高频电子线路习题解答.pdf

高频电子线路高频电子线路 胡宴如 耿苏燕 主编 习题解答习题解答 目 录目 录 第 章 小信号选频放大器第 章 小信号选频放大器 1 第第 3 章 谐振功率放大器章 谐振功率放大器 4 第第 4 章 正弦波振荡器章 正弦波振荡器 10 第第 5 章 振幅调制 振幅解调与混频电路章 振幅调制 振幅解调与混频电路 22 第第 6 章 角度调制与解调电路章 角度调制与解调电路 38 第第 7 章 反馈控制电路章 反馈控制电路 49 1 第 2 章 小信号选频放大器 2 1 已知并联谐振回路的求该并联回路的谐振频率1 H 20 pF 100 LCQ 0 f 谐振电阻 p R及通频带 0 7 BW 解 9 0 612 11 0 0356 10 Hz35 6 MHz 2 2 1020 10 f LC HF 6 3 12 6 4 0 7 10 10022 4 k22 36 1022 36 k 20 10 35 6 10 Hz 35 6 10 Hz356 kHz 100 p H RQ F f BW Q 2 2 并联谐振回路如图 P2 2 所示 已知 300 pF 390 H 100 CLQ 信号源内 阻负载电阻求该回路的谐振频率 谐振电阻 通频带 s 100 k R L 200 k R 解 0 11 465kHz 2 2 390 H300 PF f LC 0 70 390 H 100114 k 300 PF 100 k 114 k 200 k 42 k 42 k 42 k 37 1 14 k 390 H 300 PF 465 kHz 37 12 6 kHz p espL e e e RQ RRRR R Q BWfQ 2 3 已知并联谐振回路的求回路的L和Q以及 时电压衰减倍数 如将通频带加宽为 300 kHz 应在回路两端并接一 个多大的电阻 00 7 10 MHz C 50 pF 150 kHz fBW 600 kHzf 解 6 26212 0 11 5 105 H 2 2 10 10 50 10 LH fC 6 0 3 0 7 10 10 66 7 150 10 f Q BW 22 3 6 0 22600 10 1166 7 10 10 p o Uf Q f U 8 1 当时 0 7 300 kHzBW 6 0 3 0 7 4 612 0 10 10 33 3 300 10 33 3 1 06 1010 6 k 2 2 10 1050 10 e e ee f Q BW Q RQ f C 而 2 4 712 66 7 2 13 1021 2 k 2 1050 10 p RQ 由于 p e p RR R RR 所以可得 10 6 k21 2 k 21 2 k 21 2 k10 6k ep pe R R R RR 2 4 并联回路如图 P2 4 所示 已知 360 pF C 1 280 H L 100 Q 2 50 H L 试求该并联回路考虑到影响后的通频带及等效谐振电 阻 12 10 n NN L 1kR L R 解 6 3 12 280 10 10088 1088 k 360 10 p RQ 22 6 33 12 0 0 7 612 101k100 k 88 k 100 k46 8 k 280 10 46 8 10 46 8 10 0 88 1053 360 10 11 9 46 kHz 2 532 280 10360 10 LL epL e e e e Rn R RRR R Q f BW QQLC 3 2 5 并联回路如图 P2 5 所示 试求并联回路 2 3 两端的谐振电阻 p R 已知 a 1 100 HL 2 10 HL 4 HM 等效损耗电阻10r b 300 pFC 1 50 pFC 2 100 pFC 10 HL 2r 解 6 12 12 2 1001042 10 a 39 3k 300 1010 p LLML R crCr 3 6 12 6 2 22 2 100108 10 8 43 104 10 39 3k 0 55 k 8 43 p p LLM n LM R R n 12 1212 12 12 6 6 12 12 12 12 1 22 50 100 10 b 33 3 10pF 33 3pF 50100 10 10 10 0 150 10150 k 33 3 102 50100 10 3 50 10 150 k 16 7 k 3 p p p C C C CC L R Cr CC n C R R n 2 6 并联谐振回路如图 P2 6 所示 已知 0 10 MHzf 100Q 匝比 12 k s R L 1kR 40 pFC 11323 1nNN 3 4 21345 nNN 试求谐振回路有载 谐振电阻 e R 有载品质因数和回路通频带 e Q 0 7 BW 解 将图 P2 6 等效为图 P2 6 s 图中 712 0 100 39 8 k 2 2 1040 10 p Q RQ f C 22 1 22 2 3 3712 0 1 312 k20 28 k 41k16 k 20 28 39 8 16 k7 3k 7 3 10 7 3 102 1040 1018 34 1 2 ss LL espL e e Rn R Rn R RRRR R Q f C 0 70 10 MHz 0 54 18 34 e BWfQ 