高頻電子線路課后答案胡宴如,狄蘇燕.doc

53 說明 所有習題都是我們上課布置的作業(yè)題，所有解答都是本人自己完成，其中難免有錯誤之處，還望大家海涵。第2章小信號選頻放大器2.1已知并聯(lián)諧振回路的求該并聯(lián)回路的諧振頻率、諧振電阻及通頻帶。解 2.2并聯(lián)諧振回路如圖P2.2所示，已知：信號源內(nèi)阻負載電阻求該回路的諧振頻率、諧振電阻、通頻帶。解 2.3已知并聯(lián)諧振回路的求回路的L和Q以及時電壓衰減倍數(shù)。如將通頻帶加寬為300 kHz，應(yīng)在回路兩端并接一個多大的電阻?解 當時而由于所以可得2.4并聯(lián)回路如圖P2.4所示,已知：。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。解 2.5并聯(lián)回路如圖P2.5所示，試求并聯(lián)回路23兩端的諧振電阻。已知：(a)、，等效損耗電阻，；(b) 、，、。解 2.6并聯(lián)諧振回路如圖P2.6所示。已知：，匝比，試求諧振回路有載諧振電阻、有載品質(zhì)因數(shù)和回路通頻帶。 解將圖P2.6等效為圖P2.6(s)，圖中2.7單調(diào)諧放大器如圖2.2.4(a)所示。已知放大器的中心頻率，回路線圈電感，匝數(shù)匝，匝，匝，晶體管的參數(shù)為：、。試求該大器的諧振電壓增益、通頻帶及回路外接電容。解 2.8單調(diào)諧放大器如圖2.2.4(a)所示。中心頻率，晶體管工作點電流，回路電感，匝比，、，試求該放大器的諧振電壓增益及通頻帶。解 第章諧振功率放大器3.1諧振功率放大器電路如圖3.1.1所示，晶體管的理想化轉(zhuǎn)移特性如圖P3.1所示。已知：，回路調(diào)諧在輸入信號頻率上，試在轉(zhuǎn)移特性上畫出輸入電壓和集電極電流波形，并求出電流導通角及、的大小。解由可作出它的波形如圖P3.1(2)所示。根據(jù)及轉(zhuǎn)移特性，在圖P3.1中可作出的波形如(3)所示。由于時，則。因為，所以則得由于，則3.2已知集電極電流余弦脈沖，試求通角，時集電極電流的直流分量和基波分量；若，求出兩種情況下放大器的效率各為多少？解(1) ，(2)，3.3已知諧振功率放大器的，試求該放大器的、以及、。解 3.4一諧振功率放大器，測得，求、和。解 3.5已知，放大器工作在臨界狀態(tài)，要求輸出功率，試求該放大器的諧振電阻、輸入電壓及集電極效率。解 3.6諧振功率放大器電路如圖P3.6所示，試從饋電方式，基極偏置和濾波匹配網(wǎng)絡(luò)等方面，分析這些電路的特點。解(a) 、集電極均采用串聯(lián)饋電方式，基極采用自給偏壓電路，利用高頻扼圈中固有直流電阻來獲得反向偏置電壓，而利用獲得反向偏置電壓。輸入端采用L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，輸出端采用型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)。(b) 集電極采用并聯(lián)饋電方式，基極采用自給偏壓電路，由高頻扼流圈中的直流電阻產(chǎn)生很小的負偏壓，輸出端由，構(gòu)成型和型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)和使得外接50歐負載電阻在工作頻率上變換為放大器所要求的匹配電阻，輸入端由、構(gòu)成和型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)， 用來調(diào)匹配，用來調(diào)諧振。3.7某諧振功率放大器輸出電路的交流通路如圖P3.7所示。工作頻率為2MHz，已知天線等效電容，等效電阻，若放大器要求，求和。 解先將、等效為電感，則、組成形網(wǎng)絡(luò)，如圖P3.7(s)所示。由圖可得由圖又可得，所以可得因為，所以3.8一諧振功率放大器，要求工作在臨界狀態(tài)。已知，集電極電壓利用系數(shù)為0.95，工作頻率為10 MHz。用L型網(wǎng)絡(luò)作為輸出濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，試計算該網(wǎng)絡(luò)的元件值。