高频电子线路_阳昌汉_习题与解答

1、 106 第二章第二章 习题与解答习题与解答 2 2- -1 1 图 2-18 所示电路为一等效电路，其中 l=0.8uh,q0=100,c=5pf,c1 =20pf,c2 =20pf,r=10k,rl =5k，试计算回路的谐振频率、谐振电阻。 题意分析 此题是基本等效电路的计算，其中 l 为有损电感，应考虑损耗电阻 0 r(或 电导 0 g)。 解 由图 2-18 可画出图 2-19 所示的等效电路。 图 2-18 等效电路 图 2-19 等效电路 (1)回路的谐振频率 0 f 由等效电路可知 l=0.8h，回路总电容c为 12 12 20 20 515(pf) 2020 c c cc cc

2、 则 0 612 11 2 20.8 1015 10 f lc 45.97(mhz) (2)rl折合到回路两端时的接入系数p为 21 12 12 12 1 1 1 2 cc p cc c c cc 则 107 223 3 11 0.50.05 10s 5 10 l p r 电感 l 的损耗电导 0 g为 0 66 00 11 245.97 100.8 10100 g lq 6 43.30 10s 总电导 23-3 0 3 111 0.0433 100.05 10 10 10 l ggp rr 3 0.1933 10s 谐振电阻 p 15.17 krg 2 2- -2 2 有一个 rlc 并联谐

3、振电路如图 2-20 所示，已知谐振频率 f0=10mhz,l=4h,q0 =100,r=4k。 试求 (1)通频带 2 0.7 f;(2)若要增大通频带为原来的 2 倍， 还应并联一个多大电阻? 题意分析 此题是一个 rlc 并联谐振电路的基本计算， 了解通频带的变化与回路电阻的关系。 解 (1)计算通频带 电感l的损耗电导 0 g为 图 2-20 rlc 并联谐振回路 0 66 00 11 210 104 10100 g lq 6 39.8 10s 回路总电导 6 0 3 11 39.8 10 4 10 gg r 6 289.8 10s 108 回路的有载品质因数 l q为 666 0 1

4、1 g210 104 10289.8 10 l q l 13.74 回路通频带 6 6 0 0.7 10 10 20.728 10hz0.728 mhz 13.74 l f f q (2)若通带增大一倍，即 2 0.7 1.456mhzf，计算应再并多大电阻 r 根据题意要求通频带增大一倍，则回路的有载品质因数应减小一倍，即 1 6.87 2 ll qq 对应的 g应该增大一倍，即 6 2579.6 10sgg 因为 0 11 gg rr 所以 0 11 gggg rr 6 289.8 10s 则 3.45kr 图 2-21 单调谐放大电路 109 2-3 单 调 谐 放 大 器 如 图 2-

5、21 所 示 。 已 知 工作 频 率 f0=30mhz,l13=1h,q0 =80,n13=20,n23=5,n45=4。晶体管的 y 参数为 yie=(1.6+j4.0) ms;yre=0;yfe=(36.4-j42.4) ms;yoe=(0.072+j0.60)ms。 电路中rb1=15 k,rb2=6.2 k,re=1.6 k,c1=0.01f,ce=0.01f， 回路并联电阻r=4.3k， 负载电阻 rl=620。试求： (1)画出高频等效电路； (2)计算回路电容 c； (3)计算 au0 , 2f0.7 , kr0.1 。 题意分析 此题的目的是说明负载不是晶体管而是 rl时，分

6、析等效电路要注意与晶 体管为放大器负载的区别，具体计算仍然由实际等效电路来决定。 解 (1)画高频等效电路 由题意已知晶体管的 yre=0，可画高频等效电路如图 2-22 所示。 图 2-22 高频等效电路 图(a)是根据实际放大器画出的 yre=0 的高频等效电路，输入电压 i u 加在晶体管 b、e 之间，偏置电阻 rb1和 rb2以并联形式加在b、e之间，而晶体管的输入电导 gie和输入电容 cie也是并联在 b、e 之间。因为 yre =0，输出电压不会影响输入电流的变化， 而输入电压 i u 已在电流源 yfe i u 中反映出，所以在进一步将各元件等效到回路两端时，前一半等效电路

7、可以不再画出，可以直接画出如图(b)所示高频等效电路。其中各参数计算如下 23 1 13 5 0.25; 20 n p n 110 45 2 13 4 0.2; 20 n p n 0.072ms; oe g 3 6 0.60 10 3.18 pf 230 10 oe c 22 36.442.455.88 ms fe y -42.4 arctan49.35 36.4 fe 0 66 00 11 66.35s 230 101 1080 g lq 22 102 1 gl oe gp ggp r 2662 3 11 0.2572 1066.35 100.2 4.3 10620 6 367.93 10s

