高頻作業(yè)答案與重點復(fù)習(xí)試題

.PAGE.1．在串聯(lián)諧振回路中,如果外加電壓數(shù)值與頻率是固定的。設(shè)為諧振時的電容量；與分別為低于和高于諧振點電容的半功率點電容量。試證明：。解在高于諧振點處的半功率點有,因而〔在低于諧振點處的半功率點有,因而〔由〔、〔3.4.2二式可得于是得〔另一方面,由〔、〔3.4.2二式又可得到與由以上二式可得〔3.4.4由式〔與〔3.4.4,最后得到2．并聯(lián)諧振回路如圖所示。已知同頻帶,電容C。若回路總電導(dǎo)為〔,試證明若給定C=20pF,=6MHz,,求。解由、二式可得將已知數(shù)據(jù)代入上式,得=〔S=S即3．如圖所示。已知L=0.8uH,=100,=20pF,=5pF,,,。試計算回路諧振頻率、諧振阻抗〔不計與時、有載值和通頻帶。解=〔20+20pF=40pF所以接入系數(shù)將折合到回路兩端,得跨接于回路兩端的總電容為諧振頻率為=41.6MHz諧振阻抗為=20.9k總電導(dǎo)為==因而最后得=20.2通頻帶為4．為什么耦合回路在耦合大到一定程度時,諧振曲線會出現(xiàn)雙峰？解出現(xiàn)雙峰的原因是由反射阻抗所引起的。當(dāng)耦合弱,即小時,反射阻抗值也小,因此對初級電路的影響小。初級回路在諧振點為串聯(lián)諧振。初級電流隨頻率的變化為串聯(lián)諧振曲線〔單峰曲線,因而次級電流的諧振曲線也是單峰。隨著的增加,反射阻抗對初級回路的影響逐漸加大。當(dāng)達到某一臨界值次級電流可達到最大值。當(dāng)超過次臨界值后,由于反射電阻大,導(dǎo)致初級與刺激電流下降。而在左右偏離諧振點處,由于反射電抗與初級電路的電抗符號相反,二者可以抵消,因而初級電流可以出現(xiàn)兩個峰值。進而引起次級電流也出現(xiàn)雙峰。5.在圖〔a所示的單調(diào)諧回路放大器中,工作頻率為10MHz,晶體管參數(shù)：,=400uS,=9.5pF,回路電感L=1.4uH,接入系數(shù)=0.9,=0.3,空載品質(zhì)因數(shù)=100。假設(shè)=0,求：1諧振時的電壓增益；2諧振回路電容C之值；3通頻帶；<b>4若,試比較并聯(lián)前后的通頻帶和增益。<b><<a>、：低通濾波器圖解圖〔b為圖〔a的負(fù)載等效電路。1要求出諧振時的電壓增益,應(yīng)用式〔,首先應(yīng)求出之值。由圖4.4.2〔b可見假定下級用同樣的晶體管,因此=1.2mS,又=400uS,所以因而最后得2諧振時,回路總電容為=F=180pF因此,外加電容為=pF172pF3為了求出通頻帶,應(yīng)先求出回路的有載Q值,有因而放大器的通頻帶為4并上后,變?yōu)?有因此變?yōu)?諧振時的電壓增益變成此時值變?yōu)橥l帶變?yōu)?.為什么在高頻小信號放大器中要考慮阻抗匹配時間問題？解這是為了獲得最大的功率效益。7.某晶體管的特征頻率為=250MHz,。求該管在=1MHz、20MHz和50MHz時的值。解由,得=5MHz。=1MHz,==20MHz,==50MHz,此時,因此于是=58.某晶體管在=10V,=1mA時的=250MHz,又,=3pF,=50。求該管在=10MHz時的共發(fā)電路的參數(shù)。解首先確定與之值。由于,因而=又=,將=250MHz,=26代入,解得=24.5pF=24.5-=<24.5-3>pF=21.5pF又====[+24.5]/[+]S==<0.164+1.52>S==-[324.5+3]/[206.86]S=S==-=[-]S-S-S=<38-4.3>S=+={10[+]+}/206.86S++21.524.5]/S=S=<0.089+0.68>S9.