通信(高频)电子线路习题课.doc

例3 检波电路如图5所示。us=Us(1+mcost)cosct, Us0.5V。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。图5 二极管峰值包络检波器题意分析：这是一个二极管峰值包络检波器，与教材所示的二极管峰值包络检波器相比较，二极管被反接，因此，二极管两端的电压为uD=uc-us。us为调幅信号，二极管在us的负半周导通，因此检测的应是输入调幅信号us下包络，即uc应与输入信号us的下包络成正比（与检波系数Kd有关）。Cg的作用是隔直，uc的直流分量全部降在Cg上，而交流部分作用在Rg上。二极管上的电压uD=uc-us，可以认为是将us反向后移到uc之上，可以理解为将一us的横坐标变为uc。 解：各点的波形图如图6所示。图6 二极管检波器各点波形图讨论：将图6的波形与教材图2-11的二极管峰值包络检波器的波形相比较，由于二极管反接，包络检波器检测的分别是下包络和上包络，在电路参数相同的情况下，两种电路的uc正好反相，故Cg和Rg两端的电压也是反相的。对uD的波形，两种电路uD也是反相，其包络是相同的，不同的是载波电压反相。应注意的是，uD的上包络是us的下包络与uc之差，由于Kd不等于1，故这两者的差值不是一个恒定的值，uD的上、下包络也应反映出调制信号的变化规律，只不过上包络的起伏比下包络要小得多。在横坐标之上，是二极管导通后的结果，为一脉冲序列，在每一个高频周期内都要导通一次，形成一个脉冲，否则会产生失真。画波形时，要注意包络应用虚线。例4 图7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，其频谱分布如图所示。试画出图中各方框图输出的频谱图。图7 单边带发射机题意分析：单边带信号的产生有两种形式，滤波法和移相法，本题中的单边带的产生采用的是滤波法。滤波法是先产生DSB信号，再用滤波器滤除一个边带后得到SSB信号。图中所示的发射机是先用滤波法产生SSB信号，再用混频的方法将信号搬移到射频。调制信号送入放大器，放大器应是线性放大器,只对信号进行电压放大，频谱结构不变。DSB调制采用平衡调制，产生DSB信号，载频为5MHz。通过上边带信号与频率为15MHz的本振混频，得到频率分别为10MHz和20MHz的SSB信号，经线性功率放大器放大后，就可得到发送信号。解：由图可见此单边带发射机先用平衡调制器产生DSB信号，再用滤波器取出上边带。滤除下边带，得到上边带信号。再经混频将此上边带信号搬移到射频上，经线性功放放大后送到天线将此SSB信号辐射出去。其各点频谱如图8所示。图8 各点频谱图讨论：SSB信号产生所用的两种方法（滤波法和移相法）各有其特点。滤波法电路简单但对滤波器提出了较高的要求，其下降沿一定要陡峭，否则将会影响到所产生的SSB信号的质量；而移相法没有对滤波器的严格的要求，但电路复杂，对移相网络的要求也比较高。本题中采用在频率低端产生SSB信号，再用混频的方法将其搬移到射频上，主要是因为在频率低端产生SSB信号时，其对滤波器的要求比在频率高端更容易满足。例5 某发射机发出某一频率的信号。现打开接收机在全波段寻找（设无任何其它信号），发现在接收机度盘的三个频率（6.5MHz、7.25MHz、7.5MHz）上均能听到对方的信号，其中以7.5MHz的信号最强。问接收机是如何收到的？设接收机fI=0.5MHz,fLfs。题意分析：本题中，只有一个频率的信号存在，但在接收机中在三个频率上都收到了该频率的信号，问题是如何收到的。首先必须确定某发射机发射信号的频率，由于在7.5MHz上听到的频率最强，可以判断发射机发送的是7.5MHz的频率，在6.5MHz和7.25MHz上听到信号应视为干扰，即是7.5MHz的信号对6.5MHz和7.25MHz信号的干扰。