高频电子线路期末考试精华版张肃文第四版

.....高频电子线路复习例题一（嘿嘿整理2012年6月）第一章绪论一、填空题1．无线通信系一致般由信号源、__________、__________、___________、输出变换器五部分组成。2．人耳能听到的声音的频率约在__________到__________的范围内。（20HZ、20KHZ）3．调制有_________、__________、_________三种方式。（调幅、调频、调相）4．无线电波在空间的流传方式有________、_________、__________三种。（地波、天波、直线波）二、简答或作图题1．画出无线通信调幅发射机原理框图，并说明各部分的作用，同时画出波形表示图和频谱表示图。画出超外差接收机方框图，并说明各部分的作用，同时画出波形表示图和频谱表示图。3．在接收设备中，检波器的作用是什么？试画出检波器前后的信号波形。通信系统由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？答：通信系统由输入、输出变换器，发送、接收设备以及信道组成。输入变换器将要传达的声音或图像信息变换为电信号（基带信号）；发送设备将基带信号经过调制等办理，并使其拥有足够的发射功率，再送入信道实现信号的有效传输；信道是信号传输的通道；接收设备用来恢复原始基带信号；输出变换器将经过办理的基带信号重新恢复为原始的声音或图像。第三章选频网络1、串连谐振和并联谐振的特点，以及失谐时表现出的特点。如：LC回路并联谐振时，回路_阻抗___最大，且为纯__电阻__。当所加信号频率高于并联谐振回路谐振频率时，回路失谐，此时，回路呈容性，电流超前电压。2、由于信号源内阻或负载电阻的影响，将使谐振回路的质量因数Q，选频特点，通频带。3、课后题3.54、课后题3.65、课后题3.76、课后题3.97、课后题3.13有一耦合回路如图，已知f01f021MHz,121K?,R1R220,1试求：1L1、L2、C1、C2和M；）回路参数2）图中a、b两端的等效谐振阻抗ZP；3）初级回路的等效质量因数Q1’；4）回路的通频带BW；解：由已知条件可知两个回路的参数是全同的，即L1=L2，C1=C2，Q1=Q2；1）由0L得：1000L1L2H159H26010C1C2116F159pF2(262159100L10)又由于发生临界耦合时(0M)2RR12因此1R1R212020H3.18HM21060学习参照.....2）由于发生了临界耦合，因此Rf1=R1=20Ω此时ab两端的等效谐振阻抗为纯阻，即2(1000)2ZabZpRpkR1Rf125403)初级回路的等效质量因数为Q1'1100025R1Rf1404)初级回路自己的质量因数为11000Q150因此可得出通频带为：R1202f0.72f02106Hz28.3KHzQ1508.图2-18所示电路为一等效电路，其中L=0.8uH,Q0=100,C=5pF,C1=20pF,C2=20pF,R=10k,RL=5k，试计算回路的谐振频率、谐振电阻。题意剖析此题是基本等效电路的计算，其中L为有损电感，应试虑耗费电阻R0(或电导g0)。解由图2-18可画出图2-19所示的等效电路。图2-18等效电路图2-19等效电路回路的谐振频率f0由等效电路可知L=0.8H，回路总电容C为C1C22020CC515(pF)C1C22020则f0112LC20.810615101245.97(MHz)p为(2)RL折合到回路两端时的接入系数1pC2C111C1C22C1C2C1C2则P210.5210.05103sRL5103学习参照.....电感L的耗费电导g0为g0110LQ0245.971060.810610043.30106s总电导g1g0P2110.04331030.0510-3RRL101030.1933103s谐振电阻RP1g5.17k=======================================================================================第四章高频小信号谐振放大器1．高频小信号放大器的主要技术指标有、_________、________、__________。（谐振频率、增益、通频带、选择性）2．高频小信号谐振放大器的常用的牢固方法有________和________；引起其工作不牢固的主要原因是_________；该放大器级数的增加，其增益将________，通频带将_________。（中和法、失配法、Cb’c大、变大、变窄）3．小信号谐振放大器的主要特点是以调谐回路作为放大器的交流负载，拥有放大和选频功能。4．课后4.55．