8、367.93s (2)计算回路电容 c 因为 2 1oe cp cc ，且 22 66 013 11 2 230 101 10 c fl 28.17 pf 所以 22 1 28.170.253.18 oe ccp c 27.97 pf (3)计算 au0 、2f0.7、k r0.1 3 12 49.35 60 e 0.25 0.2 55.88 10 e 367.93 10 fe j fe j u p p y a g 111 -49.35 7.59e j 0 7.59 u a 0 0.7 2 l f f q 666 013 11 14.4 230 101 10367.93 10l g l q 0

9、.7 30 22.08 mhz 14.4 f 0.1 99 r k 2 2- -4 4 单调谐放大器如图 2-23 所示。已知 l14=1h,q0=100,n12=3,n23=3,n34=4，工 作频率 f0=30mhz，晶体管在工作点的y参数为 gie=3.2ms,cie=10pf,goe=0.55ms,coe=5.8 pf,yfe=53ms,fe=-47,yre=0。试求： 图 2-23 单调谐放大电路 (1)画高频等效电路； (2)计算回路电容 c； (3)计算 au0、2f0.7、kr0.1。 题意分析 此题是采用了自耦变压器构成的调谐回路，通过画高频等效电路，掌握画 高频等效电路的方

10、法，并熟习计算方法。 解 (1)画高频等效电路 由于晶体管的 yre=0，输出对输入不会产生影响，因此画高频等效电路时可将输入端 的等效电路忽略而只画出输出端的高频等效电路， 而输入电压 i u 在电流源 yfe i u 中已有反 映。图 2-24(a)为高频等效电路，图 2-24(b)是将晶体管及后级负载等效到回路 1、4 两端 112 后的等效电路。其中等效电路各元件参数的计算如下： 31 1 41 6 0.6 10 n p n 21 2 41 3 0.3 10 n p n 6 0 66 0140 11 53 10s 230 101 10100 g l q 图 2-24 高频等效电路 22

11、22 102222 33 11 2 103 10 ieoe gp ggppp g 22223 11 0.60.550.0530.30.30.33.210 23 0.614 ms (2)计算回路电容 c 因为 22 112oeie cp ccp c ，且 113 22 66 014 11 =28.17 pf 2 230 101 10 c fl 所以 2222 122 28.170.65.80.31025.18 pf oeie ccp cp c (3)计算 au0、2f0.7、kr0.1 3 12 0 3 47 47 e 0.6 0.3 53 10 e 15.54e 0.614 10 j fe f

12、e j j u p p y a g 0 15.54 u a 0 0.7 2 l f f q 663 014 11 g230 101 100.614 10 l q l 8.64 0.7 30 23.47 mhz 8.64 f 0.1 99 r k 2 2- -5 5 单调谐放大器如图 2-25 所示。已知工作频率 f0=10.7mhz,谐振回路的 l13=4 h,q0=100,n23=5,n13=20,n45=6 ， 晶 体 管 的 参 数 为yie=(2.86+j3.4)ms;yre=(0.08-j0.3) ms;yfe=(26.4-j36.4) ms;yoe=(0.2+j1.3) ms。试求

13、： 图 2-25 单调谐放大器 1.忽略 yre，(1)画高频等效电路；(2)计算电容 c；(3)计算单级 au0、2f0.7、kr0.1。 2.考虑 yre，(1)若s5 稳定，计算 0u s a ，(2)判断并说明此放大器稳定与否? 114 题意分析 本题是通过计算结果来判断放大器的稳定性能。通过计算 0u s a的数值与 实际放大器的 0u a比较来判断放大器的稳定与与否。 解 1.忽略 yre，认为 yre=0。(1)画高频等效电路如图 2-26 所示。等效电路中各元件参数 计算如下： 图 2-26 高频等效电路 23 1 13 5 0.25 20 n p n 45 2 13 6 0.

