《高频电子线路》课后答案1

第1章习题参考答案

1-1画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分的功

用。

答：

上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图，它由发

射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。发射部分由话

筒、音频放大器、调制器、变频器（不一定必须）、功率放大

器和发射天线组成。2

低频音频信号经放大后，首先进行调制后变成一个高频已调

波，然后可通过变频，达到所需的发射频率，经高频功率放

大后，由天线发射出去。接收设备由接收天线、高频小信号

放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声

器等组成。由天线接收来的信号，经放大后，再经过混频

器，变成一中频已调波，然后检波，恢复出原来的信息，经

低频功放放大后，驱动扬声器。

1-2无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的

是什么？

答：

高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信

号。采用高频信号的原因主要是：

(1)频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信道容量就

越大，而且可以减小或避免频道间的干扰；

(2)高频信号更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺

寸大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接

收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距

离，也可获得较高的接收灵敏度。

1-3无线通信为什么要进行凋制？如何进行调制？

答：

因为基带调制信号都是频率比较低的信号，为了达到较高的

发射效率和接收效率，减小天线的尺寸，可以通过调制，把

调制信号的频谱搬移到高频载波附近；另外，由于调制后的

信号是高频信号，所以也提高了信道利用率，实现了信道复

用。

调制方式有模拟调调制和数字调制。在模拟调制中，用调

制信号去控制高频载波的某个参数。在调幅方式中，AM普通

调幅、抑制载波的双边带调幅(DSB)、单边带调幅(SSB)、

残留单边带调幅(VSSB)；在调频方式中，有调频(FM)和

调相(PM)o

在数字调制中，一般有频率键控(FSK)、幅度键控

(ASK)、相位键控(PSK)等调制方法。5

1-4无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传

播特性和应用情况如何？

波段名称波长范国旅串翦围康一名掰主要传播方式和用途

长被(LW)吁104nl30~300kHzfi«(LF)地波i远更高通信

中兆MW)10?〜103m300kHz-3MHz中旅MF)地装天心广播、通僖、导航

gij(sw)10~100m3〜30MHi高垓(HF)天波、地波，广播、通信

直线传播、对液息散船通信、电

figa(vsw)1~10m30-300MHz甚言频(VHF)

视广氟醐广着雷达

直线传播、散射传榆通信、中继

分米波(USW)10700cm30CMHz〜3GHz特高康(UHF)

ft与卫星通信'懿、蛾广播

a厘米波(SSW)1~10cm3〜30GHi直线传小摊和卫星通法雷达

*米波(ESW)1~10mm30-300GHz极高短(EHF)直线传箱微波通信、雷达

第2章习题参考答案

2—1对于收音机的中频放大器，其中心频率为=465

kHz.Bo707=8kHz,回路电容C=200PF,试计算回路电

感和QL正。若电感线圈的Q°=100，问在回路上应并联

多大的电阻才能满足要求。

解2T：1

由/二春衣得：

L=——!"^二一

{InfJC4»2x4652xl0ftx200xl0-'2

106

«0.586/〃〃

-4/x4652x200

由B。,707=2得：

465x103

-------：—=58.125

2=在5

D0.7078xl0

0___________wo__________

因为：-----------------171.224。

2^x465x10'x200x10122万x465x2

八conc_2

-----------------------7-------------------

SzgQ+gAj_|JL

%

所以：R,=(^2—1)4=—^—凡58.125

x171.22~237.66kQ

QLQ「加100-58.125

答：回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需耍并

联236.66kQ的电阻。

2-2图示为波段内调谐用的并联振荡回路，可变电容C的变

化范围为12〜260pF,Q为微调电容，要求此回路的调谐

范围为535〜1605kHz,求回路电感L和Q的值，并要求C的

最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。

解2-2：

根据已知条件，可以得出：

回路总电容为q=c+G，因此可以得到以下方程组

1605X103=―=~\1

而2^(12X10-12+C)

题2—2图

5M_，_=_1

2〃辰二2〃J〃260xl(F%c)

1605260x1012+C,260x1012+C,“

12?

53512x10+C,12x1012+G-

1212

8Cz=260xl0-9x12x10

260-108

xlO,2=19/?F

~~8

(Inx535xlO3^260+19)x1O-12

106

«0.3175"7〃

3149423435

答：电容Ct为19pF,电感L为0.3175Mh.

