高频电子线路复习提纲与习题答案(1).doc

高频电子线路课程考试大纲课程编号：课程名称：高频电子线路课程英文名：Electronic circuit of high frequency课程类型：本科专业必修课学时、学分：总学时54学时 4学分（其中理论课44学时，实验课10学时）开课单位：信息学院开课学期：三年级第二学期考试对象：电子信息工程专业本科生考试形式：闭卷考试所用教材：1.高频电子线路（第二版），高吉祥主编，电子工业出版社；2.高频电路原理与分析（第三版）曾兴雯等编著 西安电子科技大学出版社一、学习目的和任务 高频电子线路课程是高等学校电子信息工程、通信工程等专业的必修专业基础课。本课程以分立元件构成的基本非线性电路为基础，以集成电路为主体，通过课堂讲授使学生理解无线通信系统中的各种主要的高频电子电路的组成、电路功能、基本工作原理，并掌握其分析方法及应用；通过实验教学、开放实验室、课外实验等实践环节使学生加深对基本概念的理解，掌握基本电路的设计、仿真与调试方法（用计算机采用EDA软件）。同时为后续专业课的学习打好基础。二、制定考试大纲的目的和依据 制定高频电子线路课程的考试大纲是为了使教师和学生在教与学的过程中共同建立明确的目标和要求，使考试成绩能比较正确和客观地反映学生掌握本课程的水平，同时还能起到检验教师教学效果的作用。按照考试大纲考试能够进一步促进课程教学的改革，并为提高教学质量提供了依据。本大纲制定的考核要求，主要是依据高频电子线路课程所使用的电子工业出版社出版、高吉祥编著的高频电子线路一书，并依据该门课程的教学大纲而制定的。三、考试大纲内容章节知 识 点考 核 目 标题 目类 型分值分配100%abc第一章绪论通信系统及其组成填空题合计5%第二章高频电路基础-谐振回路高频电路中的有源器件（非线性二极管、变容二极管、PIN二极管、三极管、场效应管、集成电路）填空题高频电路中的无源组件（串、并联谐振回路、耦合振荡回路、石英晶体谐振器）填空题简答题合计5%第三章高频谐振放大器单级单调谐高频小信号谐振放大器的组成、基本工作原理及主要性能参数填空题计算题多级单、双调谐高频小信号谐振放大器的主要性能参数（带宽、矩形系数）填空题计算题第四章C类高频功率放大器的组成、工作原理、性能分析、三种工作状态、外特性简答题填空题15%合计综合分析改错15%第五章频谱的线性搬移电路线性时变电路的工作状态、表达式、特点简答题单二极管电路工作在线性时变状态下进行频谱线性搬移的工作原理简答题填空题二极管平衡电路工作在线性时变状态下进行频谱线性搬移的工作原理简答题填空题二极管环形电路工作在线性时变状态下进行频谱线性搬移的工作原理简答题填空题合计5%第六章振幅调制、解调及混频振幅调制信号：AM信号、DSB信号、SSB信号的分析（数学表达式、波形图、频谱图）填空题画图题高电平调制与低电平调制的概念填空题集电极调幅电路产生AM信号的工作原理简答题单二极管调制电路产生AM信号的工作原理（信号的数学表达式、波形图、频谱图等）画图题简答题二极管平衡调制电路的工作原理、波形分析画图题简答题双平衡调制电路的工作原理、波形分析画图题简答题差分对调制电路的工作原理、波形分析简答题SSB调制电路（滤波法、移项法）的工作原理、波形分析填空题简答题调幅信号的解调方法填空题二极管峰值包络检波器工作原理画图题简答题同步检波器（乘积型、叠加型）的工作原理计算题画图题混频器的功能、工作原理填空题三极管混频器的工作原理简答题合计20%第七章频率调制与解调调频信号分析（表达式、波形、主要参数）填空题画图题调频信号的产生（直接法、间接法）填空题直接、间接调频电路的工作原理简答题鉴频的方法（振幅鉴频、相位鉴频、直接脉冲计数式鉴频）简答题填空题互感耦合相位鉴频器的工作原理简答题比例鉴频器的工作原理简答题合计25%第八章反馈控制电路自动增益控制电路的工作原理简答题自动频率控制电路的工作原理简答题锁相环的基本工作原理简答题频率合成器的概念填空题合计10%说明：1、 考试形式：分为闭卷、开卷、闭卷+开卷、实验操作、实验操作+闭卷考试等，本课程采用闭卷考试形式。