《高頻電子技術》（第四版）課后答案

PAGEPAGE1《高頻電子技術》第四版部分習題詳細解答習題一1-1北京電視臺的載波頻率是57.75MHz，問它的波長是多少米？解：（米/秒）（米）1-2中波廣播波段的頻率是535～1605kHz,計算一下波長的范圍是多少？解：（米/秒）（米）（米）波長的范圍是～。習題二2-1已知并聯(lián)諧振回路的=1，＝20，＝100，求該并聯(lián)回路的諧振頻率、諧振電阻及通頻帶。解：＝≈＝＝≈2.24Ω＝＝＝＝＝2-2并聯(lián)諧振回路如圖2-22所示、已知：＝300、＝390，=100，信號源內阻=100，負載電阻＝200，求該回路的諧振頻率、諧振電阻、通頻帶。圖2-22題2-2圖解：＝≈＝＝＝11.4Ω＝＝＝≈＝36.84＝≈＝2-3已知并聯(lián)諧振回路的＝10，C＝50，＝150，求回路的和以及＝600時電壓衰減倍數。如將通頻帶加寬為300，應在回路兩端并接一個多大的電阻？解：＝66.7≈＝＝＝≈8.1為未并電阻時LC回路的等效電阻＝≈＝通頻帶加寬為300，即是原來的2倍＝33.3解得＝2-4在圖2-23所示電路中，信號源頻率＝lMHz，回路空載值為100，是回路損耗電阻。將l－l端短路，電容調到100時回路諧振。如將l－l端開路后再串接一阻抗（由電阻與電容串聯(lián)），則回路失諧，調至200時重新諧振，這時回路有載值為50。試求電感L、未知阻抗。圖2-23題2-4圖解：（1）當1-1端短路時，電路諧振≈＝≈（1）當1-1端開路接，電路諧振時，由增大至諧振，此時與串聯(lián)，諧振頻率不變，即與串聯(lián)等效為≈2-5在圖2-24所示電路中，＝0.8μH，＝＝20pF，＝5pF，＝10kΩ，＝20pF，＝5kΩ，＝100。試求回路在有載情況下的諧振頻率，諧振阻抗，回路有載值和通頻帶。圖2-24題2-5圖解：＝≈2.09Ω并聯(lián)諧振時等效電路如下圖＝≈＝≈≈28.12-6并聯(lián)回路如圖2-25所示，已知：＝360，＝280，＝100，＝50，=／＝10,＝l。試求該并聯(lián)回路考慮到影響后的通頻帶及等效諧振電阻。圖2-25題2-6圖解：≈≈53.13＝≈＝501.3≈9.44若取，取53，則≈9.462-7并聯(lián)回路如圖2-26所示，試求并聯(lián)回路2-3兩端的諧振電阻。已知：（a）＝100、＝10、M＝4，等效損耗電阻＝10Ω，＝300；（b）＝50、＝100，=10、＝2Ω。圖2-26題2-7圖解：(a)圖：≈8.43≈62.7≈≈(b)圖：≈273.9≈≈2-8并聯(lián)諧振回路如圖2-27所示，已知：＝10MHz，＝100，＝12，=1，＝40，匝比＝＝1.3,＝＝4，試求諧振回路有載諧振電阻、有載品質因數和回路通頻帶。圖2-27題2-8圖解：≈≈≈≈18.35≈＝0.545習題三3-1在三級單調諧放大器中，工作頻率為465，每級LC回路的＝40、試問總的通頻帶是多少？如果要使總的通頻帶為l0，則允許最大為多少？解：每級＝40，通頻帶≈當≈23.713-2已知單調諧放大器諧振電壓增益＝10，通頻帶＝4，如果再用一級完全相同的放大器與之級聯(lián)，這時兩級放大器總增益和通頻帶各為多少？若要求級聯(lián)后總通頻帶仍為4，則每級放大器應怎樣改動？改動后總諧振電壓增益是多少？解：（1）＝4≈（2）4≈↑→↓，并聯(lián)電阻可使＞，，，每級放大器應并聯(lián)電阻使Q值下降為原來的0.643倍，此時總電壓增益為41.345.3-3采用完全相同的三級單調諧放大電路組成的中放電路其總增益為66，為5，工作頻率為465。求每級放大電路的增益、及每個回路的有載值應為多少？解：≈≈47.43-4單調諧放大器如圖3-3（a）所示。已知放大器的中心頻率＝10.7，回路線圈電感＝4，=100，匝數＝20匝，＝5匝，=5匝，，晶體管的參數為：。試求該放大器的諧振電壓增益、通頻帶及回路外接電容。