课后4.9解：第一画出交流等效电路，计算接入系数p1N2351N4551N1320,p2N13204回路总电导4GGpp12goep22gie而回路自己的等效电导Gp1100211064106S37106SQ0W0L10.7高频小信号放大器交流等效电路代入后可得G37106(1)2(200106)(1)2(2860106)228.25106S1）电压增益为44p1p2yfe11451034412.3Av0G228.251062）功率增益为gie2(Av0)2(Av0)2Ap0151.3gie13）要计算带宽就要先求出有载质量因数QL1116.2QL228.25106210.71064106GW0Lf010.72f0.7MHz0.66MHzQL16.24）牢固系数S学习参照.....S2(gsgie)(goeGL)yfeyre[1cos(fere)]其中gsgieGL12(Gpp22gie)p1GL为由集电极看来跨接在谐振回路上的负载导纳代入后求出S=13.7>>1电路牢固以以下列图调谐放大器，问：1．LC回路应调谐在什么频率上？2．为什么直流电源要接在电感L的中心抽头上？3．电容C1、C3的作用分别是什么？4．接入电阻R4的目的是什么？解：1.LC回路应调谐在输入信号ui的频率上2．直流电源要接在电感L的中心抽头上是使本电路晶体管的输出端部分接入调谐回路，其目的是要达到预定的选择性和通频带要求．电容C1、C3是高频旁路电容，它们的作用是保证放大器工作在放大区．接入电阻R4的目的是降低Q值，加宽放大器的通频带第五章非线性电路、时变参量电路和变频器已知混频晶体三极管的正向传输特点为ica0a2u2a3u3式中,uUsmcosstULmcosLt,ULm>>Usm，混频器的中频IL-s，试求混频器的变频跨导gc。题意剖析此题ULm>>Usm，能够看作工作点随大信号ULmcosLt变化，对Usmcosst来说是线性时变关系。g(t),进而有icg(t)us，而变频跨导gc1可先求出时变跨导g1。dic2解时变跨导g(t)uuLdug(t)2au3au22L3L2a2ULmcosLt3a3ULm2cos2Lt3a3ULm22a2ULmcosLt3a3ULm2cos2Lt22其中g12a2ULm则gc1g1a2ULm222、有一非线性器件在工作点的转移特点I=b0+b1vbe+b2vbe，式中，vbe=v0+vs=V0Mcosω0t+VSMcosωst设V0M＞＞VSM，求该非线性器件作为变频器时的变频跨导gc。解：gCiimVsm学习参照.....将VbeVOVomcosW0tVsmcosWst代入ibob1Vbeb2Vbe2ibob1VomcoswotVsmcoswotb2VomcoswotVsmcoswst2能2cos2b2Vsm2ibob1Vomcoswotb1Vsmcoswstb2Vomwotcos2wst2b2VomVsmcoswotcoswst够产生中频的是2b2VomVsmcoswotcoswst项2b2VomVsmcoswotcoswstb2VomVsmcoswowstcosw0wstiimb2VomVsmgciimb2VomVsm3．乘积型混频器的方框图以以下列图。相乘器的特点为iKus(t)uL(t),若K0.1mA/V2，uL(t)cos(9.2049106t)(V),us(t)0.01(10.5cos6103t)cos(2106t)(V)。试求乘积型混频器的变频跨导；为了保证信号传输，带通滤波器的中心频率(中频取差频)和带宽应分别为什么值?图乘积型混频器题意剖析此题剖析模拟乘法器混频器的变频跨导及带通滤波器带宽解(1)iKus(t)uL(t)1KUsmULm[cos(Ls)tcos(L-s)t]2取差频iI，则iI1KUsmULmcos(L-s)t2变频跨导gcI1m1KULm10.110.05(ms)Usm22(2)中心频率f01(9.2049106-2106)465103(Hz)22F236(kHz)频带宽度为BAM画出混频器的组成框图及混频前后的波形图，并简述混频器的工作原理。解：混频器的工作原理：两个不相同频率的高频电压作用于非线性器件时，经非线性变换，电流中包含直流重量、基波、谐波、和频、差频重量等。其中差频重量fLo-fs就是混频所需要的中频成分，经过中频带通滤波器把其余不需要的频率重量滤掉，取出差频重量完成混频。=============================================================================第六章高频功率放大器1．某一晶体管谐振功率放大器，设已知Vcc=24V，Ico=250mA，Po=5W，电压利用系数ξ=1。试求P=、ηc、Rp、Icm1。解：学习参照.....PVccIco6VcmVcmVcc20VVccVcm2Vcm2P0RP402RP2P0P01000083.300PC1g1Qc1Icm1Icm12cIco417mA22Ico2.如图，已知功率放大器的ICMAX=0.6A，Vcc=12V，Vces=2V，θc=70°，分解系数a0(70°)=0.253，a1(70°)=0.436，求功率放大器的P0、P=、Pc和ηc。解：依照功率放大器各功率的定义PVCCIC0VCCICMAX0(70O)120.60.2531.82W..............................(3)P01VCMICM11VCCICMAX1(70O)1.3W......(3)22PCPPO1.82161.30.52W...............(2)CPO1.371.4%................................