2026年《高频电子线路》期末试题及答案

2026年《高频电子线路》期末试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下关于高频功率放大器的说法正确的是（）A.高频功率放大器工作在丙类状态的主要目的是获得更高的电压增益B.高频功率放大器工作在欠压状态时，输出功率随负载电阻的增大而增大C.谐振功率放大器的集电极电流为标准正弦波D.丙类倍频器通常工作在欠压状态2.满足VL>>VS条件的理想二极管平衡混频器，本振角频率为ωL，输入信号角频率为ωS，以下分量中不会出现在输出端的是（）A.ωL+ωSB.3ωL-ωSC.ωL-ωSD.ωL3.以下关于锁相环路的说法正确的是（）A.锁相环处于失锁状态时，输出信号与输入信号的频率差会持续增大B.锁相环进入锁定状态后，仍然存在固定的剩余频差C.锁相环的频率捕捉范围大于同步跟踪范围D.锁相环可以用于调频波的解调4.单调谐回路谐振放大器中，次级负载的接入系数减小，对通频带的影响是（）A.等效到谐振回路的负载电阻减小，通频带变宽B.等效到谐振回路的负载电阻增大，通频带变窄C.等效到谐振回路的负载电容增大，通频带变宽D.等效到谐振回路的负载电容减小，通频带变窄5.以下关于幅度调制信号的说法正确的是（）A.普通调幅波的包络变化规律与调制信号的变化规律不一致B.普通调幅波的载波功率会随着调幅度的增大而减小C.抑制载波双边带调幅波可以直接通过包络检波实现正确解调D.调幅指数大于1时，普通调幅波会产生过调幅失真6.LC正弦波振荡器的起振条件是（）A.调相波的瞬时相位随调制信号线性变化，瞬时频率保持不变B.单音调制时，调频波的最大频偏与调制信号的幅度成正比C.单音调制时，调频波的带宽等于调制信号的频率D.间接调频的实现方法是先对调制信号调频，再进行调相8.大信号二极管包络检波产生惰性失真的原因是（）A.二极管正向电阻过大B.检波负载电阻过小C.检波放电时间常数RC过大D.输入调幅波的调幅度过小9.以下电路中，不能实现频率搬移功能的是（）A.调幅电路B.混频电路C.丙类谐振功率放大器D.乘积型同步检波电路10.和电感三点式正弦波振荡器相比，电容三点式振荡器的突出优点是（）A.输出波形失真小，质量好B.便于在宽范围内调节振荡频率C.电路结构更简单D.起振更容易二、填空题（每空1分，共10分）1.LC正弦波振荡器的振幅稳定条件是____。2.采用乘法器实现同步检波，输入抑制载波双边带调幅波为vS(t)=VcosΩtcosωCt，输入同步载波为vC(t)=cos(ωCt+φ)，经过低通滤波后输出电压为____。3.谐振功率放大器中，若保持输入信号幅度和负载电阻不变，增大电源电压VCC，放大器的工作状态会向____方向移动。4.调频波的解调过程称为____，调相波的解调过程称为____。5.线性网络噪声系数的定义为____。6.晶体振荡器的频率稳定度远高于普通LC振荡器，核心原因是晶体具有____。7.大信号二极管包络检波的两个核心过程是____和____。三、简答题（共20分）1.为什么谐振功率放大器通常选择工作在丙类状态？请结合导通角、效率和负载特性说明原因。（6分）2.什么是包络检波的惰性失真？写出不产生惰性失真的条件，并说明检波负载R、C参数对检波性能的影响。（7分）3.试说明混频器的组合频率干扰产生的原因，简述减小组合频率干扰的方法。（7分）四、分析计算题（共35分）1.某谐振功率放大器工作在临界状态，已知集电极电源电压VCC=24V，集电极电压利用系数ξ=0.8，输出功率PO=10W，导通角θ=70°，对应傅里叶分解系数α0(70°)=0.253，α1(70°)=0.436。试计算：（1）集电极基波电压振幅Uc1；（2）集电极基波电流振幅Ic1；（3）直流电源提供的功率PD；（4）集电极效率ηC。（10分）2.已知普通调幅波的表达式为vAM(t)=10(1+0.5cos2π×2×10³t+0.3cos2π×5×10³t)cos2π×10⁷t（单位：V），试求：（1）写出该调幅波包含的所有频率分量和对应分量的振幅；（2）计算总调幅度；（3）计算该调幅波的带宽；（4）计算该调幅波接在1Ω负载上的总输出功率。（12分）3.已知某调频电路的调制灵敏度kf=2π×10⁴rad/(s·V)，调制信号vΩ(t)=3cos2π×10³t+2cos2π×4×10³t（V），载波角频率ωC=2π×10⁶rad/s，载波振幅为10V。试写出：（1）调频波的瞬时频率表达式；（2）调频波的瞬时相位表达式；（3）调频波的数学表达式；（4）计算调频波的最大频偏和带宽。