2026年《高频电子线路》期末考试题及答案

2026年《高频电子线路》期末考试题及答案一、单项选择题（每小题2分，共20分）1.高频功率放大器为了获得较高的功率转换效率，通常工作在以下哪种状态（）A.甲类B.甲乙类C.丙类D.丁类2.对于LC串联谐振回路，回路的品质因数Q值越小，回路的通频带（）A.越宽B.越窄C.不变D.和Q值无关3.共发射极组态的小信号谐振放大器工作不稳定，甚至产生自激振荡的主要原因是（）A.谐振回路Q值太高B.晶体管内部存在反向传输电容C_b'cC.电源电压不稳定D.负载阻抗太小4.晶体振荡器的频率稳定度远高于普通LC正弦波振荡器，核心原因是（）A.晶体的体积小B.晶体的接入系数小C.晶体的固有品质因数Q极高D.晶体的工作频率低5.关于普通调幅（AM）信号的功率与频谱分布，以下说法正确的是（）A.所有功率都集中在边带分量，载波功率为零B.载波功率占总功率的大部分，边带功率只占小部分，只有边带功率携带调制信息C.载波功率不消耗能量，边带功率消耗全部能量D.调幅系数越大，载波功率占比越大6.在超外差调幅接收机中，与接收信号频率对称分布于本振频率两侧的干扰信号属于（）A.组合频率干扰B.互调干扰C.交调干扰D.镜像干扰7.鉴频过程的核心物理变化是（）A.将幅度变化转化为频率变化B.将频率变化转化为幅度变化C.将相位变化转化为频率变化D.将频率变化转化为相位变化8.丙类高频谐振功率放大器工作在临界状态时，以下描述正确的是（）A.输出功率最大，效率较高，是功率放大的最佳工作状态B.输出功率最小，效率最高，适合做功率放大C.输出电流为恒流特性，适合做基极调幅D.输出电压为恒压特性，适合做集电极调幅9.反馈型LC正弦波振荡器满足起振条件时，环路增益的振幅条件是（）A.2Δf_mB.2FC.2(Δf_m+F)D.(Δf_m+F)二、多项选择题（每小题3分，共15分）1.高频电子线路的主要研究范畴包括以下哪几类电路（）A.小信号选频放大电路B.高频功率放大电路C.正弦波振荡电路D.频率变换与调制解调电路E.直流功率放大电路2.丙类高频谐振功率放大器根据集电极负载电阻的大小，可分为欠压、临界、过压三种工作状态，以下描述正确的有（）A.欠压状态下，输出功率随负载电阻增大而增大，输出电流近似为恒流特性B.临界状态下，输出功率最大，效率较高，通常作为高频功放的最佳工作状态C.过压状态下，输出电压随负载电阻变化很小，近似为恒压特性D.过压状态下输出功率远高于临界状态，适合做级间耦合功率放大3.反馈型正弦波振荡器的核心组成部分包括（）A.放大电路B.选频网络C.正反馈网络D.稳幅环节E.检波电路4.混频器的主要性能指标包括（）A.混频增益B.噪声系数C.混频非线性失真D.干扰抑制性能E.输入输出阻抗5.关于角度调制，以下说法正确的有（）A.调频信号的瞬时频率偏移与调制信号的瞬时值成正比B.调相信号的瞬时相位偏移与调制信号的瞬时值成正比C.调频和调相都属于非线性调制，载波幅度保持恒定不变D.调频信号的带宽与最大频偏成正比，最大频偏越大，带宽越宽E.调幅信号的带宽大于调频信号的带宽三、判断题（每小题1分，共10分）1.LC串联谐振回路发生谐振时，回路总电抗为零，阻抗呈纯阻性且阻值最小。（）2.丙类高频功率放大器的导通角θ大于90°，小于180°。（）3.小信号谐振放大器的核心作用是对微弱高频信号进行选频放大，滤除带外干扰。（）4.电容三点式正弦波振荡器的输出波形失真比电感三点式更小，输出波形更好。（）5.线性调制的核心是将调制信号的频谱进行线性搬移，不改变原有频谱的结构。（）6.正交幅度调制（QAM）利用两个正交的载波传输两路独立信号，可以大幅提高频谱利用率。（）7.鉴频灵敏度是鉴频器的核心性能指标，灵敏度越高，说明鉴频器对频率变化的反应越灵敏。（）8.自动增益控制（AGC）电路的作用是在输入信号强度变化时，保持接收机输出信号幅度基本稳定。（）9.混频电路中的互调干扰和交调干扰都是由器件的非线性特性产生的。（）10.调频信号和调相信号的载波幅度都是恒定不变的，只有相位和频率随调制信号变化。（）四、简答题（每小题6分，共24分）1.简述高频功率放大器和低频功率放大器的共同点与不同点。2.为什么通信系统中对频率稳定度要求高的场合通常采用晶体振荡器？简述晶体振荡器的两种基本类型及其工作原理。3.什么是大信号峰值包络检波？