(完整版)高頻電子線路作業(yè)及答案(胡宴如狄蘇燕版)六章

1、6.1已知調(diào)制信號(hào)kf2 n 103 rad/s g V ,第6章 角度調(diào)制與解調(diào)電路u 8cos(2 n 103t) V，載波輸出電壓Uo(t) 5cos(2 n 106t) V ,試求調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻指數(shù) mf、最大頻偏fm和有效頻譜帶寬 BW ,寫出調(diào)頻信號(hào)表示式kfUfmmf2 nkfU m32n 1082n2 n 10382n 10338 10 Hz8 radBWUo(t)6.2已知調(diào)頻信號(hào)Uo(t)求該調(diào)頻信號(hào)的最大相位偏移32(m 1)F2(8 1) 1018 kHz5cos(2 n 106 t 8sin2n 103 t) (V) 3cos2 n 107tmf、最大頻偏5sin(2

2、 n 102t) V , kf 103 nrad/sgV，試：(1)fm和有效頻譜帶寬BW ；寫出調(diào)制信號(hào)和載波輸出電壓表示式。解(1) mf 5100500 Hzfm mf F 5BW=2(m+1)F因?yàn)閙f竺匕2(51) 1001200 Hz，所以Umfmkf1v，故u (t) cos2n 102 t(V) uO(t) 3cos2 n 107 t(V)6.3已知載波信號(hào)Uo(t) U m cos( ct)，調(diào)制信號(hào)u (t)為周期性方波，如圖 P6.3所示, 試畫出調(diào)頻信號(hào)、瞬時(shí)角頻率偏移和瞬時(shí)相位偏移(t)的波形。m P6.3解5M(t)、(t)和 (t)波形如圖P6.3(s)所示。47

3、岫 彳 _，!6.4調(diào)頻信號(hào)的最大頻偏為 調(diào)頻信號(hào)的mf和BW。75 kHz，當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率分別為100 Hz和15 kHz時(shí)，求當(dāng) F 100 Hz 時(shí),BW375 107501002(7501) 100 Hz 150 kHz3mffmF2伽1)F15 kHz 時(shí),mffm 75 10c35F15 10BW 2(51) 15 103 Hz 180 kHz103t)V、載波輸出電壓 Uo(t) 2cos(2 n 108t)V ,mp、最大頻偏 fm和有效頻譜帶寬 BW，并寫出調(diào)(t) 6cos(4 n6.5kp 2 rad/V。試求調(diào)相信號(hào)的調(diào)相指數(shù)已知調(diào)制信號(hào)相信號(hào)的表示式。解叫kpU m2

4、6 12 radmp124n 103 , cfmHz=24kHz2n2nBW2(叫1)F2(12 1) 2103 Hz=52 kHzUo(t)2cos(2n 108t 12cos 4 n103t)V6.6頻率F設(shè)載波為余弦信號(hào)，頻率400 Hz，若最大頻偏FM 波：mf1 mFUFM (t)fc 25 MHz、振幅Um 4 V ,調(diào)制信號(hào)為單頻正弦波、 fm 10 kHz，試分別寫出調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)表示式。3254004cos (2 n 25 106t 25 cos 2 n400 t)VPM 波：mpfmF256.7已知載波電壓進(jìn)行調(diào)頻和調(diào)相，當(dāng)U4cos (2 n 25 106t 25 sin

5、 2 nUo(t) 2cos(2 n 107t)V，現(xiàn)用低頻信號(hào)5V、F 1 kHz時(shí)，調(diào)頻和調(diào)相指數(shù)均為10 rad,求此時(shí)調(diào)頻和UpM (t)400 t)Vu (t) U m cos(2 nFt)對(duì)其調(diào)相信號(hào)的 fm、BW ;若調(diào)制信號(hào)U m不變，F(xiàn)分別變?yōu)?00 Hz和10 kHz時(shí)，求調(diào)頻、的中心頻率最大頻偏fm和調(diào)頻靈敏度Sf。B0 6.2沖變?nèi)荻豆苷薍善回器me12 n LCjQU mUb Uq119.193 106 Hz 9.193 MHz2n 20 10 6 15 10 120.09090.6 6fmSfmefc 0.0909 9.193 106Hz=0.8356 MHz

