西工大高频课后习题部分答案.ppt

1、2020/10/11,1,1-20 试求图 P1-20 所示各传输线变压器的阻抗变换关系（ Ri / RL）及相应的特性阻抗Zc 表达式。,第一章,解：设每根传输线变压器的端电压为v，电流为i；,2020/10/11,2,2020/10/11,3,2020/10/11,4,1-21 试证明图P1-21所示传输线变压器的输入电阻Ri25RL，传输线的特性阻抗Zc=5RL,2020/10/11,5,1-22 图PI-22所示为用传输线变压器构成的魔T混合网络，试分析工作原理。已知 RL=50，试指出Ri、R1、R2、R3各阻值。,解： Tr1 -Tr3均为魔 T 混合同相功率合成网络，Tr4为 l

2、 : 4 传输线变压器 。Tr4输入端呈现电阻 ，这个电阻就是混合网络Tr3C端呈现的电阻，而R3即为接在Tr3 DD 端的电阻。,因此，根据隔离条件 ，同理混合网络 Trl 和 Tr2的C端呈现的电阻 。,2020/10/11,6,1-23 图P123所示为工作在（230）MHz频段上、输出功率为50w的反相功率合成电路，试指出各传输线变压器功能及 Tr1Tr3传输线变压器的特性阻抗，并估算功率晶体管输入阻抗和集电极等效负载阻抗。图中，Ll、L2的作用不予考虑。,解：( 1 )Tr1为不平衡-平衡变换器，Tr6为反相功率分配器，Tr2、Tr3为9:1阻抗变换器，Tr7为反相功率合成器，Tr4

3、为平衡不平衡变换器，Tr5为 l : 4 阻抗变化器 。,( 2 ) Trl 输出端呈现的电阻为50，经 9:1阻抗变化器后的电阻为 50/9=5.6，因此晶体管T1、T2 的输入电阻均为2.8。 ( 3 ）输出负载为50。经Tr4和Tr5变换后的电阻为50/4 =12.5因此，T1、T2管的输出负载电阻均为6.25。 ( 4 ) Tr1 Tr5的特性阻抗：Zc1=50，Zc412.5, Zc5=25 Zc2=Zc3=1/3Ri=1/3*50=16.7。,2020/10/11,7,解：Tr1-Tr3均为同相分配网络，输入功率经两次分配在四只RL上，各输出四分之一的功率，接在Trl、 Tr2、T

4、r3的输出各负载为Rd1、Rd2、Rd3；且Rd2=Rd3，作为同相功率放大器，得：,1-24 一功率四分配器如图NP1-24所示，试分析电路工作原理，写出RL1与各电阻之间的关系。,2020/10/11,8,解：因为谐振功放的输出负载为并联谐振回路该回路具有选频特性，可以从晶体管的余弦脉冲电流中，将不失真的基波电流分量选频出来，在并联谐振回路上形成不失真的基波余弦电压，而电阻性负载功率放大器的电阻性输出负载不具备这样的功能，因此不能在丙类工作。,第二章谐振功率放大器,解：与甲、乙类比较，丙类工作放大器的优点在于： （1）由于丙类工作时晶体管的导通时间短，使管子的瞬时功耗减少因而效率得到提高。

5、 （2）丙类工作的放大器输出负载为并联皆振回路，具有选频滤波特性，保证了输出信号的不失真。 为此，丙类放大器只适宜于放大载波信号和高频窄带信号。,2 - 1 为什么谐振功率放大器能工作于丙类，而电阻性负载功率放大器不能工作于丙类？,2 - 2 放大器工作于丙类比作于甲、乙类有何优点？为什么？丙类工作的放大器适宜于放大哪些信号？,2020/10/11,9,2020/10/11,10,2020/10/11,11,2020/10/11,12,2020/10/11,13,2020/10/11,14,2 - 6 设一谐振功率放大器的谐振回路具有理想的滤波性能，试说明它的动态线为什么是曲线？在过压状态下集

6、电极脉冲电流波形为什么会中间凹陷?,解：由于谐振功率放大器的谐振回路具有理想的滤波性能，因此谐振回路上电压为余弦波，其幅度为 , 而通过谐振回路的集电极电流 为脉冲波，显然 与 不成正比，故描述 的动态线必定是曲线。 在过压状态下，晶体管进入饱和区，但由于谐振回路的选频特性，其上电压仍是基波电压，该余弦电压进入饱和区， 将下降，因此过压状态下形成集电极脉冲电流中间凹陷。,2020/10/11,15,2 - 10 一谐振功率放大器，设计在临界工作状态，经测试得输出功率 仅为设计值的 60 % ，而 却略大于设计值。试问该放大器处于何种工作状态？分析产生这种状态的原因。,解： 小，导致放大器进入欠

