高频电子线路课后习题

高频电子线路

课

后

习

题

第一章绪论

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。

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。

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？

答：无线电信号的频段或波段的划分和各个频段的传播特性和应用情况如下表

第二章高频电路基础

2—1对于收音机的中频放大器,其中心频率f°=465kHz.B°,07=8kHz,回路电容C=200pF,

试计算回路电感和Qi值。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2-1：

此=得：

L------=----------------

(2万人)2c4zr2x4652xl06x200x10-1

106

«0.586/nH

4/x4652x200

由Bo.7O7=今得:

f.465X103

=58.125

人物—8x103

_________10010,

因为:171.22*12

2万x465x1()3x200x10-02^x465x2

2mnCQa

Lgtg(>+g1.i+4

%

058.125

所以:&=x171.22。237.66kQ

管-…QO-QL100-58.125

答：回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联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,Ct

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C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。

题2—2图

根据已知条件，可以得出：

回路总电容为=C+C,,因此可以得到以下方程组

1605xl03=―=―、1

2m(12X10T2+C,)

535xl03=J==]

2贝L!*2万“(260x10-12+c)

1605_卜60*"+乙260x10"+。,_

535一]/12X10'2+C,J12X1012+C,一

8G=260x"-9x12x10-12

260-108

xlO",2=19pF

G=8

L------------------------------------------------

(2^x535x103)2(260+19)X1012

106

=0.3175，〃"

-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f°=lMHz,C,=400pf,C2=100pF求回

路电感L。若Qo=lOO,R.=2kQ,求回路有载QL值。

题2—3图

解2-3

CC40000

c=_hik2_=80",

G+G500

。0.317wH

(2^X106)280X1012

负载RL接入系数为P=77三C「=舞400=0.8

Vx।"iv✓2nuu

R2

折合到回路两端的负载电阻为R；=甘=函=3.1254a

回路固有谐振阻抗为R。=合=6.28/，10*'

有载品质因数0=-%■=-%"546

1+21+-^-

R[3.125

答：回路电感为0.317mH,有教品质因数为1.546

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=2.4X10-2pFC0=6pF,,r°=15Q。求此谐振器

的Q值和串、并联谐振频率。

解2-5：

cC6x024

总电容C=«0.024pF=Cq

5cT+cLq-6+0.024

品质因数Q=、k=-------------z----------------B——=——=88464260

27dg2KX5X103X0.024xIO-12x153.6TC

2-6电阻热噪声有何特性？如何描述

答26

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=4kTRB

噪音电流功率谱S,=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=200

pF,T=290Ko

题2—7图

解2-7：

网络传输函数为

R

H(j<y)=-j——H0=R

~1+ja)CR,

R+jC0C

则等效噪音带宽为

B,、=^——

-----------------2T破

0l+(a)CR)

=]1df=^^arctan(2^fCR)\；

2

0l+(2^fCR)

11106sen

--=---j------77=--=125kHz

4CR4xl04x200xl0n8

输出噪音电压均方值为

U：=4kTGB“H：=4kT—BR2=4kTRB

Rnn

=4x1.37x1ONX290X104X125X103=19.865("2)

答：电路的等效噪声带宽为125kHz,和输出均方噪声电压值为19.865KV2.

2-8如图所示噪声产生电路，已知直流电压E=10V,R=20kO,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）。

J:

--------------OUQ

v\lic

题2—8图

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-V9.3...