6、fm 0.8356 MHzm1.39 MHz/VU m 0.6 V6.9調(diào)頻振蕩回路如圖6.2.4(a)所示，已知L 2 pH，變?nèi)荻O管參數(shù)為：5 225 pF、0.5、Ub 0.6V、Uq 6V，調(diào)制電壓為u 3cos(2 n 104t) V。試求調(diào)頻波的：(1)載頻；(2)由調(diào)制信號(hào)引起的載頻漂移；(3)最大頻偏；(4)調(diào)頻靈敏度；(5)二階失真系數(shù)。解(1)求載頻fc，由于調(diào)相信號(hào)的fm和BW 。解F 1 kHz時(shí)，由于mf mp 10，所以調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)的fm和BW均相同，其值為3fm mF 10 10 Hz=10 kHzBW 2(m 1)F2(10 1) 103 Hz=22 kHz

7、當(dāng)F 0.1kHz時(shí)，由于mf與F成反比，當(dāng)F減小10倍，m#增大10倍，即m# 100 ,所以調(diào)頻信號(hào)的fm 1000.1 103 Hz=10 kHz,BW2(1001)0.1103 Hz=20.2 kHz對(duì)于調(diào)相信號(hào)，mp與F無關(guān)，所以叫10 ,則得fm 100.1 103 Hz=1 kHz ,BW2(101)0.1103 Hz=2.2 kHz當(dāng)F 10 kHz時(shí)，對(duì)于調(diào)頻信號(hào)，mf1，則得fm 110 103 Hz=10 kHz,BW2(11)10 103 Hz=40 kHz對(duì)于調(diào)相信號(hào)，mp10，則fm 1010 103 Hz=100 kHz,BW2(101)10103 Hz=220

8、kHz6.8直接調(diào)頻電路的振蕩回路如圖6.2.4(a)所示。變?nèi)荻O管的參數(shù)為：Ub 0.6 V ,15 pF。已知2， CjQL 20 田,Uq 6 V , u 0.6cos(10 n 103t) V，試求調(diào)頻信號(hào)CjQCjOUqUb225-pF=67.8 pF6 206所以(2)求中心頻率的漂移值12 n LCjQf，由于u uB2 n 2 10 6Hz=13.67 MHz67.8 10 12mc3066=455所以2mc1/ 21/2210.4552c 0.133 MHz求最大頻偏fmfmmcfc21/220.45513.67 MHz=1.55 MHz求調(diào)頻靈敏度SfSffm1.55 M

9、Hz =0.52 mhz/V3 V求二階失真系數(shù)1 m；2 c2mcf1110.45516414c=0.0856.10變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路如圖P6.10所示，畫出振蕩部分交流通路，分析調(diào)頻電路的工作原理，并說明各主要元件的作用。IDOOpF C*o+tSVto(r)lOOkfl-l5V47QQ300 QLc iOOOpF L%解振蕩部分的交流通路如圖 P6.10(s)所示。 變?nèi)荻O管兩端，控制其 Cj的變化，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻, 頻電路。電路構(gòu)成克拉潑電路。U (t)通過Lc加到 為變?nèi)荻O管部分接入回路的直接調(diào)圖P6.10中，R2、C1為正電源去耦合濾波器,R3、C2為負(fù)電源去耦合濾波器。R4