14、3 20 n p n 0 66 0130 11 210.7 104 10100 g l q 6 37.2 10s37.2s 0.2 ms oe g 115 3 12 6 1.3 10 19.35 10f19.35 pf 210.7 10 oe c 2.86 ms ie g 3 12 6 3.4 10 50.60 10f50.60 pf 210.7 10 ie c 22 26.436.445 ms fe y -36.4 arctan54 26.4 fe 2223623 102 0.250.2 1037.2 100.32.86 10 oeie gp ggp g 6 307.1 10s307.1s

15、(2)计算电容 c 因为 22 12oeie cp ccp c ，且 22 66 013 11 2 210.7 104 10 c fl 12 55.37 10f55.37 pf 则 2222 12 55.370.2519.350.350.6049.61 pf oeie ccp cp c (3)计算 au0、2f0.7、kr0.1 3 1254 0 6 0.25 0.3 45 10 307.1 10 fej u p p y ae g 54 10.99e j 666 013 11 g210.7 104 10307.1 10 l q l 12.11 116 0 0.7 10.7 20.884 mhz

16、 12.11 l f f q 0.1 99 r k 2.考虑 yre，且s5 为稳定，则 22 0.080.30.31 ms re y 0.3 arctan75 0.08 re 0 2 1 cos fe u refere s y a s y -3 -3 2 45 10 5 0.31 101cos5475 12.52 由于实际放大器的 0 10.99 u a小于 0u s a， 则放大器是稳定的。 也可以用 0u a代入 0u s a 中可得 2 0 2 = 1cos fe refereu y s ay 3 2 3 2 45 10 10.990.31 101 cos -5475 6.48 可见

17、0 10.99 u a的单调谐放大器是稳定的。 2 2- -6 6 电阻网络如图 2-27 所示。 s u为信号源， s r是信号源内阻。 求：此网络额定输出功率 so p ； 此电阻网络的额定功率增益 ph a； 当 s r、r均为有噪电阻时，求温度为t时，在负载 l r处产生 的噪声功率； 网络输出的额定噪声功率； 求电阻网络的噪声系数 f n。 题意分析 本题是纯电阻网络的噪声有关计算。 解 图 2-27 117 根据戴维南定理， s r和r组成网络可等效为 ss 0 ss , o r ru rur rrrr 网络额定输出功率u4 2 sooo pr ，则 4() 2 s so ss u

18、 r p rr r s u的额定输入功率4 2 siss pur ，则网络的额定功率增益为 2 s 2 s 4 4 ph ss so siss u rrr r pr a purrr 在 s r、r均为有噪电阻时，其等效电阻 oss rr rrr的噪声电压方均值为 4 2 non uktrf。在 l r处产生的噪声功率为 2 4 2 nnol nol ol ol uktf r r pr rr rr 网络输出的额定噪声功率是在 ol rr条件下得到，则 non pktf 网络噪声系数 方法 1 1 1 s f ph r n ar 方法 2 ii 1 no f no p n p 其中， iino p

19、 为网络内部噪声在输出端呈现的额定噪声功率； no p 输入噪声在输出端呈现的 额定噪声功率。 118 电阻网络在输出端总的噪声电压方均值为 2 4 s non s r r uktf rr 网络内部电阻r在输出端呈现的噪声电压方均值为 2 2 4 s non s r uktf r rr 输出端 s r的噪声传至输出端的噪声电压方均值为 2 2 4 nons s r uktf r rr 则噪声系数 f n为 22 2 11 nonos f nono uur n uur 2 2- -7 7 图 2-28 所示是一个有高频放大器的接收机方框图。各级参数如图中所示。试求 接收机的总噪声系数。并比较有高

20、放和无高放的接收机，对变频噪声系数的要求有什么不 同？ 图 2-28 接收机的方框图 题意分析 本题是对系统总噪声系数进行计算，通过计算进一步理解对各级的技术要 求。 解 1.传输线的噪声系数是 1 1 11 1.25 0.8 f ph n a 2.接收机的总噪声系数为 119 324 1 112123 111 fff ff phphphphphph nnn nn aaaaaa 2 17 13 1 1.253.61 0.80.8 100.8 10 0.7 3.无高放，则总噪声系数为 34 1 113 11 ff ff phphph nn nn aaa ? 7 13 1 1.2512.32 0.