7、压状态。原因是放大器由临界状态进入欠压状态时，集电极电流脉冲高度增大，导致 略有增大，但 因 而减小，结果是 减小， 增大， 减小。,2020/10/11,16,2-14 根据图( a ）所示的谐振功率放大器原理电路，按下列要求画出它的实用电路。（ l ）两级放大器共用一个电源； ( 2 ）T2管的集电极采用并馈电路，基极采用自给偏置电路； ( 3 ) T1管的集电极采用串馈电路，基极采用分压式偏置电路。,解：根据题意要求画出的电路如图 ( b ）图中，两级共用一个电源。电源线必须串接电源滤波网络 RC1 、 CCl 、LC1、CC2。T2管基极接高频扼流圈 LD1 ，提供直流通路，并利用扼流

8、圈的直流电阻产生自给偏压。T2管集电极接高频扼流圈 LD2，组成并馈电路。在L2 和 L3 的接点上并接电容 C3，构成 T 型匹配滤波网络。,2020/10/11,17,2020/10/11,18,2-16 一谐振功率放大器工作于临界状态，已知f=80MHz，RL=50， PO=5W，Vcm=17.5V , C0=20pF ，试按教材中表2-3-l中的型滤波匹配网络设计回路各元件值,设网络的有载品质因数Qe1=5。,2020/10/11,19,第三章 正弦波振荡器,解：并联谐振回路在电流激励下，该回路的端电压 的频率特性才会产生负斜率的相频特性。其电路如图NP3-3(a）所示，而串联谐振回路

9、必须是电压激励下回路电流 的频率特性才能产生负斜率的相频特性如图NP3-3(b）所示。,3-3 并联谐振回路和串联谐振回路在什么激励（电压激励还是电流激励）才能产生负斜率的相频特性？,2020/10/11,20,3-5 试判断图 NP3-5 所示交流通路中，哪些可能产生振荡，哪些不能产生振荡：若能产生振荡，则说明属于哪种振荡电路。,解：(a）不振。同名端接反，不满足正反馈；,( b ）能振。变压器耦合反馈振荡器；,2020/10/11,21,(C）不振。不满足三点式振荡电路的组成法则；,(d）能振。当 ，即L1C1 回路呈容性， L2C2回路呈感性，组成电感三点式振荡电路；,2020/10/1

10、1,22,( e ）能振。计入结电容 ，组成电容三点式振荡电路；,( f ）能振。当 时，L1C1回路呈容性，L2C2回路呈感性，组成电容三点式振荡电路。,2020/10/11,23,3-6 试画出图NP3-6所示各振荡器的交流通路,并判断哪些电路可能产生振荡，哪些电路不能产生振荡。图中，CB、Cc、CE、CD为交流旁路电容或隔直流电容，LC为高频扼流圈，偏置电阻 RB1、RB2、RG不计。,不振,2020/10/11,24,能振,不振,2020/10/11,25,能振,能振,2020/10/11,26,不振,2020/10/11,27,( g ） ，电路同时存在两种反馈，其中通过LC形成正反

11、馈，通过R形成负反馈。由于LC串联谐振回路在其谐振频率 上呈现最小的阻抗，正反馈最强，因而在 上产生振荡。,2020/10/11,28,3-7,2020/10/11,29,3-8 试改正图NP3-8所示各振荡电路中的错误，并指出电路类型。图中CB、CD、CE均为旁路电容或隔直流电容，LC、LE、LB均为高频扼流圈。,图（a）中L改为C1,C1改为L1，构成电容三点式振荡电路。LC 为扼流圈，交流时，隔断晶体三极管集电极与地之间的联系。,2020/10/11,30,图（b）中反馈线中串接隔直电容CC，隔断电源电压VCC。,2020/10/11,31,图（c）中去掉CE，消除CE对回路影响，加已C

12、B和CC以保证基极交流接地并隔断电源电压VCC；L2改为C1，构成电容三点式振荡电路。,2020/10/11,32,图（d）中L2改为C1，构成电容三点式电路；去掉原电路中的C1，保证栅极通过L1，形成直流通路。,2020/10/11,33,图（e）中反馈线中串接隔直电容CB，隔断VCC，使其不能直接加到基极上，L2换为C3。,2020/10/11,34,图（f）中L改为C1L1串接电路，构成电容三点式振荡电路。,或L、C互换，L中心接射极。,2020/10/11,35,图（g）去掉C，以满足相位平衡条件。,或LC1换为RC。,2020/10/11,36,3-9 试运用反馈振荡原理，分析图NP