简述惰性失真产生的原因，以及避免惰性失真的条件。4.什么是超外差接收中的混频过程？说明混频电路在超外差接收机中的核心作用。五、计算分析题（共31分）1.（10分）已知普通调幅波的电压表达式为：u_AM(t)=8(1+0.6cos4π×10^3t)cos(2π×10^7t)V，负载电阻R_L=100Ω，试计算：（1）调幅系数M_a，载波频率f_c，调制信号频率F，调幅波的带宽BW；（2）载波功率P_c，上下边带总功率P_边带，调幅波的总功率P_总。2.（10分）已知单音调频信号的电压表达式为：u_FM(t)=10cos(2π×10^7t+8sin4π×10^3t)V，负载电阻R_L=50Ω，试计算：（1）调频指数m_f，最大频偏Δf_m，调频信号的带宽BW；（2）调频信号输出的总功率P；（3）若调制信号的幅度增大为原来的3倍，调制信号频率提高为原来的2倍，写出新的调频信号表达式，并计算新的带宽BW'。3.（11分）已知某电容三点式正弦波振荡器的交流通路中，谐振回路参数为L=20μH，C_1=250pF，C_2=750pF，忽略晶体管极间电容的影响：（1）用瞬时极性法判断该电路是否满足正弦波振荡的相位条件；（2）若满足振荡条件，计算电路的振荡频率f_0；（3）说明该电路相较于电感三点式振荡器的优缺点。1.C解析：高频功率放大器的核心设计目标是提高功率转换效率，甲类效率最高约50%，甲乙类约78%，丙类效率最高可达85%以上，因此高频功放通常工作在丙类，依靠谐振回路滤波滤除谐波，得到所需频率的正弦输出。2.A解析：LC串联谐振回路的通频带BW_0.7=f_0/Q，因此通频带宽度与品质因数Q成反比，Q越小，通频带越宽。3.B解析：共发射极晶体管的反向传输电容C_b'c会把输出端的信号反馈到输入端，当反馈满足相位条件和振幅条件时就会产生自激，导致放大器工作不稳定，这是小信号谐振放大器不稳定的核心原因。4.C解析：晶体的固有品质因数Q可达几万到几百万，远高于普通LC回路的Q值，频率稳定性远优于普通LC振荡器，因此核心原因是晶体的Q值极高。5.B解析：普通AM信号包含载频和上下边带分量，载波不携带信息，功率大部分集中在载波上，调幅系数越大，边带功率占比越高，因此选项B正确。6.D解析：镜像干扰的定义就是干扰频率与信号频率对称分布于本振频率两侧，经过混频后会差拍出中频分量，干扰有用信号，因此选D。7.B解析：鉴频是调频信号的解调过程，核心是将调频信号的瞬时频率变化转化为幅度变化，再经过包络检波得到原始调制信号，因此选B。8.A解析：丙类高频功放的负载特性中，临界状态输出功率最大，效率较高，是功率放大的最佳工作状态，欠压输出功率小，过压适合做调幅，因此选A。1.ABCD解析：高频电子线路研究高频信号的放大、产生、频率变换，直流功率放大不属于高频范畴，因此正确选项为ABCD。2.ABC解析：过压状态下，随着负载电阻增大，集电极电流脉冲幅值下降，输出电压基本不变，输出功率反而下降，因此D错误，ABC描述正确。3.ABCD解析：反馈型正弦波振荡器必须包含放大电路提供增益，选频网络确定振荡频率，正反馈网络满足相位条件，稳幅环节保证输出幅度稳定，检波电路不是振荡器的必需组成部分，因此正确选项为ABCD。4.ABCDE解析：混频增益、噪声系数、非线性失真、干扰抑制能力、输入输出阻抗都是衡量混频器性能的核心指标，因此全部选项正确。5.ABCD解析：调角信号的带宽远大于调幅信号的带宽，调幅带宽只有2F，调角带宽是2(Δf_m+F)，通常Δf_m远大于F，因此E错误，ABCD描述正确。1.√解析：LC串联谐振时，感抗等于容抗，相互抵消，总电抗为零，阻抗等于回路的等效损耗电阻R，是最小值，因此描述正确。2.×解析：丙类功放的导通角θ小于90°，甲乙类导通角在90°到180°之间，因此描述错误。3.√解析：小信号谐振放大器以谐振回路作为负载，同时实现放大和选频，滤除带外干扰，因此描述正确。4.√解析：电容三点式振荡器的反馈支路是电容，电容对高次谐波阻抗小，反馈的高次谐波分量少，因此输出波形比电感三点式更好，描述正确。5.√解析：线性调制如AM、DSB、SSB都是频谱的线性搬移，只是位置移动，频谱结构不变，不产生新的频率分量，因此描述正确。6.√解析：正交幅度调制利用两个同频率正交的载波传输两路独立信号，相同带宽内可以传输两倍于单载波的信息，大幅提高了频谱利用率，因此描述正确。