《高頻電子線路》課后答案1

第1章習(xí)題參考答案

1-1畫(huà)出無(wú)線通信收發(fā)信機(jī)的原理框圖，并說(shuō)出各部分的功

用。

答：

上圖是一個(gè)語(yǔ)音無(wú)線電廣播通信系統(tǒng)的基本組成框圖，它由發(fā)

射部分、接收部分以及無(wú)線信道三大部分組成。發(fā)射部分由話(huà)

筒、音頻放大器、調(diào)制器、變頻器（不一定必須）、功率放大

器和發(fā)射天線組成。2

低頻音頻信號(hào)經(jīng)放大后，首先進(jìn)行調(diào)制后變成一個(gè)高頻已調(diào)

波，然后可通過(guò)變頻，達(dá)到所需的發(fā)射頻率，經(jīng)高頻功率放

大后，由天線發(fā)射出去。接收設(shè)備由接收天線、高頻小信號(hào)

放大器、混頻器、中頻放大器、解調(diào)器、音頻放大器、揚(yáng)聲

器等組成。由天線接收來(lái)的信號(hào)，經(jīng)放大后，再經(jīng)過(guò)混頻

器，變成一中頻已調(diào)波，然后檢波，恢復(fù)出原來(lái)的信息，經(jīng)

低頻功放放大后，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。

1-2無(wú)線通信為什么要用高頻信號(hào)？“高頻”信號(hào)指的

是什么？

答：

高頻信號(hào)指的是適合天線發(fā)射、傳播和接收的射頻信

號(hào)。采用高頻信號(hào)的原因主要是：

(1)頻率越高，可利用的頻帶寬度就越寬，信道容量就

越大，而且可以減小或避免頻道間的干擾；

(2)高頻信號(hào)更適合電線輻射和接收，因?yàn)橹挥刑炀€尺

寸大小可以與信號(hào)波長(zhǎng)相比擬時(shí)，才有較高的輻射效率和接

收效率，這樣，可以采用較小的信號(hào)功率，傳播較遠(yuǎn)的距

離，也可獲得較高的接收靈敏度。

1-3無(wú)線通信為什么要進(jìn)行凋制？如何進(jìn)行調(diào)制？

答：

因?yàn)榛鶐д{(diào)制信號(hào)都是頻率比較低的信號(hào)，為了達(dá)到較高的

發(fā)射效率和接收效率，減小天線的尺寸，可以通過(guò)調(diào)制，把

調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到高頻載波附近；另外，由于調(diào)制后的

信號(hào)是高頻信號(hào)，所以也提高了信道利用率，實(shí)現(xiàn)了信道復(fù)

用。

調(diào)制方式有模擬調(diào)調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。在模擬調(diào)制中，用調(diào)

制信號(hào)去控制高頻載波的某個(gè)參數(shù)。在調(diào)幅方式中，AM普通

調(diào)幅、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅(DSB)、單邊帶調(diào)幅(SSB)、

殘留單邊帶調(diào)幅(VSSB)；在調(diào)頻方式中，有調(diào)頻(FM)和

調(diào)相(PM)o

在數(shù)字調(diào)制中，一般有頻率鍵控(FSK)、幅度鍵控

(ASK)、相位鍵控(PSK)等調(diào)制方法。5

1-4無(wú)線電信號(hào)的頻段或波段是如何劃分的？各個(gè)頻段的傳

播特性和應(yīng)用情況如何？

波段名稱(chēng)波長(zhǎng)范國(guó)旅串翦圍康一名掰主要傳播方式和用途

長(zhǎng)被(LW)吁104nl30~300kHzfi?(LF)地波i遠(yuǎn)更高通信

中兆MW)10??103m300kHz-3MHz中旅MF)地裝天心廣播、通僖、導(dǎo)航

gij(sw)10~100m3?30MHi高垓(HF)天波、地波，廣播、通信

直線傳播、對(duì)液息散船通信、電

figa(vsw)1~10m30-300MHz甚言頻(VHF)

視廣氟醐廣著雷達(dá)

直線傳播、散射傳榆通信、中繼

分米波(USW)10700cm30CMHz?3GHz特高康(UHF)

ft與衛(wèi)星通信'懿、蛾廣播

a厘米波(SSW)1~10cm3?30GHi直線傳小攤和衛(wèi)星通法雷達(dá)

*米波(ESW)1~10mm30-300GHz極高短(EHF)直線傳箱微波通信、雷達(dá)

第2章習(xí)題參考答案

2—1對(duì)于收音機(jī)的中頻放大器，其中心頻率為=465

kHz.Bo707=8kHz,回路電容C=200PF,試計(jì)算回路電

感和QL正。若電感線圈的Q°=100，問(wèn)在回路上應(yīng)并聯(lián)