解放大器工作在臨界狀態(tài)要求諧振阻抗等于由于>，需采用低阻變高阻網(wǎng)絡(luò)，所以3.9已知實際負載，諧振功率放大器要求的最佳負載電阻，工作頻率，試計算圖3.3.9(a)所示型輸出濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的元件值，取中間變換阻抗。 解將圖3.3.9(a)拆成兩個L型電路，如圖P3.9(s)所示。由此可得3.10試求圖P3.10所示各傳輸線變壓器的阻抗變換關(guān)系及相應(yīng)的特性阻抗。解(a) (b) 3.11功率四分配網(wǎng)絡(luò)如圖P3.11所示，試分析電路的工作原理。已知，試求、及的值。解當a與b端負載電阻均等于2，a與b端獲得信號源供給功率的一半。同理，、兩端負載都相等，且等于4時，a、b端功率又由、平均分配給四個負載，所以每路負載獲得信號源供給功率的1/4，故圖P3.11構(gòu)成功率四分配網(wǎng)絡(luò)。3.12圖P3.12所示為工作在230 MHz頻段上、輸出功率為50 W的反相功率合成電路。試說明：(1) 傳輸線變壓器的作用并指出它們的特性阻抗；(2) 、傳輸線變壓器的作用并估算功率管輸入阻抗和集電極等效負載阻抗。解(1) 說明的作用并指出它們的特性阻抗為1:1傳輸線變壓器，用以不平衡與平衡電路的轉(zhuǎn)換，。和組成9:1阻抗變換電路，。為1:1傳輸線變壓器，用以平衡與不平衡電路的轉(zhuǎn)換，。為1:4傳輸線變壓器，用以阻抗變換，。(2) 說明、的作用并估算功率管的輸入阻抗和等效負載阻抗起反向功率分配作用，起反向功率合成作用。功率管的輸入阻抗為功率管集電極等效負載阻抗為第4章正弦波振蕩器4.1分析圖P4.1所示電路，標明次級數(shù)圈的同名端，使之滿足相位平衡條件，并求出振蕩頻率。解(a) 同名端標于二次側(cè)線圈的下端(b) 同名端標于二次側(cè)線的圈下端(c) 同名端標于二次側(cè)線圈的下端4.2變壓器耦合振蕩電路如圖P4.2所示，已知，、，晶體管的、，略去放大電路輸入導納的影響，試畫出振蕩器起振時開環(huán)小信號等效電路，計算振蕩頻率，并驗證振蕩器是否滿足振幅起振條件。 解作出振蕩器起振時開環(huán)參數(shù)等效電路如圖P4.2(s)所示。略去晶體管的寄生電容，振蕩頻率等于略去放大電路輸入導納的影響，諧振回路的等效電導為由于三極管的靜態(tài)工作點電流為所以，三極管的正向傳輸導納等于因此，放大器的諧振電壓增益為而反饋系數(shù)為這樣可求得振蕩電路環(huán)路增益值為由于>1，故該振蕩電路滿足振幅起振條件。4.3試檢查圖P4.3所示振蕩電路，指出圖中錯誤，并加以改正。解(a) 圖中有如下錯誤：發(fā)射極直流被短路，變壓器同各端標的不正確，構(gòu)成負反饋。改正圖如圖P4.3(s)(a)所示。(b) 圖中有如下錯誤：不符號三點式組成原則，集電極不通直流，而通過直接加到發(fā)射極。只要將和位置互換即行，如圖P4.3(s)(b)所示。4.4根據(jù)振蕩的相位平衡條件，判斷圖P4.4所示電路能否產(chǎn)生振蕩？在能產(chǎn)生振蕩的電路中，求出振蕩頻率的大小。解(a) 能；(b) 不能；(c) 能；4.5畫出圖P4.5所示各電路的交流通路，并根據(jù)相位平衡條件，判斷哪些電路能產(chǎn)生振蕩，哪些電路不能產(chǎn)生振蕩(圖中、為耦合電容或旁路電容，為高頻扼流圈)。解各電路的簡化交流通路分別如圖P4.5(s)(a)、(b)、(c)、(d)所示，其中(a) 能振蕩； (b) 能振蕩；(c) 能振蕩； (d) 不能振蕩。4.6圖P4.6所示為三諧振回路振蕩器的交流通路，設(shè)電路參數(shù)之間有以下四種關(guān)系：(1) ；(2) ；(3) ；(4) 。試分析上述四種情況是否都能振蕩，振蕩頻率與各回路的固有諧振頻率有何關(guān)系？解令(1) ，即當時，、均呈感性，不能振蕩；當時，呈容性，、呈感性，不能振蕩；當時，、呈容性，呈感性，構(gòu)成電容三點式振蕩電路。(2) ，即當時，、呈感性，不能振蕩；當時，呈容性，、呈感性，構(gòu)成電感三點式振蕩電路；當時，、呈容性，呈感性，不能振蕩；當時，、均呈容性，不能振蕩。