21、80.8 0.7 可见无高放后，接收机噪声系数比有高放要大很多。若要降低接收机总噪声系数，只 有降低变频器的噪声系数提高功率增益，这样对变频器的要求就很高。因而最好是在变频 器前加一级低噪声高放级。若还要进一步降低总噪声系数还可以将高放和变频器放在一个 制冷系统中，使其处于100 c 以下，这样总噪声系统又会有大的下降。 2-8 接收机的带宽为 3khz，输入阻抗为 50，噪声系数 6db，用一总衰减为 4db 的 电缆连接到天线，假设各接口均匹配，为了使接收机输出信噪比为 10db，则最小输入信号 应为多大？ 解：电缆衰减 4db，其功率传输系数 11 1 1 0.389,2.51 phf

22、ph an a 接收机噪声系数 6db，则 2 3.98 f n 系统总噪声系数 1 1 1 13.98 1 2.5110.17 0.389 f ff ph n nn a 最小有用信号功率 f so n no p pn ktf p si min 233 10 10.17 1.38 10290 3 10 w 15 1.22 10w 最小输入信号电压振幅 157 22 50 1.22 104.94 10 v0.494 v i i min ur p si min 120 第三章第三章 习题与解答习题与解答 3 3- -1 1 某谐振功率放大器，已知24v cc v，输出功率5w o p ，晶体管集电

23、极电流 中的直流分量 0 250ma c i，输出电压22.5v cm u，试求：直流电源输入功率 p；集 电极效率 c ;谐振回路谐振电阻 p r；基波电流 1c m i；半通角 c 。 题意分析 此题没有指明是临界状态，实际上是用尖顶脉冲的分解系数 0( ) c 、 1( ) c 来进行计算，也就是说计算的不是欠压就是临界状态。过压状态为凹顶脉冲，不能 用尖顶脉冲分解系数，只能定性分析。 解 (1)直流电源输入功率 0 24 0.256(w) ccc pv i (2)集电极效率/5/683.3% co pp (3)谐振回路谐振电阻 p r 由 2 1 2 cm o p u p r 可得 2

24、2 22.5 50.63( ) 22 5 cm p o u r p (4)基波电流 1c m i 由 1 1 2 ocmc m pui可得 1 22 5 0.4444(a)=444.4(ma) 22.5 o c m cm p i u (5)半通角 c 由 1 1 () 2 cc g可得 1 22 0.833 ()1.777 22.5/24 c c g ，查表，62 c 。 3 3- -2 2 某高频功率放大器，晶体管的理想化输出特性如图 3-25 所示。已知 12v cc v,0.4v bb v，输入电压0.4cos(v) b ut，输出电压10cos(v) c ut，试 求： (1)作动态特

25、性，画出 c i与 ce u的波形，并说明放大器工作于什么状态? (2)计算直流电源 cc v提供直流输入功率p、高频输出功率 o p、集电极损耗功率 c p、 集电极效率 c 。 题意分析 此题是要掌握动态特性的作法以及判断工作状态。而功率、效率计算只是 通过图找出 cm i并计算出 c 就可以解出各量。 解 (1)根据已知条件12v cc v,0.4v bb v ,0.4v bm u ,10v cm u，而 c g和 bz u 可由输出特性求出，可得 0.50v bz u 600ma =2000(ms) (0.8-0.5) v c c be i g u ? ? 121 采用虚拟电流法可得

26、12vvcc ()2000 (0.50.4)200(ma) qcbzbb ig uv 由决定 q 点的坐标(见图 3-25)， max 0.40.40.8(v) bebbbm uvu min 12 102(v) cecccm uvu 由决定 a 点的坐标。连 aq 交于 b 点， 图 3-25 晶体管输出特性 max 12 1022(v) cecccm uvu 由与0 c i ，决定 c 点坐标，则abbc折线为动态特性。 由于 a 点在 maxbe u与饱和临界线的交点上，放大器工作于临界状态。集电极电流 c i和 ce u的波形如图 3-25 所示。 (2)根据动态特性可知，集电极电流脉冲

27、的幅值600ma cm i，而 0.50.4 cos0.25 0.4 bzbb c bm uv u 可得75.5 c ，查表 0( )0.271 c , 1( )0.457 c ，则 直流电源 cc v提供输入功率 p 00( )12 600 0.271 1951.2mw ccccccmc pv iv i 高频输出功率 o p 122 11 11 ()0.5 10 600 0.4571371mw 22 ocmc mcmcmc puiui 集电极损耗功率 c p 1951.2 1371580.2mw co ppp 集电极效率 c 1371 70.3% 1951.2 o c p p 3 3- -3

28、 3 有一谐振功率放大器，已知晶体管的2000ms c g ,0.5v bz u,12v cc v，谐 振回路谐振电阻 p r =130，集电极效率74.6% c ，输出功率500mw o p ，且工作 于欠压状态。试求： (1) cm u、 c 、 1c m i、 0c i、 cm i； (2)为了提高效率 c 在保持 cc v、 p r、 o p不变的条件下，将通角 c 减小到 60，计 算对应于60 c 的 1c m i、 0c i、 cm i、 c ； (3)采用什么样的措施才能达到将 c 变为 60的目的? 题意分析 此题的目的是分析计算高频功率放大器的参数变化时，各项指标应该怎样

