼流圈，R1、R2、R3为偏置电阻，试画出交流等效电路，并说明是什么振荡电路。若石英晶体的串联谐振频率fS=10MHz，串联电容Cq，对未调制时变容管的结电容CjQ之比为210-3，石英晶体的串联电容C0可忽略。变容管的n=2，VD=0.6V，加在变容管上的反向偏置电压VQ=2V。调制信号电压振幅Vm=1.5V。试求调频器的最大频率偏移。解：先做出图例5-2所示电路的交流等效电路如图（a），显然它是皮尔斯振荡电路，并画出相应振荡回路的等效电路如图(b)，因为Cq值很小，故可以认为C1/C2/CqCq，可得图(c),为变容管部分接入的调频电路。根据已知数据求得： 7.11 如图所示某调频振荡器的主振频率fOSC=1MHz，频偏fm=2kHz。现需要载频fC=96MHz，偏频fm=75kHz的调频信号。试画出频率变换方框图。解：采用倍频混频法。需扩大的频偏为75/2=37.5倍，但倍频器是输出频率为输入频率整数倍的电路，所以先将2kHz的频偏用二分频器分频，得到频偏为1kHz。这样需要扩大的频偏为75/1=75倍。再用级联的方法可得如下框图：7.12 如图所示调频发射机框图是由间接调频、倍频和混频组成的。要求发射中心频率为，最大频偏，已知调制信号频率，混频器输出频率，矢量合成法调相器提供调指数为0.2rad。试求：(1)倍频次数n1和n2.(2)、和的表示式解：由于电路通过矢量合成法调相实现了间接调频,对于矢量合成法调相最大相移为,所以实现的间接调频的最大相移(即调频指数Mf)同样等于,同时,由此可见值决定了最大频偏.由题意可得最大频偏其中所以得则：7.13 图示为晶体振荡器直接调频电路，试说明其工作原理及各元件的作用。 解：在该电路中，由晶体管，和偏置电阻R3、R4、R5、耦合电容C2、旁路电容CL、高频扼流圈LC1和LC2、以及回路元件变容二极管Cj、电容C1、C2、C3、石英晶体、电感L1组成了一个皮尔斯失迎晶体振荡电路。稳压二极管2CW4、电阻R1、R2、高频扼流圈LC1、电容CL、和电位器W构成变容二极管的直流馈电电路，调节电位器W，可改变加在变容二极管上的反偏电压，从而调节了调频电路的中心频率和调制灵敏度。当加上调制电压后，变容二极管上的反偏电压随调制信号改变，因此振荡频率也随调制信号改变，达到了调频的目的。由高频扼流圈LC1、电容CL组成的低通滤波器，保证了直流电压加在变容二极管上，同时又避免了高频振荡信号反馈到电源，从而保证了中心频率的稳定，也消除了高频信号通过电源带来的交叉耦合干扰。电路中的L1和C1是用来进行扩大频偏，其原理是加大了晶体串联频率和并联频率的间隔，调整微调电容C1，可调节频偏的大小。该电路的调频范围在晶体的串联频率和并联频率。714 变容管调频器的部分电路如图所示，其中，两个变容管的特性完全相同，均为Cj=Cj0(1uu) ，ZL1及ZL2为高频扼流圈，C1对振荡频率短路。试推导：（1）振荡频率表示式；（2）基波最大频偏；（3）二次谐波失真系数。解：（1）从图中可以得到振荡频率为：（2）（3）715 设计一个调频发射机，要求工作频率为 160 MHz，最大频偏为 1MHz，调制信号最高频率为10kHz，副载频选 500 kHz，请画出发射机方框图，并标出各处的频率和最大频偏值。解：从给定条件可以看出，相对频偏比较小，工作频率较高，如直接在高频端调频，要求电路的Q值很高，因此，为了保证教好的线性，最好采用间接调频，实现在较低的频率上调频，然后通过倍频器和混频器，来得到所需的工作频率和最大频偏。发射机的基本框图如下：混频器晶体