（13分）五、综合设计题（15分）要求设计一个输出频率为5MHz的串联型晶体振荡器，采用NPN型硅BJT，电源电压为12V，晶振工作在串联谐振状态满足选频要求，要求输出波形好，频率稳定度高。请完成以下要求：（1）画出完整的交流通路和电路图，标注各元件参数的取值范围；（2）说明各核心元件的作用；（3）说明该晶体振荡器频率稳定度高的原因。一、单项选择题答案1.B2.D3.D4.B5.D6.A7.B8.C9.C10.A二、填空题答案3.欠压4.鉴频，鉴相5.=6.很高的品质因数Q7.二极管导通电容充电，二极管截止电容放电三、简答题答案1.谐振功率放大器的核心要求是获得高输出功率和高转换效率，降低管子的功率损耗。按照导通角分类，甲类放大器导通角θ=180°，管子在整个信号周期内都处于导通状态，管耗大，最高理想效率仅为50%，无法满足高频功率放大对效率的要求；乙类放大器导通角θ=90°，管子仅半个周期导通，效率高于甲类，最高理想效率为78%，但管耗依然较大，无法实现更高的效率；丙类放大器导通角θ<90°，管子仅在不到半个周期导通，大部分时间处于截止状态，管耗远小于甲类和乙类，因此可以获得非常高的转换效率。丙类放大器工作时，集电极电流为周期性脉冲，包含直流、基波和高次谐波分量，通过LC谐振回路作为选频负载，可以选出所需的基波分量，滤除谐波分量，最终输出频率与输入一致的高频信号，不会产生波形失真，因此谐振功率放大器通常工作在丙类状态来兼顾输出功率和效率。2.惰性失真是大信号包络检波特有的失真，当检波负载的放电时间常数RC过大时，电容C通过负载R的放电速度慢于调幅波包络的下降速度，使得二极管截止期间，电容两端的输出电压无法及时跟随调幅波包络的下降而下降，导致输出波形偏离包络的变化规律，产生失真，这种失真就是惰性失真。不产生惰性失真的条件为：RC≤，其中为调幅波的调幅度，为最高调制角频率。参数影响：①负载电阻R：R越大，检波效率越高，输出电压更接近输入调幅波的峰值，同时检波器的输入阻抗更大，对前级谐振回路的影响更小；但R过大时，会增大放电时间常数RC，容易引发惰性失真。②电容C：C的作用是滤除输出电压中的高频载波分量，C越大，滤波效果越好，输出的高频纹波越小；但C过大也会增大RC，容易产生惰性失真，同时还会衰减调制信号中的低频分量，导致低频调制分量失真。因此RC的选择需要兼顾滤波效果、检波效率和失真抑制三个方面。四、分析计算题答案1.解：（1）集电极基波电压振幅满足=ξ，代入参数得（2）输出功率=，因此=（3）根据傅里叶分解，=(θ)，直流电源功率=（4）集电极效率=2.解：（1）将调幅波展开：(=因此各频率分量和振幅为：载频=10MHz，振幅10V；+2kH（2）总调幅度=+（3）最高调制频率=5kH（4）1Ω负载上，载波功率===50W，第一对边带功率=+3.解：（1）瞬时频率ω(（2）瞬时相位φ(（3）调频波的数学表达式为(t（1）电路采用分压式偏置共射结构：NPN型BJT基极接偏置电阻Rb1（10kΩ~20kΩ）上端接12V电源，Rb2（2kΩ~5kΩ）下端接地，基极通过隔直耦合电容Cb（1000pF，对5MHz短路）接晶振输出端，发射极接发射极电阻Re（1kΩ~2kΩ）和旁路电容Ce（0.1μF，对5MHz短路），发射极输出接两个串联分压电容C1（100pF~1000pF）、C2（200pF~2000pF）到地，集电极接高频扼流圈Lc（电感量10μH~100μH，对5MHz呈高阻）上端接12V电源，集电极通过隔直电容接5MHz晶振的输入端，晶振工作在串联谐振频率5MHz，输出端接基极，输出从C2两端通过耦合电容输出。交流通路满足电容三点式的相位条件：发射极到集电极和发射极到基极都是电容（C1、C2），基极到集电极是晶振，串联谐振时呈纯阻性，符合三点式振荡的相位条件。（2）核心元件作用：①Rb1、Rb2：基极分压偏置电阻，为BJT提供合适的静态工作点；②Re：发射极直流负反馈电阻，稳定静态工作点，稳定输出幅度；③Ce：发射极旁路电容，对5MHz高频信号短路，消除交流负反馈，保证环路增益满足起振要求；④Lc：集电极高频扼流圈，为集电极提供直流通路，同时对5MHz高频信号呈高阻，阻止高频信号进入电源，减少高频损耗；⑤C1、C2：分压反馈电容，构成电容三点式反馈网络，提供所需的反馈，满足相位条件，同时电容对高次谐波阻抗小，反馈弱，输出波形好；⑥晶振：核心选频元件，只有频率等于晶振串联谐振频率5MHz时，晶振阻抗最小，呈纯阻性，相移为零，满足振荡的相位和振幅条件，