多大的電阻才能滿(mǎn)足要求。

解2T：1

由/二春衣得：

L=——!"^二一

{InfJC4?2x4652xl0ftx200xl0-'2

106

?0.586/〃〃

-4/x4652x200

由B。,707=2得：

465x103

-------：—=58.125

2=在5

D0.7078xl0

0___________wo__________

因?yàn)椋?----------------171.224。

2^x465x10'x200x10122萬(wàn)x465x2

八conc_2

-----------------------7-------------------

SzgQ+gAj_|JL

%

所以：R,=(^2—1)4=—^—凡58.125

x171.22~237.66kQ

QLQ「加100-58.125

答：回路電感為0.586mH,有載品質(zhì)因數(shù)為58.125,這時(shí)需耍并

聯(lián)236.66kQ的電阻。

2-2圖示為波段內(nèi)調(diào)諧用的并聯(lián)振蕩回路，可變電容C的變

化范圍為12?260pF,Q為微調(diào)電容，要求此回路的調(diào)諧

范圍為535?1605kHz,求回路電感L和Q的值，并要求C的

最大和最小值與波段的最低和最高頻率對(duì)應(yīng)。

解2-2：

根據(jù)已知條件，可以得出：

回路總電容為q=c+G，因此可以得到以下方程組

1605X103=―=~\1

而2^(12X10-12+C)

題2—2圖

5M_，_=_1

2〃辰二2〃J〃260xl(F%c)

1605260x1012+C,260x1012+C,“

12?

53512x10+C,12x1012+G-

1212

8Cz=260xl0-9x12x10

260-108

xlO,2=19/?F

~~8

(Inx535xlO3^260+19)x1O-12

106

?0.3175"7〃

3149423435

答：電容Ct為19pF,電感L為0.3175Mh.

2-3圖示為一電容抽頭的并聯(lián)振蕩回路。諧振頻率年1MHz,

G=400pf,C2=100pF求回路電感L。若Qo=100,

RL=2kQ,求回路有載QL值。

解2-3

40000

80",

500

UL

L=(171f^C

1

0.317/〃〃

(2^xl0ft)280xl0-'2題2—3圖

負(fù)載RL接入系數(shù)為pn#不-=罌=0.8

gIbUU

u2

折合到回路兩端的負(fù)載電阻為a=肅=3.125AC

0100

回路固有諧振阻抗為R。,1994。

2”。6.28X106X80X10,2

有載品質(zhì)因數(shù)。z=4-100

-1.546

1+殳199

%3.125

答：回路電感為0.317mH,有載品質(zhì)因數(shù)為L(zhǎng)546

2-4石英晶體有何特點(diǎn)？為什么用它制作的振蕩器的頻率穩(wěn)

定度較高？

答2-4

石英晶體有以下幾個(gè)特點(diǎn)

1.晶體的諧振頻率只與晶片的材料、尺寸、切割方式、幾

何形狀等有關(guān)，溫度系數(shù)非常小，因此受外界溫度影響

很小

2.具有很高的品質(zhì)因數(shù)

3.具有非常小的接入系數(shù)，因此手外部電路的影響很小。

4.在工作頻率附近有很大的等效電感，阻抗變化率大，因

此諧振阻抗很大

5.構(gòu)成震蕩器非常方便，而且由于上述特點(diǎn)，會(huì)使頻率非

常穩(wěn)定。

2-5一個(gè)5kHz的基頻石英晶體諧振器，Cq=2.4X10-2pF

C0=6pF,,r°=15Q。求此諧振器的Q值和串、并聯(lián)諧振

頻率。

解2-5：

C0Cq6x0.024

總電容C=0.024pF=Cq

C0+Cq6+0.024

串聯(lián)頻率fq=一^=0.998品=4.99kHz

|.q

1H-----------1+-------

、2Co,12

i1in9

品質(zhì)因數(shù)。=---=--------,-------n——=—=88464260

2兀/Cq2KX5X103X0.024x102xl53.6兀

答：該晶體的串聯(lián)和并聯(lián)頻率近似相等，為5kHz,Q值為

88464260。

2-6電阻熱噪聲有何特性？如何描述

答2-6：

電阻的熱噪音是由于溫度原因使電阻中的自由電子做不規(guī)

則的熱運(yùn)動(dòng)而帶來(lái)的，因此熱噪音具有起伏性質(zhì)，而且它具

有均勻的功率譜密度，所以也是白噪音，噪音的均方值與電

阻的阻值和溫度成正比。

噪音電壓功率譜=4kTR,噪音電壓均方值用=4kTRB

噪音電流功率譜S7=4kTG,噪音電流均方值=4kTGB

2-7求如圖所示并聯(lián)電路的等效噪聲帶寬和輸出均方噪聲電

壓值。設(shè)電阻R=10kQ,C=200pF,T=290K。

解2-7：

網(wǎng)絡(luò)傳輸函數(shù)為

1R

H（j/）=H0=R

1~~~~1+jwCR

TJO）C

則等效噪音帶寬為

00

B=-!i------；----_-f-------------r#

閨1+（比￡）2J

l+（2；fCR）W=+arctan（24以）|；

1________]106

——=12SkHz

4xl04x200x10128

輸出噪音電壓均方值為

1

U"；=AkTGB"“H0：=^kT—火B(yǎng)〃R=4kI，RBn“

=4xl37xl0-2Jx290xl04xl25xl03=19.865（//V2）

答：電路的等效噪聲帶寬為125kHz,和輸出均方噪聲電壓值為

19.865uV2.

