高频电子线路第3章参考答案.ppt

高频电子线路习题参考答案 第3章习题参考答案 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 1 高频电子线路习题参考答案 31 对高频小信号放大器的主要要求是什么？高频小 信号放大器有哪些分类？ 答3-1： 对高频小信号器的主要要求是 1.比较高的增益 2.比较好的通频带和选择性 3.噪音系数要小 4.稳定性要高 高频小信号放大器一般可分为用分立元件构成的放大器、集 成放大器和选频电路组成的放大器。根据选频电路的不同，又 可分为单调谐回路放大器和双调谐回路放大器；或用集中参数 滤波器构成选频电路。 2 高频电子线路习题参考答案 32 一晶体管组成的单回路 中频放大器，如图所示。已 知fo=465kHz，晶体管经中 和后的参数为： gie=0.4mS,Cie=142pF， goe=55S，Coe=18pF， Yie=36.8mS,Yre=0，回路等 效电容C=200pF，中频变压 器的接入系数p1=N1/N=0.35 ，p2=N2/N=0.035,回路无载 品质因数Q0=80，设下级也 为同一晶体管，参数相同。 试计算： 题31图 （1）回路有载品质因数 QL和 3 dB带宽 B0.7;（2）放大器的电 压增益； (3) 中和电容值。（设Cbc=3 pF） 3 高频电子线路习题参考答案 解3-2： 根据已知条件可知,能够忽略中和电容和yre的影响。得 4 高频电子线路习题参考答案 答：品质因数QL为40.4,带宽为11.51kHz,谐振时的电压增益 为30.88,中和电容值为1.615pF 5 高频电子线路习题参考答案 33 高频谐振放大器中，造成工作不稳定的王要因素 是什么？它有哪些不良影响？为使放大器稳定工作， 可以采取哪些措施？ 答3-3 集电结电容是主要引起不稳定的因素，它的反馈可能会是放 大器自激振荡；环境温度的改变会使晶体管参数发生变化，如 Coe、Cie、gie、goe、yfe、引起频率和增益的不稳定。 负载阻抗过大，增益过高也容易引起自激振荡。 一般采取提高稳定性的措施为： （1）采用外电路补偿的办法如采用中和法或失配法 （2）减小负载电阻，适当降低放大器的增益 （3）选用fT比较高的晶体管 （4）选用温度特性比较好的晶体管，或通过电路和其他措施， 达到温度的自动补偿。 6 高频电子线路习题参考答案 34 三级单调谐中频放大器，中心频率f0=465 kHz， 若要求总的带宽 B0.7=8 kHZ，求每一级回路的 3 dB带 宽和回路有载品质因数QL值。 设每级带宽为B1，则： 答：每级带宽为15.7kHz,有载品质因数为29.6。 7 高频电子线路习题参考答案 35 若采用三级临界耦合双回路谐振放大器作中频放大器 （三个双回路），中心频率为fo=465 kHz，当要求 3 dB带宽 为 8 kHz时，每级放大器的3 dB带宽有多大？当偏离中心频 率 10 kHZ时，电压放大倍数与中心频率时相比，下降了多 少分贝？ 解3-5 设每级带宽为B1，则： 8 高频电子线路习题参考答案 答：每级放大器的3 dB带宽为11.2kHz,当偏离中心频率 10 kHZ 时，电压放大倍数与中心频率时相比，下降了多少31.4dB 9 高频电子线路习题参考答案 36 集中选频放大器和谐振式放大器相比，有什么优 点？设计集中选频放大器时，主要任务是什么？ 答3-6 优点： 选频特性好、中心频率稳定、Q值高、体积小、调整方便。 设计时应考虑： 滤波器与宽带放大器及其负载之间的匹配。另外还要考虑补 偿某些集中参数滤波器的信号衰减。 10 高频电子线路习题参考答案 37 什么叫做高频功率放大器？它的功用是什么？应 对它提出哪些主要要求？为什么高频功放一般在B类 、C类状态下工作？为什么通常采用谐振回路作负载 ？ 答3-7 高频功率放大器是一种能将直流电源的能量转换为 高频信号能量的放大电路，其主要功能是放大放大高频 信号功率，具有比较高的输出功率和效率。对它的基本 要求是有选频作用、输出功率大、自身损耗小、效率高 、所以为了提高效率，一般选择在B或C类下工作，但此 时的集电极电流是一个余弦脉冲，因此必须用谐振电路 做负载，才能得到所需频率的正弦高频信号。 11 高频电子线路习题参考答案 38 高频功放的欠压、临界、过压状态是如何区分的？各 有什么特点？