29、变化。 解 (1)由 2 1 2 cm o p u p r 可得22 0.5 13011.4(v) cmop up r 由 1 1 () 2 cm cc cc u g v 可得 1 22 0.746 12 ()1.57 11.4 c ccc cm gv u ，查表 90 c , 0(90 ) 0.319 , 1(90 ) 0.500 1 /11.4/13087.69(ma) c mcmp iur 11 /(90 )87.69/0.500175.38(ma) cmc m ii 00(90 ) 175.38 0.31955.95(ma) ccm ii (2)若 cc v、 p r、 o p不变，6

30、0 c 由于 o p、 p r不变，则 cm u不变， 1c m i不变，则 1 1111.4 (60 )/(60 )1.8085.5% 2212 ccmcc uvg 1 87.69ma c m i 11 /(60 )87.69/0.391224.27(ma) cmc m ii 00(60 ) 224.27 0.21848.89(ma) ccm ii (3)在保持 cc v、 p r、 o p不变的条件下，要将90 c 改为60 c ，它应满足的条 件是 1c m i不变，(90 )175.38(ma) cm i ,(60 )224.27(ma) cm i 由于(90 )(1 cos90 )

31、cmcbm ig u ，所以 123 (90 )175.38 (90 )0.08769(v)87.69( v) 2000 cm bm c i um g (90 )0.5(v) bbbz vu 由于(60 )(60 )(1 cos60 ) cmcbm ig u ，所以 (60 )224.27 (60 )0.24427(v)244.27(mv) (1-cos60 )1000 cm bm c i u g 由 (60 )0.5(60 ) cos600.5 (60 )0.24427 bzbbbb bm uvv u 可得 (60 )0.112135(v)112.135(mv) bb v 因此，若要保持 c

32、c v、 p r、 o p不变将 c 由 90变为 60，则 bm u由 87.89 mv 变为 244.27 mv，而 bb v由 500 mv 变为 112.135 mv。 3-4 某谐振高频功率放大器， 已知晶体管饱和临界线斜率0.9s cr g,0.6v bz u， 电 源电压18v cc v,0.5v bb v ，输入电压振幅2.5v bm u，集电极电流脉冲幅值 1.8a cm i，且放大器工作于临界状态。试求：(1)直流电源 cc v提供的输入功率p；(2) 高频输出功率 o p； (3)集电极损耗功率 c p； (4)集电极效率 c ； (5)输出回路的谐振电阻 p r。 题意

33、分析 此题是利用在临界工作状态已知 cm i、 cr g、 cc v求出 cm u，然后根据 cos()/ cbzbbbm uvu计算出 c ，查表得 0c () 、 1c () ，则可解出各项值。 解 由于工作于临界状态，则() cmcrcccm igvu，可得 1.8 1816(v) 0.9 cm cmcc cr i uv g 由 0.6( 0.5) cos0.44 2.5 bzbb c bm uv u ，得63.9 c ，查表 01 (63.9 )0.232,(63.9 )0.410 则 00( )1.8 0.2320.4176(a)417.6(ma) ccmc ii 11( )1.8

34、0.4100.738(a)738(ma) c mcmc ii (1)直流电源 cc v提供输入功率 0 18 417.67516.8(mw) ccc pv i (2)高频输出功率 1 1 0.5 16 7385904(mw) 2 ocmc m pui (3)集电极损耗功率 124 7516.859041612.8 (mw) co ppp (4)集电极效率 5904 78.5% 7516.8 o c p p (5)输出回路的谐振电阻 1 16 21.68( ) 0.738 cm p c m u r i 3 3- -5 5 晶体管 3dg12b 组成谐振功率放大器，已知电源电压18 cc vv，电

35、压利用系数 0.94,0.219s cr g，80 c ，放大器工作于临界状态。试求：(1)直流电源 cc v提 供输入功率 p；(2)高频输出功率 o p；(3)集电极损耗功率 c p；(4)集电极效率 c ；(5)输 出回路谐振电阻 p r。 题意分析 此题是利用在临界工作状态，已知 cr g、/ cmcc uv、 cc v求出 cm i，然 后根据 c 查出 0c () 、 1c () ，则可解出各项值。 解 由于工作于临界状态，则() cmcrcccm igvu可得 0.94 1816.92(v) cmcc uv 则()0.219 (18 16.92)0.2365(a)236.5(ma