解：先畫出變換后的電路模型如下圖,≈≈≈≈－16≈21.3≈3-5單調諧放大器如圖3-3（a）所示。中心頻率＝30，晶體管工作點電流，回路電感＝1.4,＝100，匝比=＝2，＝3.5，，試求該放大器的諧振電壓增益。解：≈≈≈習題四4-1如圖4-34所示的電路中，哪些可能產生振蕩？哪些不能產生振蕩？如不能振蕩，請修改成能振蕩的電路圖4-34題4-1圖圖形改為如下形式即可產生振蕩：4-2圖4-35為晶體振蕩器，試問此電路中的晶體工作于什么狀態(tài)？為什么？答：晶體工作在串聯(lián)諧振（短路）狀態(tài)，此時發(fā)射極電阻近似為0，三極管的電壓增益最大，晶振起選頻作用。4-3圖4-36是什么振蕩器？畫出其交流等效電路，并說明回路應滿足什么條件才能產生振蕩？該電路的輸出波形較好，為什么？圖4-35題4-2圖圖4-36題4-3圖解：交流等效電路如下：此電路為電容三點式振蕩器，C2應遠大于C1、C3，LC3回路的應小于晶振的，當回路工作在時，LC3應為容性，等效為電容，晶振的作用等效為一個電感，電容三點式振蕩器諧波成分小，波形好。4-4在圖4-37所示電容三點式電路中，＝100pF，＝300pF，＝50μH，試求電路振蕩頻率和維持振蕩所必須的最小電壓增益。圖4-37題4-4圖解：＝≈＝2.59根據振幅平衡條件：≥14-5圖4-38所示振蕩電路的振蕩頻率＝50MHz，畫出其交流等效電路并求回路電感。圖4-38題4-51圖解：畫出交流等效電路圖：≈7.40pF≈5.22pF12.62pF≈4-6對于圖4-39所示各振蕩電路：（1）畫出高頻交流等效電路，說明振蕩器類型；（2）計算振蕩頻率。圖4-39題4-6圖解：（a）電路為改進型電容三點式（西勒）≈4.9pF＝≈＝9.523（b）電路為改進型電容三點式（克拉潑）當可變電容為最小時，振蕩頻率有最大值≈60pF＝≈＝2.91當可變電容為最大時，振蕩頻率有最小值＝100pF＝≈＝2.254-7在圖4-40所示兩個振蕩電路中，兩個LC并聯(lián)諧振回路的諧振頻率分別是＝和＝，試分別求兩個電路中振蕩頻率與、之間的關系，并說明振蕩電路的類型。圖4-40題4-7圖解：(a)圖應為電感三點式振蕩電路，當＜，＜時，兩個LC回路呈電感性，故振蕩條件：、＞。(b)圖應為電容三點式振蕩電路，當＜時，L1C1回路呈電感性，＞時，L2C2回路呈電容性，故振蕩條件：＜，＞。4-8某晶體的參數為＝19.5H，＝pF，＝5pF，＝110Ω。試求：（1）串聯(lián)諧振頻率；（2）并聯(lián)諧振頻率；（3）品質因數。解：（1）串聯(lián)諧振頻率＝≈＝2.49（2）并聯(lián)諧振頻率＝1.000021(3)品質因數≈4-9圖4-41（a）、（b）分別為l0MHz和25MHz的晶體振蕩器。試畫出交流等效電路，說明晶體在電路中的作用，并計算反饋系數。圖4-41題4-9圖解：（a）圖交流等效電路如下晶體的作用等效為一個電感≈136.4pF300pF≈0.313（b）圖交流等效電路如下≈0.137習題五5-1已知諧振功率放大器輸出功率,％,電源電壓,試求晶體管的集電極功耗和直流電源供給的電流若保持不變，將提高到80％，試問、減少多少？解：（1）≈＝0.365A（2）≈＝0.25A5-2已知諧振功率放大器原來工作在過壓狀態(tài)，現欲將它調整到臨界狀態(tài)，應改變哪些參數？答：（1）減小，使動態(tài)線向右移動；（2）增大電源電壓，使動態(tài)線向右平移。5-3某高頻功率放大器工作在臨界狀態(tài)，已知其工作頻率＝520MHz，電源電壓=25，集電極電壓利用系數=0.8，輸入激勵信號電壓的幅度=6，回路諧振阻抗=50Ω，放大器的效率＝75％。求：（1）、輸出功率、集電極直流功率及集電極功耗。（2）當激勵電壓增加時，放大器過渡到何種工作狀態(tài)？當負載阻抗增加時，則放大器由臨界狀態(tài)過渡到何種工作狀態(tài)？