7.√解析：鉴频灵敏度定义为鉴频特性曲线在原点的斜率，斜率越大，单位频率变化对应的输出电压变化越大，灵敏度越高，因此描述正确。8.√解析：AGC电路是接收机的核心辅助电路，当输入信号过强时降低增益，输入信号过弱时提高增益，保持输出幅度稳定，因此描述正确。9.√解析：互调干扰是两个干扰信号通过非线性产生组合频率分量，交调干扰是干扰信号的调制转移到有用载波上，都是器件非线性导致的，因此描述正确。10.√解析：角度调制是瞬时频率和瞬时相位随调制信号变化，载波幅度保持恒定，因此描述正确。1.共同点：两类功率放大器的核心设计目标都是输出足够大的功率，满足负载功率需求，同时都需要尽可能提高功率转换效率，降低自身功耗。（2分）不同点：第一，工作频率范围不同，低频功放工作在音频范围，频率较低，相对带宽宽，高频功放工作在射频范围，频率高，相对带宽窄；（1分）第二，负载特性不同，低频功放通常采用非谐振负载，不需要额外选频，高频功放通常采用谐振回路作为选频负载，滤除功放产生的谐波分量；（1分）第三，工作状态不同，低频功放通常工作在甲类或甲乙类，优先追求较小的非线性失真，高频功放通常工作在丙类，优先保证转换效率，依靠谐振回路滤除非线性失真；（1分）第四，效率指标不同，高频功放的效率通常远高于同功率等级的低频功放。（1分）2.原因：普通LC谐振回路的品质因数Q较低，外界温度变化、电源电压波动、负载阻抗变化等因素都会引起回路L、C参数变化，导致振荡频率漂移，长期和短期频率稳定度都较低。晶体的固有品质因数Q极高，可达10^4~10^6，同时晶体的固有频率受外界因素影响很小，因此可以获得远高于普通LC振荡器的频率稳定度，适合对频率稳定度要求高的通信、测量、雷达等场合。（3分）两种基本类型分别是并联型晶体振荡器和串联型晶体振荡器。并联型晶体振荡器中，晶体工作在串联谐振频率和并联谐振频率之间，等效为一个高品质因数的电感，和外接电容构成并联谐振回路，作为三点式振荡器的谐振元件，振荡频率接近晶体的固有并联谐振频率；串联型晶体振荡器中，晶体工作在串联谐振频率点，此时晶体的阻抗最小，呈纯阻性，正反馈最强，只有在晶体的串联谐振频率上满足振荡条件，因此振荡频率等于晶体的固有串联谐振频率。（3分）3.大信号包络检波是利用二极管的单向导电性和RC低通滤波网络，直接从大信号调幅波中提取出包络分量，还原原始调制信号的检波方式，适合输入调幅信号幅度大于0.5V的大信号检波，电路结构简单，检波效率高，是普通AM信号最常用的解调方式。（2分）惰性失真产生的原因：当调幅波包络下降时，电容RC放电的速度太慢，跟不上包络下降的速度，导致电容上的输出电压下降比包络慢，使得二极管始终处于截止状态，输出无法跟随包络变化，产生失真。（2分）避免惰性失真的条件是：RCΩ_max≤√((1-M_a^2))/M_a，其中R是检波负载电阻，C是滤波电容，Ω_max是调制信号的最高角频率，M_a是调幅波的最大调幅系数。满足该条件时，电容放电速度足够快，输出可以跟随包络变化，避免惰性失真。（2分）（2）载波功率P_c=U_c^2/(2R_L)=8^2/(2×100)=64/200=0.32W；（2分）上下边带总功率P_边带=(M_a^2P_c)/2=(0.6^2×0.32)/2=0.36×0.32/2=0.0576W；（1分）调幅波总功率P_总=P_c+P_边带=0.32+0.0576=0.3776W。（1分）2.（1）对比单音调频波的标准表达式u_FM(t)=U_ccos(ω_ct+m_fsinΩt)，可得调频指数m_f=8；（1分）调制信号频率F=Ω/(2π)=(4π×10^3)/(2π)=2×10^3Hz=2kHz；（1分）最大频偏Δf_m=m_f×F=8×2kHz=16kHz；（2分）根据卡森公式，带宽BW=2(Δf_m+F)=2×(16+2)=36kHz；（1分）（2）调频信号的载波幅度恒定，总功率P=U_c^2/(2R_L)=10^2/(2×50)=100/100=1W；（2分）（3）最大频偏Δf_m=k_fU_Ω，调制信号幅度增大为原来的3倍，因此新的Δf_m'=3Δf_m=48kHz，新的调制信号频率F'=2F=4kHz，新的调频指数m_f'=Δf_m'/F'=48kHz/4kHz=12，新的载波角频率不变