5 MHz 2 7 单调谐放大器如图 2 2 4 a 所示 已 知放大器的中心频率 回路 线圈电感 Q 匝数 0 10 7 MHzf 13 4 HL 100 13 20N 匝 匝 匝 晶 体管的参数为 r 试求该大器的谐振电 压增益 通频带及回路外接电容 12 5N 45 5N 2 mS L G 200 S oe G 7 pF oe C m 45 mSg 0 bb 解 1313 12 1245 2020 4 4 55 NN nn NN 4 6 66 013 2626 1 2326 2 66 3 12 111 37 2 10 2 1002 10 7 104 10 200 10 412 5 10 2 10 4125 10 37 212 5125 10174 7 10 45 10 44 174 7 10 p oeoe LL epoeL m uo e GS QQf L GGnS GGnS GGGGS g A n n G 6 666 0 70 12 2626 0 22 1 16 11 21 174 7 102 10 7 104 10 10 7 210 51MHz 11 55 4 1055 4 2 2 10 7 10 4 10 7 55 455 4 e e e T oe T Q G BWfQ CF fL C CCPF n PF 2 8 单调谐放大器如图 2 2 4 a 所示 中心频率 晶体管工作点电流 回路电感 0 30 MHzf EQ 2 mAI 13 1 4 HL 100Q 匝比 11312 2nNN 试求该放大器的谐振电压增益及通频带 21345 3nNN 5 L 1 2 mSG 0 4 mS oe G 0 bb r 解 6 66 11 38 10 1002 30 101 4 10 p GS Q 2326 1 2326 2 66 0 6 12 6 013 0 4 10 2100 10 1 2 10 3 598 10 3810098 10236 10 262 mA 26 mV0 077 0 077 46 6 23 5236 10 11 236 102 3 oeoe LL epoeL mEQ m u e e e GGnS GGnS GGGGS gIS g A n n G Q G w L 66 6 0 0 7 16 0 101 4 10 30 10 1 88 MHz 16 e f BW Q 第 章 谐振功率放大器第 章 谐振功率放大器 3 1 谐振功率放大器电路如图 3 1 1 所示 晶体管的理想化转移特性如图 P3 1 所示 已 知 回路调谐在输入信号频率上 试在转移特性上画出输 入电压和集电极电流波形 并求出电流导通角 BB 0 2 VV i 1 1cos u t V 及 c0 I c1m I c2m I的大小 解 由 BEBB 0 21 1cos 0 21 1cos i uVuVt VVt 可作出它的波形如图 P3 1 2 所示 根据及转移特性 在图P3 1中可作出的波形如 3 所示 由于时 BE u c i0t BEBEmax 0 21 1 1 3 uuVV 则 max 0 7 C iA 因为 所以 cos imBE onBB UU V BE on BB im 0 60 2 cos0 364 1 1 UV U 则得 69 由于 则 0 69 0 249 1 69 0 432 2 69 0 269 00max 11max 22max 69 0 2490 70 174 69 0 4320 70 302 69 0 2690 70 188 cC c mC c mC IiA IiA IiA 3 2 已知集电极电流余弦脉冲 试求通角 max 100 mA C i 120 70 时集电极电 流的直流分量 0c I和基波分量 1c m I 若 求出两种情况下放大器的效率各为多 少 CC 0 95 cm U V 6 解 1 120 0 0 406 1 0 536 01 1 0 0 406 10040 6 mA 0 536 10053 6 mA 110 536 0 9562 7 2 20 406 cc m cm c CC II U V 2 70 0 0 253 1 0 436 01 0 253 10025 3mA 0 436 10043 6 mA 10 436 0 9581 9 20 253 cc m c II 3 3 已知谐振功率放大器的 试 求该放大器的 CC 24 VV C0 250 mAI 5 W o P cmCC 0 9UV D P C P C 以及 c1m I maxC i 解 0 0 25246 W DCCC PI V 1 651W 5 83 3 6 225 0 463A 0 924 CDo o C D o c m cm PPP P P P I U 1 1 220 8331 85 50 0 9 CC C cm V g U 0 max 0 0 25 1 37 0 183 C C I iA 3 4 一谐振功率放大器 测得 CC 30 VV C0 100 mAI cm 28 VU 70 求 e R o P和 C 解 0 max 0 100 395 mA 70 0 253 c C I i 1max1 70 3950 436172 mA c mC Ii 1 28 163 0 172 cm e c m U R I 1 11 0 172282 4 W 22 