10、、 R5構(gòu)成分壓器，將-15 V電壓進(jìn)行分壓，取R4上的壓降作為變?nèi)荻O管的反向偏壓。 Lc為高頻 扼流圈，用以阻止高頻通過，但通直流和低頻信號(hào)；C5為隔直流電容，C6、C7為高頻旁路電容。6.11變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路如圖P6.11所示，試畫出振蕩電路簡化交流通路，變?nèi)荻O管的直流通路及調(diào)制信號(hào)通路；當(dāng) U (t) 0時(shí)，CjQ 60 pF，求振蕩頻率fc。80.01 L1FSX0O-sox妝3d XT9 3 rtMMlrIFIMpF100 pH+丄不豐工oLlVH 工 t w pp00 P64I解振蕩電路簡化交流通路、變?nèi)荻O管的直流通路及調(diào)制信號(hào)通路分別如圖當(dāng)CjQ=60pF，振蕩頻率為

11、fc12 n LCHz=7.5 MHz30100 150100 15012106.12圖P6.12所示為晶體振蕩器直接調(diào)頻電路，畫出振蕩部分交流通路，說明其工作 原理，同時(shí)指出電路中各主要元件的作用。期林注券”的;l 堪聃均為】MMpF pt+ 13 VS Pti-12解由于1000 pF電容均高頻短路，因此振蕩部分交流通路如圖P6.12(s)所示。它由變?nèi)荻O管、石英晶體、電容等組成并聯(lián)型晶體振蕩器。當(dāng)U (t)加到變?nèi)荻O管兩端，使Cj發(fā)生變化，從而使得振蕩頻率發(fā)生變化而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。由Cj對(duì)振蕩頻率的影響很小，故該調(diào)頻電路頻偏很小，但中心頻率穩(wěn)定度高。圖P6.12中穩(wěn)壓管電路用來供給變?nèi)荻O

12、管穩(wěn)定的反向偏壓。6.13晶體振蕩器直接調(diào)頻電路如圖P6.13所示，試畫交流通路，說明電路的調(diào)頻工作原理。圖 P6.13解振蕩部分的交流通路如圖 P6.13(s)所示，它構(gòu)成并聯(lián)型晶體振蕩器。變?nèi)荻O管與石英晶體串聯(lián)，可微調(diào)晶體振蕩頻率。由于C隨U (t)而變化，故可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻作用。C3為高頻旁路電容,6.14 圖P6.14所示為單回路變?nèi)荻O管調(diào)相電路，圖中,u (t) U m cos(2 nFt)，變?nèi)荻O管的參數(shù)為2 , Ub 1 V，回路等效品質(zhì)因數(shù) Q 15。試求下列情況時(shí)的調(diào)相指數(shù)mp和最大頻偏 fm。cpIIIQOOpFP614(1)Um0.1V、F1000 Hz ;Um0.1V、

13、F2000 Hz ;Um0.05 V、F1000 Hz。U mQe2 0.1 15解(1)mpmcQe0.3 radU B U Q9 1fmmpF0.3 1000300 Hzmp0.3 rad.fm0.3 2000600 Hz20 05 15(3) mp 一一-0.15 rad, fm 0.15 1000 150 Hzp 9 16.15某調(diào)頻設(shè)備組成如圖P6.15所示，直接調(diào)頻器輸出調(diào)頻信號(hào)的中心頻率為10MHz，調(diào)制信號(hào)頻率為1 kHz，最大頻偏為1.5 kHz。試求：(1)該設(shè)備輸出信號(hào)u(t)的中解(1) fc (10 5 40) 10MHz=100 MHzfm 1.5 kHz 5 10

14、=75 kHz1.5 kHz f1 10MHz, mf1=1.5, BW1=2(1.5+1) 1=5 kHz1 kHz75 kHzf2 100 MHz, mf2=75, BW2=2(75+1) 1=152 kHz1 kHz6.16 鑒頻器輸入調(diào)頻信號(hào)Us(t) 3 cos2 n 106t+16si n (2 n 103t) V ,鑒頻靈敏度Sd =5 mV/kHz，線性鑒頻范圍2 fmax=50 kHz，試畫出鑒頻特性曲線及鑒頻輸出電壓波形。3解已知調(diào)頻信號(hào)的中心頻率為10 kHz，鑒頻靈敏度 Sd =5 mV/kHz，因此可在圖3P6.16(s)中f=10 kHz處作一斜率為5 mV/kHz