(3) 即當時，、均呈感性，不能振蕩；當時，、呈容性，呈感性，構(gòu)成電容三點式振蕩電路；當時，、均呈容性，不振蕩。(4) 即時，、均呈感性；時，、呈容性，呈感性；時，、均呈容性，故此種情況下，電路不可能產(chǎn)生振蕩。4.7電容三點式振蕩器如圖P4.7所示，已知諧振回路的空載品質(zhì)因數(shù)，晶體管的輸出電導，輸入電導，試求該振蕩器的振蕩頻率，并驗證時，電路能否起振？解(1)求振蕩頻率，由于所以(2) 求振幅起振條件故滿足振幅起振條件。4.8振蕩器如圖P4.8所示，它們是什么類型振蕩器？有何優(yōu)點？計算各電路的振蕩頻率。解(a) 電路的交流通路如圖P4.8(s)(a)所示，為改進型電容三點式振蕩電路，稱為克拉潑電路。其主要優(yōu)點是晶體管寄生電容對振蕩頻率的影響很小，故振蕩頻率穩(wěn)定度高。 (b) 電路的交流通路如圖P4.8(s)(b)所示，為改進型電容三點式振蕩電路，稱為西勒電路。其主要優(yōu)點頻率穩(wěn)定高。4.9分析圖P4.9所示各振蕩電路，畫出交流通路，說明電路的特點，并計算振蕩頻率。解(a) 交流通路如圖P4.9(s)(a)所示。電容三點振蕩電路，采用電容分壓器輸出，可減小負載的影響。 (b) 交流通路如圖P4.9(s)(b)所示，為改進型電容三點式振蕩電路(西勒電路)，頻率穩(wěn)定度高。采用電容分壓器輸出，可減小負載的影響。4.10若石英晶片的參數(shù)為：，試求(1)串聯(lián)諧振頻率；(2)并聯(lián)諧振頻率與相差多少？(3)晶體的品質(zhì)因數(shù)和等效并聯(lián)諧振電阻為多大？解(1) (2) (3) 4.11圖P4.11所示石英晶體振蕩器，指出他們屬于哪種類型的晶體振蕩器，并說明石英晶體在電路中的作用。解(a) 并聯(lián)型晶體振蕩器，石英晶體在回路中起電感作用。(b) 串聯(lián)型晶體振蕩器，石英晶體串聯(lián)諧振時以低阻抗接入正反饋電路。4.12晶體振蕩電路如圖P4.12所示，試畫出該電路的交流通路；若為的諧振頻率，為的諧振頻率，試分析電路能否產(chǎn)生自激振蕩。若能振蕩，指出振蕩頻率與、之間的關(guān)系。 解該電路的簡化交流通路如圖P4.12(s)所示，電路可以構(gòu)成并聯(lián)型晶體振蕩器。若要產(chǎn)生振蕩，要求晶體呈感性，和呈容性。所以。4.13畫出圖P4.13所示各晶體振蕩器的交流通路，并指出電路類型。解各電路的交流通路分別如圖P4.13(s)所示。4.14圖P4.14所示為三次泛音晶體振蕩器，輸出頻率為5 MHz，試畫出振蕩器的交流通路，說明回路的作用，輸出信號為什么由輸出？ 解振蕩電路簡化交流通路如圖P4.14(s)所示?；芈酚靡允故⒕w工作在其三次泛音頻率上。構(gòu)成射極輸出器，作為振蕩器的緩沖級，用以減小負載對振蕩器工作的影響，可提高振蕩頻率的穩(wěn)定度。4.15試用振蕩相位平衡條件判斷圖P4.15所示各電路中能否產(chǎn)生正弦波振蕩，為什么？解(a) 放大電路為反相放大，故不滿足正反饋條件，不能振蕩。(b) 為共源電路、為共集電路，所以兩級放大為反相放大，不滿足正反饋條件，不能振蕩。(c) 差分電路為同相放大，滿足正反饋條件，能振蕩。(d) 通過選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成負反饋，不滿足正弦振蕩條件，不能振蕩。(e) 三級滯后網(wǎng)絡(luò)可移相，而放大器為反相放大，故構(gòu)成正反饋，能產(chǎn)生振蕩。4.16已知振蕩電路如圖P4.16所示。(1) 說明應(yīng)具有怎樣的溫度系數(shù)和如何選擇其冷態(tài)電阻；(2) 求振蕩頻頻率。解(1) 應(yīng)具有正溫度系數(shù)，冷態(tài)電阻(2) 4.17振蕩電路如圖P4.17所示，已知，試分析的阻值分別為下列情況時，輸出電壓波形的形狀。(1) ；(2) ；(3) 為負溫度系數(shù)熱敏電阻，冷態(tài)電阻大于；(4) 為正溫度系數(shù)熱敏電阻，冷態(tài)電阻值大于。解(1) 因為停振，；(2) 因為，輸出電壓為方波；(3) 可為正弦波；(4) 由于，卻隨增大越大于3，故輸出電壓為方波。4.18設(shè)計一個頻率為500 Hz的橋式振蕩電路，已知，并用一個負溫度系數(shù)的熱敏電阻作為穩(wěn)幅元件，試畫出電路并標出各電阻值。