高频电子线路期末考试精华版张肃文第四版.docx

局频电子线路复习例题一（嘿嘿整理2012年6月）第一章绪论一、填空题1 .无线通信系统一般由信号源、 、输出变换器五部分组成。2 .人耳能听到的声音的频率约在 到 的范围内。（20HZ、20KHZ ）3 . 调制有 、 、 二种方式。 （调幅、调频、调相）4 .无线电波在空间的传播方式有 、三种。（地波、天波、直线波） 二、简答或作图题1 .画出无线通信调幅发射机原理框图，并说明各部分的作用，同时画出波形示意图和频谱示意图。2 .画出超外差接收机方框图，并说明各部分的作用，同时画出波形示意图和频谱示意图。3 .在接收设备中，检波器的作用是什么？试画出检波器前后的信号波形。4 .通信系统由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？答：通信系统由输入、输出变换器，发送、接收设备以及信道组成。输入变换器将要传递的声音或图像消息变换为电信号（基带信号）；发送设备将基带信号经过调制等处理，并使其具有足够的发射功率，再送入信道实现信号的有效传输；信道是信号传输的通道；接收设备用来恢复原始基带信号；输出变换器将经过处理的基带信号重新恢复为原始的声音或图像。第三章选频网络,最大，且为纯 超前电压。1、串联谐振和并联谐振的特征，以及失谐时表现出的特性。如：LC回路并联谐振时，回路 阻抗电阻_。当所加信号频率高于并联谐振回路谐振频率时，回路失谐，此时，回路呈容 性,电流2、由于信号源内阻或负载电阻的影响,将使谐振回路的品质因数Q,选频特性 一,通频带3、课后题3.54、课后题3.65、课后题3.76、课后题3.97、课后题3.13有一耦合回路如图，已知f01f02 1MHz, 12 1K ?R1试求：1）回路参数 L1、L2、C1、C2和M;2）图中a、b两端的等效谐振阻抗 ZP;3）初级回路的等效品质因数Q1;4）回路的通频带BVY解：由已知条件可知两个回路的参数是全同C1=C21）由LQ1=Q2 ;0LL21000106159GC2(2106)2的，即 L1=L2, F159pF 159 10 6又由于发生临界耦合时（oM）2R1R2因此_1M R1 R20一一20 20H3.18 H21062）由于发生了临界耦合，所以 Ri=R=20QQi1RiRfi100040254)初级回路本身的品质因数为2(1000)4025k1000因此可得出通频带为：R120502 f072 f02Q18.图2-18所示电路为一等效电路，其中 路的谐振频率、谐振电阻。106Hz 5028.3KHzL=0.8uH, Q0=100, C=5pF, C1 =20pF, C2 =20pF, R=10k,Rl =5k，试计算回2-18题意分析 此题是基本等效电路的计算，其中解由图2-18可画出图2-19所示的等效电路。(1)回路的谐振频率由等效电路可知 L=0.8f0H ,回路总电容C1c2C1 C220L为有损电感，应考虑损耗电阻 R0(或电导g0)。为2020 2015(pF)f2 LC45.97(MHz)120.8 10 615 10 12(2) Rl折合到回路两端时的接入系数1C21C11C1 C22此时ab两端的等效2谐振阻抗为纯阻，即 Zab Zd Rd p p D DRi Rf 13)初级回路的等效品质因数为P2 0.52 Rl电感L的损耗电导g0为1C1C2C1C213 0.05 105 103总电导谐振电阻110 0LQ0245.97106 0.810610043.30 10 6s1211_33g0 P23 0.0433 10 3 0.05 103RRl 10 10330.1933 10 sRp 1g 5.17 k第四章高频小信号谐振放大器1.高频小信号放大器的主要技术指标有 选择性）（谐振频率、增益、通频带、2.高频小信号谐振放大器的常用的稳定方法有 和;引起其工作不稳定的主要原因是 ;该 放大器级数的增加，其增益将 ,通频带将 。（中和法、失配法、Cb c大、变大、变窄 ） 3.小信号谐振放大器的主要特点是以调谐回路 作为放大器的交流负载,具有 放大 和 选频 功能。4.课后4.55.