36、) cmcrcccm igvu 00(80 ) 236.5 0.28667.6(ma) ccm ii 11(80 ) 236.5 0.472111.6(ma) c mcm ii (1)直流电源 cc v提供输入功率 0 18 67.61216.8(mw) ccc pv i (2)高频输出功率 1 11 16.92 111.6944.1(mw) 22 ocmc m pui (3)集电极损耗功率 1216.8944.1272.7(mw) co ppp (4)集电极效率 944.1 77.6% 1216.8 o c p p (5)输出回路谐振电阻 1 16.92 151.6 0.1116 cm p

37、c m u r i 3 3- -6 6 某谐振功率放大器工作于临界状态，已知24v cc v，饱和临界线斜率 0.6s cr g，通角80 c ， 0(80 ) 0.286 , 1(80 ) 0.472 ，输出功率2w o p ， 试求：(1)直流电源 cc v提供输入功率；(2)集电极损耗功率；(3)集电极效率；(4)输出回 125 路谐振电阻 p r。 题意分析 此题是利用在临界工作状态， 已知 cr g、 11 11 () 22 ocmc mcmcmc puiui 1 1 ()() 2 cmcrcccmc ugvu 和 c 、 cc v，计算出 cm u和 cm i，然后可解出各项值。

38、解 由于() cmcrcccm igvu, 11( ) c mcmc ii 可得 11 11 ()() 22 ocmc mcmcrcccmc puiugvu 2 11 11 ()() 22 crccccmcrccm g vugu 则 2 1 2 0 () o cmcccm crc p uv u g 即 2 2 2 240 0.6 0.472 cmcm uu 2 4 24244 0.6 0.472 2 cm u 23.4(v) cm u或0.6(v) (舍去) 由()0.6 (2423.4)0.36(a)360(ma) cmcrcccm igvu 则 00( )360 0.286102.96(m

39、a) ccmc ii 11( )360 0.472169.92(ma) c mcmc ii (1)直流电源 cc v提供输入功率 0 24 102.962471.04(mw) ccc pv i (2)集电极损耗功率 2471.042000471.04(mw) co ppp (3)集电极效率 2000 80.9% 2471.04 o c p p (4)输出回路谐振电阻 1 23.4 137.7 0.16992 cm p c m u r i 3 3- -7 7 谐振功率放大器工作于临界状态晶体管的10ms c g ，0.5v bz u，饱和临界 126 线的斜率6.94ms cr g，集电极电源电

40、压24v cc v,0.5v bb v ，基极激励电压振幅 2v bm u，试求： (1)集电极电流半通角 c ； (2)输出电压振幅 cm u； (3)直流电源 cc v输入功率； (4)高频输出功率； (5)集电极效率； (6)输出回路谐振电阻 p r。 题意分析 此题已知是临界工作状态，但没有给出 cm i或 cm u，但给出了 c g，也就是 说可以通过 c g来计算 cm i，然后再按临界的 cr g和 cm i计算 cm u以及其它各项数值。 解 (1) 0.5( 0.5) cos0.5 2 bzbb c bm uv u 60 c ，查表 0(60 ) 0.218 , 1(60 )

41、 0.391 由于 33 (1 cos)10 102 (1 0.5)10 10 (a)10(ma) cmcbmc ig u ，则 00( )10 0.2182.18(ma) ccmc ii 11( )10 0.3913.91(ma) c mcmc ii (2)输出电压 cm u 由于工作于临界状态，() cmcrcccm igvu，得 3 3 10 10 /2422.56(v) 6.94 10 cmcccmcr uvig (3)直流电源 cc v输入功率 0 24 2.1852.32(mw) ccc pv i (4)高频输出功率 1 11 22.56 3.9144.10(mw) 22 ocmc

42、 m pui (5)集电极效率 44.10 84.3% 52.32 o c p p (6)输出回路谐振电阻 3 1 22.56 5769.8( ) 3.91 10 cm p c m u r i 3 3- -8 8 某谐振功率放大器，晶体管的饱和临界线斜率0.5s cr g,0.6v bz u，电源电 压24v cc v,0.2v bb v ，输入信号振幅2v bm u，输出回路谐振电阻50 p r ， 输出功率2w o p ， 127 试求：(1)集电极电流最大值 cm i、输出电压振幅 cm u、集电极效率 c ； (2)判断放大器工作于什么状态? (3)当 p r变为何值时，放大器工作于临

