高频电子线路阳昌汉习题与解答

106第二章习题与解答21图218所示电路为一等效电路，其中L08UH,Q0100,C5PF,C120PF,C220PF,R10K,RL5K，试计算回路的谐振频率、谐振电阻。题意分析此题是基本等效电路的计算，其中L为有损电感，应考虑损耗电阻0R或电导0G。解由图218可画出图219所示的等效电路。图218等效电路图219等效电路1回路的谐振频率0F由等效电路可知L08H，回路总电容C为12122020515PF2020CCCCCC则0612112208101510FLC4597MHZ2RL折合到回路两端时的接入系数P为211212121112CCPCCCCCC则1072233110500510S510LPR电感L的损耗电导0G为066001124597100810100GLQ6433010S总电导233031110043310005101010LGGPRR30193310S谐振电阻P1517KRG22有一个RLC并联谐振电路如图220所示，已知谐振频率F010MHZ,L4H,Q0100,R4K。试求1通频带207F2若要增大通频带为原来的2倍，还应并联一个多大电阻题意分析此题是一个RLC并联谐振电路的基本计算，了解通频带的变化与回路电阻的关系。解1计算通频带电感L的损耗电导0G为图220RLC并联谐振回路066001121010410100GLQ639810S回路总电导6031139810410GGR6289810S108回路的有载品质因数LQ为666011G21010410289810LQL1374回路通频带6600710102072810HZ0728MHZ1374LFFQ2若通带增大一倍，即2071456MHZF，计算应再并多大电阻R根据题意要求通频带增大一倍，则回路的有载品质因数应减小一倍，即16872LLQQ对应的G应该增大一倍，即62579610SGG因为011GGRR所以011GGGGRR6289810S则345KR图221单调谐放大电路10923单调谐放大器如图221所示。已知工作频率F030MHZ,L131H,Q080,N1320,N235,N454。晶体管的Y参数为YIE16J40MSYRE0YFE364J424MSYOE0072J060MS。电路中RB115K,RB262K,RE16K,C1001F,CE001F，回路并联电阻R43K，负载电阻RL620。试求1画出高频等效电路；2计算回路电容C；3计算AU0,2F07,KR01。题意分析此题的目的是说明负载不是晶体管而是RL时，分析等效电路要注意与晶体管为放大器负载的区别，具体计算仍然由实际等效电路来决定。解1画高频等效电路由题意已知晶体管的YRE0，可画高频等效电路如图222所示。图222高频等效电路图A是根据实际放大器画出的YRE0的高频等效电路，输入电压IU加在晶体管B、E之间，偏置电阻RB1和RB2以并联形式加在B、E之间，而晶体管的输入电导GIE和输入电容CIE也是并联在B、E之间。因为YRE0，输出电压不会影响输入电流的变化，而输入电压IU已在电流源YFEIU中反映出，所以在进一步将各元件等效到回路两端时，前一半等效电路可以不再画出，可以直接画出如图B所示高频等效电路。其中各参数计算如下23113502520NPN1104521340220NPN0072MSOEG3606010318PF23010OEC223644245588MSFEY424ARCTAN4935364FE06600116635S2301011080GLQ221021GLOEGPGGPR2662311025721066351002431062063679310S36793S2计算回路电容C因为21OECPCC，且226601311223010110CFL2817PF所以2212817025318OECCPC2797PF3计算AU0、2F07、KR01312493560E02502558810E3679310FEJFEJUPPYAG1114935759EJ0759UA0072LFFQ66601311144230101103679310LGLQ07302208MHZ144F0199RK24单调谐放大器如图223所示。已知L141H,Q0100,N123,N233,N344，工作频率F030MHZ，晶体管在工作点的Y参数为GIE32MS,CIE10PF,GOE055MS,COE58PF,YFE53MS,FE47,YRE0。试求图223单调谐放大电路1画高频等效电路；2计算回路电容C；3计算AU0、2F07、KR01。