(2)P1.82163．某谐振功率放大器，已知Vcc24V，输出功率Po5W，晶体管集电极电流中的直流重量Ic0250mA，输出电压Ucm22.5V，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RP；基波电流Ic1m；半通角c。题意剖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0(c)、1(c)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，不能够用尖顶脉冲分解系数，只能定性剖析。解：(1)直流电源输入功率PVccIc0240.256(W)(2)集电极效率cP/P5/683.3%o(3)谐振回路谐振电阻RP学习参照.....由Po1Ucm2可得RPUcm222.5250.63()2RP2Po25基波电流Ic1m由Po12Po25UcmIc1m可得Ic1mUcm0.4444(A)=444.4(mA)222.5半通角c由12c20.8331.777，查表，c62。cg1(c)可得g1(c)22.5/2424、某高频功率放大器工作在临界状态，已知其工作频率＝ξ=0.8，f520MHz，电源电压EC=25v，集电极电压利用系数输入激励信号电压的幅度Ubm=6v，回路谐振阻抗Re=50Ω，放大器的效率ηC＝75％。求：⒈Ucm、Icm1、输出功率Po、集电极直流功率P=及集电极功耗PC⒉当激励电压Ubm增加时，放大器过渡到何种工作状态？当负载阻抗Re增加时，则放大器由临界状态过渡到何种工作状态？解:1.Ucm=ECξ=20VIcm1=URcm/e=0.4APo=UcmIc1m/2=4WPD=Po/ηC＝5.33WPC=PDPo＝1.33W当激励电压Ubm增加时，放大器过渡到过压工作状态当负载阻抗Re增加时，则放大器由临界状态过渡到过压工作状态========================================================================================第7章正弦波振荡器以下列图所示LC正弦波振荡电路，图中Lc为高频扼流圈，CE和CB可视为交流短路。1、画出交流等效电路2、判断可否知足自激振荡所需相位条件3、若知足，电路属于何各种类的振荡器4、写出估计振荡频率fo的表达式解：1.图（略）2．知足3．串连改进型电容三点式振荡器4．1C1111＋＋foC1C2C32LC2.1．试画出石英谐振器的电路符号、等效电路以及电抗曲线，并说明它在f<fs、f＝fs、fs<f<fp、f>fp时的电抗性质。2．石英晶片之因此能做成谐振器是由于它拥有什么特点？学习参照.....3．常用的石英晶体振荡电路有几种？（12分）解：1.石英谐振器的电路符号、等效电路以以下列图（a）、（b）f<fs电抗呈容性，f＝fs电抗呈阻性，fs<f<fp电抗呈感性，f>fp电抗呈容性．石英晶片之因此能做成谐振器是由于它拥有压电和反压电特点．常用的石英晶体振荡电路有串连型和并联型两种石英晶体振荡电路以以下列图：1．说明石英晶体在电路中的作用是什么？2．Rb1、Rb2、Cb的作用是什么？3．电路的振荡频率f0怎样确定？解：1.石英晶体在电路中的作用是作为短路元件，只有当LC调谐回路谐振在石英晶体的串连谐振频率时，该石英晶体呈阻性，知足振荡器相位起振条件。2．Rb1、Rb2的作用是基极偏置电阻，Cb的作用是高频旁路电容，．fo

12LC4．以以下列图是一个三回路振荡电路的等效电路，设有以下几种情况：L1C1>L2C2>L3C3；L1C1<L2C2<L3C3；L1C1L2C2L3C3；(4)L1C1L2C2>L3C3；(5)L1C1<L2C2L3C3。试剖析上述几种情况可否都能振荡，振荡频率fc与回路谐振频率有何关系?属于何各种类的振荡器?题意剖析此题是要利用三点式振荡器相位平衡条件的判断准则Xce、Xeb电抗性质相同，Xcb与Xce、Xeb电抗性质相反。要加上并联LC谐振回路的特点在什么条件低等效为容抗，什么条件低等效为感抗来剖析判断，剖析时，可设011L1C1，021L2C2，031L3C3。解L1C1>L2C2>L3C3由题意知，012<022<032，则01<02<03依照Xce、Xeb同性质，Xcb与Xce、Xeb反性质的原则，振荡频率c>02>01时L1C1、L2C2并联回路等效为容抗，当c<03时L3C3并联回路等效为感抗。因此，当知足01<02<c<03则可能振荡，且为电容三点式振荡电路。学习参照.....L1C1<L2C2<L3C3由题意知，012>022>032，则01>02>03依照Xce、Xeb电抗性质相同，Xcb与Xce、Xeb电抗性质相反的原则，当知足01>02>c>03则Xce、Xeb电抗性质都为感抗，而Xcb电抗性质为容抗，知足相位平衡条件，可能振荡，且是电感三点式振荡器。(3)L1C1L2C2L3C3由题意知，222，则010203010203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，不能够知足相位平衡条件，不能够振荡。