2-3图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐振频率年1MHz,

G=400pf,C2=100pF求回路电感L。若Qo=100,

RL=2kQ,求回路有载QL值。

解2-3

40000

80",

500

UL

L=(171f^C

1

0.317/〃〃

(2^xl0ft)280xl0-'2题2—3图

负载RL接入系数为pn#不-=罂=0.8

gIbUU

u2

折合到回路两端的负载电阻为a=肃=3.125AC

0100

回路固有谐振阻抗为R。,1994。

2”。6.28X106X80X10,2

有载品质因数。z=4-100

-1.546

1+殳199

%3.125

答：回路电感为0.317mH,有载品质因数为L546

2-4石英晶体有何特点？为什么用它制作的振荡器的频率稳

定度较高？

答2-4

石英晶体有以下几个特点

1.晶体的谐振频率只与晶片的材料、尺寸、切割方式、几

何形状等有关，温度系数非常小，因此受外界温度影响

很小

2.具有很高的品质因数

3.具有非常小的接入系数，因此手外部电路的影响很小。

4.在工作频率附近有很大的等效电感，阻抗变化率大，因

此谐振阻抗很大

5.构成震荡器非常方便，而且由于上述特点，会使频率非

常稳定。

2-5一个5kHz的基频石英晶体谐振器，Cq=2.4X10-2pF

C0=6pF,,r°=15Q。求此谐振器的Q值和串、并联谐振

频率。

解2-5：

C0Cq6x0.024

总电容C=0.024pF=Cq

C0+Cq6+0.024

串联频率fq=一^=0.998品=4.99kHz

|.q

1H-----------1+-------

、2Co,12

i1in9

品质因数。=---=--------,-------n——=—=88464260

2兀/Cq2KX5X103X0.024x102xl53.6兀

答：该晶体的串联和并联频率近似相等，为5kHz,Q值为

88464260。

2-6电阻热噪声有何特性？如何描述

答2-6：

电阻的热噪音是由于温度原因使电阻中的自由电子做不规

则的热运动而带来的，因此热噪音具有起伏性质，而且它具

有均匀的功率谱密度，所以也是白噪音，噪音的均方值与电

阻的阻值和温度成正比。

噪音电压功率谱=4kTR,噪音电压均方值用=4kTRB

噪音电流功率谱S7=4kTG,噪音电流均方值=4kTGB

2-7求如图所示并联电路的等效噪声带宽和输出均方噪声电

压值。设电阻R=10kQ,C=200pF,T=290K。

解2-7：

网络传输函数为

1R

H（j/）=H0=R

1~~~~1+jwCR

TJO）C

则等效噪音带宽为

00

B=-!i------；----_-f-------------r#

闺1+（比£）2J

l+（2；fCR）W=+arctan（24以）|；

1________]106

——=12SkHz

4xl04x200x10128

输出噪音电压均方值为

1

U"；=AkTGB"“H0：=^kT—火B〃R=4kI，RBn“

=4xl37xl0-2Jx290xl04xl25xl03=19.865（//V2）

答：电路的等效噪声带宽为125kHz,和输出均方噪声电压值为

19.865uV2.

2-8如图所示噪声产生电路，已知直流电压E=10V,R=20

kQ,C=100pF,求等效噪声带宽B和输出噪声电压均方

值（图中二极管V为硅管）。

解2-8：

此题中主要噪音来自二极管的散粒噪音，因此

流过二极管的电流为

E-Vp9.3

=0.465/〃,4,

°-R20000

二极管电阻为火〃=至”-56Q

题2—8图

网络传输函数为

1_Rn

H(jM=H『RD

--------+ja)C——1+,J•to厂C1+jJa>CRD„'

RHRn

等效噪音带宽为

co

J\H(js)Pd/

----------$---------=f---------------llf=(-----------------df

讥{1+(W致)2T7{1+(2万/以〃)27

二27r6W〃arctan(2"AW〃)|o=耽区D=4x100xIO-12x56

10t0

=——«44.6447M

224

噪音电压均方值为

US冏

=2x0.465x10-3x1.6x10-19x44.64xl06x562«2083x(/iV2)