43、界状态，这时输出功率 o p、集电极效率 c 分 别为何值? 题意分析 此题虽然给出了饱和临界线的斜率 cr g，但是没有说明是临界工作状态， 因而不能用 cr g来计算 cm i或 cm u，而是要用一般的通用公式计算。判断是否是临界状态 时才能应用 cr g计算。 解 (1) 由 于 0.6( 0.2) cos0.4 2 bzbb c bm uv u ， 得66.4 c ， 查 表 0(66.4 ) 0.241 , 1(66.4 ) 0.421 由 2 1 1 2 oc mp pir和 1 22 2 0.2828(a)282.8(ma) 50 o c m p p i r ， 则 3 1 2

44、82.8 105014.14(v) cmc mp uir 11 282.8 ()671.7(ma) 0.421 cmc mc ii 直流电源 cc v输入功率 00( )24 671.7 0.2413885.1(mw) ccccccmc pv iv i 集电极效率 2000 51.5% 3885.1 o c p p (2)判断放大器工作于什么状态，可以利用 cr g来进行。若为临界状态则满足 () cmcrcccm igvu。实际上，放大器的14.14v cm u，671.7ma cm i，这里可以用 两个方法判断。 若14.14(v) cm u，对应于临界状态的 cm i 为 ()0.5 (

45、24 14.14)4.93(a) cmcrcccm igvu, cmcm ii为欠压状态。 若 icm=671.7 ma，对应于临界状态的 cm u 为 0.6717 2422.66(v) 0.5 cm cmcc cr i uv g , c ff时， ce x等效为容抗；当 01 c ff时， ce x、 eb x为容抗， cb x为感抗，满足相位平衡条件，可能 134 振荡，为电容三点式振荡电路。其限制条件 11 1 2 c f lc 。 图 4-15(c) ce x为容抗， eb x为容抗， 而 cb x为串联谐振回路， 也可等效为三种情况。 当 0c ff时， cb x相当短路(或较小的

46、纯电阻)； 当 0 c ff时， cb x等效为感抗； 当 0 c ff时， ce x、 eb x为容抗， cb x为感抗满足相位平衡 条件，可能振荡，为电容三点式振荡电路。其限制条件是 3 1 2 c f lc 。 图 4-15(d)， ce x为感抗， eb x为容抗， cb x也可以分为三种情况，即纯电阻、感抗 和容抗。但无论 cb x为何值， ce x、 eb x是反性质的，不能满足相位条件，不能振荡。 图 4-15(e)， ce x为容抗， cb x为感抗，从表面上看 eb x为开路，无电抗元件，好像 不能振荡。而在实际应用中，由于晶体管be间有极间电容，因此 eb x是容抗，能满足

47、相位 条件，可能振荡，是电容三点式振荡电路。 图 4-15(f)， ce x为感抗， eb x为感抗， cb x为电感和电容串联电路。当 0 c ff时， cb x为感抗；当 0c ff时， cb x为短路；当 0 c ff时， cb x为容抗。只有当 0 lcl cl c； (2) 112233 lcl cl c； (5) 112233 lcl cl c 由题意知， 222 010203 ，则 010203 c 时 11 lc、 22 l c并联回路等效为容抗，当 03 c 时 33 l c并联回路等效为感抗。所以，当满 足 010203 c 则可能振荡，且为电容三点式振荡电路。 (2) 1

48、12233 ，则 010203 根据 ce x、 eb x电抗性质相同， cb x与 ce x、 eb x电抗性质相反的原则，当满足 010203 c 则 ce x、 eb x电抗性质都为感抗，而 cb x电抗性质为容抗，满足相位平衡条件，可能振荡， 且是电感三点式振荡器。 (3) 112233 lcl cl c 由题意知， 222 010203 ，则 010203 这样的条件，无论在什么频率下，这三个回路的等效相同性质，不能满足相位平衡条 件，不能振荡。 (4) 112233 lcl cl c 由题意知， 222 010203 ，则 010203 根据 ce x、 eb x电抗性质相同来看，

49、上式是能满足的。而 cb x要与 ce x、 eb x电抗性 质相反，则应满足 010203 c 这样条件下， 11 lc并联回路、 22 l c并联回路等效为容抗，而 33 l c并联回路等效为感 抗，满足相位平衡条件，可能振荡，且为电容三点式振荡器。 (5) 112233 136 这样的条件，无论在什么频率下， eb x与 cb x同性质。因此，不能满足相位平衡条件，不 能振荡。 图 4-17 振荡电路图 4 4- -4 4 图 4-17 所示振荡电路，设晶体管输入电容 2i cc?，输出电容 1o cc?，可忽 略 i c、 o c的影响。试问： (1)是什么形式的振荡电路，画高频等效电

