《高频电路习题》PPT课件.ppt

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1、第一章 绪论,1.无线通信为什么要进行调制？如何进行调制？因为调制信号都是频率比较低的信号，而天线应与信号波长处于同一数量级，所以为了达到较高的发射效率和接收效率，减小天线的尺寸，可以通过调制，把调制信号的频谱搬移到高频载波附近；另外，由于调制后的信号是高频信号，所以也提高了信道利用率，实现了信道复用。调制方式有模拟调调制和数字调制。在模拟调制中，调幅AM、调频（FM）和调相（PM）。在数字调制中，一般有频率键控（FSK）、幅度键控（ASK）、相位键控（PSK）等调制方法。,2.中波广播波段的波长范围为187560m，为避免邻台干扰，两个相邻电台的载频至少要相差10kHz。问此波段中最多容纳多

2、少电台同时广播？,中波广播波段的频宽为C/187C/560=1071kHz，其中电波传播速度为C=30104km/s,因此该波段最多容纳107个电台同时广播。,3.请画出调幅发射机原理图。,第二章 基础知识,1.给定串联谐振回路的f0=1.5MHz,C0=100pF,谐振时电阻R=5，试求Q0和L0？,答：Q0=1/Rw0 C0=1/5*2*1.5*106*100*10-12=212L0=1/w0 C0=1/(2*1.5*106)*100*10-12=113H,2.如图所示，已知L=1H，Q0=100，C1=C2=20pF，Ci=5pF，Ri=10k，CL=4pF，R0=5k，试计算回路谐振频

3、率、谐振阻抗（不计Ri和R0）、有载品质因数QL的值和通频带BW0.7,解：由题意可知,3.在图示所示电路中，f0=30MHz，C=20pF，Q0=60，外接电阻R1=10k，Rs=2.5k,RL=830,Cs=9pF,CL=12pF,p1=0.4,p2=0.23。求：（1）回路电感L和通频带BW0.7（2）若将带宽扩展到3MHz，应该外接多大的电阻？,解：（1）因为,（2）若使,，,4.已知调谐回路如图所示，回路的谐振频率为100KHZ，试求：（1）电感L的值（2）L无损耗时回路的通频带（3）当Q0=100时，L有损耗时回路的通频带,5.若中频为465kHz，信号频率为1000 kHz，则镜

4、像频率应为多少？此时本振频率为多少？,镜像频率：（1000+2*465）=1930 kHz本振频率：1000+465=1465 kHz,第三章 高频小信号放大器,1.三级单调谐中频放大器，中心频率f0=465 kHz，若要求总的带宽 2f0.7=8 kHZ，求每一级回路的 3 dB带宽和回路有载品质因数QL值。,设每级带宽为B1，则：总带宽2f0.7=B1=8 kHZ；则每级带宽B1=15.7kHZ；有载品质因数QL=f0/B1=29.6；答：每级带宽为15.7kHz,有载品质因数为29.6。,2.一高频放大器由三级相同的单调谐放大器组成，如果每级放大器的增益为8dB，每级带宽为600kHz，

5、则总增益，总带宽，总的矩形系数各为多少？,总增益为：Av0=38=24dB；总带宽为：BW0.7=矩形系数：,3.若现有三级相同的单调谐放大器级联，中心频率为f0=1570kHz。若要求总的通频带(2f 0.7)3=8kHz,试求每一级通频带2f 0.7与回路有载品质因数QL，并计算出总的矩形系数和单级矩形系数？,4.对高频小信号放大器的主要要求是什么？,对高频小信号器的主要要求是:1.比较高的增益2.比较好的通频带和选择性3.噪音系数要小4.稳定性要高,5.高频谐振放大器中，造成工作不稳定的王要因素是什么？,集电结电容是主要引起不稳定的因素，它的反馈可能会是放大器自激振荡；环境温度的改变会使