当EC、Eb、Ub、RL四个外界因素只变化其中 的一个时，高频功放的工作状态如何变化？ 答3-8 当晶体管工作在线性区时的工作状态叫欠压状态，此时 集电极电流随激励而改变，电压利用率相对较低。如果激 励不变，则集电极电流基本不变，通过改变负载电阻可以 改变输出电压的大，输出功率随之改变；该状态输出功率 和效率都比较低。 当晶体管工作在饱和区时的工作状态叫过压状态，此时 集电极电流脉冲出现平顶凹陷，输出电压基本不发生变化 ，电压利用率较高。 过压和欠压状态分界点，及晶体管临界饱和时，叫临界 状态。此时的输出功率和效率都比较高。 12 高频电子线路习题参考答案 当单独改变RL时，随着RL的增大，工作状态的变化是从 欠压逐步变化到过压状态。 当单独改变EC时，随着EC的增大，工作状态的变化是从 过压逐步变化到欠压状态。 当单独改变Eb时，随着Eb的负向增大，工作状态的变化 是从过压逐步变化到欠压状态。 当单独改变Ub时，随着Ub的增大，工作状态的变化是从 欠压逐步变化到过压状态。 13 高频电子线路习题参考答案 39 已知高频功放工作在过压状态，现欲将它调整到 临界状态，可以改变哪些外界因素来实现，变化方向 如何？在此过程中集电极输出功率如何变化？ 答3-9 可以通过采取以下措施 减小激励Ub，集电极电流Ic1和电压振幅UC基本不变， 输出功率和效率基本不变。 增大基极的负向偏置电压，集电极电流Ic1和电压振幅 UC基本不变，输出功率和效率基本不变。 减小负载电阻RL，集电极电流Ic1增大，IC0也增大，但 电压振幅UC减小不大，因此输出功率上升。 增大集电极电源电压，Ic1、IC0和UC增大，输出功率也 随之增大，效率基本不变。 14 高频电子线路习题参考答案 310 高频功率放大器中提高集电极效率的主要意义是 什么？ 答3-10 主要意义在于提高了电源的利用率，将直流功率的更 多的转换为高频信号功率，减小晶体管的功率损耗，可 降低对晶体管的最大允许功耗PCM的要求，提高安全可 靠性。 311 设一理想化的晶体管静特性 如图所示，已知 Ec=24 V， Uc=21V，基极偏压为零偏， Ub=3 V，试作出它的动特性 曲线。此功放工作在什么状态 ？并计算此功放的、P1、P0 、及负载阻抗的大小。画出 满足要求的基极回路。 题311图 15 高频电子线路习题参考答案 解3-11 1、求动态负载线 16 高频电子线路习题参考答案 17 高频电子线路习题参考答案 2、求解、P1、P0、及负载阻抗的大小。 18 高频电子线路习题参考答案 3、符合要求的基极回路为 19 高频电子线路习题参考答案 312 某高频功放工作在临界伏态，通角 =75o”，输 出功率为 30 W，Ec=24 V，所用高频功率管的 SC=1.67V，管子能安全工作。（1）计算此时的集电极 效率和临界负载电阻； （2）若负载电阻、电源电压 不变，要使输出功率不变。而提高工作效率，问应如何 凋整？ (3）输入信号的频率提高一倍，而保持其它条 件不变，问功放的工作状态如何变化，功放的输出功率 大约是多少？ 解3-12 （1） 20 高频电子线路习题参考答案 21 高频电子线路习题参考答案 （2）可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保证IC1不 变，但这样可使导通角减小，效率增加。 （3）由于频率增加一倍，谐振回路失谐，集电极阻抗变 小，电路由原来的临界状态进入欠压状态，输出幅度下降 ，故使输出功率和效率都下降。对于2的频率，回路阻抗 为： 22 高频电子线路习题参考答案 因此，输出功率下降到原来的2/3Q倍。 23 高频电子线路习题参考答案 313 试回答下列问题： (1)利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加在基极 或集电 极时、应如何选择功放的工作状态？ (2)利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状 态？。 (3)利用功放放大等幅度的信号时，应如何选择功放的工作状 态？ 解3-13 (1）利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加在 基极或集电极时、功放应选在过压状态。 (2）利用功放放大振幅调制信号时，功放应选在欠压状 态，并为乙类工作。 (3) 利用功放放大等幅度的信号时，功放应选在过压状 态，此时有较大的输出功率和效率。 也可以选择在过压状 态，此时输出电压幅度比较稳定。 24 高频电子线路习题参考答案 3I4 当工作频率提高后，高频功放通常出现增益下降， 最大输出功率和集电极效率降低，这是由哪些因素引起 的？ 解3-14 主要原因是 放大器本身参数，如、随频率下降。 电路失谐，集电极阻抗减小。 少数载流子渡越时间效应。 非线性电抗效应，如CbC 的影响。 发射极引线电感的影响，对高频反馈加深。 25 高频电子线路习题参考答案 315 如图所示，设晶体管工作在小信号A类状态，晶 体管的输入阻抗为Z，交流电流放大倍数为 hfe/(1+j/f/f)，试求Le而引起的放大器输入阻抗Zi。 并以此解释晶体管发射极引线电感的影响。 可见，Le越大，输入阻抗越大，反馈越深，电流越小，反 馈越深，输出功率和效率越低。 26 高频电子线路习题参考答案 316 改正图示线路中的错误，不得改变馈电形式， 重新画出正确的线路。 题316图 改正后的电路图 27 高频电子线路习题参考答案 317 试画出一高频功率放大器的实际线路。要求(1)采 用NPN型晶体管，发射极直接接地；(2)集电极用并联馈 电，与振荡回路抽头连接；(3)基极用串联馈电，自偏压 ，与前级互感耦合。 解3-17 根据要求画出的高频功率放大器电路如下 28 高频电子线路习题参考答案 318 一高频功放以抽头并联回路作负载，振荡回路用 可变电容调谐。工作频率f=5 MHZ，调谐时电容 C=200 PF，回路有载品质因数QL=20，放大器要求的最佳负载 阻抗R Lr =50 ，试计算回路电感L和接入系数 P。 解3-18 29 高频电子线路习题参考答案 319 如图（a）所示的D型网络，两端的匹配阻抗 分别为RP1、RP2。将它分为两个L型网络，根据L型网 络的计算公式，当给定Q2=RP2/XP2时，证明下列公式 ： 并证明回路总品质因数Q=Q1Q2。 题319图 30 高频电子线路习题参考答案 解3-19 首先将电路分解成两个L回路，如图（1）。然后利用并串转 换，将Xp2和Rp2的并联转换为Rs和Xs3的串联，得到图（2）。 根据串并转换关系，得： 31 高频电子线路习题参考答案 再利用串并转换，将Xs1和Rs的并联转换为Rp和Xp的并联，得 到图（4），其中 32 高频电子线路习题参考答案 33 高频电子线路习题参考答案 34 高频电子线路习题参考答案 320 上题中设RP1=20，Rp2=100，F=30MHZ， 指定Q2=5，试计算Ls、CP1、CP2和回路总品质因数Q 。 解3-20 35 高频电子线路习题参考答案 36 高频电子线路习题参考答案 321 如图示互感耦合输出回路，两回路都谐振，由天线表 IA测得的天线功率PA=10 W，已知天线回路效率 2=0 .8。 中介回路的无载品质因数 QO=100，要求有载品质因数 QL=10，工作于临界状态。问晶体管输出功率P1为多少？设 在工作频率L1=50，试计算初级的反映电阻rf，和互感抗 M。当天线开路时，放大器工作在什么状态？ 题321 图 37 高频电子线路习题参考答案 当天线开路时，反射电阻为零，初级回路等效并联阻抗增 大，放大器将从临界状态进入过压状态。 38 高频电子线路习题参考答案 322 什么是D类功率放大器，为什么它的集电极效率 高？什么是电流开关型和电压开关型D类放大器？ 答3-22 D类放大器是一种工作在开关状态的功率放大器，两个晶 体管在输入激励控制下交替饱和导通或截止，饱和导通时 ，有电流流过，但饱和压降很低；截止时，流过晶体管的 电流为零。所以晶体管的平均功耗很小，效率很高。 在电流开关型电路中，两管推挽工作，电源通过一个大大 电感供给一个恒定电流，分别交替流过两个晶体管，两管 轮流导通和截止。通过谐振电路得到正弦输出电压。 在电压开关型电路中，两晶体管是与电源电压和地电位串 联的，在输入控制下，一个导通，一个截止，因此，两管 的中间点电压在0和电源电压之间交替切换。通过谐振电路 ，获的正弦输出信号。 39 高频电子线路习题参考答案 323 图333的电压开关型D类放大器，负载电阻为 RL，若考虑晶体管导通至饱和时，集电极饱和电阻 Rcs(Rcs=1/Sc)，试从物理概念推导此时开关放大器的效 率。 解3-23 根据题意，将（a）图简化为（b）图所示的等效电路 。设Rcs1=Rcs2=Rcs,LC回路对开关频率谐振，