2-9求图示的T型和口型电阻网络的噪声系数。

题2—9图

解2-9

设两个电路的电源内阻为Rs

1.解T型网络

输出电阻为R。=f+夕1+&

(1)采用额定功率法

输入匹配功率〃产与，输出匹配功率匕〃“=

噪音系数N/.=萍=「X[―+,+1]

(2)采用开路电压法

2

Unio37BR,,U；=4kTBR。

u；“_R」R，+R\+R1’

N.•=

u&R\R、J

(3)采用短路电流法

I1=4kTB二

""R。

/\2

-=4仃」——

R，…、+单=2%

「生+生)

=4kTB'

R\R,(R<+R、+K3)+/?3(N«+KJ,

/y

=AkTBR---------------------d----------------------「-4""j"…)1

'.ccc/“七(附.+8))

N=乙="0+%+&丫

'心£[R3)

2.解n型网络

(①+、

R+RR?R、，、

输出电阻为：4=———

RR+(附2+色)(囹,+RJ

------------F/Itx

3+%,2+K、

7

(1)采用额定功率法

输入匹配功率产四.=冬

47?j

/、2

E-^-x______g______

，…里」+…3

输出匹配功率匕〃,,

4〃〃

（、2

必+…

凡+匕.

得噪音系数为N,.二

PsmoRs

R卢R、J

凡（&&+（&+R3WK）；

矶丽>

1\R'R.+R[R,+R\RF

R，R。I&J

(2)采用开路电压法

%=4kTBR。

、

U：『AkTBR，，x&

R\+R,RE,*R*R

---------r十/li

%+R,）

、2

=AkTBRxR。

R/R,+6

R/R,7

、2

氏

=AkTBR.Ri

,\&&+&&+/1述SJ

'R\R,+R[R\+R/1

2i

以RR、R7

（3）采用短路电流法

(

no=4kTBG、

、2

jkTBGsR,R、

R[R$+R,R、+R[R))

(&f

AkTBR5

R]R§+R、RS+R[R])

I:R\Rs+R】R,+R\R「

RK。l&)