因为在接收6.5MHz或7.25MHz信号时，接收机是将接收机前端电路调谐到6.5MHz或7.25MHz，真正的信号应是6.5MHz或7.25MHz的信号（本题中没有6.5MHz和7.25Mhz的信号存在，即没有发射机发射该频率的信号），但在该频率上听到了7.5MHz的信号。由此可见，虽然在三个频率上听到了7.5MHz的信号，只有在接收机调谐到7.5MHz时，它才是真正的信号，而在其它频率上听到7.5MHz的信号时，它是干扰信号。清楚这一点后，就较容易分析在不同的频率上收听到同一信号的原因。解：由于只有一个发射机发射某一频率的信号，且在7.5MHz频率上信号最强，则可以判定发射机发送的信号频率为7.5MHz，它是将接收机调谐到7.5MHz时正常接收到的信号。由于发射机发射的信号频谱是7.5MHz，但在6.5MHz和7.25MHz收到7.5MHz的信号，这是7.5MHz信号对6.5MHz和7.25MHz信号形成了干扰。当接收机调谐到6.5MHz时，fs=6.5MHz，则fL=fs+fI=6.5+0.5=7MHz,7.5MHz为干扰信号频率，即fJ=7.5MHz，由于fJ-fL=7.5-7=0.5MHz=fI，这是由干扰与本振组合形成的干扰，为副波道干扰，确切地讲，是镜频干扰。当接收机调谐到7.25MHz时，fs=7.25MHz，则fL=fs+fI=7.25+0.5=7.75MHz。由于2fL-2fJ=27.75-27.5=15.5-15=0.5MHz=fI，这也是由干扰与本振组合形成的干扰，为副波道干扰，p=q=2，是四阶副波道干扰。例6 角调波u(t)=10cos(210t+10cos2000t)(V)，试确定：（1）最大频偏；（2）最大相偏；（3）信号带宽；（4）此信号在单位电阻上的功率；（5）能否确定这是FM波或是PM波？题意分析：这是考查角度调制基本概念的典型题目，包括表达式、最大频偏、最大相偏、带宽和功率等。有关结论在重点、难点和考点中都已给出。解：由式可知（1） 最大频偏（2） 最大相偏（3） 信号带宽（4）单位电阻上的信号功率不论是FM 还是PM信号，都是等幅信号，其功率与载波功率相等。（5）由于不知调制信号形式，因此仅从表达式无法确定此信号FM波还是PM波。讨论：对FM和PM信号的基本概念要牢记在心，并能灵活运用。从角度调制的定义入手，要掌握基本表达式、基本参数 FM波与PM波的差别。例7 已知调制信号为（V），m=m=10，求此时FM波和PM波的带宽。若不变，F增大一倍，两种调制信号的带宽如何？若F不变，增大一倍，两种调制信号的带宽如何？若和F都增大一倍，两种调制信号的带宽如何？题意分析：调频和调相均为角度调制，两者相似但有不同，特别是带宽与调制信号的关系。本题考查的就是这方面的问题。与此有关的公式和概念要非常清楚。解： （3）F不变，U增大一倍。对于FM波，fm和mf增大一倍，即mf =20，因此对于PM波，mp也增大一倍，即mp =20，因此（4） F和U均增大一倍，对于FM波，mf不变 对于PM波，mp增大一倍，因此讨论：在最大频偏不变的情况下，当调制信号的频率变化时，调频信号的带宽基本不变，而调相信号的带宽变化比较明显。因此，调频可认为是恒定带宽的调制。例9 图9给出的是三环锁相频率合成器的方案，它由三个锁相环（A环、B环和C环）和一个混频滤波电路组成，设参考频率可编程分频器分频比范围分别为 , 351356, 固定分频器的分频比,求输出频率的调节范围和步进（频率间隔）。LFcBPFVCOcPDBLFBVCOB混频NBPDALFAVCOANAPDcfrfafAfoA环B环C环fB图9 三环锁相频率合成器方案题意分析：（1）方案中用了三个锁相环路。其中B环为高位锁相环，提供频率分频力相对差一些的较高频率输出；A环为低位环，其输出频率经后置固定分频之后输出较低频率；而后再用C环及混频滤波电路将A、B两环的输出频率加起来。