oc mcm PIU 2 4 80 0 1 30 o C D P P 3 5 已 知 放 大 器 工 作 在 临 界 状 态 要求输出功率 CC 12 VV BE on 0 6 VU BB 0 3VU cm 10 5 VU o 1WP 60 试求该放大器的谐振电阻 输入电压 及集电极效率 e R im U C 解 22 1110 5 55 221 cm e o U R P 1 0 0 6 0 3 1 8 V cos0 5 60 110 391 10 5 78 5 2 60 20 21812 BEBB im cm C CC UonV U U V 3 6 谐振功率放大器电路如图P3 6所示 试从馈电方式 基极偏置和滤波匹配网络等 方面 分析这些电路的特点 7 解 a 集电极均采用串联馈电方式 基极采用自给偏压电路 利用高频扼 圈中固有直流电阻来获得反向偏置电压 而利用 1 V 2 V 1 V 2 V B R获得反向偏置电压 输入端采用L型 滤波匹配网络 输出端采用型滤波匹配网络 b 集电极采用并联馈电方式 基极采用自给偏压电路 由高频扼流圈 B L中的直流电阻 产生很小的负偏压 输出端由 构成型和T型滤波匹配网络 调节和 使得外接50欧负载电阻在工作频率上变换为放大器所要求的匹配电阻 输入端由 构成T和型滤波匹配网络 用来调匹配 用来调谐振 23 L C 345 C C CL 34 C C 5 C 1 C 2 C 1 L 6 CL 1 C 2 C 3 7 某谐振功率放大器输出电路的交流通路如图P3 7所示 工作频率为2 MHz 已知 天线等效电容 等效电阻500 PF A C 8 A r 若放大器要求80 e R 求和 LC 解 先将L 等效为电感 则 C组成形网络 如图P3 7 s 所示 由图可 得 A C A L A LL 80 11 8 e e A R Q r 3 由图又可得 所以可得 eA QL A r 8 6 6 22 12 2626 3 8 1 91 101 91 H 2 2 10 11 11 91 H 12 122 H 3 11 2987 10F2987 pF 2 2 10 2 122 10 e A A AA e A Q r LH LL Q C L 因为 1 A A LL C 所以 6 26 6 11 1 91 10 2 2 10 500 10 14 59 10 H14 59 H A A LL C 212 3 8 一谐振功率放大器 要求工作在临界状态 已知 集电极电压利用系数为0 95 工作频率为10 MHz 用L型网络作为输出滤波匹 配网络 试计算该网络的元件值 CC 20 VV o 0 5 WP L 50R 解 放大器工作在临界状态要求谐振阻抗 e R等于 22 0 9520 361 220 5 cm e o U R P 由于 e R L R 需采用低阻变高阻网络 所以 6 6 22 12 2626 361 112 494 50 2 49450 1 986 101 986 H 2 10 10 11 11 98612 31 H 2 494 11 110 10F110 pF 2 10 10 2 31 10 e e L eL e R Q R Q R LH LLH Q C L 3 9 已知实际负载 谐振功率放大器要求的最佳负载电阻 工作 频率 试计算图3 3 9 a 所示 50 L R 121 e R 30 MHzf 型输出滤波匹配网络的元件值 取中间变换阻抗 2 L R 解 将图3 3 9 a 拆成两个L型电路 如图P3 9 s 所示 由此可得 2 1 50 114 2 121 11 2 L e L e e L R Q R R Q R 9 7 71 9 122 2 6 22 22 2 9 12 26212 2 91 11 6 4 9 520 10520 pF 2 30 1050 11 15201542 pF 4 9 11 52 10 H52 nH 2 30 10 542 10 7 71 2 81 8 10H81 8 nH 2 30 10 e L e eL Q CF R CCpF Q L C Q R L 1111 22 1 12 1 2629 11 11112 11 181 8 nH 183nH 7 71 11 339 10339 pF 2 30 10 83 10 81 852 nH133 8 nH e LL Q CF L LLL 3 10 试求图P3 10所示各传输线变压器的阻抗变换关系及相应的特性阻抗 解 a 1 1411 4 4 4 444164 c i icLcci Lc Z RUU RZRZZR IIRZ L R b 2211 2 2 4 222 2 ic icLcciL Lc RZUU RZRZZRR IIRZ 3 11 功率四分配网络如图P3 11所示 试分析电路的工作原理 已知 试求75 L R 1d R 2d R 3d R及 s R的值 解 当a与b端负载电阻均等于2 1r T s R a与b端获得信号源供给功率的一半 同理 2r T 两端负载 3r T L R都相等 且等于4 s R时 a b端功率又由 平均分配给四个 负载 所以每路负载 2r T 3r T L R获得信号源供给功率的1 4 故图P3 11构成功率四分配网络 123 75 150 18 75 ddds RRRR 3 12 图P3 12所示为工作在2 