通信电子线路第6章参考答案.ppt

1,第6章参考习题答案,6-1 6-2 6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 6-8 6-9 6-10 6-11 6-12 6-13 6-14 6-15 6-16 6-17 6-18 6-19 6-20 6-21 6-22 6-23 6-24 6-25 6-26 6-27 6-28 6-29 6-30,2,61 已知载波电压uc=UCsinCt，调制信号如图所示，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。,题6l 图,3,解6-1，各波形图如下,4,62 某发射机输出级在负载RL=100上的输出信号为u0(t)=4(1-0.5cost)cosct V。求总的输出功率Pav、载波功率Pc和边频功率P边频。,解6-2 显然，该信号是个AM调幅信号，且m=0.5,因此,5,63 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6-3,6,64 在图示的各电路中，调制信号u(t)=U cost，载波电压uC=UCcosct，且c,UCU，二极管VD1和VD2的伏安特性相同，均为从原点出发，斜率为gD的直线。（1）试问哪些电路能实现双边带调制？（2）在能够实现双边带调制的电路中，试分析其输出电流的频率分量。,题64 图,7,解6-4,8,9,所以，（b）和（c）能实现DSB调幅 而且在（b）中，包含了c的奇次谐波与的和频与差频分量，以及c的偶次谐波分量。 在（c）中，包含了c的奇次谐波与的和频与差频分量，以及c的基频分量。,10,65试分析图示调制器。图中，Cb对载波短路，对音频开路； uC=UCcosct, u=Ucost （1）设UC及U均较小，二极管特性近似为i=a0+a1u2+a2u2.求 输出uo(t)中含有哪些频率分量（忽略负载反作用）？ （2）如UCU,二极管工作于开关状态，试求uo(t)的表示式。 （要求：首先，忽略负载反作用时的情况，并将结果与（1） 比较；然后，分析考虑负载反作用时的输出电压。,题65图,11,解6-5 （1）设二极管的正向导通方向为他的电压和电流的正方向，则：,12,（2）,13,在考虑负载的反作用时,与不考虑负载的反作用时相比，出现的频率分量相同，但每个分量的振幅降低了。,14,66 调制电路如图所示。载波电压控制二极管的通断。试分析其工作原理并画出输出电压波形；说明R的作用(设T=13TC, TC 、T分别为载波及调制信号的周期)。,题66图,解题6-6 设二极管为过原点的理想二极管，跨导为gD,，变压器变比为1:1.。电阻R可看作两个电阻的串联R=R1+R2则：当在uc的正半周，二极管都导通，导通电阻RD和R1、R2构成一个电桥，二极管中间连点电压为零，初级线圈中有电流流过，且初级电压为u。当在uc的负半半周，二极管都截止，变压器初级下端断开，初级线圈中电流为零。下图是该电路的等效电路图。因此在uc的正半周，次级获的电压为:,15,通过次级谐振回路，选出所需要的频率。输出电压的只包含C频率分量,16,在图中R的作用是用来调整两个二极管的一致性，以保证在二极管导通是电桥平衡，使变压器下端为地电位。,17,67 在图示桥式调制电路中，各二极管的特性一致，均为自原点出发、斜率为gD的直线，并工作在受u2控制的开关状态。若设RLRD(RD=1/gD)，试分析电路分别工作在振幅调制和混频时u1、u2各应为什么信号，并写出uo的表示式。,解6-7 当u2的正半周，二极管全部导通，电桥平衡，输出为零。 当u2的负半周，二极管全部截止，输出为电阻分压。 所以输出电压为：,18,当做AM调制时，u1应为载波信号，u2应为调制信号. 当做DSB调制时，u1应为调制信号，u2应为载波信号. 当做混频器时，u1应为输入信号，u2应为本振信号,19,68 在图(a)所示的二极管环形振幅调制电路中，调制信号u=Ucost，四只二极管的伏安特性完全一致，均为从原点出发，斜率为gd的直线，载波电压幅值为UC，重复周期为TC=2/C的对称方波，且UCU，如图(b)所示。试求输出电压的波形及相应的频谱。,题68图,20,解6-8,21,22,69 差分对调制器电路如图所示。设： （1）若C=107rad/S，并联谐振回路对C谐振，谐振电阻RL=5k, Ee=Ec=10V,Re=5k, uC=156cosCt mV, u=5.63cos104t V。 试求uo(t)。 （2）此电路能否得到双边带信号？为什么？,23,解6-9 (1),(2) 该电路不能产生DSB信号，因为调制信号加在了线性通道，无法抑制载波分量。要想产生DSB信号，调制信号应该加在非线性通道，且信号幅度比较小（小于26Mv）。,24,610 调制电路如图所示。已知u=cos103t V ，uC=50cos107tmV。试求：（1）uo(t)表示式及波形；（2）调制系数m。