因此，解题之前应把着眼点分别落在三个锁相环路上，然后将它们联系起来。解：环路B是锁相倍频电路，输出频率 ，根据题意 351356求得B环的输出频率范围： 35.139.6B环的频率分辨力（频率间隔）等于参考频率，即100。A环也是倍频锁相环， 输出的频率依300399，所以，30.039.9经固定分频器 分频后，输出为300399的工作频段为，正好等于B环输出的频率增量，其频率的分辨力提高到了。通过C环将和相加之后，合成器的输出频率35.439.999频率分为辨力为。合成器的频率转换时间是由三个环共同决定的。因为A、B两个环的参考频率相同，都为 C环参考频率更高（300399），所以即使频率分辨力是 ，总的转换时间仍为 这是单环锁相频率合成器无法作到的。讨论：(1)从课程内容的学习中，我们知道锁相频率合成器的频率分辨力取决于参考频率的取值，欲提高分辨力，必须降低 ；而频率合成器输出频率的转换时间也取决于 的取值，由经验公式 显见，分辨力与转换时间成反比，在同一合成器中同时满足这两点是矛盾的.(2)该方案很巧妙地解决了上述矛盾，就其工作频率而言是很高的，输出频率达35.439.999；就其频率分辨力而言是较高的，可做到 的频率间隔；再论频率转换时间是很短的，约为。（3）以一个高精度和高稳定的标准参考频率，经过混频、倍频与分频运算，产生了个（频率间隔为）具有同样精确度和稳定度的频率。补1如图11.12所示电路，读图回答下列问题： (1)电路名称是什么？ (2)C1的作用是什么？ (3)L1的作用是什么？ (4)L1、C2、C3作用是什么？ (5)电感L和变容管C3构成什么电路？ 解：(1)变容二极管直接调频电路 (2)C1对输入信号起耦合作用 (3) L1是高频扼流圈，主要是防止调制信号和高频信号互相影响 (4) L1、C2、C3组成型滤波器 (5) L、C3构成振荡电路 补2如图11.13所示电路为晶振调频电路，组成无线话筒中的发射机，看图回答下列问题： (1)R5、R6、R7作用是什么？ (2)振荡回路的组成元件有哪些？ (3)V1的作用是什么？ (4)L1的作用是什么？ (5)晶振谐振回路的组成元件有哪些？它谐振在几次谐波上、实现三倍频，扩大了调频波的频偏。 解：(1) R5、R6、R7构成V2的偏置电路 (2)振荡回路的组成元件有石英晶体、变容管、C1、C2 (3)V1是将话筒提供的音频信号放大后作为调制信号 (4)L1起高频扼流作用 (5)晶振谐振回路的组成元件是L、C3，它谐振在三次谐波上，用以实现三倍频、扩大调频波的频偏。 补3 如图7.10所示并联谐振回路，信号源与负载都是部分接入的。已知Rs、RL，并已知回路参数L1、L2、C1、C2和空载品质因数Q0，试求谐振频率f0与带宽BW0.7。解：1.求谐振频率f0回路总电感（不考虑互感） L=L1+L2 回路总电容 谐振频率 2.求带宽BW0.7设信号源对回路的接入系数为P1，负载RL对回路的接入系数为P2，则把gs=1/Rs和gL=1/RL折合到回路两端，变为回路的自身损耗电导 ，它与 、 并联，构成总的回路电导 ，即因此，有载品质因数Qe和带宽BW0.7分别为BW0.7= 补4.已知谐振功率放大器输出功率Po4W，C60，VCC20V，试求Pc和Ic0。若保持Po不变，将C提高到80，试问Pc和Ic0减小多少？解：已知Po4W，C60，VCC20V，则PDC=Po/C =4/0.66.67WPc= PDC Po=6.674=3.67WIc0= PDC / VCC =6.67/20（A） 333.3mA若保持Po不变，将C提高到80 ，则Po/CPo=4/0.84=54=1W3.671=2.67W（A）=83mA补5某谐振功率放大器，原工作于过压状态，现分别调节Rp、VCC、VBB和Uim使其工