30 MHz频段上 输出功率为50 W的反相功率合成电 10 路 试说明 1 传输线变压器的作用并指出它们的特性阻抗 2 传输线 变压器的作用并估算功率管输入阻抗和集电极等效负载阻抗 1r T 5r T 6r T 7r T 解 1 说明 的作用并指出它们的特性阻抗 1r T 5r T 1r T为1 1传输线变压器 用以不平衡与平衡电路的转换 1 50 c Z 2r T和组成9 1阻抗变换电路 3r T 23 50 316 7 cc ZZ 4r T为1 1传输线变压器 用以平衡与不平衡电路的转换 4 12 5 c Z 5r T为1 4传输线变压器 用以阻抗变换 5 25 c Z 2 说明 的作用并估算功率管的输入阻抗和等效负载阻抗 6r T 7r T 6r T起反向功率分配作用 起反向功率合成作用 7r T 功率管的输入阻抗为 501 2 8 92 功率管集电极等效负载阻抗为 50 6 25 24 ab RR 第第 4 章 正弦波振荡器章 正弦波振荡器 4 1 分析图 P4 1 所示电路 标明次级数圈的同名端 使之满足相位平衡条件 并求出振荡 频率 解 a 同名端标于二次侧线圈的下端 6 0 126 11 0 877 10 Hz0 877 MHz 2 2 330 10100 10 f LC b 同名端标于二次侧线的圈下端 6 0 612 1 0 777 10 Hz0 777 MHz 2 140 10300 10 f c 同名端标于二次侧线圈的下端 6 0 612 1 0 476 10 Hz0 476 MHz 2 560 10200 10 f 4 2 变压器耦合LC振荡电路如图 P4 2 所示 已知360 pFC 280 HL 晶体管的 略去放大电路输入导纳的影响 试画出振荡器 起振时开环小信号等效电路 计算振荡频率 并验证振荡器是否满足振幅起振条件 50Q 20 HM fe 0 5 oe 2 10 SG 解 作出振荡器起振时开环参数等效电路如图P4 2 s 所示 Y 12 略去晶体管的寄生电容 振荡频率等于 0 612 11 Hz 0 5 MHz 2 2 280 10360 10 f LC 略去放大电路输入导纳的影响 谐振回路的等效电导为 5 66 11 2 1042 7 S 502 0 5 10280 10 eoeoe o GGGGSS QL 由于三极管的静态工作点电流 EQ I为 12 10 0 7 1233 0 6 mA 3 3k EQ V I 所以 三极管的正向传输导纳等于 0 6 260 023S femEQT YgIUmAmV 因此 放大器的谐振电压增益为 om uo e i Ug A G U 而反馈系数为 f o U jMM F jLL U 这样可求得振荡电路环路增益值为 6 0 02320 38 42 710280 m e gM TAF GL 由于T 1 故该振荡电路满足振幅起振条件 4 3 试检查图P4 3所示振荡电路 指出图中错误 并加以改正 解 a 图中有如下错误 发射极直流被 f L 短路 变压器同各端标的不正确 构成负反馈 改正图如图P4 3 s a 所示 b 图中有如下错误 不符号三点式组成原则 集电极不通直流 而通过直接加到发 射极 只要将和位置互换即行 如图P4 3 s b 所示 CC VL 1 CL 13 4 4 根据振荡的相位平衡条件 判断图P4 4所示电路能否产生振荡 在能产生振荡的电路 中 求出振荡频率的大小 解 a 能 6 0 126 1 0 1910 Hz0 19 MHz 4700 2 1030010 2 f b 不能 c 能 6 0 126 1 0 42410 Hz0 424 MHz 2 47010 100200 10 f 4 5 画出图P4 5所示各电路的 交流通路 并根据相位平衡条件 判断哪些电路能产生振荡 哪些电 路不能产生振荡 图中C C C 为耦合电容或旁路电容 BEC C L为高频 扼流圈 解 各电路的简化交流通路 分别如图P4 5 s a b c d 所示 其中 a 能振荡 b 能振荡 c 能振荡 d 不能振荡 14 4 6 图P4 6所示为三谐振回路振荡器的交流通路 设电路参数之间有以下四种关系 1 112233 L CL CL C 2 112233 L CL CL C 4 112233 L CL CL C 即 010203 fff 当 01 ff 时 均呈感性 不能振荡 1 X 2 X 3 X 当 0102 fff 时 呈容性 3呈感性 不能振荡 1 X 2 XX 当 0203 fff 时 呈容性 呈感性 构成电容 三点式振荡电路 1 X 2 X 3 X 2 112233 L CL CL C 当 03 ff 时 呈感性 不能振荡 1 X 2 X 3 X 当 0302 fff 时 呈容性 呈感性 构成电感三点式振荡电路 3 X 1 X 2 X 当 0201 fff 时 均呈容性 不能振荡 1 X 2 X 3 X 3 112233 L CL CL C 即 010203 fff 当 0102 fff 时 均呈感性 不能振荡 1 X 2 X 3 X 当 010203 ffff 时 均呈容性 不振荡 1 X 2 X 3 X 4 112233 L CL CL C 0203 fff 时 X 均呈感性 1 X 23 X 020301 ffff 时 均呈容性 故此种情况下 电路不可能产生振荡 