2-8如圖所示噪聲產(chǎn)生電路，已知直流電壓E=10V,R=20

kQ,C=100pF,求等效噪聲帶寬B和輸出噪聲電壓均方

值（圖中二極管V為硅管）。

解2-8：

此題中主要噪音來(lái)自二極管的散粒噪音，因此

流過(guò)二極管的電流為

E-Vp9.3

=0.465/〃,4,

°-R20000

二極管電阻為火〃=至”-56Q

題2—8圖

網(wǎng)絡(luò)傳輸函數(shù)為

1_Rn

H(jM=H『RD

--------+ja)C——1+,J?to廠C1+jJa>CRD?'

RHRn

等效噪音帶寬為

co

J\H(js)Pd/

----------$---------=f---------------llf=(-----------------df

譏{1+(W致)2T7{1+(2萬(wàn)/以〃)27

二27r6W〃arctan(2"AW〃)|o=耽區(qū)D=4x100xIO-12x56

10t0

=——?44.6447M

224

噪音電壓均方值為

US冏

=2x0.465x10-3x1.6x10-19x44.64xl06x562?2083x(/iV2)

2-9求圖示的T型和口型電阻網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)。

題2—9圖

解2-9

設(shè)兩個(gè)電路的電源內(nèi)阻為Rs

1.解T型網(wǎng)絡(luò)

輸出電阻為R。=f+夕1+&

(1)采用額定功率法

輸入匹配功率〃產(chǎn)與，輸出匹配功率匕〃“=

噪音系數(shù)N/.=萍=「X[―+,+1]

(2)采用開(kāi)路電壓法

2

Unio37BR,,U；=4kTBR。

u；“_R」R，+R\+R1’

N.?=

u&R\R、J

(3)采用短路電流法

I1=4kTB二

""R。

/\2

-=4仃」——

R，…、+單=2%

「生+生)

=4kTB'

R\R,(R<+R、+K3)+/?3(N?+KJ,

/y

=AkTBR---------------------d----------------------「-4""j"…)1

'.ccc/“七(附.+8))

N=乙="0+%+&丫

'心￡[R3)

2.解n型網(wǎng)絡(luò)

(①+、

R+RR?R、，、

輸出電阻為：4=———

RR+(附2+色)(囹,+RJ

------------F/Itx

3+%,2+K、

7

(1)采用額定功率法

輸入匹配功率產(chǎn)四.=冬

47?j

/、2

E-^-x______g______

，…里」+…3

輸出匹配功率匕〃,,

4〃〃

（、2

必+…

凡+匕.

得噪音系數(shù)為N,.二

PsmoRs

R盧R、J

凡（&&+（&+R3WK）；

磯麗>

1\R'R.+R[R,+R\RF

R，R。I&J

(2)采用開(kāi)路電壓法

%=4kTBR。

、

U：『AkTBR，，x&

R\+R,RE,*R*R

---------r十/li

%+R,）

、2

=AkTBRxR。

R/R,+6

R/R,7

、2

氏

=AkTBR.Ri

,\&&+&&+/1述SJ

'R\R,+R[R\+R/1

2i

以RR、R7

（3）采用短路電流法

(

no=4kTBG、

、2

jkTBGsR,R、

R[R$+R,R、+R[R))

(&f

AkTBR5

R]R§+R、RS+R[R])

I:R\Rs+R】R,+R\R「

RK。l&)

2-10接收機(jī)等效噪聲帶寬近似為信號(hào)帶寬，約10kHz,輸

出信噪比為12dB,要求接收機(jī)的靈敏度為1PW,問(wèn)

接收機(jī)的噪聲系數(shù)應(yīng)為多大？

解2-10,根據(jù)已知條件

2=1(V2=15.85

N。

210―

N=上=巫=________12^______

7S.15.8515.85xl.37xl0-23x290xl04

福

106

=--------------------?1588?32dB

15.85x1.37x29

答：接收機(jī)的噪音系數(shù)應(yīng)為32dB。

第3章習(xí)題參考答案

3-1對(duì)高頻小信號(hào)放大器的主要要求是什么？高頻小信號(hào)放

大器有哪些分類(lèi)？

答3-1：

對(duì)高頻小信號(hào)器的主要要求是

1.比較高的增益

2.比較好的通頻帶和選擇性

3.噪音系數(shù)要小

4.穩(wěn)定性要r司

高頻小信號(hào)放大器一般可分為用分立元件構(gòu)成的放大器、集

成放大器和選頻電路組成的放大器。根據(jù)選頻電路的不同，又

可分為單調(diào)諧回路放大器和雙調(diào)諧回路放大器；或用集中參數(shù)