2、 所用教材：包括书名，作者名，出版社，版次。3、 考试对象：分为年级，学期。4、 考核目标：其中a、b、c，分别表示a：了解；b：掌握；c：熟练掌握。四、内容要求：第一章 选频网络1 掌握LC串并联谐振回路的谐振特性；2 串并联阻抗转换（在同一工作频率处）；3 接入系数的计算（电容抽头、电感抽头、变压器等）；4 耦合回路（1） 反射阻抗的概念（2） 耦合系数（3） 耦合因数（4） 频率特性及通频带第二章 高频小信号放大器1 单级单调谐放大器掌握电路分析方法，画交流等效电路，求谐振放大电路的电压增益、功率增益、通频带、选择性。2 多级单调谐放大器 多级单调谐放大器带宽与增益之间的矛盾关系。3 单级双调谐与多级双调谐放大器的工作原理与分析方法。4 稳定性产生不稳定的原因及克服办法第三章 非线性电路分析及混频电路1 熟悉各种表达式及应用幂级数分析法、折线分析法、开关函数分析法、时变参量分析法。2 混频电路（1） 平衡、环形二极管混频电路组成及原理、分析方法；（2） 平衡、环形二极管混频电路的频谱分析与频谱搬移的概念；（3） 三极管混频电路组成及原理、分析方法；混频增益的计算； 时变跨导、基波跨导、平均跨导的基本概念；变频跨导的定义；图解法中的最大跨导与时变跨导的区别；3 模拟乘法器混频电路的典型意义（指在各方面的应用，如：倍频、检波、调制与解调等）；4 几种典型干扰产生的原因及其表现形式三阶互调、五阶互调、中频干扰、镜频干扰、组合频率干扰产生的途径第三章 谐振功率放大器1 谐振功率放大器的工作原理（为什么丙类效率高）；2 谐振功率放大器主要参数计算（如：功率、效率等）；3 谐振功率放大器的工作状态分析；4 四个参数分别变化的影响（Vcc、Vbm、VBB、Rp）；5 输出回路的计算；6 传输线变压器的阻抗变换的分析；7 功率合成电路分析（1） 各传输线变压器在电路中的作用；（2） 区分功率合成器与功率分配器；（3） 区别同相电路与反相电路；第四章 正波振荡器1 掌握起振的物理过程，并运用振荡电路工作的三个条件（起振、平衡、稳定条件）判断电路能否起振；并确切说明振荡电路类型。2 振荡电路分析画交流等效电路，围绕振荡回路分析计算；晶体的作用。第五章 振幅调制与解调1 调幅波的基本性质数学表达式、频谱成份、功率、带宽、波形；2 低电平调制平方律调幅电路与斩波调幅电路的工作原理、分析方法、对器件性能的要求；两种电路的性能比较（主要从频谱成份、波形）；3 高电平调制掌握基极调幅与集电极调幅的工作原理；4 解调电路大信号包洛检波器的工作原理，主要技术指标，输入输出波形，惰性失真与负峰切割失真产生的原因及克服办法；小信号检波器的工作原理；同步检波电路的工作原理、分析方法，对载波的要求。第六章 角度调制与解调 1调角波的基本性质 数学表达式、频谱成份、功率、带宽、波形；调频与调相的比较，瞬时频率与瞬时相位的概念； 2直接调频的工作原理 变容二极管直接调频电路的工作原理，分析方法，主要围绕画交流等效电路、中心频率、回路参数LC的分析计算； 3间接调频的意义、原理、方法。5 频率检波鉴频器的主要技术指标：鉴频灵敏度、鉴频器的线性范围、鉴频器的非线性失真。鉴频电路的工作原理、电路组成；“S”曲线的绘制方法；耦合相位鉴频器与比例鉴频器的性能比较。第七章 反馈控制电路1 自动增益控制（AGC）的作用；2 自动频率微调（AFC）的作用；3 锁相环的基本组成及工作原理。五、习题：(一)、填空题：1、LC并联谐振回路中，当回路谐振时，L等于1/C，等效阻抗最大，且为 ，其谐振的频率是： ； 已知串联谐振回路空载品质因素为Q0，损耗电阻为r，信号源电压振幅为US,则谐振时回路中的电流I0=（ ），回路元件上的电压UL0=UC0=（ ）。