2-10接收机等效噪声带宽近似为信号带宽，约10kHz,输

出信噪比为12dB,要求接收机的灵敏度为1PW,问

接收机的噪声系数应为多大？

解2-10,根据已知条件

2=1(V2=15.85

N。

210―

N=上=巫=________12^______

7S.15.8515.85xl.37xl0-23x290xl04

福

106

=--------------------«1588«32dB

15.85x1.37x29

答：接收机的噪音系数应为32dB。

第3章习题参考答案

3-1对高频小信号放大器的主要要求是什么？高频小信号放

大器有哪些分类？

答3-1：

对高频小信号器的主要要求是

1.比较高的增益

2.比较好的通频带和选择性

3.噪音系数要小

4.稳定性要r司

高频小信号放大器一般可分为用分立元件构成的放大器、集

成放大器和选频电路组成的放大器。根据选频电路的不同，又

可分为单调谐回路放大器和双调谐回路放大器；或用集中参数

滤波器构成选频电路。

3-2一晶体管组成的单回路中频

放大器，如图所示。已知

<=465kHz,晶体管经中和后的

参数为：g.=0.4mS,Cie=142pF,

goe=55uS,Coe=18pF,

Yie=36.8mS,Yre=0,回路等效电

容C=200pF,中频变压器的接

入系数p尸N/N=0.35,

pkN,/N=0.035,回路无载品质因

液Q°=80,设下级也为同一晶体

题3—1图

管，参数相同。试计算：

（1）回路有载品质因数QL和3dB带宽及7；（2）放大器的电

压增益；（3）中和电容值。（设Cb»=3pF）

3

解3-2：

根据已知条件可知,能够忽略中和电容和y「e的影响。得

回路总电容为

22

C_=C+p\Coe+p\C.e=200+0.35x18+0.035x142«1^1pF

固石谐振电导为

27/1527rx465x1()3x202x10工

部=-------=----------------------«7.374z/5

占°幺80

回路总电导为

g2品+品

236

=0.35x55xIO"+o0352xo.4xlO+7.374x10-«14.6^5

品质因数2=过22^X465X103X202X10U

40.4

14.6x10-6

9z

3d。带宽纥=A=生L«11.51k/fz

°-7QL404

PxPi\y\0.35x0.035x36.8x10-3

谐振增益。ft

A14.6x10-6=30.88

中和电容C"=+％=含G=浅'3=1.615〃

答：品质因数QL为40.4,带宽为11.51kHz,谐振时的电压增益为

30.88,中和电容值为1.615pF

3-3高频谐振放大器中，造成工作不稳定的王要因素是什

么？它有哪些不良影响？为使放大器稳定工作，可以采

取那些措施？

答3-3

集电结电容是主要引起不稳定的因素，它的反馈可能会是放

大器自激振荡；环境温度的改变会使晶体管参数发生变化，如

、e、Ge、心、g°e、Yfe、引起频率和增益的不稳定。

负载阻抗过大，增益过高也容易引起H激振荡。

一般采取提高稳定性的措施为：

（1）采用外电路补偿的办法如采用中和法或失配法

（2）减小负载电阻，适当降低放大器的增益

（3）选用。比较高的晶体管

（4）选用温度特性比较好的晶体管，或通过电路和其他措施，

达到温度的自动补偿。

3—4三级单调谐中频放大器，中心频率f°=465kHz,若要求

总的带宽B07=8kHZ,求每一级回路的3dB带宽和回路

有载品质因数QL值。

设每级带宽为瓦，贝加

因为总带宽为B0,=BJ23-1

则每级带宽为BI==」—»15.7kHz

'H0.5098

V23-1

有载品质因数QL=29.6

答：每级带宽为15.7kHz,有载品质因数为29.6。

3-5若采用三级临界耦合双回路谐振放大器作中频放大器（三个

双回路），中心频率为4=465kHz,当要求3dB带宽为8kHz

时，每级放大器的3dB带宽有多大？当偏离中心频率10kHz

时，电压放大倍数与中心频率时相比，下降了多少分贝？

解3-5

设每级带宽为Bj贝％_____

根据总带宽腐二I得：

每级带宽为B[=/---------«11.2kHz

4/10.714

V23-l

当偏离中心频率10kHz时，根据谐振特性，有:

2A________2

“1+A?-自2)2十优2:1”+《48

K01A

88

二33

L,AAfJ

4+(2x----x-)4

B.f。

88

«—«0.027,201og0.027=-31.4dB

299

^x/ZxlO4?

JL2xl()3

答：每级放大器的3dB带宽为11.2kHz,当偏离中心频率lOkHZ

时，电压放大倍数与中心频率时相比，下降了多少31.4dB,

3-6集中选频放大器和谐振式放大器相比，有什么优点？设

计集中选频放大器时，主要任务是什么？

答3-6

优点：

选频特性好、中心频率稳定、Q值高、体积小、调整方便

o设计时应考虑：

滤波器与宽带放大器及其负载之间的匹配。另外还要考虑

补

偿某些集中参数滤波器的信号衰减。

3-7什么叫做高频功率放大器？它的功用是什么？应对它提

出哪些主要要求？为什么高频功放一般在B类、C类状态

下工作？为什么通常采用谐振回路作负载？

答3-7

高频功率放大器是一种能将直流电源的能量转换为高频

信号能量的放大电路，其主要功能是放大放大高频信号功

率，具有比较高的输出功率和效率。对它的基本要求是有选

频作用、输出功率大、自身损耗小、效率高、所以为了提高

效率，一般选择在B或C类下工作，但此时的集电极电流是一

个余弦脉冲，因此必须用谐振电路做负载，才能得到所需频

率的正弦高频信号。

3-8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、EQUQ七四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

当晶体管工作在线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。

12

•当单独改变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。

3-9已知高频功放工作在过压状态，现欲将它调整到临界状

态，可以改变哪些外界因素来实现，变化方向如何？在

此过程中集电极输出功率如何变化？

答3-9

可以通过采取以下措施

1.减小激励Uy集电极电流L和电压振幅Uc基本不变，输

出功率和效率基本不变。

2.增大基极的负向偏置电压，集电极电流峪和电压振幅Uc

基本不变，输出功率和效率基本不变。

3.减小负载电阻Rj集电极电流峪增大，5也增大，但电

压振幅Uc减小不大，因此输出功率上升。

4.增大集电极电源电压，I-、I.和Uc增大，输出功率也随

之增大，效率基本不变。14

3-10高频功率放大器中提高集电极效率的主要意义是什么？

答3To

主要意义在于提高了电源的利用率，将直流功率的更多的

转换为高频信号功率，减小晶体管的功率损耗，可降低对晶

体管的最大允许功耗PCJ^J要求，提高安全可靠性。

3-11设一理想化的晶体管静特性

如图所示，已知Ec=24V,

Uc=21V,基极偏压为零偏，

"=3V,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0、P。、

n及负载阻抗的大小。画出满

足要求的基极回路。

解3-11

1、求动态负载线

根据给定静态特性，

得到晶体管的纥=0.5%

=半-=is,并得到如下方程组

瓦-《cosco，

代入数值后得

〃“=24-21cosc0/

可以解出:

ie=g”(3cosco/-0.5)

