信号系统与信号处理习题课67章

1、第六章高频功率放大器16.1高频功放的欠压、临界、过压状态是如何区分的？各有什么特点？当EC、Eb、Ub、RL四个外界因素只变化其中的一个时， 高频功放的工作状态如何变化？答3-8当晶体管工作性区时的工作状态叫欠压状态，此时集电极电流随激励而改变，电压利用率相对较低。如果激励不变，则集电极电流基本不变，通过改变负载电阻可以改变输出电压的大，输出功率随之改变；该状态输出功率和效率都比较低。当晶体管工作在饱和区时的工作状态叫过压状态，此时集电极电流脉冲出现平顶凹陷，输出电压基本不发生变化，电压利用率较高。过压和欠压状态分界点，及晶体管临界饱和时，叫临界状态。此时的输出功率和效率都比较高。2 当单独

2、改变RL时，随着RL的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。 当单独改变EC时，随着EC的增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。 当单独改变Eb时，随着Eb的负向增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。 当单独改变Ub时，随着Ub的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。36.2高频功率放大器中提高集电极效率的主要意义是什么？答:主要意义在于提高了电源的利用率，将直流功率的转换为高频信号功率，减小晶体管的功率损耗，可降低对晶体管的最大功耗PCM的要求，提高安全可靠性。6.3设一理想化的晶体管静特性如图所示，已知 Ec=24 V，Uc=21V， 基极偏压为零偏

3、，Ub=3 V，试作出它的动特性曲线。此功放工作在什么状态？并计算此功放的 、P1、P0、 及负载阻抗的大小。画出满足要求的基极回路。题6.3图4解3-111、求动态负载线根据给定静态特性，得到晶体管的Eb¢ = 0.5v,diCg= 1S, 并得到如下方程组mdube= Ec- Uc cos wtì uce代入数值后得íi(U cos wt - E¢ + E= g)î cìmbbb= 24 - 21cos wtuceíi可以解出：= g(3 cos wt - 0.5）î cm5(1)当wt = p时晶体管截止，因

4、此ic = 0, 但uce = Ec + UC = 24 + 21 = 455V，位于C点(2)当wt = q时= 0, 且有U cos q = E¢ = 0.5, cos q = 0.5 ,晶体管临界导通icbb3因此q = arccos 0.5 » 80o。u- U cos q = 24 - 21´ 0.5 = 20.5V,= Ececc33位于B点。(3)当wt = 0时= Ec - UC = 3V, ic= gm (3 cos 0 - 0.5）=2.5gm = 2.5A.uce= icmax位于A点。连接A、B、C三点，就是它的动态特性曲线。6ic / A

5、Aube = 3.0V 2.52.01.51CB0u/ V39152127333945ce2、求解 、P1、P0、 及负载阻抗的大小。q = arccos 0.5 » 80o3= UC2121=» 17.8WRLa (80o ) ´ i2.5 ´ 0.472IC11cmax7= 21´ 2.5 ´ 0.472 = 12.39W= IC1UC1P122P = IE= a (80o ) ´ i´ E= 0.286 ´ 2.5 ´ 24 = 17.16W0C0C1cmaxCPC = P0 - P1 =

6、 17.16 - 12.39 = 4.77Wh = P1= 12.39 » 0.722P017.163、符合要求的基极回路为ub = Ub COS wt86.4某高频功放工作在临界伏态，通角 =75o，输出功率为30W，Ec=24 V，所用高频功率管的SC=1.67A/V，管子能安全工作。（1）计算此时的集电极效率和临界负载电阻；（2）若负载电阻、电源电压不变，要使输出功率不变。而提高工作效率，问应如何凋整？(3）输入信号的频率提高一倍，而保持其它条件不变，问功放的工作状态如何变化，功放的输出功率大约是多少？解（1）= a1iCmax= a1SC (EC- UC )因为IC1所以P

7、= 1 IU= 1 a S)U= 1 a SE U- 1 a S(E- UU21C1C1CCCC1CCC1CC22229功放管的临界饱和线的斜率解之得到a S E±(a S E- 8a S P)2E2E2PU= 1CC1CC1C1 =±- C2C 1 C2a Sa S41C1C代入数值后得到集电极电压振幅为2 ´ 302422460UC =±-4a (75o )1.67= 12 ±144 -0.455 ´ 1.67= 12 ± 8.0621= 20.06V(取正值)集电极效率h= UC = 20.06 » 0.83

