高频电子电路与仿真设计第章答案.doc

思考题1. 为什么调制必须利用电子器件的非线性特性才能实现？它和小信号放大在本质上有何不同？2. 试画出AM、DSB、SSB信号实现调制的原理框图。3. 振幅检波器一般有哪几部分组成？试说明各部分的功能。4. 常用的检波器有哪几种？它们之间有什么区别？5. 变频作用是怎样产生的？为什么一定要有非线性元件才能产生变频作用？变频与检波有何异同点？56. 什么是混频器的交调干扰和互调干扰和镜像干扰？怎样减小它们的影响？ 7. 用乘法器实现同步检波时，为何要求本机同步信号与输入载波信号同频同相？8. 简述较少混频干扰的方法。解：同步信号与输入载波信号只有同频才能实现检波，同频同相时，输出幅度最大。习题1 .写出图6-1所示各信号的时域表达式,画出这些信号的频谱图及形成这些信号的方框图,并分别说明它们能形成什么方式的振幅调制。图6-12.已知载波电压uc=UCsinCt，调制信号如图6.3所示，fC1/T。分别画出m=0.5及m=1两种情况下所对应的AM波波形以及DSB波波形。 图6-3解：它们的波形如下 3. 某发射机输出级在负载RL=50上的输出信号为u0(t)=2(1-0.2cost)cosct V。求总的输出功率Pav、载波功率Pc和边频功率P边频。解：由题意知，该信号是个AM调幅信号，且m=0.2,所以：4. 判断图6-4各电路能否进行振幅检波？图中RC为正常值,二极管为折线特性。图6-4解：因为振幅检波器应该由检波二极管，RC低通滤波器组成，所以(a)不能作为实际的检波器，因为负载为无穷大，输出近似为直流，不反映AM输入信号包络。它只能用做对等幅信号的检波，即整流滤波。(b)不能检波，因为没有检波电容，输出为输入信号的正半周，因此是个单向整流电路。(c)可以检波。(d)不可以检波，该电路是一个高通滤波器，输出与输入几乎完全相同5某调幅波的表达式为（V）（1）说明调幅波u(t)的类型，计算载波频率和调制频率；（2）计算调幅波的调幅系数；（3）如抑制掉u(t)中的频率为10kHZ的分量，说明调幅波的类型。解：（1）由题意知u(t)为普通调幅波，载波频率为10kHZ，调制信号频率为1kHZ。（2）u(t)可写成： V，m=0.4（3）抑制掉载波分量，则u(t)为双边带调幅波。6. 某非线性器件的伏安特性为i=b1u+b3u3，试问它能否实现调幅？为什么？如不能，非线性器件的伏安特性应具有什么形式才能实现调幅？解：不能实现调幅。因为非线性器件的伏安特性中只有包含二次方项，这样才能实现两个信号的相乘，即实现频率变换（频率的加减），进而实现调幅。7. 检波电路如图6-5所示，其中us=0.8(1+0.5cost)cosCt（V）, F=5kHz , fC=465kHz, rD=125.试计算输入电阻Ri、传输系数Kd，并检验有无惰性失真及底部切削失真。 图6-5 解：根据已知得 输入阻抗：电流导通角：检波效率：因为 故不产生惰性失真 又 不产生底部切割失真。8. 二极管大信号包络检波器的参数为RL=100k，CL=100pF，设Fmax=10kHZ，为避免出现惰性失真，最大调幅系数应为多少？解：由已知得RL=100k，CL=100pF，Fmax=5kHZ，根据不产生惰性失真的条件 得9. 已知混频器晶体三极管转移特性为： , 式中，求混频器对于及(L-S)及(2L-S)的变频跨导。解：由已知条件知，电路符合线性时变条件。则线性时变跨导为 因此：10. 图6-6为二极管平衡电路，此电路能否完成振幅调制和解调（AM、DSB、SSB）、倍频、混频？若能，写出u1、u2应加什么信号，输出滤波器应为什么类型的滤波器，中心频率f0、带宽B为多少？ 图6-6解：设输出滤波器的谐振频率为f0，调制信号最高频率为Fmax.当满足U2U1的条件下，输出电流iL=2gDK(2t) u1, 因此，（1）将u1,加载波信号，u2, 加调制信号，可实现AM调制。此时要求滤波器为带通滤波器，中心频率为载波频率，f0=fC,带宽为2倍的调制信号最高频率,B0.7=2Fmax，即输入信号的带宽。（2）将u1, 加调制信号，u2, 加载波信号，可实现DSB或SSB调制。滤波器为带通滤波器DSB调制时，f0=fC，B0.7=2Fmax.。SSB调制时，B0.7=Fmax.- Fmin.Fmax,中心频率f0=fC+0.5( Fmax+ Fmin)。（3）将u1, 加调幅信号，u2, 加插入载波信号，可实现振幅解调。此时要求滤波器为低通滤波器，滤波器的高频截止频率fH Fmax. 。（4）将u1,加正弦信号信号，u2不加信号，可实现倍频。