题意分析此题是采用了自耦变压器构成的调谐回路，通过画高频等效电路，掌握画高频等效电路的方法，并熟习计算方法。解1画高频等效电路由于晶体管的YRE0，输出对输入不会产生影响，因此画高频等效电路时可将输入端的等效电路忽略而只画出输出端的高频等效电路，而输入电压IU在电流源YFEIU中已有反映。图224A为高频等效电路，图224B是将晶体管及后级负载等效到回路1、4两端112后的等效电路。其中等效电路各元件参数的计算如下3114160610NPN2124130310NPN60660140115310S23010110100GLQ图224高频等效电路22221022223311210310IEOEGPGGPPPG22223110605500530303033210230614MS2计算回路电容C因为22112OEIECPCCPC，且1132266014112817PF223010110CFL所以22221222817065803102518PFOEIECCPCPC3计算AU0、2F07、KR01312034747E06035310E1554E061410JFEFEJJUPPYAG01554UA0072LFFQ66301411G23010110061410LQL86407302347MHZ864F0199RK25单调谐放大器如图225所示。已知工作频率F0107MHZ,谐振回路的L134H,Q0100,N235,N1320,N456，晶体管的参数为YIE286J34MSYRE008J03MSYFE264J364MSYOE02J13MS。试求图225单调谐放大器1忽略YRE，1画高频等效电路；2计算电容C；3计算单级AU0、2F07、KR01。2考虑YRE，1若S5稳定，计算0USA，2判断并说明此放大器稳定与否114题意分析本题是通过计算结果来判断放大器的稳定性能。通过计算0USA的数值与实际放大器的0UA比较来判断放大器的稳定与与否。解1忽略YRE，认为YRE0。1画高频等效电路如图226所示。等效电路中各元件参数计算如下图226高频等效电路23113502520NPN4521360320NPN066013011210710410100GLQ637210S372S02MSOEG11531261310193510F1935PF210710OEC286MSIEG31263410506010F5060PF210710IEC2226436445MSFEY364ARCTAN54264FE22236231020250210372100328610OEIEGPGGPG6307110S3071S2计算电容C因为2212OEIECPCCPC，且2266013112210710410CFL12553710F5537PF则222212553702519350350604961PFOEIECCPCPC3计算AU0、2F07、KR013125406025034510307110FEJUPPYAEG541099EJ66601311G210710410307110LQL121111600710720884MHZ1211LFFQ0199RK2考虑YRE，且S5为稳定，则2200803031MSREY03ARCTAN75008RE021COSFEUREFERESYASY33245105031101COS54751252由于实际放大器的01099UA小于0USA，则放大器是稳定的。也可以用0UA代入0USA中可得2021COSFEREFEREUYSAY323245101099031101COS5475648可见01099UA的单调谐放大器是稳定的。26电阻网络如图227所示。SU为信号源，SR是信号源内阻。求此网络额定输出功率SOP；此电阻网络的额定功率增益PHA；当SR、R均为有噪电阻时，求温度为T时，在负载LR处产生的噪声功率；网络输出的额定噪声功率；求电阻网络的噪声系数FN。题意分析本题是纯电阻网络的噪声有关计算。解图227117根据戴维南定理，SR和R组成网络可等效为SS0SS,ORRURURRRRR网络额定输出功率U42SOOOPR，则42SSOSSURPRRRSU的额定输入功率42SISSPUR，则网络的额定功率增益为2S2S44PHSSSOSISSURRRRPRAPURRR在SR、R均为有噪电阻时，其等效电阻OSSRRRRR的噪声电压方均值为42NONUKTRF。在LR处产生的噪声功率为242NNOLNOLOLOLUKTFRRPRRRRR网络输出的额定噪声功率是在OLRR条件下得到，则NONPKTF网络噪声系数方法111SFPHRNAR方法2II1NOFNOPNP其中，IINOP为网络内部噪声在输出端呈现的额定噪声功率；NOP输入噪声在输出端呈现的额定噪声功率。