在圖中,晶體管的直流工作點是=8V,=2mA,工作頻率=10.7MHz；調(diào)諧回路采用中頻變壓器=4uH,=100,其抽頭為=5匝,=20匝,=5匝。試計算放大器的下列各值：電壓增益、功率增益、通頻帶、回路插入損耗和穩(wěn)定系數(shù)S〔設(shè)放大器和前級匹配。晶體管在=8V,=2mA時參數(shù)如下：=2860uS；=18pF=200uS；=7pF；圖解為了計算放大器的增益,應(yīng)求出與諧振回路并聯(lián)的總電導(dǎo)。為此,首先計算出接入系數(shù)與,有；因而,；諧振回路固有的諧振電導(dǎo)為于是電壓增益〔諧振時為=12.3功率增益為=151.3此時回路的有載Q值為=16.2因而通頻帶為插入損耗為=1.42穩(wěn)定系數(shù)為〔上式中,為本級的輸入端導(dǎo)納,也等于。為由集電極看來,跨接在諧振回路上的負(fù)載導(dǎo)納。將已知的、、、、、與的值代入式〔,即得=13.7>>1由于S>1,因而放大器能穩(wěn)定工作。10.為什么晶體管在高頻工作時,要考慮單向化問題,而在低頻工作時,則可不必考慮？解在高頻工作時,由所產(chǎn)生的反饋作用顯著,因而必須考慮消除它的影響。低頻時,則不必考慮的反饋作用。11.一個1000電阻在溫度290K和10MHz頻帶內(nèi)工作,試計算它兩端產(chǎn)生的電壓和噪聲電流的均方根值。解==160.08因此,噪聲電壓的均方根值為=12.65uV噪聲電流的均方根值為A12.有A、B、C三個匹配放大器,它們的特性如下：放大器功率增益/dB噪聲系數(shù)A61.7B122.0C204.0現(xiàn)把此三個放大器級聯(lián),放大一低電平信號,問此三個放大器應(yīng)如何連接,才能使總的噪聲系數(shù)最小,最小值為多少？解為了使總的噪聲系數(shù)最小,則第一級放大器應(yīng)該有最小的噪聲系數(shù),因此A為第一級。B、C的排列可分兩種情況：1如果B為第二級,C為第三級,則=1.7+2.002如果C為第二級,B為第三級,則=1.7+2.453因此,應(yīng)按A、B、C為第一、第二、第三級次序安排,可獲得最小的噪聲系數(shù)=2。13．若非線性元件伏安特性為。能否用它進行變頻、調(diào)幅和振幅檢波？為什么？解由例5.2的式〔可見,要產(chǎn)生變頻、調(diào)幅或檢波等作用,就需要有〔項。而只有項才能產(chǎn)生〔或〔項。沒有項就不可能有變頻、調(diào)幅或檢波等作用。14．變頻作用是如何產(chǎn)生的？解變頻作用是由非線性器或線性時變電路所產(chǎn)生的不同頻率的相乘作用來完成的。15．為什么一定要用非線性器件〔或線性時變器件來完成變頻作用？解因為只有用這兩種器件才能產(chǎn)生不同頻率的相乘作用,從而完成變頻過程。16．外部干擾有哪些？怎樣克服？解主要有工業(yè)干擾和天電干擾?？朔I(yè)干擾,最好在產(chǎn)生干擾的地方加以抑制；在電源處加濾波電容；變壓器初、次級線圈加以靜電屏蔽,等等。克服天電干擾較困難,也可在電源線處加濾波電路。17．對變頻器有些什么要求？其中哪幾項是主要的質(zhì)量指標(biāo)？解對變頻器要求,它將外來信號頻率轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭l率的中頻,同時保持原信號的調(diào)制規(guī)律不變,濾去不需要的頻率分量。它的主要指標(biāo)為：變頻增益；失真和干擾；選擇性；噪聲系數(shù),等等。18．1正確選擇變頻管的工作狀態(tài),能否抑制鏡頻干擾和中頻干擾,為什么？2若接收機為波段工作,在哪個頻率上對鏡像干擾抑制能力最差,為什么,在哪個頻率上中頻干擾抑制能力最差,為什么？