2、调谐放大器以LC回路为负载，有三个重要的指标： 、 、 。3、单调谐放大器的回路Q值越高，增益 ，选择性 ，通频带 。4、谐振功率放大器，根据晶体管是否进入饱和区，分为 、 、 三种工作状态；丙类谐振功率放大器的半导通角（ 小于 ）90。丙类高频功放一般工作在（ 临界 ）状态下较好。5、高频功率放大器中的谐振负载作用是选择 基波 ，滤除 谐波 成分。6、为了提高谐振功率放大器的效率，通常工作在 丙 类。7、为了产生正弦波振荡，反馈振荡器必须包含一个稳定的正弦波 ，只在一个频率上产生自激振荡。8、振荡器起振达到平衡后，其相位平衡条件是： ，振幅平衡条件是： 。9、反馈式振荡器主要由 、 、 组成。10、石英晶体振荡器具有很高的频率稳定度。在并联谐振回路中，石英晶体作为： 、在串联型晶体振荡器中，石英晶体作 的短路元件。11、高频扼流圈对高频振荡信号视为 ，对直流则视为 。12、调幅是调制的一种方式，用 表示，其解调方式是 。13、为了克服普通调幅的缺点，在调幅系统中还采用了抑制载波的 及 等方式。14、在调幅信号中，已调波有三个频率分量： 、 、 。15、普通调幅波有效频谱占据的频带宽度为： 。16、检波的方法可以分为 和 两大类。包络检波适用于对 信号的解调。而同步检波可以对 、 和 信号进行解调。17、在二极管包络检波器中，存在着两种失真，即 失真和 失真。18、调幅与检波在时域上都可以表示为两信号相乘，在频域上表现为频谱的 。19、 既可用于调幅器，又可以用于检波器，且具有谐波失真小、传输系数高等优点，是一种性能优良的理想乘法器。20、 电路是接收机的重要辅助电路之一，它可保证接收机在输入信号强弱变化较大情况下，输出信号基本稳定，因此得到广泛应用。21、减少干扰应从三方面入手，其一是选择合适的 ，其二应提高混频前级电路的选择能力，其三应适当选择 。22、丙类倍频器实质是输出调谐在谐波上的 谐振功率放大器。23、 是用调制信号去控制载波的频率或相位而实现的调制。若载波的瞬时频率随调制信号呈线性变化，则称为 ，简称 。24、变容二极管调频的主要优点是，能够获得较大的 ，其主要缺点是 稳定度低。25、调频信号的解调称为频率检波，简称 。26、在鉴频电路中，用LC回路实现频幅变换和频相变换。于是鉴频的方法有 鉴频和 鉴频。27、 是一种自动相位控制系统，它能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号的频率和相位保持确定关系，即保持同步，所以称为“锁相”。28. 已知一调相波，调相指数为（ ），若调相灵敏度KP=20rad/v。，则原调制信号为（ ）。29.在检波器的输入信号中，如果所含有的频率成分为C，C，C，则在理想情况下输出信号中含有的频率成分为( )。30.锁相环鉴频器当输入信号没有频偏时，其压控振荡器输出频率（ ）（填大于、小于或等于）输入信号频率，当输入信号有频偏，压控振荡器的调制电压为（ ）。31因为频率与相位存在（ ）的关系，所以FM与PM是可以互相转换的。32非线性系统的主要特点是输出信号中除包含输入信号频率外，还会产生（ ）。33大信号包络检波，为了不产生惰性失真，应满足（ ），为了不产生负峰切割失真,应满足（ ）。34. 谐振功率放大器工作于丙类，电流波形出现凹坑，为使其退出凹坑，可调整的参数有基极电源、集电极电源与( )、( )。35. 有一调幅波，载波功率为1000W，ma=1时的总功率为( )两个边频功率之和为( )；ma=0.7时的总功率为( )。36. 当调制信号从2KHZ减小1KHZ，振幅从1V增加到2V时，调频波最大频偏从fm变化到（ ）。37.在检波器的输入信号中，如果所含有的频率成分为C，C，C，则在理想情况下输出信号中含有的频率成分为( )。38.