通信电子线路2025年学年期末试卷及答案

通信电子线路》2025年学年期末试卷及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.某高频小信号放大器的噪声系数为3dB，其噪声温度约为（）A.290KB.580KC.870KD.1160K2.某LC谐振放大器的中心频率为10MHz，通频带为200kHz，若将负载电容增大为原来的4倍，新的通频带约为（）A.50kHzB.100kHzC.400kHzD.800kHz3.丙类功率放大器的导通角通常（）A.大于180°B.等于180°C.小于90°D.在90°~180°之间4.标准AM调制信号的包络反映了（）A.载波信号的幅度变化B.调制信号的幅度变化C.调制信号的频率变化D.载波信号的频率变化5.石英晶体振荡器的频率稳定度远高于LC振荡器，主要原因是（）A.晶体的Q值极高B.晶体体积小C.晶体温度系数为零D.晶体等效电感大6.混频器中，若输入信号频率为f_s=1000kHz，本振频率为f_L=1500kHz，则镜像干扰频率为（）A.500kHzB.2000kHzC.2500kHzD.3000kHz7.斜率鉴频器的核心是将（）A.频率变化转换为相位变化B.相位变化转换为幅度变化C.频率变化转换为幅度变化D.幅度变化转换为频率变化8.锁相环（PLL）的基本组成不包括（）A.鉴相器（PD）B.环路滤波器（LF）C.压控振荡器（VCO）D.功率放大器（PA）9.直接调频与间接调频相比，主要优点是（）A.频偏容易做大B.中心频率稳定度高C.电路简单D.调制线性好10.高频小信号放大器稳定工作的关键是（）A.提高电压增益B.减小通频带C.消除晶体管内部反馈D.增大负载电阻二、填空题（每题2分，共20分）1.噪声温度T与噪声系数F的关系为T=________（以室温T0=290K为参考）。2.LC谐振放大器的矩形系数K_r0.1定义为________与通频带B的比值。3.丙类功率放大器的集电极效率η_c主要取决于________和导通角θ。4.AM调制信号的总功率P_AM=P_c(1+________)，其中P_c为载波功率，m_a为调制指数。5.石英晶体的等效电路包含串联谐振电感L、电容C和电阻r，以及一个并联电容C0，其串联谐振频率f_s=________。6.混频器的变频损耗定义为________功率与输出中频功率的比值。7.鉴频特性曲线的线性范围是指输出电压与输入频率呈线性关系的________范围。8.锁相环实现频率跟踪时，环路处于________状态。9.调频信号的最大频偏Δf_m与调制信号的________成正比，与调制信号的频率无关。10.高频小信号放大器中，为抑制自激振荡，常用中和法或________法抵消晶体管的内部反馈。三、简答题（每题6分，共30分）1.为什么高频小信号放大器通常采用共发射极（共射）电路？2.丙类功率放大器效率高，但为何需要谐振回路作为负载？3.比较AM调制与DSB调制的频谱特点，并说明AM调制的主要缺点。4.简述锁相环（PLL）实现频率合成的基本原理。5.直接调频与间接调频各有什么优缺点？四、分析计算题（共30分）1.（8分）某高频小信号谐振放大器采用NPN晶体管，已知：谐振频率f0=10MHz，回路电感L=1μH，Q0=100，外接负载电阻RL=5kΩ，晶体管的正向传输导纳g_f=50mS，输出电容C_oe=5pF，输入电容C_ie=10pF。（1）计算谐振回路的总电容C（包括分布电容）；（2）计算放大器的电压增益Av0；（3）若要求通频带B=200kHz，需并联多大的电阻R_p？（提示：回路总电导gΣ=1/(Q0ω0L)+g_oe+g_L，g_oe≈C_oeω0/Qe，g_L=1/RL）2.（8分）某丙类功率放大器工作于临界状态，已知：电源电压V_cc=24V，集电极电流脉冲最大值I_cmax=2A，导通角θ=60°（查表得：α0(60°)=0.218，α1(60°)=0.391）。（1）计算集电极直流电流I_c0和基波电流I_c1；（2）计算输出功率P_o和直流输入功率P_d；（3）计算集电极效率η_c；（4）求谐振回路的最佳负载电阻R_p。3.（7分）已知调制信号u_Ω(t)=2cos(2π×10^3t)V，载波信号u_c(t)=10cos(2π×10^6t)V，采用AM调制，调制指数m_a=0.5。（1）写出AM调制信号的表达式；（2）画出其频谱图（标注频率和幅度）；（3）计算调制信号的总功率（设负载为1Ω）。