8、6EC24U2因为P =C，所以12RLcrU220.062=» 6.7W C RLcr2 ´ 302P110（2）可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保证IC1不变，但这样可使导通角减小，效率增加。（3）由于频率增加一倍，谐振回路失谐，集电极阻抗变小，电路由原来的临界状态进入欠压状态，输出幅度下降，故使输出功率和效率都下降。对于2 的频率，回路阻抗为：1L(r + jwL)=jwC»rC回路阻抗为ZLæöæö1wwwLrr + jç wL - wC ÷1 + jQ ç- 0 ÷

9、32;øè w0w øL在w = w 时，Z=0L1rCL=rC在w = nw 时，Z0Lnæ1 ö1 + jQ ç n - n ÷èø11所以ZLn1n=1 + jQ(n2- 1)æ1 öZ1 + jQ ç n -L1÷n øèZLnnn2=»=Q(n2 - 1)Z3Q1 + Q(n2- 1)2n=2L1因此，输出功率下降到原来的2/3Q倍。126.5根据下图的反相功率器线路，说明各变压器和传输线变压器所完成的功用，标出从晶体管输出端

10、至负载间各处的阻抗值。设两管正常工作时，负载电阻上的功率为若某管因性能变化，输出功率下降一半，根据问负载上的功率下降多少瓦？100 W，器原理，反1反不平3DA7V137.5WTT35T1T218.75W9.375W75 WR29.375WT7T8T637.5WV23DA7 36 V100 W反相功率器的实际线路13阻抗变换相:4阻抗变换相分配不平衡-衡转换平衡-平衡转换设功率降低一半的晶体管原来正常输出电压为U , 它贡献器的电流为I，异常输出电压为U ¢，该管的负载电阻为R0 则有：U ¢2U 2U¢=U =，R02R02那么，流过器的电流为= （I 

11、0;1+öI1I +ç2 ÷èø2后的功率为2æö12I1+Rç2 ÷èø14与正常相比，有22æöæ1+ö1121+Iç2 ÷ç2 ÷èø= èø» 0.7284I 24功率为所以，故障后的P¢=0.728 ´ 100 = 72.8W15第七章正弦波振荡器71 试从相位条件出发，图示交流等效电路中，哪些可能振荡，哪些不可能振荡。能振荡的

12、属于哪种类型振荡器？题42图17答:(a)可能振荡，电感三点式反馈振荡器,(b)(c)(d)(e)不能,不能,不能,可能振荡，振荡的条件是L1C1回路呈容性，L2C2回路呈感性，即要求f01<f<f02,这时是一个电感反馈振荡器,(f) 可能振荡，振荡的条件是LC3支路呈感性，即要求f03<f,这时是一个电容反馈振荡器1872 图示是一三回路振荡器的等效电路，设有下列四种情况：（1） L1C1>L2C2>L3C3;（2）L1C1<L2C2<L3C3;（3）L1C1=L2C2>L3C3;（4）L1C1<L2C2=L3C3。试分析上述四种情况是

13、否都能振荡，振荡频率f1与回路谐振频率有何关系？题72图19解根据给定条件，可知（1）fo1<f02<f03,因此，当满足fo1<f02<f<f03,就可能振荡，此时L1C1回路和L2C2回路呈容性，而L3C3回路呈感性，个电容反馈振荡器。一（2）fo1>f02>f03,因此，当满足fo1>f02>f>f03,就可能振荡，此时L1C1回路和L2C2回路呈感性，而L3C3回路呈容性，个电感反馈振荡器。一（3）fo1=f02<f03,因此，当满足fo1=f02<f<f03,就可能振荡，此时L1C1回路和L2C2回路呈容性

14、，而L3C3回路呈感性，一个电容反馈振荡器。（4）fo1>f02=f03不能振荡，因为在任何频率下，L3C3回路和L2C2回路都呈相同性质，不可能满足相位条件。2073 振荡器交流等效电路，工作频率为10 MHZ，（1）计算C1、C2取值范围。（2）画出实际电路。(1)因为F1Xbe = 2pf ´ 10-11 -题46图2pf ´= (2pf )2´ 10-16- 1 =2 f ´ 10-51= 2pfC-Xec12pf ´ 3 ´ 121= 2pf ´ 2 ´ 10-2Xbc-5 C2- 12212pf

15、´ C21C<=(2pf )2 ´ 2 ´ 10-5222（2）实际电路如下LCCC30m HC120m HCb10pFC210m H2374 在题48图所示的电容反馈振荡器中，设晶体管极间电容的变化量为 Cce= Cbe=1pF，试计算因极间电容产生的频率相对变化 1/ 1解4-C1C2 C + C2= 30000 = 75pFC =40011=10-6´ 75 ´ 10-12LC10950 ´=» 16.33Mrad / S50 ´ 7524当考虑晶体管的电容的变化量时(C1 + DCce )(C2 + DCbe ) (C1 +