课后4.9解：首先画出交流等效电路，计算接入系数N2351 N4551P1 , P2回路总电导N1320 24N13204GGpP1 goeP2 gie而回路本身的等效电导Gp11Q0W0L 100 210.7 106 4 1037 10 6s高频小信号放大器交流等效电路代入后可得1 O1 OG 37 10 6 ()2(200 10 6) ()2(2860 10 6)1)电压增益为44228.25 10 6S2)3)Av0 功率增益为AP0P1P2 yfeG1 11 1 45 104 4228.25 10 612.3(Av。) (Avo)2151.3gie1要计算带宽就要先求出有载品质因数QlQl1G W0L6166 16.2228.25 10 6 210.7 106 4 10 62 f0.7f010.7-MHz 0.66MHzQl 16.24）稳定系数2(gsgie)(goe Gl)其中gsYfe gieye1 COS( fe JGl12、2 (G P p2 gie )Gl为由集电极看来跨接在谐振回路上的负载导纳代入后求出S=13.7>>1电路稳定上是使本电路晶体管 的是要达到预定的选6.如图所示调谐放大器，问：1 . LC回路应调谐在什么频率上？2 .为什么直流电源要接在电感 L的中心抽3,电容G、G的作用分别是什么？4 .接入电阻R的目的是什么？解：1. LC回路应调谐在输入信号u的频 率上2 .直流电源要接在电感L的中心抽头 的输出端部分接入调谐回路，其目 择性和通频带要求3 .电容C、G是高频旁路电容，它们的作用是保证放大器工作在放大区4 .接入电阻R的目的是降低Q值，加宽放大器的通频带 第五章非线性电路、时变参量电路和变频器1.已知混频晶体三极管的正向传输特性为23ic ao a?ua?u式中，u U sm cos st U Lm COS it , U Lm >> Usm ,混频器的中频 i L- s,试求混频器的变频跨导gc。题意分析本题ULm >> Usm,可以看成工作点随大信号U Lm COs it变化，对U sm COs st来说是线性时变关系。1可先求出时变跨导g(t),从而有icg(t)us,而变频跨导gc -g1。2解时变跨导g(t) clu U du u Ul2g(t) 2a2Ul 3a3Ul2a2ULm cos Lt 3a3ULmcos2 it3 .23.24 a3ULm 2a2ULmcos Lt 2 a3ULmcos2 Lt其中g1 2a2ULm门"1.gc-g1a2U Lm2式中，vbe=vo+vs=Vomcos cot+Vsmcos ost 设 Vom2、有一非线性器件在工作点的转移特性 I=bo+b1Vbe+b2V2be, >>VSM ,求该非线性器件作为变频器时的变频跨导 gc O解：gC 也Vsm将 Vbe Vo Vom cOsWot VsmcOsWJ 代入 i b。bMe bz/I、,、,.、,、,2台匕目匕2b2VomVsm cos wot coswsti bobVomcoswotVsm coswtb2Vom coswotVsm cosWst2222,ibob1Vomcoswotb1Vsmcoswstb2Vomcoswotb2VsmcosWst够产生中频的是2b2VomVsm cosWot cosWst项2b2Vom1Vsmcos wot cos wstb2VomVsm cos wo ws t cos w0 ws ti imb2VomVsmgci imb2Vom乘积型混频器的方框图如图所示。相乘器的特性为i Kus(t)uL(t),若K 0.1mA/V2uL(t) cos(9.2049 106t)(V) , us(t) 0.01(1 0.5cos6103t) cos(2106t)(V)。(1)试求乘积型混频器的变频跨导；(2)为了保证信号传输，带通滤波器的中心频率(中频取差频)和带宽应分别为何值？带通源淡群J 乘积型混频器题意分析此题分析模拟乘法器混频器的变频跨导及带通滤波器带宽解 i Kus(t)uL(t)2kusmU Lmcos( L s)t cos( L- s川取差频ii,则iIi2 KU smU Lm cos( L - s)t变频跨导gcI 1mU sm一KU Lm20.1 1 0.05(ms)(2)中心频率f0频带宽度为BAM1 _6 _ (9.20 49 1 06 -22F 2 3 6(kHz)106 ) 465 1 03(Hz)4.画出混频器的组成框图及混频前后的波形图，并简述混频器的工作原理。解：混频器的工作原理：两个不同频率的高频电压作用于非线性器件时，经非线性变换，电流中包含直流分量、基波、谐波、和频、差频分量等。其中差频分量 fLo-f s就是混频所需要的中频成分，通过中频带通滤波器把其它不需要的频率分量滤掉，取出差频分量完成混频。=高频功率放大器1.