IT,=------D=--------=0.465mA,

0R20000

二极管电阻为=等上=56。

网络传输函数为

11_R,)

H(j0)=H'=RD

1)1+(OCR

+j(oC+jaCJD

RHR„RD

等效噪音带宽为:

[\H(jCD^df„8,

=-----------j--------=f---------------^df=[-----------------^df

2

J1+(疣％yJl+(27ufCRn)

l2

=2nCRnarctan(2"1/C&)|o=4cR»=4xl00xl0-x56

10'°

=—=44.64MHz

224

U：=21°泡冏

=2x0.465xl0-3xl.6xl0-,,x44.64xl06x562«2083x(/zV2)

2-9求图示的T型和n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R0=/翟+"

(1)采用额定功率法

段£

E2凡+叫+代:

输入匹配功率上神=能，输出匹配功率P.=

4K4R。

噪音系数=

PsmagI7

(2)采用开路电压法

&

Un.io4kTBR;U*=4kTBR,

凡+与+R3

.U-R“(凡+«+&

/R»

(3)采用短路电流法

P=4kTB~

"凡

\=4kTB—---------------X

R,4+《+R此%+&

R2+R3

=4kTB—

纹(&(&+&+&)+&(6+4〃

=4kTB

(4+K+&L

2.解n型网络

国

R；+&J”(RRs+济尺+R,&)&

R,+R,

输出电阻为：&=呼+牛耳功献精早而&)(纹+&)

R,0

十K-,十A,s

4+叫

E--x_____4______

s1-----------FZC,十

"+4

输出匹配功率Km。=

4凡

（1）采用额定功率法

（R禺7

--------------1-ZC,十&

pDDI»Z，

得噪音系数为N「=M=善X2十彳

PKK.

“smoR___]R

I段+43

一凡华内+（一+&）（凡+居）

&I叫&

二1伊禺+-.+「国丫

叫）

（2）采用开路电压法

U：0=4kTBR。

/__________.

U—kTBR.

E大里2T

/、2

R

=AkTBR、——!—X—生

叫+凡RR

I居+D

=4kTBRR2----------4-----------

RR+RR+RR

°\ls2l2S>

1(RtRs+R2R}+R2RSY

N「=

（3）采用短路电流法

=4kTBG0

=4kTBGR，&

s、与6+此线+此火2,

2-10接收机等效噪F12dB,要求接收

z、2

1一凡+&凡+居《

R^Rq<>

机的灵敏度为1PW,间接收机的噪声系数应为多大?

解2-10：

根据已知条件

­=1()12=15.85

小

N=乂=^_=

-234

卜'So15.8515.85xl.37xl0x290x10

瓦

106

«1588=32dB

15.85x1.37x29

答：接收机的噪音系数应为32dB。

第三章高频谐振放大器

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.稳定性要高

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,C.=142pF,g=55uS,C=18pF,Y-=36.8mS,Y=0,回路

11；itJoeoeit；11?

等效电容C=200pF,中频变压器的接入系数p广N/NR.35,P2=N2/N=0.035,回路无

载品质因数Q0=80,设下级也为同一晶体管，参数相同。试计算：（1）回路有

载品质因数QL和3dB带宽Bo7：（2）放大器的电压增益；（3）中和电容值。（设

”,c=3PF）

题3—1图

以

解3-2：

根据已知条件可知,能够忽略中和电容和yre的影响。得：

回路总电容为

cs=C++p1Cie=20()+().352x18+0.0352x142=202P尸

固有谐振电导为

2^/.,C2^X465X103X202X10U°

呢=ny=----------正----------=7.374//S

Vo5U

回路总电导为

gE=P；g°e+PZ+g0

=0.352x55x10'+0.0352x0.4xl0-,+7.374X10-6=14.6//S

品质因数°,==2万X465X1。&乎xlL=404

人妪匕g,14.6x10-4

3dB带宽=*=11.51kHz

海信燧法*。逮0.35X0.035X36.8X10-3

谐振增益(==一*------=30-88

中和电容G=X与C〃z=产—C〃"=^|x3=L615p尸

答:品质因数Q.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，可以采取哪些措施？

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，如心、Ci,、gie、ga、小、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自激振荡。

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R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B0,7=8kHZ,求每一

级回路的3dB带宽和回路有载品质因数Q.值。

解3—4：

设每级带宽为B”则:

舅之审®嬲胡71铲,z：君载胆质因数为29.6。

则每级带宽为此=件==«15.7kHz

\23-1

有载品质因数QL=S=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

%=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B,,则:

根据总带宽BO,7=B]得:

每级带宽为七=自

5=«11.2kHz

当偏离中心频率10kHz时，根据谐振特性，有:

K,______2A______2

K”J(l+A2_g2)2+4&2A=1"

答：每级放大器的3dB带宽为11.2kHz,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。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•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？当反、琉、&、R,

四个外界因素只变化其中的•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。

♦当单独改变Ri时，随着Ri的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。

♦当单独改变艮时，随着民的增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。

•当单独改变瓦时，随着球的负向增大，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U,时，随着心的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。

3-9-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.减小激励以，集电极电流■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，集电极电流匕和电压振幅Uc基本不变，输出功率和效率

基本不变。

3.减小负载电阻Ri,集电极电流Li增大，Ico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，L、1c。和Uc增大，输出功率也随之增大，效率基本不变。

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3-10

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总的要求，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Ee=24V,U,=21V,基极偏压为零偏，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0、Pi、p。、n

及负载阻抗的大小。画出满足要求的基极回路。

解3Tl

1、求动态负载线

根据给定静态特性，

得到晶体管的£；=0.5%

%=1S,并得到如下方程组

du*

u=E-Ucoscoz

cecc代入数值后得

4=g,"(Uz,cosGM-+

%=24-21cos破题3-11图

可以解出：

4=g,“(3cosW-0.5)

⑴当＜ot=ir时

晶体管截止,因此i°=0,但％=耳+q=24+21=35V,

位于C点

⑵当cot=8时

晶体管临界导通ic=0,且有Ubcos0=E：=0.5,cos6=g,

因此e=arccos”=80°。u=E-Ucose=24-21x—=20.5V,

3ecc3

位于B点。

(3)当o)t=0时

uce=Ec-Uc=3V,ic=icmax=gm(3cos0-0.5)=2.5gm=2.5A.

位于A点。

连接A、B、C三点，就是它的动态特性曲线。

2、求解。、P「P。、口及负载阻抗的大小。

0=arccos—=80"

3

2121

17.8。

%(80°旧32.5x0,472

CI

JU21X2.5XO.472=1239W

22

Po=IC()EC=a,(80°)xicmaxxEc=0.286x2.5x24=17.16W

PC=PO-P,=17.16-12.39=4.77W

P,12.39

=0.722

P^~17.16

3、符合要求的基极回路为ub=UbCOScof

3-12某高频功放工作在临界伏态，通角6=750",输出功率为30W,Ec=24V,所用高频

功率管的Sc=1.67V,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3T2

(1)因为Ici=ajca="Sc(Ec-Uc)

Ur=-a,Sr(Er-Ur)Ur=ia.Sf,ErUr--a.SrUp

a^cEc±J((X]SCEC)2-8%SCP|_E(.2Pl

4

2alsc2c

代入数值后得到集电极电压振幅为

2422x30=12±J144-------———=12±8.06

5苧4%(75°)1.67V0.455x1.67

=20.06V（取正值）

集电极效率

刎=0.836

Ef.c24

UK

因为耳=,所以

2%

丝=祖/,6.7。

2P,2x30

（2）可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保证1不变，但这样可使导通角减小，效率

增加。

（3）由于频率增加•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23的频率，回路阻抗为：

所以

ZLn=1.n

%i+jQ0q)i+jQ(__i)

Z.nn2

2

ZL1Jl+[Q(n2-1)FQ(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：

(D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。

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3-14

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Qc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