50、路； (2)若振荡频 0 1fmhz，l为何值? (3)计算反馈系数f，若把f值减小到/2ff ，应如何修改电路元件参数。 (4) c r的作用是什么?若将 c r改变为高频扼流圈，电路是否仍能正常工作?为什么? (5)电路中的耦合电容 3 c和 4 c能否省去一个?能全部省去吗?为什么? (6)若输出线圈的匝数比 12 1nn?，从 2-2端用频率计测得振荡频率为1mhz， 而从 1 端到地之间测得振荡频率却小于1mhz，这是为什么?哪个结果正确? 题意分析 本题是一个基本的振荡电路，通过分析学习高频等效电路画法，电路元件 的作用及计算，以及频率测量等问题。 解 (1)电路型式是一般电容三点

51、式振荡电路，即考比兹振荡电路。 图 4-18 高频等效电路 (2)由等效电路可知 137 0 1 2 f lc ， 12 12 510 2200 414 pf 5102200 cc c cc 所以 22 612 0 11 61.25 h 2 21 10414 10 l fc (3)反馈系数f 21 2 1 1 510 0.232 1 2200 f be cce u ucc f uuc c 若/20.116ff ，且要保证振荡频率不变，即414pfc，则可列方程式 1 2 12 12 0.116 414pf c f c cc c cc 则 2 2 2 0.116 414 pf 1.116 c c

52、 2 3983 pfc 1 462 pfc 可将 1 c由 510pf 改为 462pf， 2 c由 2200pf 改为 3983pf。 (4) c r的作用是作为放大器负载之一使用，若将 c r改为高频扼流圈，同样可以构成 振荡器正常正作。高频扼流圈的直流电阻为零，集电极直流电位提高到 cc v，高频扼流圈 的交流电阻很大，使起振变得容易些。放大器电压增益 0 a加大，f不变。 (5)电路中的耦合电容 3 c和 4 c只能省去一个， 不能全省去。 因为耦合电路对交流起耦 合作用， 对直流起隔直作用， 留下一个是确保晶体管的集电极c与基极b不因电感而短路， 使放大器能正常工作。 (6)由于频率

53、计在测试时， 输入端有一个输入电容， 接到 2-2端时， 由于 12 1nn? 输入电容对振荡器谐振回路几乎没影响，测试频率为1mhz是正确的。假若频率计加到电 感线圈l到地之间测量，相当于在原c上并联了一个输入电容，振荡器的振荡频率因c 的加大而变小，这个测量频率是不准确的。 138 图 4-19 克拉泼振荡电路 4 4- -5 5 图 4-19 所示是一个克拉泼振荡电路。电路中 1b r=15k， 2b r=7.5k, c r =2.7k, e r=2k, 1 c=510pf， 2 c=1000pf, 3 c=30pf, l=2.5h， 0 q=100,晶体管在 工作点的参数为 ie g=

54、2860s， ie c=18pf， oe g=200s， oe c=7pf， se y=45ms。试求： (1)电路的振荡频率 0 f； (2)电路的反馈系数f； (3)分析讨论此电路能否满足起振条件 0 1a f。 题意分析 本题是根据具体电路参数来进行估算振荡频率和计算反馈系数，验算电路 能否满足起振条件。 解 根据图 4-19 克拉泼振荡电路可画出如图 4-20 所示的等效电路。由等效电路(a)可看 出 1 c与 oe c并联， 2 c与 ie c并联，令 11oe ccc ， 22ie ccc 。还可以看出 1b r、 2b r 和 ie g是并联，令其并联值为 b g，则 12 11

55、11 2.863.06 ms 15k7.5k bie bb gg rr 0 g为并联在l两端的空载损耗电导。 (1)由等效电路知谐振回路的总电容为 123 122331 517 1018 30 27.59 pf 517 1018 1018 3030 517 c c c c ccc cc c 0 612 11 19.173 mhz 2 22.5 1027.59 10 f lc (2)反馈系数f的计算 139 图 4-20 等效电路 21 2 1 1 517 0.508 1 1018 f be cce u ucc f uuc c (3)判断起振条件 电感l的损耗电导 0 g为 0 66 00 11 33.2 s 2219.173 102.5 10100 g flq 等效电路(b)中的 2 00 gp g ,其中 1 1 1 517 18.74 1 27.59 cc p c c 140 所以 2 0 18.7433.21165911.659 msgs 2 1bb gp g 1 1 2 1 1 517 0.508 1