6、晶体管参数发生变化，如Coe、Cie、gie、goe、yfe、引起频率和增益的不稳定。负载阻抗过大，增益过高也容易引起自激振荡。,第四章 高频功率放大器,1.为什么低频功率放大器不能让那个工作于丙类？而高频功率放大器则可工作于丙类？,谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号，其工作状态通常选为丙类工作状态，电流为余弦脉冲，为了不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路，而低频功率功率放大器的负载为无调谐负载，如电阻、变压器等，通常为甲类或乙类工作状态。因此，低频功率放大器不能工作于丙类，而高频功率放大器则可工作于丙类。,2.调谐功率放大器原来工作于临界状态，若负载回路旁并一电阻，放大器的工作状态会

7、发生怎样的变化？,根据负载特性曲线可知，调谐功率放大器原来正常工作于临界状态，若负载回路旁并一电阻，相当于集电极负载Rp减小，功率放大器将由临界状态进入欠压状态。,3.由于某种原因，调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，试问用什么方法可以使放大器的工作状态调回原来的临界状态？,可分别从调谐功率放大器的负载特性和各级电压Vcc、Vbb、Vbm对工作状态的影响入手，将放大器的工作状态调回到原来的临界状态。可采取以下调节措施：（1）调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，相当于集电极负载Rp减小，因此应提高Rp。（2）调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，相当于Vcc变大，因此减小V

8、cc。（3）调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，相当于Vbm减小，因此提高Vbm。（4）调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，相当于Vbb变大，因此减小Vbb。,4.某一晶体管谐振功率放大器，设已知Vcc=24V,Ic0=250mA,P0=5W,电压利用系数=1。试求PD，Rp，Icm1。,PD=VccIc0=6W；PC=PD-PO=6-5=1W=P0/P=83.3%Rp=Vcm2/P0=(Vcc)2/P0=57.6Icm1=Vcm/Rp=417mA,5.晶体管放大器工作于临界状态，Rp=200，Vcc=30V,Ic0=90mA,=900,试求P0与。g(900)=1.57,PD

9、=VccIc0=(30*0.09)W=2.7WIcm1=Ic0 g(900)=90mA*1.57=141.3mAP0=1/2Icm2Rp=1/2(141.3*10-3)2*200W=1.997W=2W=P0/P=1.997/2.7=0.739=73.9%,第五章 正弦波振荡器,1.对于图示的克拉波振荡电路；C1=C2=1000pF，L3=50H，C3为68125pF的可变电容，回路Q值为100.试求振荡器的波段范围。,解：回路电容最小值,回路电容最大值,2.图示考毕兹振荡器，C1=100pF，C2=300pF，L=50H。求该电路的振荡频率和维持振荡所必需的最小放大倍数。,解：振荡频率为,平衡

10、条件AF=1，因此,所以：,3.已知振荡器电路如图所示，Lc是高频扼流圈，设L=1.5H，振荡频率为49.5MHz试：（1）画出交流等效电路；（2）计算C4的大小；,解：（1）交流等效电路；,4.图示振荡器的振荡频率为f0=50MHz，画出交流等效电路，并求出回路电感L；,解：,5.振荡器如图所示，试画出交流等效通路，并判断电路在什么情况下起振，属于何种振荡电路？,1.等效通路如图所示：2.因为Xbe为容性，所以由相位判断准则可知Xce也应为容性，同时Xbc应为感性。根据并联谐振回路相频特性，当频率f0f1(L1C1的固有频率)时，L1C1呈容性。而L3C3应成感性。故振荡条件为L1C1L3C

11、3.该电路为电容三端式振荡器。,6.试从相位条件出发，判断图示交流等效电路中，哪些可能振荡，哪些不可能振荡。能振荡的属于哪种类型振荡器？,(a)不能,(b)可能振荡，振荡的条件是LC3支路呈感性，即要求f03f,这时是一个电容反馈振荡器,(a)(b),7.图示是个实用的晶体振荡器线路，试画出它的交流等效电路，并指出是哪一种振荡器，晶体在电路中的作用分别是什么？,交流等效电路如下该电路是一个并联晶体振荡器，晶体在电路中相当于一等效的大电感，使电路构成电容反馈振荡器。,第六章 调幅与解调,1.为什么调制必须利用电子器件的非线性特性才能实现？它和放大在本质上有什么不同？答：由于调制是产生了新的频率，