⑴当3t=兀时

晶体管截止,因此％=0,但％=EC+Uc=24+21=35V,

位于C点

(2)当应=。时

晶体管临界导通i°=0,且有Ubcos9=E；=0.5,cos竽，

因"匕。=arccos^-«80°ourp=E_-Urcos0=24-21x20.5V,

33

位于B点。

(3)当cot=。时

«»=EC-UC=3V,ic=icmm=gni(3cos0-0.5)=2.5gn,=2.5A.

位于A点。

连接A、B、C三点,就是它的动态特性曲线。

17

2、求解（）、p「P。、n及负载阻抗的大小。

0.5„

6=arccos—«80

3

R-Uc21

---------------«17.8Q

、IC1%(80°)xi…2.5x0.472

二但=21,2.50.472=i2.39w

22

Po=IcoEc=%(8O°)XicmaxXEc=0.286X2.5x24=17.16W

Pc=P0-P[=17.16-12.39=4.77W

12.39

h0.722

17.16

3、符合要求的基极回路为

3-12某高频功放工作在临界伏态，通角0=75。"，输出功率

为30W,Ec=24V,所用高频功率管的Sc=L67V,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3-12

(1)

a=a

因为】C1=i*CmaxiSc(Ec-Uc)

—

所以P]=-IQUC=-ct]Sc(Eg-U。)Uc=otjSj-EQ——otjSUj

2222c

解之得到

_%ScEc士MJSCEJ—8%ScK_Ec上屁―2PT

TuT「=----------------------------=---±」---------

2alsc2y4%Sc

代入数值后得到集电极电压振幅为

24,\2^2x3060

r=---±I------------------------=12itJ144-------------------=12±8.06

c2\4%(75°)1.67V0.455x1.67

=20.06V(取正值)

集电极效率

丝=竺竺。0836

Ec24

U2

因为匕=费_,所以

4=20.062

R«6.7Q

2x30

2Pl21

(2)可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保证Ie】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

输出功率和效率都卜.降。对于2。的频率，回路阻抗为：

L

(r+jcoL)-----

回路阻抗为L记

Z=-------------------*r\

1IMLL

r+IcoTL--------l+JQ3

IcoCjg3)