倍数为限/(1+j/f/f试求Le而引起的放大器输入阻抗Z'i。并以此解释晶体管发射

极引线电感的影响。

题3-15图

解3T5

可见，L越大，输入阻抗越大，反馈越深，电流越小，反馈越深，输出功率和效率越低。

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。

题3—16图

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

C1

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0=20,放大器要求的最佳负载阻抗Ri产50Q,

试计算回路电感L和接入系数Po

解3-18：

由V能得,

L=一:一=「--------\----------------5r=5.07|iH

22122

(27tf0)C47CX25X10-X200X10-1-

R7tfc

qQL=X£所以，P=J^i£=j^*>

12

IgOx^TcxSxWScZOOxlO_^_i—

3-19如图(a广W小的D型.网络，冽端的匹配阻抗分的娇型①晶它如摘个L型网络,

根据L型网备的计算公式，售给定Q2=R“/X-2时，证明下列公式：

XPL/R

局i+QMi

xs=xsl+xs2=-^[Q2+Jg+Q：)-1]

并证明回路总品质因数Q=Q1+Q2o

题3—19图

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X或和电的并联转换

为Rs和及的串联,得到图（2）。

当Xs3=Xs2时，产生谐振，电路简化为图（3）,谐振电阻为R»

再利用串并转换，将心和R,的并联转换为R,和X。的并联，得到图（4）,其中

Rp=(l+Q：)R“七=(1+2)X“，其中Q|=£=泉

当Xp|=Xp,产生并联谐振，谐振阻抗为Rp=Rp],因此有

又因为,

因为X.2=Xs3,因此从图（2）可以看出，总的品质因数为

Q=VW4-Y=WY=4-QY1+Q2（证明完毕）

KsKs

3-20上题中设即=20Q,R他=100Q,F=30MHz,指定Q2=5,试计算Ls、G”、CP2和回路总品

质因数Q。

解3-20

品[趣…一心

3-21如图示互感耦合输出回路，两回路都谐振，由天线表L测得的天线功率P,、=10W,已

知天线回路效率nz=0.8。中介回路的无载品质因数Qo=100,要求有载品质因数QEIO,

工作于临界状态。问晶体管输出功率P1为多少？设在工作频率3U=50Q,试计算初级的

反映电阻门，和互感抗3,。当天线开路时，放大器工作在什么状态？

解3-21:设次级损耗电阻为聘,3网做辅耗电阻为3反射电阻为火

中介回路效率加天线功率为PA，次级总功率为P2。贝h

因为今=02

^-=n，得到弓=曰1<\=—x50=12.5Q

*2%+弓n0.8

—=12.5W,n.=1-^=1-

P2=9=—=0.9

n0.8，kQ。100

12.5(oL.50

P1=F=——=13.9W,r.=—L=—==0.5C

%0.91Q0100

因为Q「黑，所如啜一“冷。X5Q

3M=7rf(RA+r2)=,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。

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下交替饱

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。

3-23图3—33的电压开关型D类放大器，负载电阻为R,若考虑晶体管导通至饱和时，集

电极饱和电阻R,,（RcS=l/Sc）,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Rz=%2=R“LC回路对开关频率谐

振,贝IJ：

输出电压振幅

”,R,I,JR,E,.占2纥

U.=-------------IE.cosatdat=----------------sinM

Lc町+&兀

RCS+R.Lit{nRcs+R.1,n

集电极平均电流

生皿2E2E

——------cosco/=兀“七;七）

兀*&+&)

2兀1r&2

直流输入功率

2F2

P=EI=^————

0°CcCcQ。/(R.+RJ

负载上的功率

兀2(《+RJ

集电极效率

n=

4（凡+号）

集电极耗散功率

3-24根据图3—37的反嬲率合成器结蹒?说明各变压器和传输线变压器所完成的功用,

标出低晶体管端田容祥僦卵帘鹿琳率。设两管正常工作时，负载电阻上的功率为

国

)=4()

见+勺

100肌若某管因性能变化，输出功率下降一半，根据合成器原理，问负载上的功率下

降多少瓦？

解3—24：

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漪0W反相功率合成器的实际线路

设功率降低一半的晶体管原来正常输出电压为U,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：

u"U2U

———,U=—；=

42&41

那么，流过合成器的电流为

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'=0.728xl00=72.8W

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•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。

第四章正弦波振荡器

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

是山什么条件决定？

答4-1

/|T(JO»|>1振幅条件

起振条件：)即

7(/3>1,1<p(r)=2n7t,«=0,1,2.....相位条件.