解可選用圖P4.17電路，因沒有要求輸出幅度大小，電源電壓可取。由于振蕩頻率較低，可選用通用型集成運放741。由確定的值，即由可確定的值，即可根據(jù)輸出幅度的大小，選擇小于的電阻，取小值，輸出幅度可增大?，F(xiàn)取。4.19圖4.5.4所示橋式振蕩電路中，電路已產(chǎn)生穩(wěn)幅正弦波振蕩，當輸出電壓達到正弦波峰值時，二極管的正向壓降約為，試粗略估算輸出正弦波電壓的振幅值。解穩(wěn)幅振蕩時電路參數(shù)滿足，即因由、與、并聯(lián)阻抗串聯(lián)組成，所以因兩端壓降為0.6 V，則流過負反饋電路的電流等于0.6V/，所以，由此可以得到振蕩電路的輸出電壓為第5章振幅調(diào)制、振幅解調(diào)與混頻電路5.1已知調(diào)制信號載波信號令比例常數(shù)，試寫出調(diào)幅波表示式，求出調(diào)幅系數(shù)及頻帶寬度，畫出調(diào)幅波波形及頻譜圖。解 調(diào)幅波波形和頻譜圖分別如圖P5.1(s)(a)、(b)所示。5.2已知調(diào)幅波信號，試畫出它的波形和頻譜圖，求出頻帶寬度。解 調(diào)幅波波形和頻譜圖如圖P5.2(s)(a)、(b)所示。5.3已知調(diào)制信號，載波信號，試寫出調(diào)輻波的表示式，畫出頻譜圖，求出頻帶寬度。解 頻譜圖如圖P5.3(s)所示。5.4已知調(diào)幅波表示式,試求該調(diào)幅波的載波振幅、調(diào)頻信號頻率、調(diào)幅系數(shù)和帶寬的值。解 ，5.5已知調(diào)幅波表示式，試求出調(diào)幅系數(shù)及頻帶寬度，畫出調(diào)幅波波形和頻譜圖。解由，可得調(diào)幅波波形和頻譜圖分別如圖P5.5(s)(a)、（b）所示。5.6已知調(diào)幅波表示式，試畫出它的波形和頻譜圖，求出頻帶寬度。若已知，試求載波功率、邊頻功率、調(diào)幅波在調(diào)制信號一周期內(nèi)平均總功率。解調(diào)幅波波形和頻譜圖分別如圖P5.6(s)(a)、(b)所示。，PSB1+PSB2=0.125+0.125=0.25W5.7已知，試畫出它的波形及頻譜圖。解 所以，調(diào)幅波波形如圖P5.7(s)(a)所示，頻譜圖如圖P5.7(s)(b)所示。5.8已知調(diào)幅波的頻譜圖和波形如圖P5.8(a)、(b)所示，試分別寫出它們的表示式。解 5.9試分別畫出下列電壓表示式的波形和頻譜圖，并說明它們各為何種信號。（令）(1)；(2)；(3)；(4)解(1)普通調(diào)幅信號，波形和頻譜如圖P5.9(s)-1所示。(2)抑載頻雙邊帶調(diào)輻信號，波形和頻譜如圖P5.9(s)-2所示。(3)單頻調(diào)制的單邊帶調(diào)幅信號，波形和頻譜如圖P5.9(s)-3所示。(4)低頻信號與高頻信號相疊加，波形和頻譜如圖P5.9(s)-4所示。5.10理想模擬相乘器的增益系數(shù)，若、分別輸入下列各信號，試寫出輸出電壓表示式并說明輸出電壓的特點。(1) ；(2) ，；(3) ，；(4) ，解(1) 為直流電壓和兩倍頻電壓之和。 (2) 為和頻與差頻混頻電壓。(3) 為雙邊帶調(diào)幅信號(4) 為普通調(diào)幅信號。5.11圖5.1.7所示電路模型中，已知，試寫出輸出電壓表示式，求出調(diào)幅系數(shù)，畫出輸出電壓波形及頻譜圖。解 輸出電壓波形與頻譜如圖P5.11(s)(a)、(b)所示。5.12普通調(diào)幅波電路組成模型如圖P5.12所示，試寫出表示式、說明調(diào)幅的基本原理。解 5.13已知調(diào)幅信號，載波信號，相乘器的增益系數(shù)，試畫出輸出調(diào)幅波的頻譜圖。解 因此調(diào)幅波的頻譜如圖P5.13(s)所示。5.14已知調(diào)幅波電壓，試畫出該調(diào)幅波的頻譜圖，求出其頻帶寬度。解調(diào)幅波的頻譜如圖P5.14(s)所示。5.15二極管環(huán)形相乘器接線如圖P5.15所示，端口接大信號，使四只二極管工作在開關(guān)狀態(tài)，R端口接小信號，且，試寫出流過負載中電流的表示式。