此时要求滤波器为窄带滤波器，中心频率为所需倍频的频率。 （5）将u1,加调幅信号，u2, 加本振信号，可实现混频。此时要求滤波器为带通滤波器，中心频率为中频频率，f0=fI=fL-fC，带宽为2倍的调制信号最高频率,B0.7=2Fmax.，即输入信号的带宽11. 二极管构成的电路如图6-8所示，图中两二极管的特性一致，已知，为小信号，并使二极管工作在受控制的开关状态，试分析其输出电流中的频谱成分，说明电路是否具有相乘功能？ 图6-8解：由于，式中，所以输出电流中含有、等频率成分。由于有成份，故该电路具有相乘功能。由于，所以 ，故电路不具有相乘功能。12 图6-9为MC1496相乘器电路，在此图中，已知，。当，时，试求输出电压，并画出其波形。 图6-9解：输出电压波形如图P5.19(s)所示。13. 理想模拟相乘器中，若， 试写出输出电压表示式，说明实现了什么功能？解：用低通滤波器取出式中右边第一项即可实现乘积型同步检波功能。14. 图6-10电路为三极管射极包络检波电路，试分析该电路的检波工作原理。 图6-10解：三极管发射极包络检波是利用三极管发射结的单向导电性实现包络检波的，其检波工作过程与二极管检波过程类似，若输入信号，为一普通调幅波，则输出电压的波形及其平均值如图所示。15. 图6-11电路为倍压检波电路，为负载，为滤波电容，检波输出电压近似等于输入电压振幅的两倍。说明电路的工作原理。 图6-11解：当为正半周时，二极管导通、截止，对充电并使两端电压接近输入高频电压的振幅；当为负半周时，二极管截止，导通，与相叠加后通过对充电，由于取值比较大，故两端电压即检波输出电压可达输入高频电压振幅的两倍。16某调幅收音机的混频电路如图6-12所示。图中输入信号是载频为700kHZ的普通调幅波。（1）本电路属于何种类型的混频器？（2）本地振荡属于何种类型的振荡器？（3）试说明L1C1、L4C4、L3C3三个并联回路的谐振频率。（4）定性画出A、B和C三点对地的电压波形。 图6-12解：（1）本电路是基极注入调幅输入信号，射极注入本地振荡信号的他激式混频器。（2）本振电路是共基、调射型变压器耦合振荡器。（3）L1C1回路的中心频率为700kHZ，L4C4回路的中心频率为（700+465）kHZ，L3C3回路的中心频率为465kHZ。（4）A、B和C各点波形如图10.30所示。uA的载频为700kHZ，uC的载频为465kHZ。17. 混频器中晶体三极管在静态工作点上展开的转移特性由下列级数表示：。已知混频器的本振频率fL=23MHZ，中频频率fI =fL-fc=3MHZ。若在混频器输入端同时存在fN1=19.8MHZ和fN2=19.6MHZ的干扰信号。试问在混频器输出端是否会有中频信号输出？它是通过转移特性的几次方项产生的？解：由于fL-（2 fN1- fN2）=23-（219.8-19.6）=3= fI，因此混频器中会有中频信号输出，它是由转移特性的四次方项（p+q+r=4）产生的18. 混频器输入端的有用信号外，同时还有频率分别为，的两个干扰信号，已知混频器的中频，试问这两个干扰电压会不会产生干扰？解：由于，故两干扰信号可产生互调干扰。19. 超外差广播收音机的接收频率范围（5251605）kHZ，中频fI =fL-fc=465kHZ。（1）当收到fc =600 kHZ电台播音时，除了调谐在600 kHZ频率刻度上能收听到该电台信号外，还能在接收频段内哪些刻度上收听到该电台信号（写出最强的两个）？（2）当收到频率fc =600 kHZ的电台信号时，还能同时收听到哪些频率的电台信号（写出最强的两个）？解：（1）对于其他电台，600 kHZ实际是干扰频率，是副波道干扰，则当p=1、q=2时，fc=1200 kHZ；当p=1、q=3时，fc=870kHZ。即在fc为1200kHZ和870kHZ两个电台，能听到600 kHZ电台的播音。（2）已知fc =600 kHZ，则干扰信号频率为当p=1、q=1时，fN1 =1530 kHZ（镜频），当p=1、q=2时，fN2 =765 kHZ。即在收到频率fc =600 kHZ的电台信号时，还能同时收听到频率为1530kHZ和765kHZ两个电台信号。22. 某超外差接收机中频fI= 500 kHz，本振频率fLfs. 解：（1）从给定的题可以看出，7.5MHz信号最强，说明发射频率就是7.5MHz。而调谐到在6.5 MHz和7.25 MHz时听到的信号是7.5MHz信号对其形成的干扰（2）在调谐到6.5 MHz时此时，fS=6.5 MHz，本振频率fL=fS+fI=6.5+0.5=7MHz,干扰信号频率f