通信电路基础第五章答案

1、第五章振幅调制与解调习题参考答案5- 1有一调幅波,载波功率为100W,试求当与时，每一对边频功率就是多少？参 考答案：,解:因为边频功率，所以当时，当时，5-2试指出下列两种电压就是什么已调波？写出已调波表示式，并指出它们在单位负载上消耗得平均功率及相应得频谱宽度。参考答案：(1),(2)解:为标准调幅波频谱宽度(2)为双边带调幅波5-3如图P5 3所示用频率1000kHz得载波信号同时传送两路得频谱图(1) 求输出电压表示式。(2) 画出用理想模拟相乘器实现该调幅框图。(3) 估算在单位负载上平均功率与频带宽度。图 P5 3解：(1) 图P5 3所示得频率图就是两路已调波作为调制信号对载波

2、进行二次调制 即对载波=103kHz而言,它得调制信号就是由两个调幅信号合成。第一个调幅信号 得载波频率为=10kH z,第二个调幅信号得载波频率为=3X104kH z,且它们得调制频 率均为3X0kHz。合成后得已调波为v VCm 1 Ma1(1 cosQt)cos 1t Ma2(1 cosQt)cos 2t cos Ct由图51可知644C 2 n 10 rad/s,12 n 10 rad/s,26 n 10 rad/s,v 10 1 0.8(1 cosQt)cos -f. 0.6(1 cos Qt)cos 2t cos Ct 实现调幅得方框图如图P5- 3J所示。图P5-3J(3) 负载

3、上平均功率应为所有分量功率之与，故V 21Fav-Cm4 1.52 4 22 2 32 2 42 1 02 W 87.5W2Rl2频带宽度为5-4试画出下列三种已调波电压得波形与频谱图。(1)(2)(3)解：(1)为双边带(DSB)波，波形与频谱图如图P5-4J1 所示。(b)频谱图图 P5 - 4J1(2) 为普通调幅(AM)波,波形与频谱图如图P5 - 4J2所示 为单边带(SSB)波,波形与频谱图如图P5 4J3所示5 -5如图P5 5所示，试画出它们得频谱图。解:图P5 5(a)所示波形为载波与单音频信号叠加，频谱图如图P5 5J(a)所示 图 P5 5J(a)图 P5 5J(b)图P

4、5 5(b)所示波形为普通调幅(AM)波濒谱图如图P5 5J(b)所示。图P5 5(c)所示波形为双边带(DSB)波，频谱图如图P5 5J(c)所示。图 P5 5J(c)图 P5 5J(d)图P5 5(d)所示波形为单边带(SSB)波，频谱图如图P5 5J(d)所示。图P5 5(e)所示波形为普通调幅(AM)波得正向检波信号，即1 2v = (3ct)vAM = Vm (1 + M a sin Qt)sin gt( + sin wct + )2 n频谱图如图P5 5J(e)所示。图 P5 5J(e)5 6 一调幅发射机输出功率，平均调制系数，试求其中得边带功率，若要求一双边 带发射机输出相同得

5、边带功率，已知泄漏得载波功率低于边带功率 20dB,试求双 边带发射机得输出功率(答案:,)解：因为又因所以5 7如图P5 7所示，电路中已知，且,，二极管工作在受控制得开关状态，若设二 极管Di与D2得伏安特性均为一条自原点得折线，其导通电阻为，试求通过得电流表示式， 并指出它包含那些频谱分量。图 P5 7 解:将电路改画成如图P5 7J所示。图 P5 7J列网孔方程，注意到大信号反相加到二极管D1、D2上。两式相减得V VcI "1-"2 Rd+2RlKi( ct)v VcRD + 2RlKi(VcRd + 2 RlKi( ct)Ki( ctRd + 2RlK1( Ct