118电阻网络在输出端总的噪声电压方均值为24SNONSRRUKTFRR网络内部电阻R在输出端呈现的噪声电压方均值为224SNONSRUKTFRRR输出端SR的噪声传至输出端的噪声电压方均值为224NONSSRUKTFRRR则噪声系数FN为22211NONOSFNONOUURNUUR27图228所示是一个有高频放大器的接收机方框图。各级参数如图中所示。试求接收机的总噪声系数。并比较有高放和无高放的接收机，对变频噪声系数的要求有什么不同图228接收机的方框图题意分析本题是对系统总噪声系数进行计算，通过计算进一步理解对各级的技术要求。解1传输线的噪声系数是111112508FPHNA2接收机的总噪声系数为1193241112123111FFFFFPHPHPHPHPHPHNNNNNAAAAAA2171311253610808100810073无高放，则总噪声系数为34111311FFFFPHPHPHNNNNAAANULL71311251232080807可见无高放后，接收机噪声系数比有高放要大很多。若要降低接收机总噪声系数，只有降低变频器的噪声系数提高功率增益，这样对变频器的要求就很高。因而最好是在变频器前加一级低噪声高放级。若还要进一步降低总噪声系数还可以将高放和变频器放在一个制冷系统中，使其处于100C以下，这样总噪声系统又会有大的下降。28接收机的带宽为3KHZ，输入阻抗为50，噪声系数6DB，用一总衰减为4DB的电缆连接到天线，假设各接口均匹配，为了使接收机输出信噪比为10DB，则最小输入信号应为多大解电缆衰减4DB，其功率传输系数11110389,251PHFPHANA接收机噪声系数6DB，则2398FN系统总噪声系数1111398125110170389FFFPHNNNA最小有用信号功率FSONNOPPNKTFPSIMIN23310101713810290310W1512210W最小输入信号电压振幅15722501221049410V0494VIIMINURPSIMIN120第三章习题与解答31某谐振功率放大器，已知24VCCV，输出功率5WOP，晶体管集电极电流中的直流分量0250MACI，输出电压225VCMU，试求直流电源输入功率P；集电极效率C谐振回路谐振电阻PR；基波电流1CMI；半通角C。题意分析此题没有指明是临界状态，实际上是用尖顶脉冲的分解系数0C、1C来进行计算，也就是说计算的不是欠压就是临界状态。过压状态为凹顶脉冲，不能用尖顶脉冲分解系数，只能定性分析。解1直流电源输入功率0240256WCCCPVI2集电极效率/5/6833COPP3谐振回路谐振电阻PR由212CMOPUPR可得222255063225CMPOURP4基波电流1CMI由112OCMCMPUI可得122504444A4444MA225OCMCMPIU5半通角C由112CCG可得12208331777225/24CCG，查表，62C。32某高频功率放大器，晶体管的理想化输出特性如图325所示。已知12VCCV,04VBBV，输入电压04COSVBUT，输出电压10COSVCUT，试求1作动态特性，画出CI与CEU的波形，并说明放大器工作于什么状态2计算直流电源CCV提供直流输入功率P、高频输出功率OP、集电极损耗功率CP、集电极效率C。题意分析此题是要掌握动态特性的作法以及判断工作状态。而功率、效率计算只是通过图找出CMI并计算出C就可以解出各量。解1根据已知条件12VCCV,04VBBV,04VBMU,10VCMU，而CG和BZU可由输出特性求出，可得050VBZU600MA2000MS0805VCCBEIGUNULLNULL121采用虚拟电流法可得12VVCC20000504200MAQCBZBBIGUV由决定Q点的坐标见图325，MAX040408VBEBBBMUVUMIN12102VCECCCMUVU由决定A点的坐标。连AQ交于B点，图325晶体管输出特性MAX121022VCECCCMUVU由与0CI，决定C点坐标，则ABBC折线为动态特性。由于A点在MAXBEU与饱和临界线的交点上，放大器工作于临界状态。集电极电流CI和CEU的波形如图325所示。