4.（7分）某斜率鉴频器的输入为调频信号u_fm(t)=U_mcos[ω_ct+Δω_m/Ω·sinΩt]，其中Δω_m=2π×10^4rad/s，Ω=2π×10^3rad/s，鉴频灵敏度S_d=5mV/kHz。（1）求调频信号的最大频偏Δf_m和调制指数m_f；（2）画出鉴频器输入频率随时间的变化曲线（标注关键值）；（3）计算鉴频器输出电压u_o(t)的表达式。答案一、选择题1.B2.A3.D4.B5.A6.B7.C8.D9.A10.C二、填空题1.(F-1)T02.10%幅度处的带宽B0.13.集电极电压利用系数ξ4.m_a²/25.1/(2π√(LC))6.输入信号7.频率8.锁定9.幅度10.失配三、简答题1.共射电路的电流增益和电压增益均较大，输入阻抗和输出阻抗适中，且高频特性较好（特征频率f_T较高），适合高频小信号放大；同时，其基极接地便于偏置电路设计，因此高频小信号放大器常用共射电路。2.丙类功放的导通角θ<90°，集电极电流为周期性脉冲，包含丰富的谐波分量。谐振回路可选择基波频率谐振，滤除谐波，使负载上仅获得基波电压，从而输出不失真的高频信号；同时，谐振回路的阻抗特性可匹配功放的最佳负载，提高效率。3.AM调制的频谱包含载波分量和上下边带，带宽为2F（F为调制信号最高频率）；DSB调制无载波分量，仅含上下边带，带宽与AM相同。AM的缺点：载波分量不携带信息但占用大部分功率（当m_a=1时，边带功率仅占总功率的1/3），功率利用率低；抗噪声性能较差。4.锁相环通过鉴相器（PD）比较输入参考频率f_r与压控振荡器（VCO）输出频率f_o的相位差，产生误差电压；误差电压经环路滤波器（LF）滤波后控制VCO的频率，使f_o跟踪f_r。通过在环路中插入分频器或倍频器，可得到f_o=Nf_r（N为整数），实现频率合成。5.直接调频：优点是频偏容易做大（通过改变VCO的控制灵敏度），调制线性较好；缺点是中心频率稳定度低（VCO受温度、电源等影响）。间接调频：优点是中心频率稳定（载波由高稳定度振荡器产生）；缺点是频偏较小（需通过倍频器扩展，导致设备复杂），调制线性较差。四、分析计算题1.（1）谐振频率f0=1/(2π√(LC))，解得C=1/(4π²f0²L)=1/(4π²×(10^7)^2×10^-6)≈253pF（含C_oe和分布电容）。（2）回路有载Qe=ω0LgΣ⁻¹，gΣ=1/(Q0ω0L)+g_oe+g_L。g_oe≈C_oeω0/Qe（近似），但更准确的计算：gΣ=1/(Q0ω0L)+1/RL（忽略g_oe）。ω0=2π×10^7rad/s，Q0ω0L=100×2π×10^7×10^-6≈6283Ω，故gΣ≈1/6283+1/5000≈3.2×10^-4S。电压增益Av0=g_f/(gΣ)=50×10^-3/3.2×10^-4≈156.25。（3）通频带B=f0/Qe，Qe=f0/B=10^7/2×10^5=50。原Qe0=Q0/(1+Q0g_Lω0L)=100/(1+100×(1/5000)/(2π×10^7×10^-6))≈80（近似）。需并联电阻R_p使Qe=50，gΣ'=ω0L/Qe=2π×10^7×10^-6/50≈1.257×10^-3S。原gΣ=1/(Q0ω0L)+1/RL≈1.6×10^-4+2×10^-4=3.6×10^-4S，故需增加的电导Δg=1.257×10^-3-3.6×10^-4≈8.97×10^-4S，R_p=1/Δg≈1115Ω。2.（1）I_c0=α0(θ)I_cmax=0.218×2=0.436A；I_c1=α1(θ)I_cmax=0.391×2=0.782A。（2）P_d=V_ccI_c0=24×0.436≈10.46W；P_o=1/2×V_cc×I_c1×ξ（临界状态ξ≈1），故P_o≈1/2×24×0.782≈9.38W。（3）η_c=P_o/P_d≈9.38/10.46≈90%。（4）R_p=V_cc/(I_c1)≈24/0.782≈30.7Ω（临界状态时，V_cm≈V_cc）。3.（1）u_AM(t)=10[1+0.5×2cos(2π×10^3t)]cos(2π×10^6t)=10(1+cos(2π×10^3t))cos(2π×10^6t)V。（2）频谱包含载波10MHz（幅度10V），上下边频10MHz±1kHz（幅度5V）。（3）载波功率P_c=10²/2=50W；每个边带功率P_sb=(5)²/2=12.5W，总功