高頻電子電路與仿真設(shè)計(jì)課件第6章答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——高頻電子電路與仿真設(shè)計(jì)課件第6章答案思考題

1.為什么調(diào)制必需利用電子器件的非線性特性才能實(shí)現(xiàn)？它和小信號(hào)放大在本質(zhì)上有何不同？

2.試畫出AM、DSB、SSB信號(hào)實(shí)現(xiàn)調(diào)制的原理框圖。

3.振幅檢波器一般有哪幾部分組成？試說明各部分的功能。4.常用的檢波器有哪幾種？它們之間有什么區(qū)別？

5.變頻作用是怎樣產(chǎn)生的？為什么一定要有非線性元件才能產(chǎn)生變頻作用？變頻與檢波有何異同點(diǎn)？

56.什么是混頻器的交調(diào)干擾和互調(diào)干擾和鏡像干擾？怎樣減小它們的影響？7.用乘法器實(shí)現(xiàn)同步檢波時(shí)，為何要求本機(jī)同步信號(hào)與輸入載波信號(hào)同頻同相？8.簡(jiǎn)述較少混頻干擾的方法。

解：同步信號(hào)與輸入載波信號(hào)只有同頻才能實(shí)現(xiàn)檢波，同頻同相時(shí)，輸出幅度最大。習(xí)題

1.寫出圖6-1所示各信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式,畫出這些信號(hào)的頻譜圖及形成這些信號(hào)的方框圖,并分別說明它們能形成什么方式的振幅調(diào)制。

圖6-1

2.已知載波電壓uc=UCsinωCt，調(diào)制信號(hào)如圖6.3所示，fC>>1/TΩ。分別畫出m=0.5及m=1兩種狀況下所對(duì)應(yīng)的AM波波形以及DSB波波形。

圖6-3解：它們的波形如下

3.某發(fā)射機(jī)輸出級(jí)在負(fù)載RL=50Ω上的輸出信號(hào)為u0(t)=2(1-0.2cosΩt)cosωctV。求總的輸出功率Pav、載波功率Pc和邊頻功率P邊頻。

解：由題意知，該信號(hào)是個(gè)AM調(diào)幅信號(hào)，且m=0.2,所以：

Uc222Pc???0.04W2RL250m20.22Pav?Pc(1?)?0.04(1?)?0.0408W

22P邊頻?Pav?Pc?0.0008W4.判斷圖6-4各電路能否進(jìn)行振幅檢波？圖中RC為正常值,二極管為折線特性。

圖6-4

解：由于振幅檢波器應(yīng)當(dāng)由檢波二極管，RC低通濾波器組成，所以

(a)不能作為實(shí)際的檢波器，由于負(fù)載為無窮大，輸出近似為直流，不反映AM輸入信號(hào)包絡(luò)。它只能用做對(duì)等幅信號(hào)的檢波，即整流濾波。

(b)不能檢波，由于沒有檢波電容，輸出為輸入信號(hào)的正半周，因此是個(gè)單向整流電路。(c)可以檢波。

(d)不可以檢波，該電路是一個(gè)高通濾波器，輸出與輸入幾乎完全一致5．某調(diào)幅波的表達(dá)式為

（V）

（1）說明調(diào)幅波u(t)的類型，計(jì)算載波頻率和調(diào)制頻率；（2）計(jì)算調(diào)幅波的調(diào)幅系數(shù)；

（3）如抑制掉u(t)中的頻率為10kHZ的分量，說明調(diào)幅波的類型。解：（1）由題意知u(t)為普通調(diào)幅波，載波頻率為10kHZ，調(diào)制信號(hào)頻率為1kHZ。（2）u(t)可寫成：

V，m=0.4

（3）抑制掉載波分量，則u(t)為雙邊帶調(diào)幅波。

6.某非線性器件的伏安特性為i=b1u+b3u3，試問它能否實(shí)現(xiàn)調(diào)幅？為什么？如不能，非線性器件的伏安特性應(yīng)具有什么形式才能實(shí)現(xiàn)調(diào)幅？

解：不能實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。由于非線性器件的伏安特性中只有包含二次方項(xiàng)，這樣才能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)的相乘，即實(shí)現(xiàn)頻率變換（頻率的加減），進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。

7.檢波電路如圖6-5所示，其中us=0.8(1+0.5cosΩt)cosωCt（V）,F=5kHz,fC=465kHz,rD=125Ω.試計(jì)算輸入電阻Ri、傳輸系數(shù)Kd，并檢驗(yàn)有無惰性失真及底部切削失真。

圖6-5解：根據(jù)已知得R?'4.7?10?3.2K?

4.7?10'輸入阻抗：Ri?R/2?1.6K?