濾波器構(gòu)成選頻電路。

3-2一晶體管組成的單回路中頻

放大器，如圖所示。已知

<=465kHz,晶體管經(jīng)中和后的

參數(shù)為：g.=0.4mS,Cie=142pF,

goe=55uS,Coe=18pF,

Yie=36.8mS,Yre=0,回路等效電

容C=200pF,中頻變壓器的接

入系數(shù)p尸N/N=0.35,

pkN,/N=0.035,回路無(wú)載品質(zhì)因

液Q°=80,設(shè)下級(jí)也為同一晶體

題3—1圖

管，參數(shù)相同。試計(jì)算：

（1）回路有載品質(zhì)因數(shù)QL和3dB帶寬及7；（2）放大器的電

壓增益；（3）中和電容值。（設(shè)Cb?=3pF）

3

解3-2：

根據(jù)已知條件可知,能夠忽略中和電容和y「e的影響。得

回路總電容為

22

C_=C+p\Coe+p\C.e=200+0.35x18+0.035x142?1^1pF

固石諧振電導(dǎo)為

27/1527rx465x1()3x202x10工

部=-------=----------------------?7.374z/5

占°幺80

回路總電導(dǎo)為

g2品+品

236

=0.35x55xIO"+o0352xo.4xlO+7.374x10-?14.6^5

品質(zhì)因數(shù)2=過(guò)22^X465X103X202X10U

40.4

14.6x10-6

9z

3d。帶寬紇=A=生L?11.51k/fz

°-7QL404

PxPi\y\0.35x0.035x36.8x10-3

諧振增益。ft

A14.6x10-6=30.88

中和電容C"=+％=含G=淺'3=1.615〃

答：品質(zhì)因數(shù)QL為40.4,帶寬為11.51kHz,諧振時(shí)的電壓增益為

30.88,中和電容值為1.615pF

3-3高頻諧振放大器中，造成工作不穩(wěn)定的王要因素是什

么？它有哪些不良影響？為使放大器穩(wěn)定工作，可以采

取那些措施？

答3-3

集電結(jié)電容是主要引起不穩(wěn)定的因素，它的反饋可能會(huì)是放

大器自激振蕩；環(huán)境溫度的改變會(huì)使晶體管參數(shù)發(fā)生變化，如

、e、Ge、心、g°e、Yfe、引起頻率和增益的不穩(wěn)定。

負(fù)載阻抗過(guò)大，增益過(guò)高也容易引起H激振蕩。

一般采取提高穩(wěn)定性的措施為：

（1）采用外電路補(bǔ)償?shù)霓k法如采用中和法或失配法

（2）減小負(fù)載電阻，適當(dāng)降低放大器的增益

（3）選用。比較高的晶體管

（4）選用溫度特性比較好的晶體管，或通過(guò)電路和其他措施，

達(dá)到溫度的自動(dòng)補(bǔ)償。

3—4三級(jí)單調(diào)諧中頻放大器，中心頻率f°=465kHz,若要求

總的帶寬B07=8kHZ,求每一級(jí)回路的3dB帶寬和回路

有載品質(zhì)因數(shù)QL值。

設(shè)每級(jí)帶寬為瓦，貝加

因?yàn)榭値挒锽0,=BJ23-1

則每級(jí)帶寬為BI==」—?15.7kHz

'H0.5098

V23-1

有載品質(zhì)因數(shù)QL=29.6

答：每級(jí)帶寬為15.7kHz,有載品質(zhì)因數(shù)為29.6。

3-5若采用三級(jí)臨界耦合雙回路諧振放大器作中頻放大器（三個(gè)

雙回路），中心頻率為4=465kHz,當(dāng)要求3dB帶寬為8kHz

時(shí)，每級(jí)放大器的3dB帶寬有多大？當(dāng)偏離中心頻率10kHz

時(shí)，電壓放大倍數(shù)與中心頻率時(shí)相比，下降了多少分貝？

解3-5

設(shè)每級(jí)帶寬為Bj貝％_____

根據(jù)總帶寬腐二I得：

每級(jí)帶寬為B[=/---------?11.2kHz

4/10.714

V23-l

當(dāng)偏離中心頻率10kHz時(shí)，根據(jù)諧振特性，有:

2A________2

“1+A?-自2)2十優(yōu)2:1”+《48

K01A

88

二33

L,AAfJ

4+(2x----x-)4

B.f。

88

?—?0.027,201og0.027=-31.4dB

299

^x/ZxlO4?

JL2xl()3

答：每級(jí)放大器的3dB帶寬為11.2kHz,當(dāng)偏離中心頻率lOkHZ

時(shí)，電壓放大倍數(shù)與中心頻率時(shí)相比，下降了多少31.4dB,

3-6集中選頻放大器和諧振式放大器相比，有什么優(yōu)點(diǎn)？設(shè)

計(jì)集中選頻放大器時(shí)，主要任務(wù)是什么？

答3-6

優(yōu)點(diǎn)：

選頻特性好、中心頻率穩(wěn)定、Q值高、體積小、調(diào)整方便

o設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮：

濾波器與寬帶放大器及其負(fù)載之間的匹配。另外還要考慮

補(bǔ)

償某些集中參數(shù)濾波器的信號(hào)衰減。

3-7什么叫做高頻功率放大器？它的功用是什么？應(yīng)對(duì)它提

出哪些主要要求？為什么高頻功放一般在B類(lèi)、C類(lèi)狀態(tài)

下工作？為什么通常采用諧振回路作負(fù)載？

答3-7

高頻功率放大器是一種能將直流電源的能量轉(zhuǎn)換為高頻

信號(hào)能量的放大電路，其主要功能是放大放大高頻信號(hào)功

率，具有比較高的輸出功率和效率。對(duì)它的基本要求是有選

頻作用、輸出功率大、自身?yè)p耗小、效率高、所以為了提高

效率，一般選擇在B或C類(lèi)下工作，但此時(shí)的集電極電流是一

個(gè)余弦脈沖，因此必須用諧振電路做負(fù)載，才能得到所需頻

率的正弦高頻信號(hào)。

3-8高頻功放的欠壓、臨界、過(guò)壓狀態(tài)是如何區(qū)分的？各有什么

特點(diǎn)？當(dāng)Ec、EQUQ七四個(gè)外界因素只變化其中的一個(gè)