解：（1）≈(2)當增加時，放大器由臨界狀態(tài)過渡到過壓狀態(tài)，見下圖（放大特性）當負載阻抗增大時，放大器由臨界狀態(tài)過渡到過壓狀態(tài)，見下圖（負載特性）5-4在諧振功率放大電路中，若、及不變，而當改變時有明顯的變化，問放大器此時工作在何種狀態(tài)？為什么？答：若、及不變，而當改變時，只有工作在過壓狀態(tài)，有明顯的變化，因為在過壓狀態(tài)，變化時，隨單調變化，在不變情況下，有明顯的變化。若工作在欠壓狀態(tài)，當變化時，幾乎不變，也不變化。見教材集電極調制特性。5-5如圖5-40所示為末級諧振功率放大器原理電路，工作在臨界狀態(tài)，圖中為耦合電容，輸出諧振回路由管子輸出電容以及元件、、組成，外接負載天線的等效阻抗近似為電阻?，F將天線短路、開路，試分別分析電路工作狀態(tài)如何變化？功率管是否安全？圖5-40末級諧振功率放大器原理電路答：天線開路時，品質因數升高，諧振阻抗Re急劇增加，功率管工作于過壓狀態(tài)，增高，很可能導致，功率管不安全。天線短路時，回路嚴重失諧（呈感性），所以諧振阻抗急劇減小，功率管工作于欠壓狀態(tài)，急增，很可能導致，功率管燒壞。習題六6-1已知單頻普通調幅信號的最大振幅為12，最小振幅為4,試求其中載波振幅和邊頻振幅各是多少？調幅指數為多少？解：載波振幅邊頻振幅6-2已知載波電壓，調制信號電壓，令常數Ka＝1。試求：（1）寫出調幅表達式；（2）求調幅系數及頻帶寬度；（3）畫出調幅波的波形和頻譜圖。解：（1）調幅表達式；（2）調幅系數及頻帶寬度；或：（3）調幅波的波形（a）和頻譜圖(b)。6-3某發(fā)射機輸出級在負載=100Ω上的輸出信號，請問：（1）該輸出信號是什么已調信號？該信號的調制度＝？（2）總的輸出功率＝？（3）畫出該已調信號的波形、頻譜圖并求頻帶寬度=?解：（1）該信號為普通調幅波＝0.5（2）總的輸出功率＝＝0.09W（3）波形、頻譜圖和頻帶寬度＝6-4若單音調幅波的載波功率Pc=1000W，調幅指數=0.3。問邊帶功率、總平均功率、和最大瞬時功率分別為多少？解：邊帶功率總平均功率最大瞬時功率6-5某發(fā)射機發(fā)射功率為9kW的為調制載波功率，當載波被正弦波調制時，發(fā)射功率為10.125kW，試計算調制指數。如果再加上另一個音頻進行40%的調幅，試計算其發(fā)射總功率？解：（1）由得（2）兩個音頻調幅后，功率滿足線性疊加關系習題七7-1設二極管峰值包絡檢波器中的負載電阻R=200kΩ，負載電容C=100pF，若輸入調幅波中包含的最高調制頻率為Fmax=5000Hz，為了避免出現惰性失真，輸入已調幅波的最大調幅指數應為多少？解：要避免惰性失真，要求得到7-2圖7-19所示電路中，R1=4.7kΩ，R2=15kΩ，輸入信號電壓幅值Uim=1.2V，若電壓傳輸系數設為0.9，求輸出電壓的最大值，并估算檢波器輸入電阻Ri。圖7-19題7-2圖解：（1）輸出電壓的最大值（2）輸入電阻7-3二極管包絡檢波電路如圖7-20所示，設二極管為理想二極管。若輸入電壓為ui(t)=4cos(2π×930×103t)+0.8cos(2π×927×103t)+0.8cos(2π×933×103t)V,檢波負載電阻R=10kΩ，下級輸入電阻RL=8kΩ，濾波電容C=6800pF。試問該電路會不會產生惰性失真和負峰切割失真？若該電路的電壓傳輸系數ηd≈1，試畫出圖中ui、uo1和uo的電壓波形，并標出電壓的大小。圖7-20題7-3圖解：（1）由輸入電壓的表達式可得因為所以不會產生惰性失真又因為直流電阻交流等效電阻故不產生底部切割失真7-4二極管包絡檢波電路如圖7-6（a）所示，已知輸入已調波的載頻＝465kHz，調制信號頻率F＝5kHz，調幅系數＝0.3，負載電阻R＝5kΩ，試決定濾波電容C的大小，并求出檢波器的輸入電阻。解：（1）電容C的取值應滿足對載波短路，即≥此處取≥≈即≥（2）為避免惰性失真，應有≤≤≈綜合考慮取值范圍：≤≤(3)輸入電阻≈7-5相乘型同步檢波電路輸入單邊帶調幅信號為＝，同步信號為＝，＜，試寫出解調輸出電壓表示式，并分析解調失真情況。