2根据动态特性可知，集电极电流脉冲的幅值600MACMI，而0504COS02504BZBBCBMUVU可得755C，查表00271C,10457C，则直流电源CCV提供输入功率P0012600027119512MWCCCCCCMCPVIVI高频输出功率OP1221111051060004571371MW22OCMCMCMCMCPUIUI集电极损耗功率CP1951213715802MWCOPPP集电极效率C137170319512OCPP33有一谐振功率放大器，已知晶体管的2000MSCG,05VBZU,12VCCV，谐振回路谐振电阻PR130，集电极效率746C，输出功率500MWOP，且工作于欠压状态。试求1CMU、C、1CMI、0CI、CMI；2为了提高效率C在保持CCV、PR、OP不变的条件下，将通角C减小到60，计算对应于60C的1CMI、0CI、CMI、C；3采用什么样的措施才能达到将C变为60的目的题意分析此题的目的是分析计算高频功率放大器的参数变化时，各项指标应该怎样变化。解1由212CMOPUPR可得2205130114VCMOPUPR由112CMCCCCUGV可得122074612157114CCCCCMGVU，查表90C,0900319,19005001/114/1308769MACMCMPIUR11/908769/050017538MACMCMII00901753803195595MACCMII2若CCV、PR、OP不变，60C由于OP、PR不变，则CMU不变，1CMI不变，则11111460/601808552212CCMCCUVG18769MACMI11/608769/039122427MACMCMII00602242702184889MACCMII3在保持CCV、PR、OP不变的条件下，要将90C改为60C，它应满足的条件是1CMI不变，9017538MACMI,6022427MACMI由于901COS90CMCBMIGU，所以123901753890008769V8769V2000CMBMCIUMG9005VBBBZVU由于60601COS60CMCBMIGU，所以602242760024427V24427MV1COS601000CMBMCIUG由600560COS600560024427BZBBBBBMUVVU可得600112135V112135MVBBV因此，若要保持CCV、PR、OP不变将C由90变为60，则BMU由8789MV变为24427MV，而BBV由500MV变为112135MV。34某谐振高频功率放大器，已知晶体管饱和临界线斜率09SCRG,06VBZU，电源电压18VCCV,05VBBV，输入电压振幅25VBMU，集电极电流脉冲幅值18ACMI，且放大器工作于临界状态。试求1直流电源CCV提供的输入功率P；2高频输出功率OP；3集电极损耗功率CP；4集电极效率C；5输出回路的谐振电阻PR。题意分析此题是利用在临界工作状态已知CMI、CRG、CCV求出CMU，然后根据COS/CBZBBBMUVU计算出C，查表得0C、1C，则可解出各项值。解由于工作于临界状态，则CMCRCCCMIGVU，可得181816V09CMCMCCCRIUVG由0605COS04425BZBBCBMUVU，得639C，查表016390232,6390410则0018023204176A4176MACCMCII111804100738A738MACMCMCII1直流电源CCV提供输入功率018417675168MWCCCPVI2高频输出功率1105167385904MW2OCMCMPUI3集电极损耗功率12475168590416128MWCOPPP4集电极效率590478575168OCPP5输出回路的谐振电阻11621680738CMPCMURI35晶体管3DG12B组成谐振功率放大器，已知电源电压18CCVV，电压利用系数094,0219SCRG，80C，放大器工作于临界状态。试求1直流电源CCV提供输入功率P；2高频输出功率OP；3集电极损耗功率CP；4集电极效率C；5输出回路谐振电阻PR。题意分析此题是利用在临界工作状态，已知CRG、/CMCCUV、CCV求出CMI，然后根据C查出0C、1C，则可解出各项值。解由于工作于临界状态，则CMCRCCCMIGVU可得094181692VCMCCUV则021918169202365A2365MACMCRCCCMIGVU008023650286676MACCMII1180236504721116MACMCMII1直流电源CCV提供输入功率01867612168MWCCCPVI2高频输出功率111169211169441MW22OCMCMPUI3集电极损耗功率1216894412727MWCOPPP4集电极效率944177612168OCPP5输出回路谐振电阻11692151601116CMPCMURI36某谐振功率放大器工作于临界状态，已知24VCCV，饱和临界线斜率06SCRG，通角80C，0800286,1800472，输出功率2WOP，试求1直流电源CCV提供输入功率；2集电极损耗功率；3集电极效率；4输出回125路谐振电阻PR。