在3=3。时，Z=

L1rC

L

在＜o=no%时，Z,n--------乎_—

1+jQn-----22

InJ

所以

ZLn1n

|Z」_Lnn=2_

2

|zuIJl+[Q(n2—1)]2Q(n-1)n=23Q

因此，输出功率下降到原来的2/3Q倍。

3—13试回答下列问题：

(1)利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加在基极或集电

极时、应如何选择功放的工作状态？

(2)利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态？。

(3)利用功放放大等幅度的信号时，应如何选择功放的工作状态？

解3-13

(1)利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加在基极或

集电极时、功放应选在过压状态。

(2)利用功放放大振幅调制信号时，功放应选在欠压状态，并

为乙类工作。

(3)利用功放放大等幅度的信号时，功放应选在过压状态，此

时有较大的输出功率和效率。也可以选择在过压状态，此

时输出电压幅度比较稳定。

24_

3-14当工作频率提高后，高频功放通常出现增益下降，最大

输出功率和集电极效率降低，这是由哪些因素引起的？

解3T4

主要原因是

1.放大器本身参数，如B、a随频率下降。

2.电路失谐，集电极阻抗减小。

3.少数载流子渡越时间效应。

4.非线性电抗效应，如Cyc的影响。

5.发射极引线电感的影响，对高频反馈加深。

3-15如图所示，设晶体管工作在小信号A类状态，晶体管的

输入阻抗为Z,交流电流放大倍数为hfe/(l+j/f/f/，

试求Le而引起的放大器输入阻抗Z\。并以此解释晶体

管发射极引线电感的影响。

可见，Le越大，输入阻抗越大，反馈越深,电流越小，26

反馈越深，输出功率和效率越低。[Buck<

3-16改正图示线路中的错误，不得改变馈电形式，重新画

出正确的线路。

改正后的电路图27

3—17试画出一高频功率放大器的实际线路。要求（1）采用NPN

型晶体管，发射极直接接地；（2）集电极用并联馈电，与

振荡回路抽头连接；（3）基极用串联馈电，自偏压，与前

级互感耦合。

解3-17

根据要求画出的高频功率放大器电路如下

3-18一高频功放以抽头并联回路作负载，振荡回路用可变电

容调谐。工作频率f=5MHZ,调谐时电容C=200PF,回路

有载品质因数QL=20,放大器要求的最佳负载阻抗％广50

Q,试计算回路电感L和接入系数Po

解3-18

由/=---7~"得，

27rjLC

_1,1

L«5.07^H

（2兀f。）2c4兀2X25X10^,2X200X10"

因，所以，p二秒萨二JR.2"

QL

50x27rx5xl06x200xl0-'2〜_r—人

------------------------------------------二50x10-33.a0.125

2029

3-19如图（a）所示的D型网络，两端的匹配阻抗分别为

RP1>RP2O将它分为两个L型网络，根据L型网络的计算

公式，当给定Q2=RP2/XP2时，证明下列公式：

¥（1+Q；）_1

Rp2

\=:+”品[Q/枷+Q；I]

并证明回路总品质因数Q=Q]+Q2。

解3-19

首先将电路分解成两个L回路，如图（1）。然后利用并串转换

,将Xp2和02的并联转换为Rs和Xs3的串联，得到图⑵。

因为Q2=a='，所以

p2s

R,RX,,X,

R_____pn2Y?-pn2Y______np2_pn2

「《+X；?XP2-1+Q；，'J对+XU?一i*_L

Q；

当Xs3=Xs2时，产生谐振，电路简化为图（3），谐振电阻为Rs

再利用串并转换，将Xsi和Rs的并联转换为人和Xp的并联，得到图

（4）,其中

x

Rp=（i+Q：）R/Xp=（i+*）sf'I'Qi=~=

QiXp

当Xp|=Xp,产生并联谐振，谐振阻抗为Rp=Rp/因此有

Rpl=(l+Q?)Rs<1>

R=(l+QpR<2>

p2s由得到,

代入＜3＞得

（证明完毕）

又因为,

,X,X,Q；

因此

Xs1=RsQ,=RsQ^)-1,XS2=XS3=-^-=-^,

1+-y1"33

Q：

勖+Q1+Q

R/R

J-^-（I+Q^）-I+Q2（证明完毕）

I+Q2LVKp2.

因为XS2=XS3,因此从图（2）可以看出，总的品质因数为

Q=&=区1%=Q1+Q2（证明完毕）

R.R.

3-20上题中设Rpi=20Q,1^2=100Q,F=30MHZ,指定Q2=5,试

计算Ls、CprCp2和回路总品质因数Q。

解3-20

x.=制互1+Q，］

制僦Z）T+5}27.13

X27.11

S«0.144用

27Tf2Kx30x106

1n

XP,=।=，।，«9.76Q

肾湍…）一1

35

11

Cpi«544pF

时271x30x3x9.76

A

C,二一-—二-----——«265pF

P2271fxp22”30x3x20

Q|=看I+Q："忌（1+52-05

Q=QI+Q2=5+2.05=7.05

3-21如图示互感耦合输出回路，两回路都谐振，由天线表1A测得

的天线功率PA=10W,已知天线回路效率。2=。.8。中介回

路的无载品质因数Q°=100,要求有载品质因数％=10,工作

于临界状态。问晶体管输出功率H为多少？设在工作频率

3L1=50。，试计算初级的反映电阻和互感抗3M。当天

线开路时，放大器工作在什么状态？

题3—21图37

解2-21：设次级损耗电阻为J初级损耗电阻为卬反射电阻为rf,

中介回路效率%天线功率为PA，次级总功率为P2。则：

因为丛=上一=ri，得到r,1—T]