13、3-9所示各交流通路能否振荡。,解：图NP3-9(a）满足正反馈条件，LC并联回路保证了相频特性负斜率，因而满足相位稳定条件，电路可振。,图NP3-9(b）不满足正反馈条件，因为反馈电压 比 ，滞后一个小于 的相位，不满足相位平衡条件。,2020/10/11,37,图NP3-9(c）电路中当T2基极上加正极性电压时，经跟随器T2和共基放大器T1，得到的反馈电压为负极性，构成负反馈。不满足正反馈条件，不振。,2020/10/11,38,3-11 图NP3-11所示为场效应管电感三点式振荡电路，若管子的极间电容和RG不计，试计算振荡频率，并导出振幅起振条件。图中CD、CG、CS为交流旁路电容和隔直

14、流电容。,2020/10/11,39,3-12 图NP3-12为场效应管电容三点式振荡电路，已知MOS管的参数为 ，管子极间电容不计。电路元件RD=1k,CG为隔直流电容，CS为旁路电容，RG1、RG2阻值很大，可忽略不计，设0。试用工程估算法求满足起振条件 的 值，并指出该振荡器是否有栅极电流。,该振荡器中不会有栅极电流。,2020/10/11,40,2020/10/11,41,2020/10/11,42,3-18试指出图NP3-18所示各振荡器电路的错误，并改正，画出正确的振荡器交流通路，指出晶体的作用。图中CB、CC、CE、CS均为交流旁路电容或隔直流电容。,并联型晶体振荡器，晶体呈电感

15、，L改为C3,2020/10/11,43,串联型晶体振荡器，晶体呈短路元件，晶体改接到发射极。,2020/10/11,44,串联型晶体振荡器，晶体呈短路元件，C改为L1，L改为C、L2串联。,2020/10/11,45,并联型晶体振荡器，晶体呈电感，利用器件的 Cgd 构成电感三点式振荡电路，其中 LC1C2 回路应成感性。,2020/10/11,46,串联型晶体振荡器，晶体呈短路元件，加C4，利用电容分压产生正反馈。,或R3并C4，C1串R4。,2020/10/11,47,3-19 试画出具有下列特点的晶体振荡器电路。（1）采用NPN型晶体三极管；(2）晶体作为电感元件；(3）正极接地的直流

16、电源供电；(4）晶体三极管集射极间为LC并联谐振回路； (5）发射极交流接地。,解：可以接成两种晶体振荡器电路分别如图NP3-19(a）和（b）所示。在图(a）中，LC1回路应呈感性，符合电感三点式振荡电路组成法则；而在图（b）中，LC1回路应呈容性，符合电容三点式振荡电路组成法则，为皮尔斯振荡电路。,2020/10/11,48,3-20 晶体振荡电路如图(a）所示，已知 ，试分析电路能否产生正弦波振荡，若能振荡，试写出 与 之间的关系。,解：交流通路如图(b）所示。由图可知，若晶体呈感性， L1C1并联谐振回路呈容性，L2C2串联谐振回路呈容性，则形成皮尔斯振荡电路，为此要求 。,2020/

17、10/11,49,2020/10/11,50,3-22 试判断图NP3-22所示各RC振荡电路中，哪些可能振荡，哪些不能振荡，并改正错误。图中CB、CC、CE、CS对交流呈短路。,图（a）反馈线自发射极改接到基极上。,能振,2020/10/11,51,2020/10/11,52,3-23 图NP3-23(a）所示为采用灯泡稳幅器的文氏电桥振荡器，图NP3-23(b）为采用晶体二极管稳幅的文氏电桥振荡器，试指出集成运算放大器输入端的极性，并将它们改画成电桥形式的电路，指出如何实现稳幅。,解：右图所示为电桥形式电路。图（a）中灯泡是非线性器件，它的阻值随温度升高而增加，即是正温度系数的非线性器件。

18、起振时，灯泡阻值小，放大器增益大，随着振荡振幅增大，灯泡阻值增大，放大器增益就相应减小，最后达到平衡。,2020/10/11,53,图（b）中 D1,D2是非线性器件，它的正向导通电阻阻值随信号增加而减少，这样，振荡器起振时， D1、D2截止，负反馈最弱，随着振荡加强，二极管正向电阻值减小，负反馈增大，从而使振幅达到平衡。,2020/10/11,54,3- 25 要求图(a）所示电路能够产生正弦波振荡，试分别按照下列情况连接电路端点，构成振荡电路。 （1）反馈支路接在、端之间。 （2）反馈支路接在、端之间。 （3）反馈支路接在、端之间。,解：将 、 端的瞬时极性标出，如图(a）所示。( 1 ）反馈支路接在 、 端，要使 端的瞬时极性为负才能形成正