某一晶体管谐振功率放大器,设已知Vcc=24V, I co=250mA Po=5W电压利用系数 己=1。试求P=、4c、R、 解:I cm1oP。Vcc I coVcmVcc 匕 2RpVcmRpVcc ccVcm22B20V40PoP 10000 83.300417mAVces=2V, 0c=70，分解系数 a0(70 )=0.253 , a1(70 )=0.436 ,1 1 I cm12 cI coC - g1 Qc- -I I cm1 2 2 I co2 .如图，已知功率放大器的Icmax=0.6A, Vcc=12V,求功率放大器的 Po、P=、Pc和刀Co解：根据功率放大器各功率的定义12V CC I C 0 V CC0.60.253I CMAX1 .82o(70W(3)PcCM I CM 11 一V cc2I CMAX 1 (70 O )1 .3W .(3)PoPPO1 .82161.31.82161 .30 .52 W71 .4 %(2).(2)250mA ,输出电I c1m ；半通角c。3 .某谐振功率放大器，已知 Vcc 24V,输出功率Po 5W ,晶体管集电极电流中的直流分量I。压Ucm 22.5V，试求：直流电源输入功率P ；集电极效率 c；谐振回路谐振电阻 Rp ；基波电流0( c)、1( c)来进行计算，也就是说计题意分析 此题没有指明是临界状态，实际上是用尖顶脉冲的分解系数 算的不是欠压就是临界状态。过压状态为凹顶脉冲，不能用尖顶脉冲分解系数，只能定性分析。解：直流电源输入功率 PVccIc0 24 0.25 6(W)(2)集电极效率 c Po/P5/6 83.3%谐振回路谐振电阻RP由Po1 Ucm2 RP可得RPUcm2p222.5250.63()(4)基波电流Idm1由 Po-U2(5)半通角由 1由c 2cmI c1m可信I c1m2PoU cm2 5 一 一一 0.4444(A)=444.4(mA)22.5gl( c)可得 gl(c 233 1.777,查表，c 62。22.5/ 244、某高频功率放大器工作在临界状态，已知其工作频率f= 520MHz,电源电压EC=25v,集电极电压利用系数=0.8,输入激励信号电压的幅度 Ubm =6v,回路谐振阻抗 Re=50 Q ,放大器的效率Tc = 75%。求：L Ucm、Icm1、输出功率P。、集电极直流功率 P=及集电极功耗 Pc2.当激励电压Ubm增加时，放大器过渡到何种工作状态？当负载阻抗Re增加时，则放大器由临界状态过渡到何种工作状态？解：1. Ucm =EC=20VIcm1= Ucm / Re=0.4APo= Ucm Ic1m /2=4WPd= Po / T c = 5.33WPc=Pd Po=1.33W2.当激励电压Ubm增加时，放大器过渡到过压工作状态当负载阻抗Re增加时，则放大器由临界状态过渡到过压工作状态第7章 正弦波振荡器下图所示LC正弦波振荡电路，图中Lc为高频扼流圈，Ce和Cb可视为交流短路。1、画出交流等效电 路2、判断是否满足自激振荡所需相位条件3、若满足，电路属于何种类型的振荡器解:4、写出估算振荡频率fo的表达式1 .图（略）2 .满足3 .串联改进型电容三点式振荡器4 .1C111十P一C2C3fo2 JC2.1 .试画出石英谐振器的电路符号、等效电路以及电抗曲线，并说明它在 质。2 .石英晶片之所以能做成谐振器是因为它具有什么特性？3 .常用的石英晶体振荡电路有几种？解：1.石英谐振器的电路符号、等效电路如下图（a）、（b）f<fs、f = fs、fs<f<fp、f>fp 时的电抗性（12 分）口 -S口 加f<fs电抗呈容性，f=fs电抗呈阻性，fs<f<fp电抗呈感性，f>fp电抗呈容性2 .石英晶片之所以能做成谐振器是因为它具有压电和反压电特性3 .常用的石英晶体振荡电路有串联型和并联型两种4 .石英晶体振荡电路如图所示：1 .说明石英晶体在电路中的作用是什么？2 . Rbi、Rb2、Cb的作用是什么？3 .电路的振荡频率fo如何确定？解：1.石英晶体在电路中的作用是作为短路元件，只有当LC调谐回路谐振在石英晶体的串联谐振频率时，该石英晶体呈阻性，满足振荡器相位起振条 件。2 . Ri、Rb2的作用是基极偏置电阻，Cb的作用是高频旁路电容，3 .fo12 LC4.如图所示是一个三回路振荡电路的等效电路，设有下列几种情况:(1) LiCi > L2c2 > L3c3；(2) L1C1 < L2C2 < L3C3 ；(3) L1C1L2c2 L3C3 ;(4) L1C1L2C2 > L3C3 ；(5) L1C1 < L2C2L3c3。