電流導(dǎo)通角：??33?rD?360R0檢波效率：Kd?cos??cos36?0.81

由于

R?C?3.2?103?0.01?10?6?32?10?6S1?m21?0.520.75???48?10?6?R?C，故不產(chǎn)生惰性失真3?m2??5?10?0.515700不產(chǎn)生底部切割失真。?0.68?m?0.5，又

1010?4.78.二極管大信號(hào)包絡(luò)檢波器的參數(shù)為RL=100kΩ，CL=100pF，設(shè)Fmax=10kHZ，為避免出現(xiàn)惰性失真，最大調(diào)幅系數(shù)應(yīng)為多少？

解：由已知得RL=100kΩ，CL=100pF，F(xiàn)max=5kHZ，

根據(jù)不產(chǎn)生惰性失真的條件RLCL?1?ma22?Fmamxa3得ma?11?(2?FmaxRLCL)2?11?(2??5?10?100?10?100?103?122)?0.57

9.已知混頻器晶體三極管轉(zhuǎn)移特性為：ic?a0?a2u2?a3u3,式中，

u?Uscos?st?ULcos?Lt?,????Us?UL，求混頻器對(duì)于及(ωL-ωS)及(2ωL-ωS)的變頻跨導(dǎo)。

解：由已知條件知，電路符合線性時(shí)變條件。則線性時(shí)變跨導(dǎo)為22gm(t)?2a2uL?3a3uL?2a2ULcos?Lt?

3a3UL?cos2?Lt?1?2223a3UL3a3UL??2a2ULcos?Lt?cos2?Lt22?gm0?gm1cos?Lt?gm2cos2?Lt因此：gC1g?m1?a2UL2gC22gm23a3UL??2410.圖6-6為二極管平衡電路，此電路能否完成振幅調(diào)制和解調(diào)（AM、DSB、SSB）、

倍頻、混頻？若能，寫出u1、u2應(yīng)加什么信號(hào)，輸出濾波器應(yīng)為什么類型的濾波器，中心頻率f0、帶寬B為多少？

圖6-6

解：設(shè)輸出濾波器的諧振頻率為f0，調(diào)制信號(hào)最高頻率為Fmax.當(dāng)滿足U2>>U1的條件下，輸出電流iL=2gDK(ω2t)u1,因此，

（1）將u1,加載波信號(hào)，u2,加調(diào)制信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)AM調(diào)制。此時(shí)要求濾波器為帶通濾波器，中心頻率為載波頻率，f0=fC,帶寬為2倍的調(diào)制信號(hào)最高頻率,B0.7=2Fmax，即輸入信號(hào)的帶寬。

（2）將u1,加調(diào)制信號(hào)，u2,加載波信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)DSB或SSB調(diào)制。濾波器為帶通濾波器DSB調(diào)制時(shí)，f0=fC，B0.7=2Fmax.。SSB調(diào)制時(shí)，B0.7=Fmax.-Fmin.≈Fmax,,

中心頻率f0=fC+0.5(Fmax+Fmin)。

（3）將u1,加調(diào)幅信號(hào)，u2,加插入載波信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)振幅解調(diào)。此時(shí)要求濾波器為低通濾波器，濾波器的高頻截止頻率fH>Fmax.。

（4）將u1,加正弦信號(hào)信號(hào)，u2不加信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)倍頻。此時(shí)要求濾波器為窄帶濾波器，中心頻率為所需倍頻的頻率。

（5）將u1,加調(diào)幅信號(hào)，u2,加本振信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)混頻。此時(shí)要求濾波器為帶通濾波器，中心頻率為中頻頻率，f0=fI=fL-fC，帶寬為2倍的調(diào)制信號(hào)最高頻率,B0.7=2Fmax.，即輸入信號(hào)的帶寬

11.二極管構(gòu)成的電路如圖6-8所示，圖中兩二極管的特性一致，已知

u1?U1mcos(?1t)，

u2?U2mcos(?2t)，u2為小信號(hào)，U1mU2m，并使二極管工作在受u1控制的開關(guān)

狀態(tài)，試分析其輸出電流中的頻譜成分，說明電路是否具有相乘功能？

圖6-8

解：(a)由于i1?g(u1?u2)S1(?1t)，i2?g(u2?u1)S1(?1t?π)式中g(shù)?1/(rD?RL)，所以

i?i1?i2?g(u1?u2)S1(?1t)?(u2?u1)S1(?1t?π)?gu1[S1(?1t)?S1(?1t?π)]?gu2[S1(?1t)?S1(?1t?π)]4?4?gU1mcos?1t?gU2mcos?2t?cos?1t?cos3?1t?3π?π???

輸出電流中含有?1、?2??1、3?1??2等頻率成分。由于有?2??1成份，故該電路具有相乘功能。

(b)由于i1?i2?gD(u1?u2)S1(?1t)，所以i1?i2?0，故電路不具有相乘功能。

12圖6-9為MC1496相乘器電路，在此圖中，已知R5?6.8kΩ，RC?3