6、)K1( ct nVcRD + 2 RLRD + 2RL心(ct)VcRd + 2RlRd + 2Rl4cosnct4cos3 ct3n4cos5 ct L5 n故电流中含有得频谱分量为”5 8如图P5 8所示，假设二极管D1、 并且。二极管开关状态，试边带调制波分D2均为自原点出发得直线，直线斜率为, 工作在受控制得 求在上产生得双 量得电压表示式。图 P5-81-11严0Q气叫/盘|1由图 P5-8J解：大信号开关控制二极管D1、D2,当时，D1、D2导通;当时，D1、D2截止,由等效电路图P5-8J得到 中含有频谱分量，在负载端加上中心频率为、带宽为 2得LC带通滤波器，即可在 负载两端

7、得到双边带DSB波。5 9如图P5 9所示双差分对模拟相乘器输出接一只隔直电容与输出滤波器构 成得电路,输出电流，试分析为了实现下列不失真功能，输入端各加什么信号电 压？输出电流含有哪些频率分量？输出滤波器要求就是什么？解：(1) 欲实现双边带调制，令,，单 端输出电流为i s gC6怕竺m电也盛匕K2( ct)22 2kT 2 Re 2kT 2 Re输出电流中含有得频谱分量有：直流、3、，经隔直电容及中心频率为，带宽 为2得带通滤波器后，即可实现双边带调制型电压。(2) 要实现对AM波解调，则应加载波信号，应加波，输出电流含有直流分量及调制信号频率分量Q,输出滤波器应为低通滤波器。(3) 要

8、实现对得混频，则应加本振电，应加已调波信号电压，如AM波，输出信号频 谱分量为，输出端应接中频滤波器，中心频率为、带宽为，即可得到中频得已调波，实现了混频。5 10对一个通用型 BG314集成模拟相乘器 若R3= R13= 13、8k Q,Rc = 11k 4 15k Q严32V严15V严0、7V,足够大，在下列三种情况下，求表示式,说明可以实现何 种功能，并对外接滤波器提出要求。(1),， 解：(1)V,V中含有分量，只要外接低通滤波器，即可实现解调功能。(2) V,VvO (t) 0.1 8cos Lt 24cos Ct cos Qt19.2cos Lt cos Ct cosQt9.6 c

9、os( L C)t cos( L C)t cosQt9.6cos( L C)t cos Qt 9.6cos( LC)t cos Qt V中含有频谱分量，只要外接中心频率为、带宽为 2得中频滤波器，即可实现混频功 能。(3) mV,V就是DSB波,无需加滤波器，即可实现双边带调制。5- 11如图P5-11所示。用相乘器构成正常调幅器，若，试画出输出电压得波形。若 分别用相乘器实现检波与用二极管包络检波器实现检波，试分析效果有何不同。图 P5- 11解：(1)第一级就是加法器，输出第二级就是乘法器 VoAM V O1VSm cos StAMVSmV 1守cos t cos St(1)由(1)式可以

10、瞧出就是标准调幅波，若说明，产生过调幅失真，波形如图P5- 11J1所示。(2)若用相乘器与参考信号实现同步检波,使(2)由(2)式可见，中含有及直流分量。经低通滤波后，可得到，实现不失真解调。 若经二极管包络检波得到波形如图P5- 11J2所示，在，期间,调幅幅度小于二极管导通电压，输出为零，期间由于产生过调幅失真，已不反映调制信号得变化规 律。图 P5- 11J25-12如图P5-12所示各电路中，调制信号电压，载波电压，并且，晶体二极管Di与 D2得伏安特性相同，均为以原点出发，斜率为得直线。(1)试求并分析频谱分量有哪些？试问这些电路能实现哪些频率变换，、各应为什么电压信号？需在输出端

11、接什么要求得滤波器？I 2： I图 P5-12解：图(a)中,当时,D1、D2均导通，当时,D1、D2均截止，每只二极管得等效负载为2, 所以故，即该电路没有信号输出。图(b)中,当时,D1导通,D2截止,当时,D1截止,D2导通，每只二极管得等效负载为，将上式展开后，可知电流i中得频谱分量有，故只要取为调制信号，为载波信号，在输 出端接中心频率为、带宽为2得带通滤波器，电路可以实现双边带调制。图(c)中,当时,D1导通,D2截止，当时,D1截止,D2导通，每只二极管得等效负载为,V1RlRdK1( 2t)K1( 2t冗)K1( 2t)K1( 2t冗)VRlRdV1RlRd(cosn2t4co