解 ， 式中5.16二極管構(gòu)成的電路如圖P5.16所示，圖中兩二極管的特性一致，已知，為小信號，并使二極管工作在受控制的開關(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？解 由于，式中，所以輸出電流中含有、等頻率成分。由于有成份，故該電路具有相乘功能。由于，所以，故電路不具有相乘功能。5.17圖P5.17所示的差分電路中，已知, ，晶體管的很大，可忽略，試用開關(guān)函數(shù)求的關(guān)系式。解5.18圖5.2.12所示雙差分模擬相乘器電路中，已知，試求出輸出電壓的關(guān)系式。解 5.19圖P5.2.14所示MC1496相乘器電路中，已知，。當，時，試求輸出電壓，并畫出其波形。解 輸出電壓波形如圖P5.19(s)所示。5.20二極管環(huán)形調(diào)幅電路如圖P5.20所示，載波信號，調(diào)制信號，Ucm>>UWm，uc為大信號并使四個二極管工作在開關(guān)狀態(tài)，略去負載的反作用，試寫出輸出電流的表示式。， 5.21圖5.3.5所示電路中，已知，調(diào)制信號的頻率范圍為0.13kHz，試畫圖說明其頻譜搬移過程。解頻譜搬遷過程如圖P5.21(s)所示。5.22理想模擬相乘器中，若，試寫出輸出電壓表示式，說明實現(xiàn)了什么功能？解 用低通濾波器取出式中右邊第一項即可實現(xiàn)乘積型同步檢波功能。5.23二極管包絡(luò)檢波電路如圖5.4.2(a)所示，已知輸入已調(diào)波的載頻,調(diào)制信號頻率，調(diào)幅系數(shù)，負載電阻，試決定濾波電容的大小，并求出檢波器的輸入電阻。解取，所以可得為了不產(chǎn)生惰性失真，根據(jù)可得所以可得5.24二極管包絡(luò)檢波電路如圖P5.24所示，已知。(1)試問該電路會不會產(chǎn)生惰性失真和負峰切割失真？(2)若檢波效率，按對應(yīng)關(guān)系畫出A、B、C點電壓波形，并標出電壓的大小。解(1)由表示式可知，、由于，而則，故該電路不會產(chǎn)生惰性失真，故電路也不會產(chǎn)生負峰切割失真。(2)A、B、C點電壓波形如圖P5.24(s)所示。5.25二極管包絡(luò)檢波電路如圖P5.25所示，已知調(diào)制信號頻率，載波，最大調(diào)幅系數(shù)，要求電路不產(chǎn)生惰性失真和負峰切割失真，試決定和的值。解(1)決定從提高檢波效率和對高頻的濾波能力要求，現(xiàn)取為了避免產(chǎn)生惰性失真，要求所以的取值范圍為(2)決定為了防止產(chǎn)生負峰切割失真，要求，所以可得因為，即得所以由此不難求得5.26圖P5.26所示為三極管射極包絡(luò)檢波電路，試分析該電路的檢波工作原理。 解三極管發(fā)射極包絡(luò)檢波是利用三極管發(fā)射結(jié)的單向?qū)щ娦詫崿F(xiàn)包絡(luò)檢波的，其檢波工作過程與二極管檢波過程類似，若輸入信號，為一普通調(diào)幅波，則輸出電壓的波形如圖P5.26(s)(a)所示，其平均值如圖P5.26(s)(b)所示。5.27圖P5.27所示電路稱為倍壓檢波電路，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。說明電路的工作原理。解當為正半周時，二極管導通、截止，對充電并使兩端電壓接近輸入高頻電壓的振幅；當為負半周時，二極管截止，導通，與相疊加后通過對充電，由于取值比較大，故兩端電壓即檢波輸出電壓可達輸入高頻電壓振幅的兩倍。5.28三極管包絡(luò)檢波電路如圖P5.28(a)所示，為濾波電容，為檢波負載電阻，圖(b)所示為三極管的轉(zhuǎn)移特性，其斜率，已知，(1)試畫出檢波電流波形；(2)試用開關(guān)函數(shù)，寫出表示式，求出輸出電壓和檢波效率；(3)用余弦脈沖分解法求出輸出電壓。解(1)由于0.5V，所以在的正半周，三極管導通，負半周截止，導通角，為半周余弦脈沖，波形如圖P5.28(s)所示。(2) 濾除高次諧波，則得輸出電壓(3)由于為常數(shù)，所以，因此，5.29理想模擬相乘器中，若，試畫出及輸出電壓的頻譜圖。解(1)由表示式可知它為多音頻調(diào)幅信號，而載頻，因此可作出頻譜如圖P5.29(s)-1所示。(2) 與相乘，的頻線性搬移到頻率兩邊，因此可作出頻譜如圖P5.29(s)-2所示。