锁相环鉴频器当输入信号没有频偏时，其压控振荡器输出频率（ ）（填大于、小于或等于）输入信号频率，当输入信号有频偏，压控振荡器的调制电压为（ ）。39因为频率与相位存在（ ）的关系，所以FM与PM是可以互相转换的。40在甲类、乙类、丙类功率放大器中，（ ）放大器的效率最高。41.普通调幅波中，调制信号规律反映在调幅波（ ）中。用模拟乘法器调幅得到的是（ ）调幅波。普通调幅解调电路在时域上是实现调幅波信号AM(t)与载波信号C(t)的相乘运算；在频域上是将AM(t)的频谱不失真地搬移到的（ ）附近。42、以下哪种电路削弱了晶体管极间电容的影响，提高了频率稳定度？（ ）A、电感三点式 B、电容三点式 C、克拉泼振荡器43、在输入信号的整个周期内，集电极电流仅在小于输入输入信号半个周期内有电流流通的称为（ ）。A、丙类 B、乙类 C、甲类 D、甲乙类44、（ ）是利用某些晶体的压电效应和表面波传播的物理特性制成的一种新型的器件。A、石英晶体振荡器 B、声表面波滤波器 C、LC振荡器45、并联谐振回路的通频带是指其输出电压下降到谐振电压的（ ）所对应的频率范围，用BW0.7表示。A、1/2 B、1/3 C、1/ D、1/46、并联谐振回路的阻抗和相位是随频率变化的，以下哪个正确？（ ）A、谐振时，即f=f0，或f=0，回路阻抗最小，且为纯电阻，相移=0；B、当ff0时,f=(f-f0)0,相移为负值，回路呈现电容性。C、当ff0时,f0，相移也为负值，回路呈现电感性。47、文氏电桥振荡器的频率由RC串并联选频网络决定，可以求得其频率为（ ）。A、f0=1/ B、f0=1/ C、f0=1/2RC48、AM调幅信号频谱含有（ ）。A、载频 B、上边带 C、下边带 D、载频、上边带和下边带49、LC并联谐振回路具有选频作用。回路的品质因数越高，则（ ）。A、回路谐振曲线越尖锐，选择性越好，但通频带越窄。B、回路谐振曲线越尖锐，选择性越好，通频带越宽。C、回路谐振曲线越尖锐，但选择性越差，通频带越窄。50、多级单调谐放大器，可以提高放大器的增益并改善矩形系数，但通频带（ ）。A、变窄 B、变宽 C、不变51、由负反馈构成的闭环自动控制系统，又称反馈控制系统。在电子系统中，常用的反馈电路中，以下不正确的是（ ）。A、AGC B、AFC C、ADC D、APC52、自动相位控制又称锁相环路，它是一个相位反馈系统。它由（ ）、环路滤波器和压控制振荡器。A、鉴相器 B、鉴频器 C、检波器 53、在混频器的输出端可获得载频频率较低的中频已调信号，通常取中频频率fI=fl-fs，这种差频作用就是所谓的（ ）。A、外差 B、差频 C、频偏54、检波是从已调幅波中还原调制信号的过程，亦称为振幅检波 。检波有两种方法，一是（ ），二是同步检波。A、简单检波 B、异步检波 C、大信号包络检波55、起振的增幅过程不会无止境地延续下去，随着信号幅度的不断增大，放大器进入（ ），放大器的增益逐渐下降，重新回到平衡状态，即AF=1，达到稳幅振荡。A、饱和区和放大区 B、放大区和截止区 C、饱和区和截止区56、在谐振功率放大器中，谐振回路具有（ ）功能。A、滤波 B、滤波和阻抗匹配 C、阻抗匹配57、如下图是一个实际谐振功放电路，工作频率为160MHz，输出功率13W，功率增益9dB。LB为 ，它的直流电阻产生很小的反向偏压，作为基极自偏压。集电极采用并馈电路，LC为 ，CC为高频 。C1、C2、L1组成放大器的 匹配网络；L2、C3、C4组成 匹配网络。调节C3、C4可以时50欧负载电阻变换为放大器在工作频率上所要求的匹配电阻。58、试分析直流馈电电路中，集电极馈电电路各元件的作用。图a中LC为 ，对基波信号呈现开路，而对直流短路。CP为电源 电容。图b中并联馈电电路，晶体管、负载回路、直流电源为 连接。CC为 电容，直流无法通过，但对基波呈现通路。