12、s32tcos52t输出电流中含有得频谱分量有，可见该电路只要取为调制信号，为载波信号，在 输出端接中心频率为、带宽为2得带通滤波器即可实现波调制。图(d)中,当时,D1、 D2导通,当时,D1、 D2截止，每只二极管得等效负载为,输出电流中含有频谱分量为，因不含有分量，故不能实现频率变换。513在如图P5-13所示电视传输系统框图中，若输入图像信号得频谱在0 6MHz范围内就是均匀得，试画出ah各点得频谱图。试冋就是否能实现不失真 得解调。解:图P4-13J可知,可以实现不失真得解调。3S1卩5/MHz14 /ZMH2/MHz51 爭 124.5P5-14所示,图中,，各二极管工图 P4-1

13、3J5 14采用双平衡混频器组件作为振幅调制器如图 作受控制得开关状态。设。试求输出电压表示式。图 P5-14解:设电流参考方向如图P5-14J所示，忽略信号源内阻得影响。时，、导通,注意到就是反相加在、上得i1 i D1iD2VcRDv2RLKiVcVRd 2R.KiRl2vRd 2RlKiKiRd时,、导通，同样就是反相加在、上得v o iR|_v K 2 ctV m cos tK2 CtV m cos4t cos Ct-cos3Ct4cos5 Ct现对负载 定标角失 对于 最大CLJ M；1Rl M a Fmax,1 0.62334.7 100.6 8 10F = 5650pF若在输出端

14、接一个带通滤波器，中心频率谐振在,3带宽为，即可实现双边带调 制。515如图P5-15所示得检波电路，输入调制信号频率范围为508000Hz,调幅系数,为避免出 角切 割失真,确定 电容值，并选 称电容值。参考答案:P5-15解:不产生对 真得条件为, 多音调制应选 得可选5100pF电容。5 16如图P5-16所示检波电路”试问就是否能正 常工作？图 P5-16解:假设在得情况下，为隔直电容。若为音频耦合电容，那么高频信号无通路，该电路无法工作，所以只有为高频耦合电容时，该电路为二极管包络检波器，可以工作。5 17设调幅波得调幅度，计算分别用锗与硅管检波时，为避免产生截止失真得最 小载波电压

15、幅度。参考答案 :,解:若为锗管 , 若为硅管 ,518如图P5-18所示，求电阻得最大允许值。参考答案：图 P5-18解：因为所以 ,得最小允许值应为。5 19若二极管峰值包络检波负载为5、1k Q,调幅度为70%，最高调制频率为，求: 容许检波负载电容最大值为多少？参考答案：卩F解:因为所以5 20如图P5-20所示推挽晶体二极管检波器电路。若设二极管得特性均为从原 点出发得两段折线逼近 ,低通滤波器具有理想得滤波特性 ,。试求 : (1)电压传输系数 ;(2)输入阻抗。图 P5-20解:(1) 因每管得所以,(2) 因每管得等效负载所以5 21 在图 P5-21 所示大信号检波电路中 ,

16、已知负载电阻 ,;高频变压器匝数比回 路各调谐在上 ,试估算值。参考答案 :图 P5-21解:因为 所以5 22 设作用于晶体二极管检波器输入端得信号为 ,已知负载电阻 ,试求保证不产生惰性失真得最大负载电容。(答案:)解:从得知 则不产生惰性失真得条件为5-23如图P5-23所示检波电路，二极管D得正向导通电阻，检波负载电阻, ,Mmax= 0、8试求，电路不产生负峰值失真与惰性失真得与值。参考答案：,)图 P5-23解:因为不产生负峰失真得条件为所以又因不产生惰性失真得条件为所以<1- m a2J-o.82- 9Cl W=33 F = 4777 X10 F = 4777pF2TlFmaxRLMa2 nX5 X10 X(1 + 4) X10 X0.85-24在图P5-24所示电路中，,输入信号电压V,可变电阻得接