题意分析此题是利用在临界工作状态，已知CRG、111122OCMCMCMCMCPUIUI112CMCRCCCMCUGVU和C、CCV，计算出CMU和CMI，然后可解出各项值。解由于CMCRCCCMIGVU,11CMCMCII可得111122OCMCMCMCRCCCMCPUIUGVU2111122CRCCCCMCRCCMGVUGU则2120OCMCCCMCRCPUVUG即222240060472CMCMUU24242440604722CMU234VCMU或06V舍去由0624234036A360MACMCRCCCMIGVU则00360028610296MACCMCII11360047216992MACMCMCII1直流电源CCV提供输入功率02410296247104MWCCCPVI2集电极损耗功率247104200047104MWCOPPP3集电极效率2000809247104OCPP4输出回路谐振电阻12341377016992CMPCMURI37谐振功率放大器工作于临界状态晶体管的10MSCG，05VBZU，饱和临界126线的斜率694MSCRG，集电极电源电压24VCCV,05VBBV，基极激励电压振幅2VBMU，试求1集电极电流半通角C；2输出电压振幅CMU；3直流电源CCV输入功率；4高频输出功率；5集电极效率；6输出回路谐振电阻PR。题意分析此题已知是临界工作状态，但没有给出CMI或CMU，但给出了CG，也就是说可以通过CG来计算CMI，然后再按临界的CRG和CMI计算CMU以及其它各项数值。解10505COS052BZBBCBMUVU60C，查表0600218,1600391由于331COS101021051010A10MACMCBMCIGU，则00100218218MACCMCII11100391391MACMCMCII2输出电压CMU由于工作于临界状态，CMCRCCCMIGVU，得331010/242256V69410CMCCCMCRUVIG3直流电源CCV输入功率0242185232MWCCCPVI4高频输出功率11122563914410MW22OCMCMPUI5集电极效率44108435232OCPP6输出回路谐振电阻3122565769839110CMPCMURI38某谐振功率放大器，晶体管的饱和临界线斜率05SCRG,06VBZU，电源电压24VCCV,02VBBV，输入信号振幅2VBMU，输出回路谐振电阻50PR，输出功率2WOP，127试求1集电极电流最大值CMI、输出电压振幅CMU、集电极效率C；2判断放大器工作于什么状态3当PR变为何值时，放大器工作于临界状态，这时输出功率OP、集电极效率C分别为何值题意分析此题虽然给出了饱和临界线的斜率CRG，但是没有说明是临界工作状态，因而不能用CRG来计算CMI或CMU，而是要用一般的通用公式计算。判断是否是临界状态时才能应用CRG计算。解1由于0602COS042BZBBCBMUVU，得664C，查表06640241,16640421由2112OCMPPIR和122202828A2828MA50OCMPPIR，则31282810501414VCMCMPUIR1128286717MA0421CMCMCII直流电源CCV输入功率00246717024138851MWCCCCCCMCPVIVI集电极效率200051538851OCPP2判断放大器工作于什么状态，可以利用CRG来进行。若为临界状态则满足CMCRCCCMIGVU。实际上，放大器的1414VCMU，6717MACMI，这里可以用两个方法判断。若1414VCMU，对应于临界状态的CMI为05241414493ACMCRCCCMIGVU,CFF时，CEX等效为容抗；当01CFF时，CEX、EBX为容抗，CBX为感抗，满足相位平衡条件，可能134振荡，为电容三点式振荡电路。其限制条件1112CFLC。图415CCEX为容抗，EBX为容抗，而CBX为串联谐振回路，也可等效为三种情况。当0CFF时，CBX相当短路或较小的纯电阻；当0CFF时，CBX等效为感抗；当0CFF时，CEX、EBX为容抗，CBX为感抗满足相位平衡条件，可能振荡，为电容三点式振荡电路。其限制条件是312CFLC。图415D，CEX为感抗，EBX为容抗，CBX也可以分为三种情况，即纯电阻、感抗和容抗。