解：＝＝＝解調失真在同步信號的處，越大失真越大7-6在相乘型同步檢波器中，若輸入信號為，即雙邊帶信號，而本地載波信號。試問當為常數時能否實現不失真解調？解：為常數時不能實現不失真解調，只有當為0時，即本地載波與高頻載波同頻同相，才能實現不失真解調。7-7在圖7-21二極管檢波器中，已知二極管導通電阻＝100Ω，＝1kΩ，＝4kΩ，輸入調幅信號載頻＝4.7MHz，調制信號頻率范圍100Hz～5000Hz，＝0.8。若希望電路不產生惰性失真和底部切割失真，則電容和負載的取值應該有何要求？圖7-21題7-7圖解：（1）直流電阻交流等效電阻不產生負峰（底部切割）失真條件：≥≥即≥4，將，代入，可得≥（2）電容C的取值應滿足對載波短路，即≥≥≈取最大值應有≥為避免惰性失真，應有≤≤≈綜合考慮取值范圍：≤≤7-8在圖7-22所示檢波電路中，＝510Ω，＝4.7kΩ，＝1kΩ，輸入信號＝0.5（1＋0.3）V。當可變電阻的接觸點在中心位置或最高位置時，是否會產生底部切割失真？為什么？圖7-22題7-8圖解：（1）可變電阻的接觸點在中心位置時直流電阻交流等效電阻≈＝0.5（1＋0.3）由此可得≈0.423＞0.3，故不產生底部切割失真。（2）可變電阻的接觸點在最高位置時直流電阻交流等效電阻≈同樣有≈0.256＜0.3，故產生底部切割失真。7-9圖7-23所示為晶體管射極包絡檢波電路．試分析該電路的檢波工作原理。圖7-23題7-9圖7-10圖7-24所示電路稱為倍壓檢波電路，R為負載，為濾波電容，檢波輸出電壓近似等于輸入電壓振幅的兩倍。試說明電路的工作原理。圖7-24題7-10圖習題八8-1給定調頻波的中心頻率＝50MHz，最大頻偏＝75kHz，求：（1）當調制信號頻率＝300Hz時，調頻指數及調頻波有效帶寬；（2）當調制信號頻率＝15kHz時，調頻指數及調頻波有效帶寬。解:(1)＝300H時(2）＝15kHz時8-2載波(V),調制信號(V)，最大頻偏＝20kHz。求:（1）調頻波表達式；（2）調頻系數和有效帶寬；（3）若調制信號(V)，則＝？；＝？解:（1）調頻波表達式；（2）調頻系數和有效帶寬；（3）若調制信號(V)，因為此時、F均不變,所以8-3已知：載波(V)，調制信號(V)，調頻靈敏度＝10kHz/V。求:（1）調頻波表達式；（2）最大頻偏；（3）調頻系數和有效帶寬。解：（1）調頻波表達式；(說明：此處＝10kHz/V，所以，若＝10rad/V，則)（2）最大頻偏；（3）調頻系數和有效帶寬。8-4設載波為余弦波，頻率為，振幅為，調制信號為的單頻正弦波，最大頻偏kHz，試分別寫出調頻波和調相波表達式。解：（1）調頻波表達式（1）調相波表達式8-5已知調頻信號最大頻偏50kHz，試求調制信號頻率為300Hz，1kHz，3kHz,10kHz時分別對應的頻帶寬度。解：50kHz（1）F1＝300Hz，（2）F2＝1kHz，（3）F3＝3kHz,（4）F4＝10kHz習題九9-1簡述脈沖計數式鑒頻器的工作原理？9-2斜率鑒頻器和相位鑒頻器實現調頻-調幅的變換過程有何不同？9-3為什么通常在鑒頻器之前要采用限幅器？9-4為什么比例鑒頻器有抑制寄生調幅的作用？其根本原因何在？9-5針對以下幾種要求，分別說明宜采用那種鑒頻器？（1）頻帶很寬。（2）頻帶很窄，非線性失真要小。（3）為節(jié)省元件，不用限幅器。9-6鑒頻器輸入調頻信號＝3＋Ⅴ，鑒頻靈敏度＝－5mV／kHz，線性鑒頻范圍2＝50kHz，試畫出鑒頻特性曲線及鑒頻輸出電壓波形。解：＝－5mV／kHz＝3＋Ⅴ鑒頻特性曲線及鑒頻輸出電壓波形如下圖：9-7已知鑒頻器的輸入調頻信號為uFM(t)=5cos(4π×107t＋10sin4π×103t)V，鑒頻靈敏度SD=5mV/kHz，線性鑒頻范圍大于2△fm。求鑒頻電路的輸出解調電壓uo(t)。解：9-8圖9-39所示為采用共基極電路構成的雙失諧回路鑒頻器，試說明圖中諧振回路I、Ⅱ、Ⅲ應如何調諧？分析該電路的鑒頻特性。圖9-39題9-8圖習