试分析上述几种情况是否都能振荡，振荡频率fc与回路谐属于何种类型的振荡器？题意分析本题是要利用三点式振荡器相位平衡条件振频率有何关系的判断准则Xce、 ceXeb电抗性质相同，Xcb与Xce、Xeb电抗性质相反。要加上并联LC谐振回路的特性在什么条件下等效为容抗，什么条件下等效为感抗来分析判断，分析时，可设 01 1/JLC02 1/JL2C2,03 1/JL3C3。解(1) L1cl > L2c2 > L3c3由题意知，21V 22 V O3,则01 <02 <03根据Xce、Xeb同性质，Xcb与Xce、Xeb反性质的原则，振荡频率c> 02 > 01时L1c1、L2c2并联回路等效ce ecce ec为容抗，当 c< 03时L3c3并联回路等效为感抗。所以，当满足 c01 <02 < c <03则可能振荡，且为电容三点式振荡电路。(2) L1C1 V L2c2 v L3C3由题意知， 01 >02 >03 ,则01 >02 >03根据Xce、Xeb电抗性质相同，Xcb与Xce、Xeb电抗性质相反的原则，当满足01 >02 > c >03则Xce、Xeb电抗性质都为感抗，而 Xcb电抗性质为容抗，满足相位平衡条件，可能振荡，且是电感三点式振荡器。(3) LG 由题意知,L2c2L3c3222010203 ,贝U010203这样的条件，无论在什么频率下，这三个回路的等效相同性质，不能满足相位平衡条件，不能振荡。(4) L1clL2c2 > L3 c3222.由题思知，0102 < 03 ,则010203根据Xce、Xeb电抗性质相同来看，上式是能满足的。而Xcb要与Xce、Xeb电抗性质相反，则应满足0102 V c <03这样条件下，LiCi并联回路、L2c2并联回路等效为容抗，而 L3c3并联回路等效为感抗，满足相位平衡条件，可 能振荡，且为电容三点式振荡器。(5) L1c1 < L2c2 L3C301 >0203这样的条件，无论在什么频率下，Xeb与Xcb同性质。因此，不能满足相位平衡条件，不能振荡。ecu5.在如图所示的振荡电路中,C=C2= 500pF, C=50pF, L = 1mH,问:从两次计算的频C1C2C1+C21 .该电路属于何种类型的振荡电路？2 .计算振荡频率f。；3 .若C1= C2=600pF,此时振荡频率f0又为多少? 率中能得出什么结论？解：1.该电路属于串联改进型电容三点式振荡 器2.fo解得：C =300pFfo= 290kHz3. C =350pFfo= 270kHz可见，当C远小于C及G时，振荡频率主要由小电容C决定 第九章幅度调制与解调1 .试问下面三个电压各代表什么信号？画出它们的波形图与振幅频谱图。 u(t) (1 0.3COS t)cos ct(V)(2) u(t) cos tgcos ct(V) u(t) cos( c )t(V)题意分析本题目是要求能区分普通调幅波、双边带调幅波和单边带调幅波的数学表示式，波形和频谱关系。解(1) u(t) (1 0.3cos t)cos ct(V)是表示载波振幅Ucm 1V的普通调幅波，其调幅指数ma0.3,调制信号角频率为 ，载波角频率为c。其波形图如图5-21(a)所示，振幅频谱图如图 5-21(b)所示。(2) u(t) cos tgcos ct(V)是表示振幅为1V的双边带调幅波。调制信号角频率为，载波角频率为 c。每一边频分量的振幅为 0.5V。其波形图如图5-21(c)所示，振幅频谱图如图 5-21(d)所示。(3) u(t) cos( c )t(V)是表示振幅为1V的单边带调幅波。由于是单频调制，其波形与频率为(c )的等幅波相似，如图5-21(e)所示，振幅频谱如图 5-21(f)所示。图5-21 题1的波形图2.某调幅波表达式为 UAM (t) = (5+3cos2冗 X4Xl03t) cos2 7tx 465Xl03t (v)1、画出此调幅波的波形2、画出此调幅波的频谱图，并求带宽3、若负载电阻Rl=100Q,求调幅波的总功率(10分)解：1.2. BW=2X4kHz = 8kHz3. Ucm=5ma=0.62Pc= U2cm/2 RL=125mWPe =(1+ m2a/2 )Pc=147.5mW3.已知载波电压UC(t)=5cos2兀X106t,调制信号电压us(t)=2 cos2兀X103t,令常数ka=1。试:1 .写出调幅表达式；2 .求调幅系数及频带宽度；3 .