12、或者说使原来的频谱产生了位移，因而必须利用电子器件的非线性特性才能实现。放大则仅是对信号不失真的放大，不产生新频率，因此不但不需要电子器件的非线性特性，而且还应尽力避免，以免产生信号失真。2.为什么调幅，检波和混频都必须利用电子器件的非线性特性才能实现？它们之间各有何异同之处？失真。答：由于调幅、检波和混频均属于频率变换，即输出信号中产生了新的频率分量，而线性器件不可能产生新的频率分量，只有利于用非线性器件才能完成频率变换的功能。调幅、检波和混频三者相同之处是都属于线性频率变换，即实现频谱搬移。,3.某发射机输出级在负载RL=100上的输出信号为us(t)=4(10.5cost)cosC t(

13、V)，请问：（1）该输出信号是什么已调信号？该信号的调制度m？（2）总的输出功率Pav？（3）画出该已调信号的波形、频谱图并求频带宽度BW0.7=?解：（1）该输出信号是调幅信号。该信号的调制度m0.5（2）总的输出功率Pav（10.5m2a）Pc（10.5m2a）U2cm/2RL0.09W（3）BW2/2=/,4.已知单频普通调幅信号的最大振幅为12V，最小振幅为4V，试求其中载波振幅和边频振幅各是多少？调幅指数Ma又是多少？解：载波振幅为8V 两个边频振幅相当各是2V调幅指数为Ma=4/8=0.55.已知普通调幅信号表达式为(1).试写出此调频信号所包含的频率分量及其振幅；(2).画出此调

14、幅信号的频谱图，写出带宽的大小；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1.5(2).带宽BW236kHz,6.某调幅波表达式为uAM（t）=（5+3cos24103t）cos2465103t(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RL100，求调幅波的总功率解：(2)BW24kHz8kHz(3)Ucm=5 ma=0.6PcU2cm/2 RL125mW

15、 P=(1+m2a/2)Pc147.5mW,7.有一调幅波方程式为v=25(1+0.7cos25000t0.3cos210000t)sin2106t（1）试求它所包含的各分量的频率与振幅。（2）试求峰值与谷值调幅度。解：载波频率为106HZ，载波振幅为25V第一边频频率为2（106 5000）rad/s第一边频振幅为0.5m1V0=0.5*0.7*25=8.75V第二边频频率为2（106 10000）rad/s第二边频振幅为0.5m2V0=0.5*0.3*25=3.75V峰值调幅度m上=(Vmax-V0)/V0=0.6谷值调幅度m下=(V0-Vmin)/V0=1,8.为了提高单边带发送的载波频

16、率，用四个平衡调幅器级联。在每一个平衡调幅器的输出端都接有只取出相应的上边频的滤波器。设调制频率为5KHZ，平衡调制器的载频依次为：f1=20KHZ,f2=200KHZ,f3=1780KHZ,f4=8000KHZ.试求最后的输出边频频率。解：第一平衡调幅器输出上边频为：20+5=25KHZ第二平衡调幅器输出上边频为：200+25=225KHZ第三平衡调幅器输出上边频为：1780+225=2005KHZ第四平衡调幅器输出上边频为：8000+2005=10005KHZ,9.图是载频为1000kHz的调幅波频谱图，写出它的电压表示式，并计算它在负载R=1时的平均功率和有效频带宽度。根据频谱图可知载波