時(shí)，高頻功放的工作狀態(tài)如何變化？

答3-8

當(dāng)晶體管工作在線性區(qū)時(shí)的工作狀態(tài)叫欠壓狀態(tài)，此時(shí)集電

極電流隨激勵(lì)而改變，電壓利用率相對(duì)較低。如果激勵(lì)不變，

則集電極電流基本不變，通過(guò)改變負(fù)載電阻可以改變輸出電壓

的大，輸出功率隨之改變；該狀態(tài)輸出功率和效率都比較低。

當(dāng)晶體管工作在飽和區(qū)時(shí)的工作狀態(tài)叫過(guò)壓狀態(tài)，此時(shí)集電

極電流脈沖出現(xiàn)平頂凹陷，輸出電壓基本不發(fā)生變化，電壓利

用率較高。

過(guò)壓和欠壓狀態(tài)分界點(diǎn)，及晶體管臨界飽和時(shí)，叫臨界狀態(tài)。

此時(shí)的輸出功率和效率都比較高。

12

?當(dāng)單獨(dú)改變RL時(shí)，隨著RL的增大，工作狀態(tài)的變化是從欠壓逐

步變化到過(guò)壓狀態(tài)。

?當(dāng)單獨(dú)改變Ec時(shí)，隨著Ec的增大，工作狀態(tài)的變化是從過(guò)壓逐

步變化到欠壓狀態(tài)。

?當(dāng)單獨(dú)改變Eb時(shí)，隨著Eb的負(fù)向增大，工作狀態(tài)的變化是從過(guò)

壓逐步變化到欠壓狀態(tài)。

?當(dāng)單獨(dú)改變Ub時(shí)，隨著Ub的增大，工作狀態(tài)的變化是從欠壓逐

步變化到過(guò)壓狀態(tài)。

3-9已知高頻功放工作在過(guò)壓狀態(tài)，現(xiàn)欲將它調(diào)整到臨界狀

態(tài)，可以改變哪些外界因素來(lái)實(shí)現(xiàn)，變化方向如何？在

此過(guò)程中集電極輸出功率如何變化？

答3-9

可以通過(guò)采取以下措施

1.減小激勵(lì)Uy集電極電流L和電壓振幅Uc基本不變，輸

出功率和效率基本不變。

2.增大基極的負(fù)向偏置電壓，集電極電流峪和電壓振幅Uc

基本不變，輸出功率和效率基本不變。

3.減小負(fù)載電阻Rj集電極電流峪增大，5也增大，但電

壓振幅Uc減小不大，因此輸出功率上升。

4.增大集電極電源電壓，I-、I.和Uc增大，輸出功率也隨

之增大，效率基本不變。14

3-10高頻功率放大器中提高集電極效率的主要意義是什么？

答3To

主要意義在于提高了電源的利用率，將直流功率的更多的

轉(zhuǎn)換為高頻信號(hào)功率，減小晶體管的功率損耗，可降低對(duì)晶

體管的最大允許功耗PCJ^J要求，提高安全可靠性。

3-11設(shè)一理想化的晶體管靜特性

如圖所示，已知Ec=24V,

Uc=21V,基極偏壓為零偏，

"=3V,試作出它的動(dòng)特性曲

線。此功放工作在什么狀態(tài)？

并計(jì)算此功放的0、P。、

n及負(fù)載阻抗的大小。畫(huà)出滿(mǎn)

足要求的基極回路。

解3-11

1、求動(dòng)態(tài)負(fù)載線

根據(jù)給定靜態(tài)特性，

得到晶體管的紇=0.5%

=半-=is,并得到如下方程組

瓦-《cosco，

代入數(shù)值后得

〃“=24-21cosc0/

可以解出:

ie=g”(3cosco/-0.5)

⑴當(dāng)3t=兀時(shí)

晶體管截止,因此％=0,但％=EC+Uc=24+21=35V,

位于C點(diǎn)

(2)當(dāng)應(yīng)=。時(shí)

晶體管臨界導(dǎo)通i°=0,且有Ubcos9=E；=0.5,cos竽，

因"匕。=arccos^-?80°ourp=E_-Urcos0=24-21x20.5V,

33

位于B點(diǎn)。

(3)當(dāng)cot=。時(shí)

??=EC-UC=3V,ic=icmm=gni(3cos0-0.5)=2.5gn,=2.5A.

位于A點(diǎn)。

連接A、B、C三點(diǎn),就是它的動(dòng)態(tài)特性曲線。

17

2、求解（）、p「P。、n及負(fù)載阻抗的大小。

0.5?