解1正確選擇變頻管的工作狀態(tài),并不能抑制鏡像干擾和中頻干擾。因為這兩種干擾是和的基波所組成的副波道干擾。正確選擇工作狀態(tài)只能抑制二次以上諧波所組成的副波道干擾。2若接收機為波段工作,則在波道工作頻率的高端對鏡像干擾的抑制能力最差。因為,在低頻端,??；在高頻段,大,干擾容易進來。即在高頻端,對鏡像干擾能力最差。在低頻端,對中頻干擾的能力最差,因為此時離最近,易于進入接收機。19.某晶體管諧振功率放大器,=24V,=300mA,電壓利用系數(shù)=0.95,=0.5V,輸出功率=6W。試求電源供給功率,集電極耗散功率,集電極電流基波振幅,最大值與通角。若偏壓=0.5V,求基極輸入信號電壓振幅。已知=時,=1.75,=0.239,=0.419,=0.407。解=240.3W=7.2W=-=<7.2-6>W=1.2W=0.833=83.3%又因因此=因而得到=mA=1255mA==<12550.419>mA=526mA=V=2.46V20.為什么低頻功率放大器不能工作于丙類,而高頻功率放大器則可工作于丙類？解兩種放大器最根本的不同點是：低頻功率放大器的工作頻率低,但相對頻帶寬度卻很寬,因而只能采用無調(diào)諧負(fù)載,工作狀態(tài)只能限于甲類、甲乙類至乙類〔限于推挽電路,以免信號嚴(yán)重失真；而高頻功率放大器的工作頻率高,但相對頻帶寬度窄,因而可以采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載,可以在丙類工作狀態(tài),由選頻網(wǎng)絡(luò)濾波,避免了輸出信號的失真。21.丙類放大器為什么一定要用調(diào)諧回路作為集電極〔陽極負(fù)載？回路為什么一定要調(diào)到諧振狀態(tài)？回路失諧將產(chǎn)生什么結(jié)果？解選用諧調(diào)回路作為集電極負(fù)載的原因是為了消除輸出信號的失真。只有在諧振時,調(diào)諧回路才能有效地濾除不需要的頻率,只讓有用信號頻率輸出。此時,集電極電流脈沖只在集電極瞬間電壓最低區(qū)間流通,因而電流脈沖最小,平均電流也最小。若回路失諧,則集電極電流脈沖移位至集電極瞬時電壓較高的區(qū)間流通,因而電流脈沖變大,上升,同時,輸出功率下降,集電極耗散功率將急劇增加,以致燒損放大管。因此,回路失諧必須絕對避免。22.某一晶體管諧振功率放大器,設(shè)已知=24V,=250mA,=5W,電壓利用系數(shù)=1。試求、、、、電流通角〔用折線法。解==〔240.25W=6W===0.833=83.3%==124V=24V===57.6==A=0.417A=1.67查書見附錄6.1,得出此時的=。23.晶體管放大器工作于臨界狀態(tài),=200,=90mA,=30V,=。試求與。解==〔300.09W=2.7W查原書附錄6.1,知=1.57,因而==〔90mA1.57=141.3mA==200W=1.997W2W===0.739=73.9%24.高頻大功率晶體管3DA4參數(shù)為=100MHz,=20,集電極最大允許耗散功率=20W,飽和臨界線跨導(dǎo)=0.8A/V,用它做成2MHz的諧振功率放大器,選定=24V,=,=2.2A,并工作于臨界狀態(tài)。試計算、、、與。解由,當(dāng)時,,因此得==2.75V=-=〔24-2.75V=21.25V==<2.20.436>A=0.96A[=0.436]==<0.96A><21.25V>=10.2W==<2.20.253>A=0.557A[=0.253]==<24V><0.557A>=13.36W===0.763=76.3%=-=<13.36-10.2>W=3.16W<〔安全工作===22.125.