但无论CBX为何值，CEX、EBX是反性质的，不能满足相位条件，不能振荡。图415E，CEX为容抗，CBX为感抗，从表面上看EBX为开路，无电抗元件，好像不能振荡。而在实际应用中，由于晶体管BE间有极间电容，因此EBX是容抗，能满足相位条件，可能振荡，是电容三点式振荡电路。图415F，CEX为感抗，EBX为感抗，CBX为电感和电容串联电路。当0CFF时，CBX为感抗；当0CFF时，CBX为短路；当0LCLCLC；2112233LCLCLC；5112233LCLCLC由题意知，222010203C时11LC、22LC并联回路等效为容抗，当03，则010203根据CEX、EBX电抗性质相同，CBX与CEX、EBX电抗性质相反的原则，当满足010203C则CEX、EBX电抗性质都为感抗，而CBX电抗性质为容抗，满足相位平衡条件，可能振荡，且是电感三点式振荡器。3112233LCLCLC由题意知，222010203，则010203这样的条件，无论在什么频率下，这三个回路的等效相同性质，不能满足相位平衡条件，不能振荡。4112233LCLCLC由题意知，222010203136这样的条件，无论在什么频率下，EBX与CBX同性质。因此，不能满足相位平衡条件，不能振荡。图417振荡电路图44图417所示振荡电路，设晶体管输入电容2ICCNULL，输出电容1OCCNULL，可忽略IC、OC的影响。试问1是什么形式的振荡电路，画高频等效电路；2若振荡频01FMHZ，L为何值3计算反馈系数F，若把F值减小到/2FF，应如何修改电路元件参数。4CR的作用是什么若将CR改变为高频扼流圈，电路是否仍能正常工作为什么5电路中的耦合电容3C和4C能否省去一个能全部省去吗为什么6若输出线圈的匝数比121NNNULL，从22端用频率计测得振荡频率为1MHZ，而从1端到地之间测得振荡频率却小于1MHZ，这是为什么哪个结果正确题意分析本题是一个基本的振荡电路，通过分析学习高频等效电路画法，电路元件的作用及计算，以及频率测量等问题。解1电路型式是一般电容三点式振荡电路，即考比兹振荡电路。图418高频等效电路2由等效电路可知137012FLC，12125102200414PF5102200CCCCC所以226120116125H2211041410LFC3反馈系数F21211510023212200FBECCEUUCCFUUCC若/20116FF，且要保证振荡频率不变，即414PFC，则可列方程式1212120116414PFCFCCCCCC则2220116414PF1116CC23983PFC1462PFC可将1C由510PF改为462PF，2C由2200PF改为3983PF。4CR的作用是作为放大器负载之一使用，若将CR改为高频扼流圈，同样可以构成振荡器正常正作。高频扼流圈的直流电阻为零，集电极直流电位提高到CCV，高频扼流圈的交流电阻很大，使起振变得容易些。放大器电压增益0A加大，F不变。5电路中的耦合电容3C和4C只能省去一个，不能全省去。因为耦合电路对交流起耦合作用，对直流起隔直作用，留下一个是确保晶体管的集电极C与基极B不因电感而短路，使放大器能正常工作。6由于频率计在测试时，输入端有一个输入电容，接到22端时，由于121NNNULL输入电容对振荡器谐振回路几乎没影响，测试频率为1MHZ是正确的。假若频率计加到电感线圈L到地之间测量，相当于在原C上并联了一个输入电容，振荡器的振荡频率因C的加大而变小，这个测量频率是不准确的。138图419克拉泼振荡电路45图419所示是一个克拉泼振荡电路。电路中1BR15K，2BR75K,CR27K,ER2K,1C510PF，2C1000PF,3C30PF,L25H，0Q100,晶体管在工作点的参数为IEG2860S，IEC18PF，OEG200S，OEC7PF，SEY45MS。试求1电路的振荡频率0F；2电路的反馈系数F；3分析讨论此电路能否满足起振条件01AF。题意分析本题是根据具体电路参数来进行估算振荡频率和计算反馈系数，验算电路能否满足起振条件。解根据图419克拉泼振荡电路可画出如图420所示的等效电路。由等效电路A可看出1C与OEC并联，2C与IEC并联，令11OECCC，22IECCC。还可以看出1BR、2BR和IEG是并联，令其并联值为BG，则121111286306MS15K75KBIEBBGGRR0G为并联在L两端的空载损耗电导。