5.30混頻電路輸入信號，本振信號，帶通濾波器調(diào)諧在上，試寫出中頻輸出電壓的表示式。解 5.31電路模型如圖P5.31所示，按表5.31所示電路功能，選擇參考信號、輸入信號和濾波器類型，說明它們的特點。若濾波器具有理想特性，寫出表示式。解 表5.31電路功能參考信號輸入信號濾波器類型表示式振幅調(diào)制帶通，中心頻率振幅檢波低通混頻帶通，中心頻率說明：表5.31中以DSB信號為例。振幅調(diào)制、檢波與混頻的主要特點是將輸入信號的頻譜不失真地搬到參考信號頻率的兩邊。5.32電路如圖P5.31所示，試根據(jù)圖P5.32所示輸入信號頻譜，畫出相乘器輸出電壓的頻譜。已知各參考信號頻率為：(a)600 kHz；(b)12kHz；(c)560kHz。解各輸出電壓的頻譜分別如圖P5.32(s)(a)、(b)、(c)所示。5.33圖5.5.5所示三極管混頻電路中，三極管在工作點展開的轉(zhuǎn)移特性為，其中，若本振電壓，中頻回路諧振阻抗，求該電路的混頻電壓增益。解由可得中頻電流為或因此，中頻輸出電壓振幅為所以，電路的混頻電壓增益等于5.34三極管混頻電路如圖P5.34所示，已知中頻，輸入信號，試分析該電路，并說明、三諧振回路調(diào)諧在什么頻率上。畫出F、G、H三點對地電壓波形并指出其特點。 解 構(gòu)成本機振蕩器，構(gòu)成混頻電路，輸入由點輸入加到混頻管的基極，本振信號由點加到混頻管的發(fā)射極，利用該三極管的非線性特性實現(xiàn)混頻。調(diào)諧于，調(diào)諧于465kHz，調(diào)諧于1000kHz+465kHz=1465kHz。點為輸入調(diào)幅信號，G點為本振信號，H點為中頻輸出信號，它們的對應(yīng)波形如圖P5.34(s)所示。5.35超外差式廣播收音機，中頻，試分析下列兩種現(xiàn)象屬于何種干擾：(1)當接收，電臺信號時，還能聽到頻率為1490kHz強電臺信號；(2)當接收電臺信號時，還能聽到頻率為730kHz強電臺的信號。解(1)由于560+2465=1490kHz，故1490kHz為鏡像干擾；(2)當=1，=2時，故730kHz為寄生通道干擾。5.36混頻器輸入端除了有用信號外，同時還有頻率分別為，的兩個干擾電壓，已知混頻器的中頻，試問這兩個干擾電壓會不會產(chǎn)生干擾？解由于，故兩干擾信號可產(chǎn)生互調(diào)干擾。第6章 角度調(diào)制與解調(diào)電路6.1已知調(diào)制信號，載波輸出電壓，試求調(diào)頻信號的調(diào)頻指數(shù)、最大頻偏和有效頻譜帶寬，寫出調(diào)頻信號表示式解 6.2已知調(diào)頻信號，試：(1) 求該調(diào)頻信號的最大相位偏移、最大頻偏和有效頻譜帶寬；(2) 寫出調(diào)制信號和載波輸出電壓表示式。解(1) (2) 因為，所以，故6.3已知載波信號，調(diào)制信號為周期性方波，如圖P6.3所示，試畫出調(diào)頻信號、瞬時角頻率偏移和瞬時相位偏移的波形。解 、和波形如圖P6.3(s)所示。6.4調(diào)頻信號的最大頻偏為75 kHz，當調(diào)制信號頻率分別為100 Hz和15 kHz時，求調(diào)頻信號的和。解當時，當時，6.5已知調(diào)制信號、載波輸出電壓，。試求調(diào)相信號的調(diào)相指數(shù)、最大頻偏和有效頻譜帶寬，并寫出調(diào)相信號的表示式。解 6.6設(shè)載波為余弦信號，頻率、振幅，調(diào)制信號為單頻正弦波、頻率，若最大頻偏，試分別寫出調(diào)頻和調(diào)相信號表示式。解 波：波：6.7已知載波電壓，現(xiàn)用低頻信號對其進行調(diào)頻和調(diào)相，當、時，調(diào)頻和調(diào)相指數(shù)均為10 rad，求此時調(diào)頻和調(diào)相信號的、；若調(diào)制信號不變，分別變?yōu)?00 Hz和10 kHz時，求調(diào)頻、調(diào)相信號的和。解 時，由于，所以調(diào)頻和調(diào)相信號的和均相同，其值為當時，由于與成反比，當減小10倍，增大10倍，即，所以調(diào)頻信號的對于調(diào)相信號，與無關(guān)，所以，則得，當時，對于調(diào)頻信號，則得對于調(diào)相信號，則6.8直接調(diào)頻電路的振蕩回路如圖6.2.4(a)所示。