=・一%=—x50=12.5Q

RA+r20.8

p2n

P10Q.10

A1y

p,=▲=k•=1--------=0.9

2n0.8Qo100

p,12.5coL[50

p=---=——=13.9W,r.=____=0.5Q

1

%0.9Qo100

因为Qi=旦一，所以彳=coL[50

0.5=4.5Q

—r1=--

9+7QL10

coM=.&(+4)=A/4.5x62.5«16.8Q

当天线开路时，反射电阻为零，初级回路等效并联阻抗增

大，放大器将从临界状态进入过压状态。38

1Backl

3-22什么是D类功率放大器，为什么它的集电极效率高？什

么是电流开关型和电压开关型D类放大器？

答3-22

D类放大器是一种工作在开关状态的功率放大器，两个晶体管在

输入激励控制卜交替饱和导通或截止，饱和导通时，有电流

流过，但饱和压降很低；截止时，流过晶体管的电流为零。

所以晶体管的平均功耗很小，效率很高。

在电流开关型电路中，两管推挽工作，电源通过一个大大电感

供给一个恒定电流，分别交替流过两个晶体管，两管轮流导

通和截止。通过谐振电路得到正弦输出电压。

在电压开关型电路中，两晶体管是与电源电压和地电位串联

的，在输入控制下，一个导通，一个截止，因此，两管的中

间点电压在0和电源电压之间交替切换。通过谐振电路，获的

正弦输出信号。39

3-23图3—33的电压开关型D类放大器，负载电阻为凡，若考虑

晶体管导通至饱和时，集电极饱和电阻&s（Rcs=l/Sj，试从物

理概念推导此时开关放大器的效率。

解3-23

根据题意，将（a）图简化为（b）图所示的等效电路。设

RKcsl=RCS2=RCS5

集电极平均电流

,1?Vf,1?26

2兀LRL2兀4兀2(N“+R)

22

直流输入功率

°兀2（几+%）

负载上的功率

.G2R因

L巩兀2（q+当）2

41

集电极效率

集电极耗散功率

p_pp.2-2-

C°'兀2（（,+小）兀2（乙+附J

.2&R.九

西4+&）R,+R,八R/R,

3-24根据图3—37的反相功率合成器线路，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

100W,若某管因性能变化，输出功率下降一半，根据合

成器原理，问负载上的功率卜.降多少瓦？

loow反相功率合成器的实际线路43

当某管上的功率下降一半时，证明该管上的输出电压降低，

其值是原来的0.707倍。那么最后流过合成器负载的电流

设功率降低一半的晶体管原来正常输出电压为〃，它贡献合成器

的电流为/,异常输出电压为〃'，该管的负载电阻为R。则有：

V'1U1V

R。2441

那么，流过合成器的电流为

/(1y

IH—产=A1—产

v2I\2)

合成后的功率为

与正常相比，有

所以，故障后的合成功率为

P=0.728x100=72.8^

3-25射频摸块放大器的最基本形式是什么样的电路？它可

以完成哪些功能？它有哪些王要优点

答3-25

射频模块放大器的最基本的形式是一个采用混合电路技术的

薄膜混合电路，是把固态元件和无源元件(包括分立元件和集

成元件)外接在一块介质衬底上，并将有源和无源元件以及互

连做成一个整体。

用这种放大器可以构成振荡器、调制器、混频器、功率合成

与分配期、环行器、定向耦合器；采用多个模块可构成一个射

频系统。

采用射频模块的主要优点是电路性能好、可靠性高、尺寸小

、重量轻、散热好、损耗低、价格便宜等。

第4章习题参考答案

4-1什么是振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件？振荡

器输出信号的振幅和频率分别是由什么条件决定？

答4T

[|7'(/co)|>l振幅条件

起振条件：/(/co)>1,即；(p(7')=2〃兀，//=0,1,2.....相位条件.

]7'(/co)|=l振幅条件

平衡条件:7(/CD)=1,即

(p(7')=2〃兀，//=0,1,2......相位条件

<0振幅稳定条件

dU.

稳定条件：

:①<0相位稳定条件

Ida0=0、

4-2试从相位条件出发，判断图示交流等效电路中，哪些可能

振荡，哪些不可能振荡。能振荡的属「哪种类型振荡器？

题4—2图3

答

g可能振荡，电感三点式反馈振荡器，

(b不能，

(Gc不能，

(

e不能，