1由等效电路知谐振回路的总电容为1231223315171018302759PF517101810183030517CCCCCCCCCC06121119173MHZ222510275910FLC2反馈系数F的计算139图420等效电路21211517050811018FBECCEUUCCFUUCC3判断起振条件电感L的损耗电导0G为0660011332S2219173102510100GFLQ等效电路B中的200GPG,其中111517187412759CCPCC140所以2018743321165911659MSGS21BBGPG11211517050811018CCPCC20508306MS07897MSBG电路总电导01OEBCGGGGR02037116590789713018MS04534513018SEYAG则0345050817530AF满足起振条件。46图421所示是实用晶体振荡线路，试画出它的高频等效电路，并指出它是哪一种振荡器。图中的47H电感在电路中起什么作用图421题意分析本题分析并联型晶体振荡器在实际应用中的有关问题141解晶体振荡电路的高频等效电路如图422所示。图422高频等效电路图中的47H与电容330PF并联组成一个电抗电路，其谐振频率为612012471033010404MHZF。对于5MHZ的晶体，由于是组成并联型晶体振荡器，在晶体工作于基波频率5MHZ时，47H与330PF并联等效为容抗，满足三点式振荡器的相位平衡条件，即电路振荡于晶体的基频5MHZ。若47电感改为06H，则06H与330PF并联谐振频率为6120120610330101132MHZF。此并联回路对晶体的基频5MHZ等效为电感，不满足CEX、EBX同电抗性质的要求，不能在5MHZ振荡。然而对三次谐波15MHZ来说，并联回路等效为电容，满足CEX、EBX同为电容，故振荡于三次谐波15MHZ,称为三次泛音晶体振荡器。需要说明的是，并联型晶体振荡器的振荡频率12QCQOLCFFCC，其中QF是晶体的串联谐振频率，QC是晶体的动态电容，OC是晶体的静态电容，LC是晶体的负载电容。LC是由200PF电容和330PF电容与47UH电感并联的等效电容以及由20PF电容与3/10PF微调电容并联的电容三者串联组成。由于QOCCNULL，QLCCNULL，故CF比QF略大一点，但差值很小。若QF5MHZ，对于300PF与47UH并联的振荡电路，振荡频率比5MHZ稍大一点。对于300PF与06UH并联的振荡电路，振荡频率比15MHZ稍大一点。微调电容的改变可微调振荡频率。第五章习题与解答51已知载波电压COSCCMCUTUT，调制信号如图519所示，1/CFT分别142画出05AM及1AM两种情况下所对应的AM波的波形。图519调制信号波形题意分析学习已知调制信号UT和调幅指数AM画AM波的波形。解如图520所示。图520AM波的波形图14352试问下面三个电压各代表什么信号画出它们的波形图与振幅频谱图。1103COSCOSVCUTTT2COSCOSVCUTTTNULL3COSVCUTT题意分析本题目是要求能区分普通调幅波、双边带调幅波和单边带调幅波的数学表示式，波形和频谱关系。解1103COSCOSVCUTTT是表示载波振幅1VCMU的普通调幅波，其调幅指数03AM，调制信号角频率为，载波角频率为C。其波形图如图521A所示，振幅频谱图如图521B所示。2COSCOSVCUTTTNULL是表示振幅为1V的双边带调幅波。调制信号角频率为，载波角频率为C。每一边频分量的振幅为05V。其波形图如图521C所示，振幅频谱图如图521D所示。3COSVCUTT是表示振幅为1V的单边带调幅波。由于是单频调制，其波形与频率为C的等幅波相似，如图521E所示，振幅频谱如图521F所示。144图521题2的波形图53平衡调制电路如图522所示。电路对称，两个二极管特性相同，其伏安特性DDIFU为自原点出发的直线，斜率为DG导通电阻1/DDRG。加入的载波电压为COSCCMCUTUT，调制电压COSMUTUT，且有CMMUU，二极管工作于CUT控制的开关工作状态。1试分析图A输出电流的频谱；2若将图A改变为图B，试问输出电流的频谱有无变化145图522题53题意分析本题目是要区分开关函数是CKT还是CKT，同时要掌握在选定电流方向的参考方向后，输出电流I与1I和2I的关系。解图A的开关函数的确定方法是根据大信号CUT的正端与二极管1D的正极相连，说明正半周导通，开关函数为CKT。同理，CUT的正端也与二极管2D的正极相连，说明正半周导通，开关函数也为CKT。