變?nèi)荻O管的參數(shù)為：，。已知，試求調(diào)頻信號的中心頻率、最大頻偏和調(diào)頻靈敏度。解 6.9調(diào)頻振蕩回路如圖6.2.4(a)所示，已知，變?nèi)荻O管參數(shù)為：、，調(diào)制電壓為。試求調(diào)頻波的：(1) 載頻；(2) 由調(diào)制信號引起的載頻漂移；(3) 最大頻偏；(4) 調(diào)頻靈敏度；(5) 二階失真系數(shù)。解(1) 求載頻，由于所以(2) 求中心頻率的漂移值，由于所以(3) 求最大頻偏(4) 求調(diào)頻靈敏度(5) 求二階失真系數(shù)6.10變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路如圖P6.10所示，畫出振蕩部分交流通路，分析調(diào)頻電路的工作原理，并說明各主要元件的作用。解振蕩部分的交流通路如圖P6.10(s)所示。電路構(gòu)成克拉潑電路。UW(t)通過LC加到變?nèi)荻O管兩端，控制其Cj的變化，從而實現(xiàn)調(diào)頻，為變?nèi)荻O管部分接入回路的直接調(diào)頻電路。圖P6.10中，R2、C1為正電源去耦合濾波器，R3、C2為負電源去耦合濾波器。R4、R5構(gòu)成分壓器，將-15 V電壓進行分壓，取R4上的壓降作為變?nèi)荻O管的反向偏壓。LC為高頻扼流圈，用以阻止高頻通過，但通直流和低頻信號；C5為隔直流電容，C6、C7為高頻旁路電容。6.11變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路如圖P6.11所示，試畫出振蕩電路簡化交流通路，變?nèi)荻O管的直流通路及調(diào)制信號通路；當時，求振蕩頻率。解振蕩電路簡化交流通路、變?nèi)荻O管的直流通路及調(diào)制信號通路分別如圖P6.11(s)(a)、(b)、(c)所示。當CjQ=60pF，振蕩頻率為6.12圖P6.12所示為晶體振蕩器直接調(diào)頻電路，畫出振蕩部分交流通路，說明其工作原理，同時指出電路中各主要元件的作用。 解由于1000 pF電容均高頻短路，因此振蕩部分交流通路如圖P6.12(s)所示。它由變?nèi)荻O管、石英晶體、電容等組成并聯(lián)型晶體振蕩器。當加到變?nèi)荻O管兩端，使發(fā)生變化，從而使得振蕩頻率發(fā)生變化而實現(xiàn)調(diào)頻。由對振蕩頻率的影響很小，故該調(diào)頻電路頻偏很小，但中心頻率穩(wěn)定度高。圖P6.12中穩(wěn)壓管電路用來供給變?nèi)荻O管穩(wěn)定的反向偏壓。6.13晶體振蕩器直接調(diào)頻電路如圖P6.13所示，試畫交流通路，說明電路的調(diào)頻工作原理。 解振蕩部分的交流通路如圖P6.13(s)所示，它構(gòu)成并聯(lián)型晶體振蕩器。變?nèi)荻O管與石英晶體串聯(lián)，可微調(diào)晶體振蕩頻率。由于隨而變化，故可實現(xiàn)調(diào)頻作用。6.14圖P6.14所示為單回路變?nèi)荻O管調(diào)相電路，圖中，為高頻旁路電容，變?nèi)荻O管的參數(shù)為，回路等效品質(zhì)因數(shù)。試求下列情況時的調(diào)相指數(shù)和最大頻偏。(1) 、；(2) 、；(3) 、。解(1) (2) (3) 6.15某調(diào)頻設(shè)備組成如圖P6.15所示，直接調(diào)頻器輸出調(diào)頻信號的中心頻率為10 MHz，調(diào)制信號頻率為1 kHz，最大頻偏為1.5 kHz。試求：(1) 該設(shè)備輸出信號的中心頻率與最大頻偏；(2) 放大器1和2的中心頻率和通頻帶。解 (1) (2)6.16鑒頻器輸入調(diào)頻信號，鑒頻靈敏度，線性鑒頻范圍，試畫出鑒頻特性曲線及鑒頻輸出電壓波形。解已知調(diào)頻信號的中心頻率為，鑒頻靈敏度，因此可在圖P6.16(s)中處作一斜率為的直線即為該鑒頻器的鑒頻特性曲線。由于調(diào)頻信號的，且為余弦信號，調(diào)頻波的最大頻偏為因此在圖P6.16(s)中作出調(diào)頻信號頻率變化曲線，為余弦函數(shù)。