1 X 2 X 3 X 4 7 电容三点式振荡器如图P4 7所示 已知谐振回路的空载品质因数 晶体管 的输出电导 输入电导G 试求该振荡器的振荡频率 LC60Q 5 oe 2 510SG 3 ie 0 210S 0 f 并验 证时 电路能否起振 CQ 0 4 mAI 解 1 求振荡频率 0 f 由于 15 12 12 3001000 pF 231 pF 3001000 C C C CC 所以 0 612 11 Hz 1 MHz 2 2 11010231 10 f LC 2 求振幅起振条件 6 612 2 2 6 12 2 2 2 61 33 212 0 4 26S 0 0154 S 26 11 2410S 60 11010 231 10 3001000 241040 6 S 1000 13001 20010 10001210 3610 mCQ p pp ieie BB gI GS QL C CC GGS C C GG CRR 33 1 6 2 S28 S 1 1 210S0 510S500 S 40 62850025 S594 S 0 0154300 7 81 594101000 cc epiecoe m e GR GGGGG gC T GC 故满足振幅起振条件 4 8 振荡器如图P4 8所示 它们是什么类型振荡器 有何优点 计算各电路的振荡频率 解 a 电路的交流通路如图P4 8 s a 所示 为改进型电容三点式振荡电路 称为克拉泼 电路 其主要优点是晶体管寄生电容对振荡频率的影响很小 故振荡频率稳定度高 0 612 11 Hz 2 25 MHz 2 2 501010010 f LC b 电路的交流通路如图P4 8 s b 所示 为改进型电容三点式振荡电路 称为西勒电路 16 其主要优点频率稳定高 0 612 1 3 3 pF 4 86 pF 111 2 28 215 11 Hz 9 6 MHz 2 2 57104 8610 C f LC 4 9 分析图P4 9所示各振荡电路 画出交流通路 说明电路的特点 并计算振荡频率 解 a 交流通路如图P4 9 s a 所示 6 0 612 11 25pF 30 83 pF 1111 51055 1 12 8210 Hz 12 82 MHz 2 51030 8310 C f 电容三点振荡电路 采用电容分压器输出 可减小负载的影响 b 交流通路如图P4 9 s b 所示 为改进型电容三点式振荡电路 西勒电路 频率稳定 度高 采用电容分压器输出 可减小负载的影响 LC 6 0 612 11 pF 38 625 pF 11111 200200511005 1 1 9 0610 Hz 9 06 MHz 2 81038 62510 C f 4 10 若石英晶片的参数为 试求 q 4 HL 3 q 6 310pFC o 2 pFC q 100r 17 1 串联谐振频率 s f 2 并联谐振频率 p f与 s f相差多少 3 晶体的品质因数和等效并联谐 振电阻为多大 Q 解 1 6 312 11 1 00310 Hz 1 003 MHz 2 2 46 31010 s qq f L C 2 312 6 12 0 6 31010 11111 00310 210 q pss C fff C 3 1 58 10 Hz 1 58 kHz 3 6 5 2 2 1 003104 2 5210 100 qsq qq Lf L Q rr 2 0 22 0000 312 6 31212 6 310104 631063 M 26 310 10210100 qqqq p qqqq LLC CL CC R CCrCrCCC r 4 11 图P4 11所示石英晶体振荡器 指出他们属于哪种类型的晶体振荡器 并说明石英晶 体在电路中的作用 解 a 并联型晶体振荡器 石英晶体在回路中起电感作用 b 串联型晶体振荡器 石英晶体串联谐振时以低阻抗接入正反馈电路 4 12 晶体振荡电路如图P4 12所示 试画出该电路的交流通路 若 1 f为 11 L C的谐振频率 2 f为 22 L C的谐振频率 试分析电路能否产生自激振荡 若能振荡 指出振荡频率与 1 f 2 f之 间的关系 解 该电路的简化交流通路如图P4 12 s 所示 电路可以构成并联型晶体振荡器 若要产 18 生振荡 要求晶体呈感性 11 L C和 22 L C呈容性 所以 201 fff 4 13 画出图P4 13所示各晶体振荡器的交流通路 并指出电路类型 解 各电路的交流通路分别如图P4 13 s 所示 4 14 图P4 14所示为三次泛音晶体振荡器 输出频率为5 MHz 试画出振荡器的交流通路 说明回路的作用 输出信号为什么由输出 LC 2 V 19 解 振荡电路简化交流通路如图P4 14 s 所示 LC回路用以使石英晶体工作在其三次泛音频率上 构成射极输出器 作为振荡器的缓 冲级 用以减小负载对振荡器工作的影响 可提高振荡频率的稳定度 2 V 4 15 试用振荡相位平衡条件判断图P4 15所示各电路中能否产生正弦波振荡 为什么 解 a 放大电路为反相放大 故不满足正反馈条件 不能振荡 b 为共源电路 为共集电路 所以两级放大为反相放大 不满足正反馈条件 不能 振荡 1 V 2 V c 差分电路为同相放大 满足正反馈条件 能振荡 d 通过选频网络构成负反馈 不满足正弦振荡条件 