6=arccos—?80

3

R-Uc21

---------------?17.8Q

、IC1%(80°)xi…2.5x0.472

二但=21,2.50.472=i2.39w

22

Po=IcoEc=%(8O°)XicmaxXEc=0.286X2.5x24=17.16W

Pc=P0-P[=17.16-12.39=4.77W

12.39

h0.722

17.16

3、符合要求的基極回路為

3-12某高頻功放工作在臨界伏態(tài)，通角0=75。"，輸出功率

為30W,Ec=24V,所用高頻功率管的Sc=L67V,管子能

安全工作。（1）計(jì)算此時(shí)的集電極效率和臨界負(fù)載電

阻；（2）若負(fù)載電阻、電源電壓不變，要使輸出功

率不變。而提高工作效率，問(wèn)應(yīng)如何凋整？（3）輸入

信號(hào)的頻率提高一倍，而保持其它條件不變，問(wèn)功放的工

作狀態(tài)如何變化，功放的輸出功率大約是多少？

解3-12

(1)

a=a

因?yàn)椤緾1=i*CmaxiSc(Ec-Uc)

—

所以P]=-IQUC=-ct]Sc(Eg-U。)Uc=otjSj-EQ——otjSUj

2222c

解之得到

_%ScEc士MJSCEJ—8%ScK_Ec上屁―2PT

TuT「=----------------------------=---±」---------

2alsc2y4%Sc

代入數(shù)值后得到集電極電壓振幅為

24,\2^2x3060

r=---±I------------------------=12itJ144-------------------=12±8.06

c2\4%(75°)1.67V0.455x1.67

=20.06V(取正值)

集電極效率

絲=竺竺。0836

Ec24

U2

因?yàn)樨?費(fèi)_,所以

4=20.062

R?6.7Q

2x30

2Pl21

(2)可增加負(fù)向偏值，但同時(shí)增大激勵(lì)電壓，保證Ie】不變，但

這樣可使導(dǎo)通角減小，效率增加。

(3)由于頻率增加一倍，諧振回路失諧，集電極阻抗變小，電

路由原來(lái)的臨界狀態(tài)進(jìn)入欠壓狀態(tài)，輸出幅度下降，故使

輸出功率和效率都卜.降。對(duì)于2。的頻率，回路阻抗為：

L

(r+jcoL)-----

回路阻抗為L(zhǎng)記

Z=-------------------*r\

1IMLL

r+IcoTL--------l+JQ3

IcoCjg3)

在3=3。時(shí)，Z=

L1rC

L

在＜o(jì)=no%時(shí)，Z,n--------乎_—

1+jQn-----22

InJ

所以

ZLn1n

|Z」_Lnn=2_

2

|zuIJl+[Q(n2—1)]2Q(n-1)n=23Q

因此，輸出功率下降到原來(lái)的2/3Q倍。

3—13試回答下列問(wèn)題：

(1)利用功放進(jìn)行振幅調(diào)制時(shí)，當(dāng)調(diào)制的音頻信號(hào)加在基極或集電

極時(shí)、應(yīng)如何選擇功放的工作狀態(tài)？

(2)利用功放放大振幅調(diào)制信號(hào)時(shí)，應(yīng)如何選擇功放的工作狀態(tài)？。

(3)利用功放放大等幅度的信號(hào)時(shí)，應(yīng)如何選擇功放的工作狀態(tài)？

解3-13

(1)利用功放進(jìn)行振幅調(diào)制時(shí)，當(dāng)調(diào)制的音頻信號(hào)加在基極或

集電極時(shí)、功放應(yīng)選在過(guò)壓狀態(tài)。

(2)利用功放放大振幅調(diào)制信號(hào)時(shí)，功放應(yīng)選在欠壓狀態(tài)，并

為乙類(lèi)工作。

(3)利用功放放大等幅度的信號(hào)時(shí)，功放應(yīng)選在過(guò)壓狀態(tài)，此

時(shí)有較大的輸出功率和效率。也可以選擇在過(guò)壓狀態(tài)，此

時(shí)輸出電壓幅度比較穩(wěn)定。

24_

3-14當(dāng)工作頻率提高后，高頻功放通常出現(xiàn)增益下降，最大

輸出功率和集電極效率降低，這是由哪些因素引起的？

解3T4

主要原因是

1.放大器本身參數(shù)，如B、a隨頻率下降。

2.電路失諧，集電極阻抗減小。

3.少數(shù)載流子渡越時(shí)間效應(yīng)。

4.非線性電抗效應(yīng)，如Cyc的影響。

5.發(fā)射極引線電感的影響，對(duì)高頻反饋加深。

3-15如圖所示，設(shè)晶體管工作在小信號(hào)A類(lèi)狀態(tài)，晶體管的

輸入阻抗為Z,交流電流放大倍數(shù)為hfe/(l+j/f/f/，

試求Le而引起的放大器輸入阻抗Z\。并以此解釋晶體

管發(fā)射極引線電感的影響。

可見(jiàn)，Le越大，輸入阻抗越大，反饋越深,電流越小，26

反饋越深，輸出功率和效率越低。[Buck<

3-16改正圖示線路中的錯(cuò)誤，不得改變饋電形式，重新畫(huà)