59、下图为变容二极管移相的单回路移相电路，图中可以看出电感L与变容二极管VD构成 ，+9V电源经过R4，R3和L供给变容管 ，调制信号经过C3和R3加到变容管上，以改变它的等效电容，从而改变回路的谐振频率，C1，C2，C4对 短路，C3对U短路；R1和R2用来作 。(二)、分析计算题：1、 已知并联谐振回路的电感L=1H，C=20pF，空载Q=100。求谐振频率f0，谐振电阻Rp，通频带BW0.7。解：;Rp =0L/ Q ; BW0.7= f0/Q2、有一调幅波表达式uAM（t）=10（1+0.8cos21000t+0.4cos2104t）cos2106t（V）。（1）求载波频率，调制信号频率，调幅度的大小。（2）求载频和边频分量的幅度。（3）求该信号的频带宽度BW为多少？3、某调幅广播电台的载频为882kHz，音频调制信号频率为100Hz4kHz。求该调幅信号频率分布范围和带宽。4、以频率为3kHz的调制信号对振幅为30V，频率为20MHz的载波进行调频，最大频率偏移为15kHz。求调频波的调制指数，并写出该调频波的表达式。5、给定fm=12kHz，求：（1）调制信号频率F=300Hz时的频谱带宽BW；（2）调制信号频率F=3kHz时的频谱带宽BW；提示（1）窄带调频。BW2fm ；（2）近似宽带调频。BW2(fm+F)6、已知：载波电压uc(t)=5cos2108t(v),调制信号电压u(t)=sin2103t(v)，最大频偏f=20KHZ。求：（1）调频波的数学表达式。（2）调频系数Mf和有效带宽BW。（3）若调制信号u(t)=3sin2103t(v)，则Mf=? BW=?解：由题可知：BW=2（f+）=226.28103Hz所以：7、改正下图高频功放线路中的错误，不得改变馈电形式，重新画出正确的线路。解：线路改正如下图示：VBBVCC，所以该点必须断开接地或断开接VBB。 集电极馈电线路没有通路，所以电容C3必须换成电感，接成串馈电路，这时，该电感实际上就是谐振回路的组成部分。 交流电流不能全部流入基极，被电阻R1分流，所以必须改换为扼流圈或在R1上串接扼流圈，同时并联旁路电容。、测量直流的电流表，有交流通过，所以必须在电流表上接旁路电容。 扼流圈改为电感，组成谐振回路。 电流表应接高频地电位，与电感调换位置，并去掉C11。解：8、图是一振荡电路，Lc和Le是高频扼流圈。已知C1=200pF,C2=400pF, C3=10pF,C4=50200pF,L=10H,请画出交流等效电路，并说明是何种振荡器，试求出可振荡的频率范围。 解：等效交流电路如图，显然，该电路是一个电容反馈西勒振荡器。9、有一调频电路的调频特性如图-19所示，已知U(t)=2sin 2104t (V),求：（1）调制灵敏度Kf，（2）调频指数mf和带宽BW（3）载频为fc时的调频信号表达式。10、图2是一个高频小信号放大器，已知晶体管的Yre=0，Yoe=0，Yfe=6060mS,接入系数P1=0.8,P2=0.5,RL=2k，C1=200pF,f0=100MHz,Q0=80，求放大器的有载品质因数QL，谐振时的电压增益AV0、电感L1的值和频带宽度各是多少？解：11、绘出单边带（上边带）发射机方框图。调制信号为3003000HZ的音频信号，画出音频频谱分布图。试计算并画出方框图中各方框输出端的频谱图。解：各点频谱如下12、画出调频接收机的组成框图，并简单用关键点处波形说明工作过程。13、对于低频信号及高频信号。试问，将u(t)对uc(t)进行振幅调制所得的普通调幅波与u(t)、uc(t)线性叠加的复合信号比较，说明其波形及频谱有何区别？解：将对uc(t)进行振幅调制所得的普通调幅波的波形与频谱图参见上题图（c）、（d），而与uc(t)线性叠加的复合信号的波形与频谱图如下图所示。14、 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