圖所示的克拉潑電路,==1000pF,=50uH,為68~125pF的可變電容器,回路Q值為100。1試求振蕩器的波段范圍；2若放大管具有=2k,=0.1mS,滿足振蕩條件的的最小值。解1回路電容的最小值為圖=pF60pF回路電容的最大值為==100pF最高工作頻率為Hz=2.9MHz最低工作頻率為Hz=2.25MHz2>克拉潑電路實質(zhì)上仍是電容反饋三端振蕩器,因此,可以用式〔來求出滿足振蕩的最小值。在高頻端,回路的諧振阻抗為==91.3考慮到集電極為部分接入諧振回路,其接入系數(shù)為因此由式〔,可以求得此時的為==6.2826.為什么晶體管大都用固定偏置與自偏置的混合偏置電路？解這是為了保證振蕩器在軟自激狀態(tài)下起振,最后獲得穩(wěn)定的振蕩。27.一個振蕩器因為某種原因使滯后于。試問該振蕩器還能否振蕩？若能振蕩,則振蕩頻率比滯后前的頻率升高了還是降低了？解此時振蕩頻率將發(fā)生變化,使諧振回路產(chǎn)生+的相移,以滿足相位條件。從原書圖的并聯(lián)諧振回路的相頻特性可以看出,此時應(yīng)產(chǎn)生的頻率增量,即頻率應(yīng)降低。28.利用相位平衡條件的判斷準(zhǔn)則,判斷圖所示的三點式振蕩器交流等效電路,哪個是錯誤的〔不可能振蕩,哪個是正確的〔有可能振蕩,屬于哪種類型的振蕩電路,有些電路應(yīng)說明在什么條件下才能振蕩。圖解〔a電路是電感反饋三端電路,可以振蕩?！瞓、〔c、〔d均不滿足相位平衡條件,不可能振蕩?！瞖可能振蕩,條件是呈感性,即>=?！瞗可能振蕩,條件是呈感性,呈容性。即>>。=,=?！瞘考慮極間電容后,組成電容反饋三端電路,可以振蕩?！瞙不滿足相位平衡條件,不可能振蕩。29.圖表示三回路振蕩器的交流等效電路,假定有以下六種情況,即：1>>2><<3>==4>=>5><=6><<試問哪幾種情況可能振蕩？等效為哪種類型的振蕩電路？其振蕩頻率與各回路的固有諧振頻率之間有什么關(guān)系？解：1由于>>因此>>即>>當(dāng)>>>時,與均呈容性,呈感性,電路成為電容反饋三端電路,可以振蕩。2當(dāng)<<時,可取<<<電路成為電感反饋三端電路,可以振蕩。3==,不能振蕩。4=>>,ce為容性；>,be為容性；<,cb為感性。因為>=,可同時滿足上述條件,電路成為電容反饋三段電路,可以振蕩。5<=若電路為電容反饋三端電路,則應(yīng)滿足下列條件：=>若電路為電感反饋三端電路,則應(yīng)滿足下列條件：=<但上述條件均不能滿足,因而電路不能振蕩。6<<若電路為電容三端電路,則應(yīng)滿足下列條件：>>若電路為電感三端電路,則應(yīng)滿足：<<但上述條件均不能導(dǎo)出<<,故不能振蕩。30.振蕩器的振幅不穩(wěn)定,是否也會引起頻率發(fā)生變化？為什么？解頻率振幅不穩(wěn)定,將引起電子器件〔例如晶體管參數(shù)的變化,因而會導(dǎo)致振蕩頻率的變化。31.為什么振蕩器的工作頻率一般總是不等于回路的自然諧振頻率？其失諧量大小與哪些因素有關(guān)？解振蕩器的振蕩頻率不僅決定于LC回路參數(shù),而且與晶體管參數(shù)有關(guān)。32.已知調(diào)幅波的頻譜如圖所示。寫出已調(diào)波的數(shù)學(xué)表達式計算在R=1Ω上消耗的邊帶功率與總功率和已調(diào)波的頻帶寬度解1由于邊頻分量振幅為。由圖已知VO=2V,因而0.5V=得又因此2>載波功率邊頻功率總功率頻帶寬度33.有兩個已調(diào)波電壓,其表示式分別為試問：與各位何種已調(diào)波？計算消耗在R=1Ω上的功率與頻譜寬度。