不能振荡 RC e 三级滞后网络可移相180 而放大器为反相放大 故构成正反馈 能产生振荡 RC 4 16 已知RC振荡电路如图P4 16所示 1 说明 1 R应具有怎样的温度系数和如何选择其 冷态电阻 2 求振荡频频率 0 f 20 解 1 1 R应具有正温度系数 1 R冷态电阻 2 1 5 k 2 R 2 0 36 11 971Hz 2 2 8 2100 0210 f RC 4 17 振荡电路如图P4 17所示 已知RC 1 10 kR 试分析的阻 值分别为下列情况时 输出电压波形的形状 1 CCEE 12 VVV 2 R 2 10 kR 2 2 100 kR 3 为负 温度系数热敏电阻 冷态电阻大于 2 R 20 k 4 为正温度系数热敏电阻 冷态电阻值大于 2 R 20 k 解 1 因为 2 1 12 R R 3 3 却随 增大越大于3 故输出电压为方波 o u 4 18 设计一个频率为500 Hz的桥式振荡电路 已知RC0 047 FC 并用一个负温度 系数20的热敏电阻作为稳幅元件 试画出电路并标出各电阻值 k 解 可选用图P4 17电路 因没有要求输出幅度大小 电源电压可取 由于振荡频率较低 可选用通用型集成运放741 CCEE 10 VVV 由 0 1 2 f RC 确定R的值 即 6 0 11 6 8 k 2 2 5000 04710 R f C 由 2 1 1 R R 3可确定 1 R的值 即 21 2 1 20 k 10 k 22 R R 可根据输出幅度的大小 选择小于10 k 的电阻 1 R取小值 输出幅度可增大 现取 1 6 8kR 4 19 图4 5 4所示桥式振荡电路中 RC 2 10 kR 电路已产生稳幅正弦波振荡 当输 出电压达到正弦波峰值时 二极管的正向压降约为 试粗略估算输出正弦波电压的振幅 值 0 6 V om U 解 稳幅振荡时电路参数满足 1 13 F R R 即 1 22 8 2 k16 4 k F RR 因 F R由 与 并联阻抗 2 R 3 R 1 V 2 V 3 R 串联组成 所以 32 16 4 k10 k6 4 k F RRR 因两端压降为0 6 V 则流过负反馈电路的电流等于0 6 V 3 R 3 R 所以 由此可以得到振 荡电路的输出电压为 om1 3 0 6 V0 6 V 2 31V 6 4 k F URR R 第第 5 章 振幅调制 振幅解调与混频电路章 振幅调制 振幅解调与混频电路 5 1 已知调制信号载波信号令 比例常数 试写出调幅波表示式 求出调幅系数及频带宽度 画出调幅波波形及 频谱图 2cos 2 500 V utt 5 4cos 2 10 V c u tt 1 a k 解 5 42cos2 500 cos 2 10 AM uttt 5 4 10 5cos2 500 cos 2 10 Vtt 2 0 5 25001000 Hz 4 a mBW 调幅波波形和频谱图分别如图 P5 1 s a b 所示 5 2 已知调幅波信号 试画出它的波形和频 谱图 求出频带宽度 5 1cos 2 100 cos 2 10 V o ut t BW 解 2 100200 HzBW 调幅波波形和频谱图如图 P5 2 s a b 所示 5 3 已 知 调 制 信 号 载 波 信 号 试写出调辐波的表示式 画出频谱图 求出频带宽度 3 2cos 2 2 10 3cos 2 300 Vut t a k 5 5cos 2 5 10 V 1 c ut BW 23 解 35 52cos2 2 103cos2 300 cos2 5 10 c u tttt 35 5535 55 5 10 4cos2 2 100 6cos2 300 cos2 5 10 5cos2 5 10cos2 5 102 10 cos2 5 102 10 1 5cos2 5 10300 1 5cos2 5 10300 V ttt tt tt 3 tt Hz 3 max 222 104 kBWF 频谱图如图 P5 3 s 所示 5 4 已知调幅波表示式 试求该调幅 波的载波振幅 调频信号频率 调幅系数和带宽的值 6 2012cos 2 500 cos 2 10 Vu ttt cm UF a mBW 解 cm 20 VU 6 c 10 Hzf 500 HzF m a cm 12 0 6 20 U m U 225001000 HzBWF 5 5 已知调幅波表示式 6636 5cos 2 10 cos 2 105 10 cos 2 105 10 Vu tttt 3 试求出调幅系数及频带宽度 画出调幅波波形和频谱图 解 由 acm 1 1V 2 m U 可得 acm 2 2 50 4mU 3 2 5 10 Hz 10 kHzBW 调幅波波形和频谱图分别如图 P5 5 s a b 所示 5 6 已知调幅波表示式 试画出它的波形 和频谱图 求出频带宽度 若已知 4 2cos 2 100 cos 2 10 Vu ttt L 1R 试求载波功率 边频功率 调幅波在调制 信号一周期内平均总功率 解 调幅波波形和频谱图分别如图 P5 6 s a b 所示 2200 HBWF z a 0 5m cm 2 2 O L 112 2 W 221 U P R 24 2 2 acm SSB L 1 1 0 52 112 2 0 125 W 221 m U P R