,题610图,25,解6-10（1）,26,可见，由uC引起的时变电流分量是一个AM信号，而且调制深度m=0.5.输出电压为,27,611 图示为斩波放大器模型，试画出A、B、C、D各点电压波形。,题611图,28,解6-11,29,各点波形如下,30,612 振幅检波器必须有哪几个组成部分？各部分作用如何？下列各图（见图所示）能否检波？图中R、C为正常值，二极管为折线特性。,题612图,解6-12 振幅检波器应该由检波二极管，RC低通滤波器组成，RC电路的作用是作为检波器的负载，在其两端产生调制电压信号，滤掉高频分量；二极管的作用是利用它的单向导电性，保证在输入信号的峰值附近导通，使输出跟随输入包络的变化。,31,(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。,32,613 检波电路如图所示，uS为已调波(大信号)。根据图示极性，画出RC两端、Cg两端、Rg两端、二极管两端的电压波形。,题-13图,解6-13 各点波形如右图,33,614 检波电路如图所示，其中us=0.8(1+0.5cost)cosCtV,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。,题6-14图,解6-14,34,35,615 在图示的检波电路中，输入信号回路为并联谐振电路，其谐振频率f0=106Hz,，回路本身谐振电阻R0=20k, ,检波负载为10k,C1=0.01F,rD=100.。 （1）若is=0.5cos2106t mA,，求检波器输入电压 us(t)及检波器输出电压uo(t)的表示式； （2）若is=0.5(1+0.5cos2103t)cos2106t mA, 求uo(t)的表示式.,36,解6-15（1）,（2）,37,616 并联检波器如图所示。输入信号为调幅波，已知C1=C2=0.01F,R1=1k，R2=5k调制频率F=1kHz，载频fC=1MHz，二极管工作在大信号状态。 （1）画出AD及BD两端的电压波形； （2）其它参数不变，将C2增大至2F ，BD两端电压波 形如何变化？,题616图,38,解6-16,（1）此时低通网络的截止频率为,因为FfHfC,所以电路是正常检波。各点波形如下：,39,（2）当C2增大到2F时,因为fHF,所以，BD端输出信号已不在是调制信号，而是直流，其大小约为输入AM信号中载波信号分量的振幅。,40,617 图示为一平衡同步检波器电路，us=Uscos(C+)t,ur=Urcosrt,UrUs。求输出电压表达式，并证明二次谐波的失真系数为零。,题617图,解6-17 设二极管为过零点的理想折线特性 .检波效率为Kd,41,42,同样求锝,43,另外从上式可见，由于二次谐波都是由cot的偶次方项产生的，但平衡输出后，n为偶次方项被彻底抵消掉了，所以输出只有调制信号的基频和奇次谐波分量，偶次谐波分量为0；而二次失真系数定义为的二次谐波振幅与基频分量振幅之比，所以二次失真系数为0。,因此,当忽略高次项后，得到：,44,618 图(a)为调制与解调方框图。调制信号及载波信号如图(b)所示。试写出u1、u2、u3、u4的表示式，并分别画出它们的波形与频谱图（设C）。,题618图,45,解6-18,46,当带通滤波器的中心频率为载波频率，且带宽为2时，得,经过低通滤波器后，,47,各点波形如下,48,619 已知混频器晶体三极管转移特性为：iC=a0+a2u2+a3u3,式中，u=UScosSt+ULcosLt,ULUS,求混频器对于及(L-S)及(2L-S)的变频跨导。,解6-19 根据已知条件，电路符合线性时变条件。则线性时变跨导为,49,620 设一非线性器件的静态伏安特性如图所示，其中斜率为a；设本振电压的振幅UL=E0。求当本振电压在下列四种情况下的变频跨导gC。 （1）偏压为E0； （2）偏压为E0/2； （3）偏压为零； （4）偏压为-E0/2。,题620图,解6-20 设偏压为EQ,输入信号为uS=UScosSt,且ULUS,即满足线性时变条件。根据已知条件，则电流可表示为,50,51,52,53,621 图示为场效应管混频器。已知场效应管静态转移特性为iD=IDSS(1-uGS/VP)2，式中，IDSS=3mA,VP=-3V.。输出回路谐振于465kHz，回路空载品质因数Q0=100，RL=1k，回路电容C=600pF，接入系数n=1/7，电容C1、C2、C3对高频均可视为短路。现调整本振电压和自给偏置电阻Rs，保证场效应管工作在平方律特性区内，试求： （1）为获得最大变频跨导所需的UL；（2）最大变频跨导gC和相应的混频电压增益。,题621图,54,（1）为获得最大的不失真的变频跨导，应该调整自给偏压电阻，使场效应管的静态偏置工作点位于平方律特性的中点上。,55,输出回路在谐振时，它两端的总电导为,56,622 N沟道结型场效应管混频器如图所示。