然后根據(jù)鑒頻特性曲線和最大頻偏值，便可作出輸出電壓波形。6.17圖P6.17所示為采用共基極電路構(gòu)成的雙失諧回路鑒頻器，試說明圖中諧振回路、應(yīng)如何調(diào)諧？分析該電路的鑒頻特性。解回路調(diào)諧在調(diào)頻信號中心頻率上，回路、的諧振頻率分別為f、f。調(diào)頻波的最大頻偏為，則可令f、f，或f、f，f與f以為中心而對稱。畫出等效電路如圖P6.17(s)(a)所示，設(shè)f、f。當輸入信號頻率時，回路、輸出電壓、相等，檢波輸出電壓，則，所以；當時，為負值；當時，為正值，由此可得鑒頻特性如圖P6.17(s)(b)所示。6.18試定性畫出圖6.3.16所示相位鑒頻電路的鑒頻特性曲線。解由于是大信號輸入，所以相乘器具有線性鑒相特性。當單諧振回路調(diào)諧在調(diào)頻信號的中心頻率上，輸入信號頻率大于時，回路產(chǎn)生負相移，輸入信號頻率小于時回路產(chǎn)生正相移，故鑒頻特性曲線如圖P6.18(s)所示。6.19圖6.3.20所示互感耦合回路相位鑒頻器中，如電路發(fā)生下列一種情況，試分析其鑒頻特性的變化。(1) 、極性都接反；(2) 極性接反；(3) 開路；(4) 次級線圈的兩端對調(diào)；(5) 次級線圈中心抽頭不對稱。解(1) 、極性接反，輸出電壓極性反相；(2) 極性接反，輸出電壓為、相疊加，鑒頻特性近似為一直線，不能實現(xiàn)鑒頻；(3) 開路，成為單失諧回路斜率鑒頻器，鑒頻線性度變差，鑒頻靈敏度變小。只輸出負半周電壓；(4) 鑒頻特性反相；(5) 鑒頻特性不對稱。6.20晶體鑒頻器原理電路如圖P6.20所示。試分析該電路的鑒頻原理并定性畫出其鑒頻特性。圖中，與特性相同。調(diào)頻信號的中心頻率處于石英晶體串聯(lián)諧頻和并聯(lián)諧頻中間，在頻率上，與石英晶體的等效電感產(chǎn)生串聯(lián)諧振，故鑒頻器輸出電壓。解在頻率上，故，；當時， 故，；當時， 故，。所以鑒頻特性如圖P6.20(s)所示。6.21圖P6.21所示兩個電路中，哪個能實現(xiàn)包絡(luò)檢波，哪個能實現(xiàn)鑒頻，相應(yīng)的回路參數(shù)應(yīng)如何配置？解(a) 圖可實現(xiàn)鑒頻，要求、均失調(diào)于調(diào)頻波的中心頻率，且對稱于，即(或)，這個差值必須大于調(diào)頻信號的最大頻偏，以免鑒頻失真。該圖為雙失諧回路斜率鑒頻器。(b) 圖可用于實現(xiàn)包絡(luò)檢波，要求(載頻)，其輸出電壓為上、下兩個檢波器解調(diào)電壓的疊加。第7章 反饋控制電路7.1圖7.3.1所示的鎖相環(huán)路，已知鑒相器具有線性鑒相特性，試述用它實現(xiàn)調(diào)相信號解調(diào)的工作原理。解調(diào)相波信號加到鑒相器輸入端，當環(huán)路濾波器()帶寬足夠窄，調(diào)制信號不能通過，則壓控振蕩器()只能跟蹤輸入調(diào)相波的中心頻率，所以，而所以，從鑒相器輸出端便可獲得解調(diào)電壓輸出。7.2鎖相直接調(diào)頻電路組成如圖P7.2所示。由于鎖相環(huán)路為無頻差的自動控制系統(tǒng)，具有精確的頻率跟蹤特性，故它有很高的中心頻率穩(wěn)定度。試分析該電路的工作原理。解用調(diào)制信號控制壓控振蕩器的頻率，便可獲得調(diào)頻信號輸出。在實際應(yīng)用中，要求調(diào)制信號的頻譜要處于低通濾波器通帶之外，并且調(diào)制指數(shù)不能太大。這樣調(diào)制信號不能通過低通濾波器，故調(diào)制信號頻率對鎖相環(huán)路無影響，鎖相環(huán)路只對平均中心頻率不穩(wěn)定所引起的分量(處于低通濾波器之內(nèi))起作用，使它的中心頻率鎖定在晶體振蕩頻率上。7.3頻率合成器框圖如圖P7.3所示，試求輸出頻率范圍和頻率間隔。解因為，所以，頻率間隔=100 kHz7.4頻率合成器框圖如圖P7.4所示，求輸出頻率范圍和頻率間隔。解 所以7.5三環(huán)節(jié)頻率合成器如圖P7.5所示，取，。求輸出頻率范圍和頻率間隔。解由于，則由于，所以而7.6鎖相頻率合成器組成框圖如圖P7.6所示，已知，求輸出頻率范圍和頻率間隔。解由于，所以，由于，所以，由于，所以，當，則得當，則得