DSB 0 1251250 25PW AVcDSB 20 252 25PPPW 5 7 已知 试画出它的波形及频谱图 6636 cos 2 10 0 2cos 2 1010 0 2cos 2 10 10 Vu tttt 3 3 解 66 0 cos2 100 4cos2 10cos2 10u tttt 36 10 4cos2 10 cos 2 10 Vtt 所以 调幅波波形如图P5 7 s a 所示 频谱图如图P5 7 s b 所示 5 8 已知调幅波的频谱图和波形如图P5 8 a b 所示 试分别写出它们的表示式 解 33 0 10cos2 100 102cos2 101 102cos2 99 10a u tttt 3 3 5 t t 33 33 33 33 3cos2 102 103cos2 98 10 10cos2 100 104cos2 100 10cos2 10 6cos2 100 10cos2 2 10 10 10 4cos2 100 6cos2 2 10 cos 2 10 V tt tt tt tt 47 0 47 52cos2 10 cos2 10 5 10 4cos2 10 cos 2 10 V b u ttt tt 5 9 试分别画出下列电压表示式的波形和频谱图 并说明它们各为何种信号 令 c 9 1 c 1cos cos u ttt 2 c cos cos u ttt 3 c cos u tt 25 4 c cos cos u ttt 解 1 普通调幅信号 a 1m 波形和频谱如图P5 9 s 1所示 2 抑载频双边带调辐信号 波形和频谱如图P5 9 s 2所示 3 单频调制的单边带调幅信号 波形和频谱如图P5 9 s 3所示 4 低频信号与高频信号相叠加 波形和频谱如图P5 9 s 4所示 5 10 理想模拟相乘器的增益系数 1 M 0 1VA 若 分别输入下列各信号 试写出输出电压表示式并说明输出电压的特点 X u Y u 1 6 XY 3cos 2 10 Vuut 2 6 X 2cos 2 10 Vut 6 Y cos 2 1 465 10 Vut 3 6 X 3cos 2 10 Vut 3 Y 2cos 2 10 Vut 4 6 X 3cos 2 10 Vut 3 Y 42cos 2 10 Vut 解 1 2266 0 1 3 cos 2 100 45 1cos4 10 V OMxy uA u utt 为直流电压和两倍频电压之和 2 66 O 0 1 2cos2 10cos2 1 465 10 Mxy uA u ut t 66 66 0 1 cos2 1 465 1 10cos2 1 4651 10 0 1cos2 2 465 100 1cos2 0 465 10 V tt tt 26 为和频与差频混频电压 3 63 0 1 3cos2 102cos2 10 OMxy uA u ut t t 6363 0 3cos2 1010 0 3cos2 10 10 Vtt 为双边带调幅信号 4 63 0 1 3cos2 10 42cos2 10 OMxy uA u utt 36 1 2 10 5cos2 10 cos 2 10 Vtt 为普通调幅信号 5 11 图5 1 7所示电路模型中 已知 16 Mc 0 1V cos 2 10 VAu t 3 cos 2 10 Vutt 试写出输出电压 表示式 求出调幅系数 画出输出电压波形及频谱图 Q 2 VU a m 解 OMcQ utA u t Uut 63 36 0 1cos 2 10 2cos 2 10 0 2 10 5cos2 10 cos 2 10 tt tt V 0 5 a m 输出电压波形与频谱如图P5 11 s a b 所示 5 12 普通调幅波电路组成模型如图P5 12所示 试写出u t表示式 说明调幅的 基本原理 0 解 cos cos 1 cos OMcmccmccmM utA UtutUtUA utt c 5 13 已知调幅信号 载波信号 相乘器的增益系数 试画出输出调幅波的频 谱图 3 3cos 2 3 4 10 1 5cos 2 300 uttt V c 6 6cos 2 5 10 u tt V 1 M 0 1VA 27 解 oMc u tA u t ut 63 366 0 1 6cos 2 5 10 3cos2 3 4 101 5cos2 300 1 8cos2 3 4 10cos2 5 100 9cos2 5 10cos2 300 ttt ttt t V 因此调幅波的频谱如图P5 13 s 所示 5 14 已知调幅波电压 35 103cos 2 100 5cos 2 10 cos 2 10 u tttt V 试画出该调幅波的频谱图 求出其频带宽度 解 调幅波的频谱如图P5 14 s 所示 3 22 10 Hz 2 kH n BWF z 5 15 二极管环形相乘器接线如图P5 15所示 端口接大信号L 11m1 cos uUt 使四只二极管工作在开关状态 R端口接小信号 22m2 cos uUt 且 试 写出流过负载 1m2m UU L R中电流i的表示式 解 1121 1 ig uuSt 22111 ig uu St 31211 ig uuSt 41211 ig uuSt 1423 211211 21111 2211 2121221212 2 