已知场效应管参数IDSS=4mA，Vp=-4V，本振电压振幅UL=1.8V,源极电阻Re=2k。试求； (1）静态工作点的gmQ及变频跨导gC； (2）输入正弦信号幅度为lmV时，问漏极电流中频率为s、L、I的分量各为多少？ (3）当工作点不超出平方律范围时，能否说实现了理想混频而不存在各种干抚。,题622图,57,解6-2（1）,58,（2）,因此可以看出：,（3）当工作点不超过平方律范围时，仍然会出现其他频率分量，如L、S 、2S、2L、L+S，所以仍有失真。,59,623 一双差分对模拟乘法器如图所示，其单端输出电流,试分析为实现下列功能（要求不失真）： （1）双边带凋制； （2）振幅已调波解调； （3）混频。 各输入端口应加什么信号电压？输出端电流包含哪些频率分量？对输出滤波器的要求是什么？,60,题623图,61,解6-23 （1）要实现双边带调幅，u1应为载波信号，u2应为调制信号，此时单端输出电流为,62,（2）要实现对AM信号的解调，u1应为插入载波信号，u2应为AM信号，此时单端输出电流为,63,（3）要实现混频，u1应为本振信号，u2应为输入信号，此时单端输出电流为,64,624 图示为二极管平衡电路，用此电路能否完成振幅调制（AM、DSB、SSB）、振幅解调、倍频、混频功能？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如何计算？,题624图,解6-24 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，,65,（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. 。,66,（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,67,625 图示为单边带（上边带）发射机方框图。调制信号为 3003000 HZ的音频信号，其频谱分布如图中所示。试画出图中各方框输出端的频谱图。,题625图,68,解6-25 各点频谱如下,69,626 某超外差接收机中频fI= 500 kHz，本振频率fLfs，在收听人fs =1.501 MHz的信号时，听到哨叫声，其原因是什么？试进行具体分析（设此时无其它外来千扰）。,解6-26 由于混频电路的非线性作用，有用输入信号和本振信号所产生的某些组合频率分量接近中频频率，对有用中频形成干扰，经检波后差拍出音频频率，即干扰哨声。 根据已知条件，得，本振频率fL=fs-fI=1501-500=1001kHz 根据,70,可以找出， p=2,q=1时产生3阶干扰，2fL-fS=2002-1501=501kHz p=4,q=3时产生7阶干扰；3fS-4fL=4503-4004=503kHz p=5,q=3时产生8阶干扰；5fL-3fS=5005-4503=502kHz p=7,q=5时产生12阶干扰，5fS-7fL=7505-7007=498kHz 等等，尤其是3阶干扰最为严重。,71,627 试分析与解释下列现象： (1）在某地，收音机接收到 1090 kHz信号时，可以收到 1323 kHz的信号； (2) 收音机接收 1080 kHz信号时，可以听到 540 kHz信号； (3）收音机接收 930 kHz信号时，可同时收到 690 kHz和 810 kHz信号，但不能单独收到其中的一个台(例如另一电台停播)。,解6-27 (1) 接收到 1090 kHz信号时，同时可以收到 1323 kHz的信号；证明1323kHz是副波道干扰信号，它与本振信号混频，产生了接近中频的干扰信号。此时本振频率为fL=1090+465=1555kHz,根据pfL-qfJ=fI的判断条件，当p=2,q=2时，2fL-2fJ=3110-2646=464fI。因此断定这是4阶副波道干扰。,72,(2) 接收到 1080 kHz信号时，同时可以收到540 kHz的信号；证明也是副波道干扰信号，此时本振频率为fL=1080+465=1545kHz,当p=1,q=2时， fL-2fJ=1545-1080=465=fI。因此断定这是3阶副波道干扰。,(3) 当接收有用台信号时，同时又接收到两个另外台的信号，但又不能单独收到一个干扰台，而且这两个电台信号频率都接近有用信号并小于有用信号频率，根据fS-fJ1=fJ1-fJ2的判断条件，930-810=810-690=120kHZ，因此可证明这可是互调干扰,且在混频器中由4次方项产生，在放大器中由3次方项产生，是3阶互调干扰。,73,628 某超外差接收机工作频段为 0.5525 MHz，中频fI=455 kHZ，本振fLfs。试问波段内哪些频率上可能出现较大的组合干扰（6阶以下）。,解6-28 可以看出，因为没有其他副波道干扰信号，所以可能出现的干扰只能是干扰哨声。根据,74,上述结果说明，一旦接收信号频率和中频确定后，那么形成干扰哨声的点也就确定了，而且最严重的是那些阶数较低的干扰。,75,62