(4)L1C1L2C2>L3C3由题意知，222，则0102<030102<03依照Xce、Xeb电抗性质相同来看，上式是能知足的。而Xcb要与Xce、Xeb电抗性质相反，则应知足0102<c<03这样条件下，L1C1并联回路、L2C2并联回路等效为容抗，而L3C3并联回路等效为感抗，知足相位平衡条件，可能振荡，且为电容三点式振荡器。(5)L1C1<L2C2L3C301>0203这样的条件，无论在什么频率下，Xeb与Xcb同性质。因此，不能够知足相位平衡条件，不能够振荡。在以以下列图的振荡电路中，C1＝C2＝500pF，C＝50pF，L＝1mH，问：1．该电路属于何各种类的振荡电路？2．计算振荡频率f0；3．若C1＝C2＝600pF，此时振荡频率f0又为多少？从两次计算的频率中能得出什么结论？解：1.该电路属于串连改进型电容三点式振荡器2.f1o2LC解得：C＝300pFfo＝290kHz3.C＝350pFfo＝270kHz1及C2时,振荡频率主要由小电容C决定可见,当C远小于C

C1C2CCC1＋C2====================================================================================第九章幅度调制与解调试问下边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。(1)u(t)(10.3cost)cosct(V)(2)u(t)costcosct(V)(3)u(t)cos(c)t(V)题意剖析此题目是要求能区分一般调幅波、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。解学习参照.....(1)u(t)(10.3cost)cosct(V)是表示载波振幅Ucm1V的一般调幅波，其调幅指数ma0.3，调制信军号频率为，载波角频率为c。其波形图如图5-21(a)所示，振幅频谱图如图5-21(b)所示。(2)u(t)costcosct(V)是表示振幅为1V的双边带调幅波。调制信军号频率为，载波角频率为c。每一边频重量的振幅为0.5V。其波形图如图5-21(c)所示，振幅频谱图如图5-21(d)所示。(3)u(t)cos(c)t(V)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5-21(e)所示，振幅频谱如图5-21(f)所示。5-21题1的波形图某调幅波表达式为uAM（t）=（5+3cos2π×4×103t）cos2π×465×103t(v)1、画出此调幅波的波形2、画出此调幅波的频谱图，并求带宽3、若负载电阻RL＝100Ω，求调幅波的总功率（10分）解：1.BW＝2×4kHz＝8kHzUcm=5ma=0.6Pc＝U2cm/2RL＝125mWPΣ=(1+m2a/2)Pc＝147.5mW已知载波电压uC(t)=5cos2π×106t，调制信号电压uΩ(t)=2cos2π×103t，令常数ka＝1。试：1．写出调幅表达式；2．求调幅系数及频带宽度；3．画出调幅波的波形和频谱图。（12分）解：1.ma=kaUΩm/Ucm=0.4学习参照.....uAM(t)=UCm（1＋macosΩt）cosωCt=5(1+0.4cos2π×103t)cos2π×106tma=kaUΩm/Ucm=0.4BW=2F=2kHz图（略）已知：调幅波表达式为uAM（t）=10（1+0.6cos2π×3×102t+0.3cos2π×3×103t)cos2π×106t(v)求：1、调幅波中包含的频率重量与各重量的振幅值。2、画出该调幅波的频谱图并求出其频带宽度BW。（12分）解：1.包含载波重量：频率为1000kHz，幅度为10V上边频重量：频率为1003kHz，幅度为1.5V上边频重量：频率为1000.3kHz，幅度为3V下边频重量：频率为997kHz，幅度为1.5V下边频重量：频率为999.7kHz，幅度为1.5V2.10V3VkHz带宽997＝×999.＝710001000.31003BW236kHz=================================================================第十章角度调制与解调1、有一调频波信号其表达式为：u10，（t）=cos(2π×106t+10COS2000πt)(V)试依照表达式分别确定：1）最大频偏。10KHzΩ2）最大相移。10rad5）若F增大一倍，U不变，求带宽？24KHz6）若UΩ增大一倍，F不变，求带宽？42KHz3）信号带宽。22KHz4）信号在100Ω电阻上的平均功率。0.52、给定调频波的中心频率fc＝50MHz，最大频偏fm＝75kHz，求：1）当调制信号频率F＝300Hz时，调频指数mf及调频波有效带宽BW2）当调制信号频率F＝15kHz时，调频指数mf及调频波有效带宽BW解：1）调频指数mf=mBW=2(m2）调频指数mff/F=250radf+F)=150.6kHz=mBW=2(m+F)=180kHzf/F=5radf3、载波u=