则流过二极管1D的电流112CCDLIKTUTUTRR流过二极管2D的电流212CCDLIKTUTUTRR流过负载LR的电流I1222CDLUTIIIKTRR2122COSCOSCOS3223MCCDLUTTTRR22COSCOSCOS2MCCDLUTTTRR22COS3COS333CCTT输出电流中含有、CNN1,3,5，。146若在输出端加一个中心频率为C，通带宽为2的带通滤波器可取出双边带调幅波。图B根据大信号CUT的正端与二极管1D的正极相连，说明正半周导通，开关函数为CKT。而对于二极管2D来说，大信号CUT的正端与二极管的负极相连，说明负半周导通，开关函数为CKT。流过二极管1D的电流方向如图所示为112CCDLIKTUTUTRR流过二极管2D的电流方向如图所示为212CCDLIKTUTUTRR流过负载LR的电流为12III22CCCCCDLDLUTUTKTKTKTKTRRRRCOS444COSCOS3COS5235CMCCCCDLUTTTTRRCOS444COSCOS3COS5235MCCCDLUTTTTRR222222COS2COS2COS4COS4COS623355CMCCCCCDLUTTTTTRR222COSCOSCOS323MCCCDLUTTTRR222COS3COS5COS5355CCCTTT可见I中含有直流以及2C、4C、6C、C、3C、5C比图A多了直流以及2C、4C。若通过中心频率为C，通带宽为2的带通滤波器也能取出双边带调幅波，只不过产生的不需要频率分量多了。从电路结构上来说，图A优于图B。147图523题5454图523所示电路的两个二极管特性相同，其伏安特性DDIFU为自原点出发的直线，斜率为DG导通电阻1/DDRG加入的载波电压COSCCMCUTUT，调制电压COSMUTUT，且有CMMUU，二极管工作于CUT控制的开关工作状态。试分析输出电流的频谱，并说明此电路能否实现双边带调幅题意分析本题目是要通过分析掌握双边带调幅波与普通调幅波的区别，即在输出电流中必须有C的分量，而且没有载波分量C，这样通过中心频率为C，带宽为2的带通滤波器就可取出双边带调幅波输出。如果输出电流中有C分量，而且也有载波分量C，通过中心频率为C，带宽为2的带通滤波器取出的是含C、C的普通调幅波。解设流过二极管1D的电流1I，流过二极管2D的电流2I和流过次级负载电流I如图523所示。载波电压CUT为大信号，二极管1D、2D的导通受CUT的控制。对1D来说，CUT的正端与1D的正极相连，正半周导通，开关函数为CKT。对2D来说，CUT的正端与2D的负极相连，负半周导通，开关函数为CKT。根据假设的电流方向，可得112CCDLIKTUTUTRR212CCDLIKTUTUTRR则1222CCCCCDLDLUTUTIIIKTKTKTKTRRRR因为1CCKTKT44COSCOS33CCCCKTKTTT所以148122COSCOSCOS22MCMCCCDLDLUIUTTTRRRR22COS3COS333CCTTI中含有C、C、3C等分量。若通过中心频率为C、通频带宽为2的带通滤波器滤波，由于有C存在，取出的是C、C的普通调幅波，不能实现双边带调幅。图524集电极调幅电路55某集电极调幅电路如图524所示。集电极直流电源电压24VCTV，集电极电流直流分量020MACI，调制变压器次级的调制音频电压为3168SIN210VUTT，集电极平均效率80CAV，回路载波输出电压6216COS210VCUTT。试求1调幅指数AM；2输出调幅波的数学表示式；3直流电源CTV提供的直流平均输入功率；4调制信号源UT提供的平均输入功率；5有效电源CTV和UT提供的总平均输入功率；6载波输出功率、边频输出功率和总平均输出功率；7集电极最大和最小的瞬时电压。题意分析本题目是集电极调幅电路计算的一个较为全面的题，首先要根据集电极调幅电路的基本原理确定调幅指数AM，然后确定调幅波的数学表示式，最后计算各项功率以及最大、最小集电极瞬时电压。解1根据集电极调幅的/AMCTMUV，可得1680724MACTUMV1492集电极调幅电路输出为普通调幅波，在调制信号3168SIN210VUTT时，其数学表示式为36216107SIN210COS210VUTTT3直流电源CTV提供的直流平均输入功率302420100480W480MWTCTCPVI4调制信号源UT提供的平均输入功率22110704801176MW22ATPMP5有效电源提供的平均输入功率2148011765976MW2AAVTMPP6载波输出功率48080384MWOTTCTPP边频功率212073849408MWOCP总平均输出功率21384940847808MW2AOAVOTMPP7集电极最大瞬时电