画出调幅波的波形和频谱图。(12分)解：1. m a=kaU Qm/Ucm=0.4UAM (t)=UCm ( 1 + macosQt) cOSCtCt=5(1+0.4 cos2 兀 x 103t) cos2 兀 x 106t2 . ma=kaUsm/Ucm=0.4BW=2F=2kHz3 .图(略)4 .已知：调幅波表达式为UAM (t) =10 (1+0.6cos2兀 x 3X 102t+0.3cos2 兀 x 3 x 103t)cos2 兀 x 106t (v) 求：1、调幅波中包含的频率分量与各分量的振幅值。2、画出该调幅波的频谱图并求出其频带宽度BW。(12分)解：1.包含载波分量：频率为1000kHz,幅度为10V上边频分量：频率为1003kHz,幅度为1.5V上边频分量：频率为1000.3kHz,幅度为3V下边频分量：频率为997kHz,幅度为1.5V下边频分量：频率为999.7kHz,幅度为1.5V2 .10V3V1.5V1.5V 3VkHz带 S97B帏 299皂乙 6kH0 1000.31003第十章角度调制与解调1、有一调频波信号其表达式为：U (t) = 10cos(2 TtX 106t+10COS2000兀 t) (V),试根据表达式分别确定：1)最大频偏。10KHz5)若F增大一倍，UQ不变，求带宽？ 24KHz2)最大相移。加6)若UQ增大一倍，F不变，求带宽？ 42KHz3)信号带宽。22KHz4)信号在100 电阻上的平均功率。0.52、给定调频波的中心频率fc= 50MHz ,最大频偏 Afm=75kHz,求：1)当调制信号频率 F= 300Hz时，调频指数 m及调频波有效带宽 BW2)当调制信号频率 F= 15kHz时，调频指数 m及调频波有效带宽 BW解：1) 调频指数 mf=Afm/F=250radBW=2( A fm+F)=150.6kHz2) 调频指数 mf= A fm/F=5radBW=2( A fm+F)=180kHz3、载波 uc=5cos2 兀 x 108t (V),调制信号 UQ(t)=cos2 兀 x 103t (V)最大频偏A fm = 20kHz求:1 )调频波表达式；2)调频系数 m和有效带宽BVY3)若调制信号振幅变为 3倍，则mf=? BW=?解：1)调频系数 mf= A fm/F=20rad调频波表达式 UFM(t)=UCcos ( wot+mfsin Q)t=5cos (2兀 x 108t+20sin2兀 乂 103t) V2)调频系数 mf= A fm/F=20rad有效带宽 BW=2(mf+1)F=42kHz3)mf= Af m/F=60radBW =2(mf+1)F=122kHz4、频率为100MHz的载波被频率为 5kHz的正弦信号调频，最大频偏A fm= 50kHz ,求：1)调频指数 m及调频波有效带宽 BW2)如果调制信号的振幅加倍，频率不变时，调频指数m及调频波有效带宽 BW3)如果调制信号的振幅和频率均加倍时，调频指数m及调频波有效带宽 BW解：1)调频系数 mf=Afm/F=10rad有效带宽 BW=2(mf+1)F=110kHz2)调频系数 mf= A fm/F=20rad有效带宽 BW=2(mf+1)F=210kHz3)调频系数 mf=Afm/F=10rad有效带宽 BW=2(mf+1)F=220kHz3试求:5 设载频fc= 12MHz,载波振幅Ucm= 5V,倜制信号UQ(t)=1.5 cos2兀X10t,倜频灵敏度kf = 25kHz/V,1)最大频偏、调频系数和最大相偏；2)调制信号频率和调频波中心频率；3)调频表达式4)调制信号频率减半时的最大频偏和相偏；5)调制信号振幅加倍时的最大频偏和相偏。解：1)最大频偏 A fm=kfU m=25X 1.5=37.5kHz调频系数 mf= A fm/F=37.5rad最大相偏=mf =37.5rad2)调频系数 mf= A fm/F=37.5rad调频波表达式 UFM(t)=Uocos ( Gjot+mfsin Q)t=5cos (2兀 x 12X 106t + 37.5sin2九义 103t)3）调制信号频率为 1kHz, 调频波中心频率为 12MHz4）最大频偏 fm=kfU m=25X 1.5=37.5kHz最大相偏=mf =75rad5）最大频偏 A fm=kfU m=25X 3=75kHz最大相偏=mf =75rad祝你期末考试考个好成绩，高频不难，好好复习，加油 吧！学长只能帮你帮到这里了