通信电路课后习题答案

通信电路（高频）课后习题答案

1.1在题图1.1所示的电路中，信号源频率fo=lMHz,回路空载Q值为1㈣，r是回路损耗电阻。将1—1端短路，电容C调

到lOOpF时回路谐振。如将1—1端开路后再串接一阻抗Zx（由电阻及与电容C、串联），则回路失谐，C调至200pF时重新

谐振，这时回路有载Q值为50。试求电感L、未知阻抗Z、。

解：

⑴空载时启=左皋=乙=£尸=253〃”

.八

x<.-----=15.9Q

由Q}=--=>r=

/2兀f.CQ。

(2)谐振时，=lOOpF

串入5后,c汝=c

LC+Cv

CC^-=200pF

J

c-c总〃

总

由Q=X

X均

%=<+厂=2

2"L

r=一"----r=15.9C

xQ

Zv=rv-j——=15.9Q-j795.8Q

V

1.2在题图1.2所示的电路中，已知回路谐振频率fo=465kHz,Qo=lOO,N=160匝，N=40匝，用=10匝.C=200pF,R,=16k

C,Ri=lkQo试求回路电感L、有载Q值和通频带BW0.7。

解：

由f°=2^/LC=>L=—^-^=5S6uH

并联谐振：

3c

以=虹=>g,,°=师=5.84x10%(凡o=171.2«l)

g,，o2)

KL

折合到线圈两端：

^=^L=O2-10-3=3-91X10-65

160

g：=始(W2_)2.J_xlO-3=3.91x10%(凡=255.7K1)

5516016

・•・gg=g；+g：+geo=136X10-5s(小=73.2k。)

Q”叱三43

gz

B叱“=直±10.84Hz

°Qe

1.3在题图1.3所示的电路中，L=0.8uH,Ci=C2=20pF,Rs=10kQ,Ri.=5kQ,Qo=100o试求回路在有载情况下的谐振频

率fo,谐振电阻RE,回路有载Q值和通频带BWO.7。

解：

C'2=C2+CL=40pF

1

谐振频率：/)=4.16X107TZZ

27rdLCf

由念=色2n若=4.78x10-6

geOQ°

g”==2xl（T%

KL

gLf=IgL=（/、a）2（乙=2.2x1。5s

J+C2

g、=—=10%

R,

二线=&s+4+8,。=1.698X10Ts

R2=—--=5.88A:

%

Q”2邑士28.1

6%=^-=1,48MHz

Qe

1.4设计一个LC选频匹配网络，使50Q负载与20Q的信号源电阻匹配。如果工作频率20MHz,各元件的值是多少？

解：

2

|X/=（尺2一个）

JL=I*/=1.95X1（）777

2兀于。

=195pF

2%/）|*2I

1.6试求题图1.6所示虚线框内电阻网络的噪声系数。

解：

&_________

5

4尺7

不良和当成上上住南拉彳聿有:

1.8某卫星接收机的线性部分如题图1.8所示，为满足输出端信噪比为20dB的要求，高放I输入端信噢比应为多少？

解：

N%=12dB

7^=20KNG=6dB

G=40dB

G=25dBG=20dBPA3

cPAAIIPLAC2BW=5MHz

T

=1+-^=1.0689

T。

NF=NF、+'尼一+'-I=1.0788

G]>/\1GPA2GJ>A3

101gA^F=101g=SNRAWB)-SNRA.(dB)

SNKAO

・•.SNRAMB)=101gAAF+SNR/dB)=20.3343

2.1已知高频晶体管3CG322A,当IEQ=2HIA,fo=3OMHz时测得Y参数如下:

y,=(2.8+；3.5)mS;=(-0.08-jO3)mS

yfe=(36+j27)mS;)/=(0.2+j2)mS

试求Sie'Ge，goe，G^，,%?，|y*J，Ore的值。

解:

由%=(2.8+/3.5)mS得:gie=2.8/wS;C-,=3.5/^=18.5/7F

由”，=(0.2+，2)mS得：goe=0.2〃?S;Coe=2/〃)=10.6pF

由力”(_0.08—./0.3)=0.3"—105°〃2s得：|y/=0.3加S;^,.=-105°

由匕L(36+=7)=45/-37°〃6得：y/e=45mS;(p/e=-37°

2.2在题图2.2所示调谐放大器中，工作频率f°=10.7MHz,LK3=4UH,Q«=100,NI-3=20匝，Nz-3=5匝，Nx=5匝。

晶体管在时测得：瘀=〃或

3DG39IEQ=2mA,f0=10.7MHz2860S,Cie=18pF,=2004S,

C,e=7/?F,|yj=45ms,|y,J=0。试求放大器的电压增益和通频带BW07<»

解：Y参数等效电路:

(I)

]

=37uS

0()3。L[3

+/gie+Seo=228.25m5

*，,AH)=12.3

(2)

gz%L\3=

%=。。/24

3“).7=fo/Qe=2兀f：g43=0.66MHz

2.3题图2.3是中频放大器单级电路图。己知工作频率fo=3OMHz,回路电感L=l.5UH,Qo=lOO,NI/N2=4,G~G均为

耦合电容或旁路电容。晶体管采用3CG322A,在工作条件下测得Y参数与题2.1相同。

（1）画出Y参数表示的放大器等效电路.

（2）求叵路谐振电导配。

（3）求叵路电容a的表达式。

（4）求放大器电压增益Au。。c

（5）当要求该放大器通频带为10MHz时，pHF

应在回路两端并联多大的电阻RP?I

解：（1）等效电路：|

3百匚.r

Y4▼J

Y

Y

Y

Y

Y

^r

⑵

巧=1;%

N、4

1

=35.4〃S

Q°%L

gz=+后g汨+刈。=200+175+35.4=410.4^5

(3)

G=C0e+n2^ie+G“

(4)

空|虫=45x54

z，

°gx4•410.4x10-6

(5)

\0MHz=BW(；7=2兀于:gRL

/.=BW^/2万f-L=1179.52〃S

・・0=1/(k一公)=1.34。

2.4在三级调谐放大器中，工作频率为465kHz,每级LC回路的Q<=40,试问总的通频带是多少？如果要使总的通频带

为10kHz,则允许最大Qc为多少？

解：

<1>

=7仝/3一1.人/d

=72'/3—1-485X1O3/4O=与-9

Fl=lAR,=/2/〃一1八/dg：

a：=72'/“—i/）/后位,

=72'/3一].4<55X1/1o"=N3.7

2.5已知单调谐放大器谐振电压增益Auo=10,通频带BWO.7=4MHZ,如果再用一级放大器与之级联，这时两级放大器总

增益和通频带各为多少？若要求级联后总通频带仍为4MHz,则每级放大器应总样改动？改动后总谐振电压增益是多少？

解：

(1)两级放大器的总增益：

Ax=A•a=100

逋频带为：

,/2

BW2=V2-i-BW()7

=V2,/2-1.4x1O6=2FMHz

(2)要使8叫=4A7〃z,贝lj必须彳吏

BW^-j=BW」70n-1=6.22MHz

由

3W).7=fo/QA一nw_r/Qtn

W7

Q(=R.ISOL\=°~"、乙公知.

可采用减小乙足各并联谐振电阻的方法展宽通频带.

(3)设原单级土曾益为A,,。，通频带展览后的土曾益为4。：

由"包/

彳导■AIL=

Aog工

将^叫)7=2%./；)2(8工代人上式得：

_3%7A

A：()石比；74°=6.4

两级总增点.为:

Azo=々O-A'o=41.3

3.1已知谐振功率放大电路Ucc=24V,Po=5Wo当m=60%时，试计算P。和L。。若P。保持不变，4提高到80%,则P.

和L减小为多少？

解：

(1)

Pp=^=25、

由〃二口二>n—=8.33w(z―卬)

PD0.63

10、

,E=PD—P。=8.33-5=3.33卬(—w)

J'

生二().35A(flA)

由七=U«・Ln

%72

(2)若77c提高到80%,重复上面的计算得：

P

PD=—=6.25iv

%

PC=PD-P(>=1.25W

〃=白=6264

。cc

3.2已知谐振功率放大电路工作在乙类状态，U«=24V,RE=53Q,P°=5W。试求PD、小和集电极电压利用系数g。

解：

(1)术看

由上，=4■，M，〃尺工=>U5,="正F=23V

/,1.f>,ik

.看=zzN=_O3二=95.8%

Ug24

<2>,77

角不法1:

)

s0«9cr=—<?，〃o

--z

<•<>R■cl，n

co=，SQO(9O〃)《•，〃

-^-=-j-'<］，，，5，，，=75.30%

H>2，x"y

Pc==6.63”

2

作法2:

1/2

—^Sx(0)=,4许(a)=—^75.36%

1/R

°=6.63~

2

3.3已知谐振功率放大电路的导通角9分别为180。、90。和60。时都工作在临界状态，且三种情况下的Uem也都相同。

试计算三种情况下的效率小的比值和输出功率P。的比值。

解:图3.2.5折，电彳匕车专移牯^1输出笊讨生分析

,八、smd—6cos6

•・•4(e)=---------------

4(1-cos/9)

...4(180〃)=0.5«0(90°)=-«0.318«0(60°)=---«0.218

71713

/c、。一sinecos。

・・・。|(8)=---------------

4(1-cos6)

...0(180")=0.50(90〃)=0.5^(60")=---«0.319

32%

由乙(18。")=4(9。")=4(6。")

=2U(\80〃)=U”“(90")=心(60〃)

鼠(180")=/5(90<')=/5(600')ent

又J=1JImH,”

PD22Lo。⑻u«

7；(180〃)”.(90")："(60")=」G(18°”)：G(9°"):必(6。“)=4：］§7:1.79

°cc2%(180。)%(90〃)4(60〃)2

又・.・

2="u'cm

/.优(180〃):a(90")：2(60〃)=1%(180"):4(90〃):q(60")=-:1:0.78

3.4已知晶体管输出特性中饱和临界线跨导歆产0.8A/V,用此晶体管做成的谐振功放电路，Ucc=24V,0=90°,ICm=2.2A,

并工作在临界状态，试计算P。、PD、电和RS(已知&0(70〃)=().253,%(70")=().436)

解：

---5"=5y—33=24—2.75=21.25V

气=&7…,口5=乙,,,5=1C.9"

户,>=/gUg==13・3<5»

n<、==7G.

*

X：

乙/”=/—,只工=

3〃，=22.2C

/“,d<m

3.6实测一谐振功放，发现P。仅为设计值的20%,却略大于设计值。试问该功放工作在什么状态？如何调整才能使P。和L。

接近设计值。解：

新振功放的仇载特性物线

(1)由图3.2.7可知，该功放工作在欠压状态。

(2)由于造成功放工作在欠压状态的原因可能有以下几种情况，因此必须根据具体情况进行调整(见P60例3.3)：

a)若负载电阻RE偏小，可增大RE。

b)若静态工作点UBB偏低，可提高UBB。

0若激励信号Ubm不足，可增大Ubm。

4.1题图所示为互感耦合反馈振荡器，画出其高频等效电路，并注明电感线圈的同名端。

解：等效电路图如下:

：b)

4.2题图所示各振荡电路中，哪些能够产生振荡？哪些不能够产生振荡？为什么？

解：(a)图交流等效电路如下图所。此图不满足三点式振荡电路的振荡条件，不能起振。

=02

_______________

=­C1[]Fit*LI-

[

g〉

(b)图交流等效电路如图下所示，此电路反馈选频网络利用了串联谐振回路阻抗特性，其相频特性为正斜率，不满足相位

稳定条件，因此不能起振。

(c)图交流等效电路如下图所示，此电路为三点式振荡电路，若三极管be极之间的支路为容性电路，将满足三点式振荡电

路的振荡条件，可以起振。

2I

4T

8

(c)

(d)图电路反馈选频网络利用了并联谐振回路阻

抗特性，其相频特性为负斜率，满足相位稳定

条件，并联谐振回路谐振阻抗最大，满足环路

增益大于1的要求，反馈环路为正反馈，因此

能够起振,

(e)图电路反馈选频网络利用了串联谐振回路

阻抗特性，其相频特性为正斜率，不满足相位

稳定条件，因此不能起振。

4.3在题图所示的电容三点式电路中，

Cl=100pF,C2=300pF,L=50uH,试求电路的振荡频率fo和维持振荡所必须的最小电压增益Aa。

r

w

Y

T

Y

v

n

解：其交流等效电路如图所示:

(»)

其共基极n参数等效电路如图所示:

①振荡频率:

‘。~2兀6LC~~=2.6MHz

27rGG

C]।c2

②最小电压增益Au.：

k=U—=/XUN=U

ZLZz/〈Kot-Kun)Ct+Un

#JI八尸I=1彳导：

4.4已知题图中所示振荡器中晶体管在工作条件下的Y参数为：gie=2mS,goe=20uS,|yfe|=20.6mS,L,C1和C2组成的

并联回路Qo=lOO。

（1）画振荡器的共射交流等效电路。

（2）估算振荡频率和反馈系数。

（3）根据振幅起振条件判断该电路是否起振。

解：（1）振荡器的共射交流等效电路：

（2）振荡频率和反馈系数:

‘°=2兀JLC=

厂S2IX”U\1

（3）该电路起振条件判断:

®y参数等效电路：

③

2

④

Uf=心=户=户=户Me

因为起振条件要求:t>\

所以有:

=O.73，"S

由题目条件IyfeI-20.6ms知此电路可以起振。

4.5题图所示振荡电路的振荡频率为fo=5OMHz,画出其交流等效电路并求回来电感L。

0.033p丰

0.0331丰

解：交流等效电路:

15x2.2

-4-4+34-=12.6〃

15+2.2

20

=0.8〃"

4-fy

4.6对题图所示各振荡电路:

(1)画出高频交流等效电路，说明振荡器类型;

(2)计算振荡频率。

解:①图（a）

此电路为电容三点式振荡电路，其振荡频率为:

C=----+3.3=4.85/）

--1---1--

8.22.215

f=—9.58MHz

2兀灰

③图（b）

1

X-----------------二----6-0--〃-------

111

----1----H---

1000100068

”—;-----j-----=10°P

—+—+—此电路有三个谐振频率：50uH电感与可

10001000125

]

=2.91225MHz

2兀辰

变电容形成的串联谐振频率fl,470uH电感与1000pF电容的并联谐振频率f2,两个lOOOpF电容与可变电容和50uH电感串

连形成的谐振环路的谐振频率5只有此电路才能满足电容二点式振荡电路的要求，从上面交流等效电路中可看

出，上述条件是满足的，因此此电路为电容三点式振荡电路。

4.7在题图所示的两个振荡电路中，两个LC并联谐振回路的谐振频率分别是/；=1/（24J2W）和人=1/（2不加忑），试分

别求两个电路中振荡频与fl、f2之间的关系，并说明振荡电路的类型。

解：（1）图（a）显然只能构成电感三点式振荡电路。根据三点式振荡电路的组成法则，此电路中三极管发射极所接两个支

路都必须为感性；对并联谐振回路，只有外加频率低于其谐振频率才表现为感性，因此图（a）中，foVh、f2。

（2）图（b）显然只能构成电容三点式振荡电路。根据三点式振荡电路的组成法则，此电路中三极管发射极所接两个支路都

必须为容性；另一支路必须为感性。对并联谐振回路，只有外加频率低于其谐振频率才表现为感性；外加频率高于其谐振频

率才表现为容性。因此图（a）中，fzVfoVfj。

4.9题图4.9（a）.（b）分别为10MHz和25MHz的晶体振荡器.试画出交流等效电路，说明晶体在电路中的作用，并计算反

馈系数。

解：图（a）的交流等效电路:

FUheIXhe

UcbI（XjXce）

_________1/300

-1/300+1/150+1/1500

=—=0.31

16

图（b）的交流等效电路：

F=U一%,

Ucb/（XJXy）

1/270

-1/270+1/43

43

=0.14

313

4.10试画出同时满足下列要求的一个实用晶体振荡电路:

（1）采用NPN管；

（2）晶体谐振器作为电感元件；

（3）晶体管c、e极之间为LC并联回路;

（4）晶体管发射极交流接地。

解：电路如图所示：

4.12试将晶体谐振器正确地接入题图所示电路中，以组成并联型或串联型晶振电路。

9牛

•

O

R

t>

♦

t>

.卜•

丰

L

4

十

:3

解：（a）图可构成的电路:

平UB牛3o

(b)图可构成的电路:

2

5.1已知非线性器件的伏安特性为i=ao+a}u+a2u+a"+a”,若〃=%”cos绅+Ulft2cosco2t,试

写出电流i中有哪些组合频率分量，说出其中S土刃2分量是由i哪些项产生的。

解：(1)频率组合分量为：(见例5.3)

为=|即±q匈p,4=0,123,4

(2)3+@2是由i中的atiP和aw，项产生的。

5.2已知非线性器件的伏安特性为：

.g阴〃4°

l~[Qu<Q

若，=〃0+〃M(:。5例r+2cos02乙且UQ=-guH，，满足线性时变条件，求时变电导g(t)

的表达式。

解：(1)补充：对下图所示开关函数K(t),其傅立叶级数可按以下步骤求解：

TaT

a0=^JK(t)dt=:2Adt+Adt2Aa

Jo\T_aT=

1012

2'2AJ：cQs(A3/)d(2gr)]

ak=—JK(z)coskcDtdt=

ToTkco.

AaTT

sinkcot\^+sinkcot\Tar—sinkg

kjrk.7i

久=。

K(t)=—4-^,akcoskcot

2*=i

K(f)=A-a+2>—sink^rcccoskcot]}

⑵

当uQ=—时，只有uQ+ucos69/>on寸才有电流八

BP:cosG=coscoxt>—;8V飞

由：工aT/21

2/rTF/33

2「小1.4%,

二.开关函数K(q/)=g+—>—sin---COSKCDJ

万晨=1k3

又由式(5.3.6)式矢口：

ic.=g1)Kmlcos卬+5n2COS3J)

।2gr>三―。红coshR

g(f)=-K3Q=

3_k=ik3

%.中的组合频率分量有：直流，4±叱|A:=0,1,2---

6.1已知普通调幅信号表达式为

〃八M«)=20(1+0.6cos2乃x2000/-0.4cos2"x5000r

+0.3uos2zrx7000/)cos2TTX106/V

(1)写出此调幅信号所包含的频率分量及其振幅；

画出此调幅信号的频谱图，写出带宽；

(3)求出此调幅信号的总功宓、边带功率、载波功率及功率利用率。(设负载为1欧)

解：(1)

66

uAM(r)=20cos2万x1O'"+6[cos2乃(10+2000)z+cos24(10-2000"]

-4[cos2](10”+5000)r4-COS24(106—5000"]

+3[cos2万(I()6+70CX))/4-COS2万(IO。-7000)/]

⑵带宽：BW=kHz-993kHz=\4kHz

rj2I

<4)载波功率：P.=^=-x202=200W

Z/\Z

边带功率：

P.=-X62X2=36W

12

2

P2=^X4X2=16W

1〜

P、=-x32x2=9W

总功率：4=E.+6+6+E=261W

功率利用率：

9SB/黑籍嘿X—4%

6.2已知单频普通调幅信号的最大振幅为12V,最小振幅为4V,试求其中载波振幅和边频振幅各是多少？调幅指数又是多

少？

解:

U—TJ|2—4

M=—-----=-----------------=().5

""max+Umin匕十4

又M=-【J""z=>U=°=

“U""1+”,

=令=>%=MQUE=4V

又

0cm

6.3在图6.3.1所示集电极调幅电路中，载波输出功率为50W,平均调幅指数为0.4,集电极平均效率为50%,求宜流电

源提供的平均功率PD，调幅信号产生的交流功率Pa和总输出平均功率Pavo

解：

%=%==""皿

Ucm

又:"级nU",,={2RP<.

.•.调制信号功率：Pc=丝乙=A72g=8W

2R“

总输出功率：C八.=(1+：用=54W

乙

由77=4=———7%=2-P-2=1OOW

'以Pa+%D/°

6.4题图所示为推挽二极管检波电路。设二极管伏安特性是从原点出发的直线，若输入&=U,〃COS01,流经二极管

的周期性窄脉冲电流可用傅氏级数展开为RK是理想低通滤波器。

iix(1+2cosa)ct+2cos2a)ct+•••),

试求:

(i)电压传输系数%=Uw/U”。

(2)输入电阻Ri=Um/hm,其中hm是流经二极管电流i中的基波分量振幅。

解：（1）理想状态下：

UAV=Uim="n

・••"d=UAV/U,〃=4.5

（2）输入电阻：

6.6在图示二极管检波电路中，已知二极管导通电阻Rd=100。、Ri=lKQ、R2=4KQo输入调幅信号载频fc=4.7MHz,调制

信号的频率范围为100~5kHz,Mmax=0.8,若希望电路不产生惰性失真和底部切割失真，则对电容C和负载RL的取值

有何要求？

解：（D对滤波电容C的要求:

X,«R

即:«R+R>

取

5〜1O__________5-10

即：=（5-10）6.8x1Of?（尸）

（弋十%）气—5xio3-27T-4.7X1O6

（2）避免惰性失真：由式（6.45）得

…亭序=忐11k483

又・・・R=R,+R2

CV23.88x10-61)

R

综合(1)(2)得滤波电容的取值范围：

(5〜10)6.8X1()-,2(F)<C<4.777X10-9(F)

(3)避免切割失真：由(6.4.6)式

“-0_R'

A/4-----------=—

“R+RLR

其中：C=A+&0/(0+々)；R=&+R?

/.RL>12kd

6.8在图(6.5.6)所示晶体管混频电路中，若晶体管转移特性为：

UHE

，“L=UL.n3J，U»U,求混频跨导。

4=/Q，BE)=ieCOSLs

解；由Pill(5.3.1)式：

-"UQ+UQ+fXUQ+UL)w,

=，o(，)+g(/)〃.

其中：g⑺=,'(％+"'=念

RR。5COS也，

又因为g(t)为非正弦周期波，可用铸立叶级数展开:

8

g(，)=80I£g〃CQS%£

〃=1

其中：8„=—gQ)cosnd%tda)J

7T一n

由图(6.5.6)知，其输出项中只有ui,即((OL・(OS),所以只需求击卬项，即:

万

4=Tg(f)cos3jdoj

7CJ--/r

TT“BE

虱”乐^UHE

MR忖=uBXO+UL,“COS69/J

«HK=URHc+U，jnCOS他，

TJT~URue

e'T77-0"。S%

=」'$

UT

TT-^HWO

eUr

T

•••品ecosMLtdcDLt

~HT

2n

ex=1+x+-x-----1------1---x----1■…

2!

77-

1i/亍u3cos%

COSCDltdcolt

2U：COS3co,tU]cos4co.t

COS（Ot4-Ujcosco.t-x-------------------—/n・____I,

加LL2deJ

7lUrUTU2!守3!

TT

77-U"*

er“（]+cos2。/1）2

-----------dcot■

7vUL

rUT3!。4

UBR2

IUeUtU?

[JR_____Z1./〃，\

-Er（近）

TT

ic=4）（，）+g（M、・+&cos3J•us+••♦

=1°Q）+go〃s+J&Ss

COS（%—69V）/4-COS（69L+&）1}+...

其中：us=Uxcoscoxt

经选频回路后

，/COS("-3、"

混频跨导为：

UBft。

g=L」gV，（]+）

2

ScU2©2小8Z7

s

STT

6.11在题图所示混频器中，

⑴如果将输入信号Us与本振山,互换位置，则混频器能否正常工作？为什么？

(2)如果将二极管V1(或V2)的正负极倒置，则混频器能否正常工作？为什么？

i=iy-i2=2gDusK^coLt）

从上面表达式可看出此调制为平衡调幅（DSB）。

（1）当将输入信号Us与本振UL互换位置后有:

="（%+以）储

A=g/）（伐s-uJK^coJ-Tr）

，=I=%3J）-&（%-万）］+gDuL［Kx（3J）+K（%—切从上面表达式可看出此调制

=g”%K2（3j）+gM

为普通调幅（AM）。

i?=gD（"S-MQKRCDJ一万）

i=彳+Z2=gDus［与（3J）+&（。/一％）］+gDuL［K,（oj）—K（也一切从上面表达式可看出此电

=8DULK2^L^+SDUS

路不能产生调制信号。

（3）若将（1）中V2正负极对调后：

•t

O+〃,

i[=&Z）（%+）K\（3J）±o^

h=名”（一〃s+A）K\（SJ）+o

，=&+，2=/2guK（coty

DLxlKF

从上面表达式可看出此电路不能产生调制信号。

7.1已知调制信号UC由1kHz和2kHz两个频率组成，振幅分别是L5V和0.5V,若载波信号《.=5COS