15、的直線即為該鑒頻器的鑒頻特性曲線。 由于調(diào)頻信號(hào)的 mf=16 , F=103 Hz且為余弦信號(hào)，調(diào)頻波的最大頻偏為fm mfF=16kHz因此在圖P6.16(s)中作出調(diào)頻信號(hào)頻率變化曲線，為余弦函數(shù)。然后根據(jù)鑒頻特性曲線和最大頻偏值，便可作出輸出電壓波形。6.17圖P6.17所示為采用共基極電路構(gòu)成的雙失諧回路鑒頻器，試說明圖中諧振回路i、n、川應(yīng)如何調(diào)諧？分析該電路的鑒頻特性。IS P6A7解回路I調(diào)諧在調(diào)頻信號(hào)中心頻率 fc上，回路n、川的諧振頻率分別為 f n、f %調(diào) 頻波的最大頻偏為fm,則可令f nfcfm、f皿fcfm，或f nfcfm、和fcfm ,f n與和以fc為中心而

16、對(duì)稱。畫出等效電路如圖 P6.17(s)(a)所示，設(shè)fn fc、fm fc。當(dāng)輸入信號(hào)頻率 f fc時(shí)，回 路n、川輸出電壓Ui、U2相等，檢波輸出電壓 Uoi U02，則iii2，所以Uo(ii i2)RL 0 ;當(dāng) f fc 時(shí)，UiU2 ,ii i2 ,Uo (ii i2)R_0 為負(fù)值；當(dāng)ffc 時(shí)，UiU2 , ii i2 ,uo (ii i2)RL 0為正值，由此可得鑒頻特性如圖 P6.i7(s)(b)所示。6.i8試定性畫出圖6.3.i6所示相位鑒頻電路的鑒頻特性曲線。ffl鼻氛川聲囊電障中49nJ解由于是大信號(hào)輸入，所以相乘器具有線性鑒相 特性。當(dāng)單諧振回路調(diào)諧在調(diào)頻信號(hào)的中

17、心頻率fc上，輸入信號(hào)頻率大于fc時(shí)，回路產(chǎn)生負(fù)相移，輸入信號(hào)頻 率小于fc時(shí)回路產(chǎn)生正相移，故鑒頻特性曲線如圖P6.18（s）所示。6.19圖6.3.20所示互感耦合回路相位鑒頻器中， 如電路發(fā)生下列一種情況，試分析其鑒頻特性的變化。（1） V2、V3極性都接反；（2） V2極性接反；（3） V2開路;（4）次級(jí)線圈L2的兩端對(duì)調(diào)；（5）次級(jí)線圈中心抽頭不對(duì)稱。0 ；圖fl.3.20互廳會(huì)回略鼻捕星相儀整*豪解（1）V2、V3極性接反，輸出電壓極性反相；（2）V2極性接反，輸出電壓為Uoi、UO2相疊加，鑒頻特性近似為一直線， 不能實(shí)現(xiàn)鑒頻；（3） V2開路，成為單失諧回路斜率鑒頻器， 鑒頻線性度變差，鑒頻靈敏度變小。只輸出負(fù)半周電壓；（4）鑒頻特性反相；（5）鑒頻特性不對(duì)稱。6.20晶體鑒頻器原理電路如圖P6.20所示。試分析該電路的鑒頻原理并定性畫出其鑒頻特性。圖中 尺 氏，Ci C2，V與V2特性相同。調(diào)頻信號(hào)的中心頻率fc處于石英晶體串聯(lián)諧頻fs和并聯(lián)諧頻fp中間，在fc頻率上，Co與石英晶體的等效電感產(chǎn)生串聯(lián)諧振，UiU2，故鑒頻器輸出電壓 Uo 0。圖 P6.20解在fc頻率上，UiU2 故 UOiUO2 :，UoUOiUO2當(dāng)ffc 時(shí)，UiU2故