出正確的線路。

改正后的電路圖27

3—17試畫(huà)出一高頻功率放大器的實(shí)際線路。要求（1）采用NPN

型晶體管，發(fā)射極直接接地；（2）集電極用并聯(lián)饋電，與

振蕩回路抽頭連接；（3）基極用串聯(lián)饋電，自偏壓，與前

級(jí)互感耦合。

解3-17

根據(jù)要求畫(huà)出的高頻功率放大器電路如下

3-18一高頻功放以抽頭并聯(lián)回路作負(fù)載，振蕩回路用可變電

容調(diào)諧。工作頻率f=5MHZ,調(diào)諧時(shí)電容C=200PF,回路

有載品質(zhì)因數(shù)QL=20,放大器要求的最佳負(fù)載阻抗％廣50

Q,試計(jì)算回路電感L和接入系數(shù)Po

解3-18

由/=---7~"得，

27rjLC

_1,1

L?5.07^H

（2兀f。）2c4兀2X25X10^,2X200X10"

因，所以，p二秒薩二JR.2"

QL

50x27rx5xl06x200xl0-'2?_r—人

------------------------------------------二50x10-33.a0.125

2029

3-19如圖（a）所示的D型網(wǎng)絡(luò)，兩端的匹配阻抗分別為

RP1>RP2O將它分為兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)L型網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算

公式，當(dāng)給定Q2=RP2/XP2時(shí)，證明下列公式：

￥（1+Q；）_1

Rp2

\=:+”品[Q/枷+Q；I]

并證明回路總品質(zhì)因數(shù)Q=Q]+Q2。

解3-19

首先將電路分解成兩個(gè)L回路，如圖（1）。然后利用并串轉(zhuǎn)換

,將Xp2和02的并聯(lián)轉(zhuǎn)換為Rs和Xs3的串聯(lián)，得到圖⑵。

因?yàn)镼2=a='，所以

p2s

R,RX,,X,

R_____pn2Y?-pn2Y______np2_pn2

「《+X；?XP2-1+Q；，'J對(duì)+XU?一i*_L

Q；

當(dāng)Xs3=Xs2時(shí)，產(chǎn)生諧振，電路簡(jiǎn)化為圖（3），諧振電阻為Rs

再利用串并轉(zhuǎn)換，將Xsi和Rs的并聯(lián)轉(zhuǎn)換為人和Xp的并聯(lián)，得到圖

（4）,其中

x

Rp=（i+Q：）R/Xp=（i+*）sf'I'Qi=~=

QiXp

當(dāng)Xp|=Xp,產(chǎn)生并聯(lián)諧振，諧振阻抗為Rp=Rp/因此有

Rpl=(l+Q?)Rs<1>

R=(l+QpR<2>

p2s由得到,

代入＜3＞得

（證明完畢）

又因?yàn)?

,X,X,Q；

因此

Xs1=RsQ,=RsQ^)-1,XS2=XS3=-^-=-^,

1+-y1"33

Q：

勖+Q1+Q

R/R

J-^-（I+Q^）-I+Q2（證明完畢）

I+Q2LVKp2.

因?yàn)閄S2=XS3,因此從圖（2）可以看出，總的品質(zhì)因數(shù)為

Q=&=區(qū)1%=Q1+Q2（證明完畢）

R.R.

3-20上題中設(shè)Rpi=20Q,1^2=100Q,F=30MHZ,指定Q2=5,試

計(jì)算Ls、CprCp2和回路總品質(zhì)因數(shù)Q。

解3-20

x.=制互1+Q，］

制僦Z）T+5}27.13

X27.11

S?0.144用

27Tf2Kx30x106

1n

XP,=?=，?，?9.76Q

腎湍…）一1

35

11

Cpi?544pF

時(shí)271x30x3x9.76

A

C,二一-—二-----——?265pF

P2271fxp22”30x3x20

Q|=看I+Q："忌（1+52-05

Q=QI+Q2=5+2.05=7.05

3-21如圖示互感耦合輸出回路，兩回路都諧振，由天線表1A測(cè)得

的天線功率PA=10W,已知天線回路效率。2=。.8。中介回

路的無(wú)載品質(zhì)因數(shù)Q°=100,要求有載品質(zhì)因數(shù)％=10,工作

于臨界狀態(tài)。問(wèn)晶體管輸出功率H為多少？設(shè)在工作頻率

3L1=50。，試計(jì)算初級(jí)的反映電阻和互感抗3M。當(dāng)天

線開(kāi)路時(shí)，放大器工作在什么狀態(tài)？

題3—21圖37

解2-21：設(shè)次級(jí)損耗電阻為J初級(jí)損耗電阻為卬反射電阻為rf,

中介回路效率%天線功率為PA，次級(jí)總功率為P2。則：

因?yàn)閰?上一=ri，得到r,1—T]

=?一%=—x50=12.5Q

RA+r20.8

p2n

P10Q.10

A1y

p,=▲=k?=1--------=0.9

2n0.8Qo100

p,12.5coL[50

p=---=——=13.9W,r.=____=0.5Q

1

%0.9Qo100

因?yàn)镼i=旦一，所以彳=coL[50

0.5=4.5Q

—r1=--

9+7QL10

coM=.&(+4)=A/4.5x62.5?16.8Q

當(dāng)天線開(kāi)路時(shí)，反射電阻為零，初級(jí)回路等效并聯(lián)阻抗增

大，放大器將從臨界狀態(tài)進(jìn)入過(guò)壓狀態(tài)。38

1Backl

3-22什么是D類(lèi)功率放大器，為什么它的集電極效率高？什

么是電流開(kāi)關(guān)型和電壓開(kāi)關(guān)型D類(lèi)放大器？

答3-22

D類(lèi)放大器是一種工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)的功率放大器，兩個(gè)晶體管在