解：中有載頻,上、下邊頻,因而它是調(diào)幅波,可改寫成中只有上、下邊頻,沒有載頻,因而它是載波被抑止的雙邊帶調(diào)幅波?？筛膶懗蓪?有載波功率上、下邊頻功率總功率頻帶寬度的上、下邊頻功率和頻帶寬度與相同。34.為什么調(diào)制必須利用電子器件的非線性特性才能實現(xiàn)？它和放大在本質(zhì)上有什么不同？解：由于調(diào)制是產(chǎn)生了新的頻率,或者說,是使原來的Ω產(chǎn)生了頻譜位移,因而必須利用電子器件的非線性特性才能實現(xiàn)。放大則僅是對信號的不失真地放大,不產(chǎn)生新頻率,因此不但不需要電子器件的非線性特性,而且還應(yīng)盡力避免,以以免產(chǎn)生信號失真。35.有一條幅波方程式為1試求它所包含的各分量的頻率與振幅；2求出峰值與谷值調(diào)幅度。解：1載頻=106Hz,載波振幅=25V第一邊頻頻率為第一邊頻振幅為第二邊頻頻率為第二邊頻振幅為2>峰值調(diào)幅度m上=谷值調(diào)幅度m下=計算如下：令則令=0,解得與180o時,時,因而m上=m下=36.有一調(diào)幅波,載波功率為100W。試求當(dāng)與時每一邊頻的功率。解：每一邊頻功率為37.設(shè)非線性阻抗的伏安特性為,試問它能否產(chǎn)生調(diào)幅作用？為什么？解：不能產(chǎn)生調(diào)幅作用,因為它沒有平方項,不能產(chǎn)生項。38.載波功率為1000W,試求和時的總功率和兩個邊頻功率各為多少W？解：,總功率總功率39.對檢波器有哪些主要指標(biāo)要求？如果檢波器用于廣播收音機,這幾個主要指標(biāo)對整機的質(zhì)量指標(biāo)有哪些影響？解：主要指標(biāo)有：檢波效率Kd、等效輸入電阻Rid、失真等。對于廣播收音機來說,Kd影響收音機的靈敏度；Rid對檢波前級的回路Q值有影響,Rid小,將降低Q值,使收音機的選擇性變壞；失真則影響收音機的保真度。40.為什么單邊帶信號解調(diào)要用乘積檢波器？它和包絡(luò)檢波器有何相同點和不同點。解：由于單邊帶信號的包絡(luò)與原調(diào)制信號波形不同,因而不能采用包絡(luò)檢波的方法,必須用乘積檢波器,得出原調(diào)制信號。它與包絡(luò)檢波的相同點是都要獲得原調(diào)制信號；不同點則是獲得的方法不同。41.利用近似公式〔計算下列三種情況下調(diào)頻波的頻帶寬度：1〔Fm為最高調(diào)制頻率；2；3。解：123從上例可看出,盡管調(diào)制頻率變化了100倍,但頻帶寬度的變化卻非常小。42.已知調(diào)頻波的振幅為,調(diào)制信號,且。問：當(dāng)Ω變?yōu)?Ω時,調(diào)頻波的帶寬與mf如何變化？當(dāng)VΩ變?yōu)?VΩ時,調(diào)頻波的帶寬與如mf何變化？當(dāng)Vm變?yōu)?Vm時,調(diào)頻波的帶寬與mf如何變化？解：,這是寬帶調(diào)頻,因此帶寬,且。當(dāng)Ω變?yōu)?Ω時,BW不變,但mf減小一半。當(dāng)VΩ變?yōu)?VΩ時,增大一倍,因而BW與mf都增大一倍。當(dāng)Vm變?yōu)?Vm時,BW與mf都不變。43.載波震蕩的頻率為,振幅為；調(diào)制信號為單頻正弦波,頻率為；最大頻移為。試分別寫出1調(diào)頻波和2調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達式。若調(diào)制頻率變?yōu)?kHz,所有其它參數(shù)不變,試寫出3調(diào)頻波與4調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達式。解：1由題意可知