/|r(jco)|=i振幅条件

平衡条件：7(/8)=1,即

(p(T)=2〃兀,"=0,1,2......相位条件

振幅稳定条件

相位稳定条件

题4-2图

答4-2

(a)可能振荡，电感三点式反馈振荡器，

(b)不能，

(c)不能，

(d)不能，

(e)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

4-3图示是一三回路振荡器的等效电路，设有下列四种情况：

(1)LICI>L2C2>L3C3；

(2)L,C1<L2C2<L3C3;

(3)LC=L2&>L3c3；

(4)LG<L2C2=L3c3。

试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率3与回路谐振频率有何关系？

题4-3图

解4-3

根据给定条件，可知

(1)品<品<小,因此，当满足就可能振荡，止匕时LC回路和L£2回路呈容性，

而L3c3回路呈感性，构成-个电容反馈振荡器。

(2)品>金>金，因此,当满足fQfo〉f>因,就可能振荡,此时LC回路和L2c2回路呈感性,

而L3c3回路呈容性，构成一个电感反馈振荡器。

(3)f01=fo2<f»3,因此，当满足f.=f水f<f03,就可能振荡，此时LC回路和L心回路呈容性,

而L3c3回路呈感性，构成一个电容反馈振荡器。

(4)f”fo尸％不能振荡，因为在任何频率下，LG回路和L2c2回路都呈相同性质，不可能

满足相位条件。

4-4试检查图示的振荡器线路，有哪些错误？并加以改正。

4-5将图示的几个互感耦合振荡器交流通路改画为实际线路，并注明互感的同名端。

4-6振荡器交流等效电路如图所示，工作频室为10MHZ,（1）计算G、C2取值范围。（2）

画出实际电路。

解4-6

（1）因为

1

%=2*10-”-

2吟10出

(2nf)2xl0~l6-l39.4384x10-2-1

2axiQT—=-2.X10-S<°，呈感性，所以

na1（2讨）23xlOTC-l

i次尸砺后中=—2疗⑶左，也应呈感性，即

(2y)23xlOTa-l

2Dx3xl()T<°

C<_____t_______11。

1(28)23x10-5一薪2XIOMX3X1QT=凉5s8.5"及

应该呈容性及

(2)实际电路如下

4-7在图示的三端式振荡电路中，已知L=1.3ixH,C,=51pF,C2=2000pF,Qo=lOO,RL=lkQ,

Re=500Q试问Is应满足什么要求时振荡器才能振荡？

解4-7

以回路两端为放大器的输出，则当忽略晶体管的影响后

反馈系数K'=彘寻丽=悬=°.。刈7

总电容为。=4=迎出5

C,+C22051口

固有谐振电导g0=(-冷联=623

5

负载电导gi=—L=—1—=imS

LR,1000

放大器增益K=&Lgm

gxgL+g°+Kj[f81+队+/"

环路增益T(5)=KFK=——环底一>1时满足起振条件，即

瓦+go+Kpgm

g„,KF>gi+go+K「gm，

1(1+0.062)x10-3

8ra8L+go=43.8mS

KF(1-KF)~0.02487(1-0.02487)

j=gmVT>43.8x26=1.14mA

4-8在图示的电容三端式电路中，试求电路振荡频率和维持振荡所必须的最小电压增益。

解4-8

题4-8图

网路总电容C=方工六=——=75pF

十1，]-UU

振荡频率f'=%=五方

=71--2.6MHz

anVSOxlO^xTSxlO-'2

当以心作为放大器的输出时，

反馈系数Kr=*

要维持振荡，应满足KK.=1,即K=；=*=翟=3

IKpC]KMI

4-9图示是一电容反馈振荡器的实际电路，已知G=50