輸入激勵(lì)控制卜交替飽和導(dǎo)通或截止，飽和導(dǎo)通時(shí)，有電流

流過(guò)，但飽和壓降很低；截止時(shí)，流過(guò)晶體管的電流為零。

所以晶體管的平均功耗很小，效率很高。

在電流開(kāi)關(guān)型電路中，兩管推挽工作，電源通過(guò)一個(gè)大大電感

供給一個(gè)恒定電流，分別交替流過(guò)兩個(gè)晶體管，兩管輪流導(dǎo)

通和截止。通過(guò)諧振電路得到正弦輸出電壓。

在電壓開(kāi)關(guān)型電路中，兩晶體管是與電源電壓和地電位串聯(lián)

的，在輸入控制下，一個(gè)導(dǎo)通，一個(gè)截止，因此，兩管的中

間點(diǎn)電壓在0和電源電壓之間交替切換。通過(guò)諧振電路，獲的

正弦輸出信號(hào)。39

3-23圖3—33的電壓開(kāi)關(guān)型D類(lèi)放大器，負(fù)載電阻為凡，若考慮

晶體管導(dǎo)通至飽和時(shí)，集電極飽和電阻&s（Rcs=l/Sj，試從物

理概念推導(dǎo)此時(shí)開(kāi)關(guān)放大器的效率。

解3-23

根據(jù)題意，將（a）圖簡(jiǎn)化為（b）圖所示的等效電路。設(shè)

RKcsl=RCS2=RCS5

集電極平均電流

,1?Vf,1?26

2兀LRL2兀4兀2(N“+R)

22

直流輸入功率

°兀2（幾+%）

負(fù)載上的功率

.G2R因

L鞏兀2（q+當(dāng)）2

41

集電極效率

集電極耗散功率

p_pp.2-2-

C°'兀2（（,+小）兀2（乙+附J

.2&R.九

西4+&）R,+R,八R/R,

3-24根據(jù)圖3—37的反相功率合成器線路，說(shuō)明各變壓器和傳

輸線變壓器所完成的功用，標(biāo)出從晶體管輸出端至負(fù)載間

各處的阻抗值。設(shè)兩管正常工作時(shí)，負(fù)載電阻上的功率為

100W,若某管因性能變化，輸出功率下降一半，根據(jù)合

成器原理，問(wèn)負(fù)載上的功率卜.降多少瓦？

loow反相功率合成器的實(shí)際線路43

當(dāng)某管上的功率下降一半時(shí)，證明該管上的輸出電壓降低，

其值是原來(lái)的0.707倍。那么最后流過(guò)合成器負(fù)載的電流

設(shè)功率降低一半的晶體管原來(lái)正常輸出電壓為〃，它貢獻(xiàn)合成器

的電流為/,異常輸出電壓為〃'，該管的負(fù)載電阻為R。則有：

V'1U1V

R。2441

那么，流過(guò)合成器的電流為

/(1y

IH—產(chǎn)=A1—產(chǎn)

v2I\2)

合成后的功率為

與正常相比，有

所以，故障后的合成功率為

P=0.728x100=72.8^

3-25射頻摸塊放大器的最基本形式是什么樣的電路？它可

以完成哪些功能？它有哪些王要優(yōu)點(diǎn)

答3-25

射頻模塊放大器的最基本的形式是一個(gè)采用混合電路技術(shù)的

薄膜混合電路，是把固態(tài)元件和無(wú)源元件(包括分立元件和集

成元件)外接在一塊介質(zhì)襯底上，并將有源和無(wú)源元件以及互

連做成一個(gè)整體。

用這種放大器可以構(gòu)成振蕩器、調(diào)制器、混頻器、功率合成

與分配期、環(huán)行器、定向耦合器；采用多個(gè)模塊可構(gòu)成一個(gè)射

頻系統(tǒng)。

采用射頻模塊的主要優(yōu)點(diǎn)是電路性能好、可靠性高、尺寸小

、重量輕、散熱好、損耗低、價(jià)格便宜等。

第4章習(xí)題參考答案

4-1什么是振蕩器的起振條件、平衡條件和穩(wěn)定條件？振蕩

器輸出信號(hào)的振幅和頻率分別是由什么條件決定？

答4T

[|7'(/co)|>l振幅條件

起振條件：/(/co)>1,即；(p(7')=2〃兀，//=0,1,2.....相位條件.

]7'(/co)|=l振幅條件

平衡條件:7(/CD)=1,即

(p(7')=2〃兀，//=0,1,2......相位條件

<0振幅穩(wěn)定條件

dU.

穩(wěn)定條件：

:①<0相位穩(wěn)定條件

Ida0=0、

4-2試從相位條件出發(fā)，判斷圖示交流等效電路中，哪些可能

振蕩，哪些不可能振蕩。能振蕩的屬「哪種類(lèi)型振蕩器？

題4—2圖3

答

g可能振蕩，電感三點(diǎn)式反饋振蕩器，

(b不能，

(Gc不能，

(

e不能，