2 2 44 2coscoscos3 3 44 cos cos cos 3 cos 3 3 m mm iiiii gu Stgu St gu StSt gUttt gUttgUt L Lt 式中1 DL grR 5 16 二极管构成的电路如图P5 16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 11m1 cos uUt 22m2 cos uUt 2 u 1m2m UU 28 1 u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 解 由于 ig a 11211 ig uuSt 22111 uu St 式中1 DL grR 所以 12 12112111 1111121111 112211 44 coscoscoscos3 3 mm iii g uuStuu St gu StStgu StSt gUtgUttt L 输出电流中含有 1 21 1 3 2 等频率成分 由于有 21 成份 故该电 路具有相乘功能 b 由于 所以 121211 D iiguuSt 12 0ii 故电路不具有相乘功能 5 17 图P5 17所 示 的 差 分 电 路 中 已 知ut 晶体管的 6 1 360cos 2 10 mV 3 2 10cos 2 10 mVut CCEE 10 VVV EE 10 k R 很大 可忽略 试用 开关函数求ii BE on U CC1C2 i 的关系式 解 1 123th 2 CCCC T u iiii U 2 1 33 21 3 33 3 66 33 66 th 10510 10cos2 10 10 10 5 12 10cos2 10 10 10 44 cos2 10cos6 10 3 12 10cos2 10 0 637cos2 100 212cos6 10 mA EEQ EET VUu u RU t St t tt t tt L L 5 18 图5 2 12所示双差分模拟相乘器电路中 已知 u 试求出输出电压u t的关系式 0 1mAI C 3 k R 6 1 300cos 2 10 mVut 3 2 5cos 2 10 mVt 解 0 221 2 C O T I R utu St U 29 333 36 3 366 636363 103 105 1044 cos 2 10 cos2 10cos6 10 226 10 3 44 0 288cos 2 10 cos2 10cos6 10 3 0 184cos2 10 10 0 184cos2 1010 0 06cos2 3 1010 0 06cos tt ttt tt 6 t t L L 63 2 3 1010 Vt L 5 19 图P5 2 14所示MC1496相乘器电路中 已知 当 5 6 8 k R C 3 9 k R Y 1k R EE 8 VV CC 12 VV BE on 0 7 VU 6 1 360cos 2 10 mVut 3 2 200cos 2 10 mVu t时 试求输出电压 并画出其波形 O ut 30 解 2 221 C O r I R utu St R 3 221 3 33 21 3 21 23 9 10 1 10 7 8200 10cos2 10 1 56cos 2 10 u St tSt t StV 输出电压波形如图P5 19 s 所示 5 20 二极管环形调幅电路如图P5 20所示 载波信号 调制信号 ccmc cos uUt m cos utUt cmm UU 为大信号并使四个二极管工作在开关状态 略去负载 的反作用 试写出输出电流 的表示式 i 11 Dcc iguuSt 21 Dcc uuSt ig 31 Dcc iguuSt 41 Dcc iguuSt 1432 11 2 2 2 2 44 2coscoscos3 3 DcDc Dc Dmcc iiiii g u Stg u St g u St g uttt L 5 21 图5 3 5所示电路中 已知 调制信号u的 频率范围为0 1 3 kHz 试画图说明其频谱搬移过程 c1 100 kHzf c2 26 MHzf t 解 频谱搬迁过程如图P5 21 s 所示 31 5 22 理想模拟相乘器中 1 M 0 1VA 若 Xc 2cos ut Y12 10 5cos 0 4cos cos utt ct 试写出输出电压表示式 说明实现了什么功能 解 2 c1 0 1 2cos 10 5cos0 4cos OMxy utA u uttt 2 c12 1212 0 2 1cos22 10 5cos0 4cos 2 0 10 05cos0 04cos 0 10 05cos0 04cos cos2 ttt tttt ct 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动能 5 23 二极管包络检波电路如图5 4 2 a 所示 已知输入已调波的载频 调制信号频率 调幅系数 负载电阻 c 465 kHzf 5 kHzF a 0 3m 5 k R 试决定滤波电容的 大小 并求出检波器的输入电阻 C i R 解 取 5 2 c RC f 所以可得 3312 5 2 465 105 10342 10342 pFCF 为了不产生惰性失