17、振幅V0=10V，载波频率f0=106Hz,调制信号频率F=（106+103）-106=103Hz。1/2maV0=2V所以调制系数ma=0.4,因此该调幅波的电压表示式为：V(t)=10（1+0.4cos2*103t）cos2*106t载波功率=1/2V02/R=50W所以平均功率=50*（1+0.5*0.42）=54W有效频带宽度为2*1000=2000Hz,第七章 调角与解调,1.频率为 100 MHz的载波被频率被 5 kHz的正弦信号调制，最大频偏为 50 kHz。，求此时FM波的带宽。若 U加倍，频率不变，带宽是多少？若U不变，频率 增大一倍，带宽如何？若U和频率都增大一倍，带宽又

18、如何？,2.角调波u（t）=10cos(2106t+10cos2000t)（V），试确定:（1）最大频偏；（2）最大相偏；（3）信号带宽；（4）此信号在单位电阻上的功率；（5）能否确定这是FM波还是PM波？解：,3.调制信号u=2cos2103t+3cos3103t，调频灵敏度kf=3kHz/V，载波信号为uc=5cos2107t(V)，试写出此FM信号表达式。解：,4.已知载波频率为fc=25KHz，载波振幅为Vcm=4V；调制信号为单频余弦波，频率为F=400Hz；最大频偏为fm=10KHz；写出调频波和调相波的数学表达式。解：,5.设载频fc12MHz，载波振幅Ucm5V，调制信号u(t

19、)=1.5cos2103t，调频灵敏度kf25kHz/V，试求：1调频表达式2调制信号频率和调频波中心频率；3最大频偏、调频系数和最大相偏；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.调频系数mf=fm/F=37.5rad 调频波表达式uFM(t)=UCcos（Ctmfsint）=5cos（212106t37.5sin2103t）2.调制信号频率为1kHz,调频波中心频率为12MHz3.最大频偏fm=kfUm=251.5=37.5kHz 调频系数mf=fm/F=37.5rad 最大相偏=mf=37.5rad4.最大频偏fm=kfUm=251.5=37.5

20、kHz 最大相偏=mf=75rad5.最大频偏fm=kfUm=253=75kHz 最大相偏=mf=75rad,单元测试题,1.有一调幅波，载波功率为100W，试求当ma=1和ma=0.3时每一边频的功率。每一边频功率为P（0）=1/4*ma2POT ma=1,P（0）=1/4*100=25Wma=0.3,P（0）=1/4*0.3*100=2.25W2.已知某一已调波的电压表达式为v(t)=8cos2000t+cos2200t+cos1800t,说明它是何种已调波，画出它的频谱图，并计算它在负载R=1时的平均功率及有效频带宽度。将电压表示式改写为v(t)=8（1+0.25cos200t）cos2

21、000t,由此看出它是普通调幅波，频带宽度为BAM=2Fmax=200Hz在R=1时的平均功率为Poav=POT(1+ma2/2)=33W,3.已知一调幅信号：v(t)=20(1+0.2cos2*400t+0.1*cos2*3200t)cos2*106t(V)。画出调幅信号的频谱图，确定信号的带宽，计算电阻上产生的信号功率。带宽BAM=2Fmax=2*3200Hz=6400Hz信号功率PAM=POT(1+1/2m12+1/m22)而PoT=1/2V02/R=1/2*400W=200W所以PAM=200*（1+1/2*0.22+1/2*0.12）W=205W,4.试用相乘器、相加器、滤波器组成产

22、生下列信号的框图（1）AM波；（2）DSB信号。乘法器：加法器：滤波器：v(t)：低频调制信号 v0(t)：高频载波信号,+,滤波器,5.已知变容二极管调频电路如图所示：画出交流等效电路；分析各元件的作用；答：（1）交流等效电路如图所示：（2）该电路中C1、C2、L2和变容二极管是参加振荡的回路元件，Cj随调制信号的变化从而改变振荡频率获得调频波；L1、L3为高频扼流圈，阻止高频信号进入电源和调制源。1000pF和0.01F的电容为高频旁路电容，电阻均为偏置。,1.有一个AM和FM波，载频均为1MHz，调制信号均为（t）=0.1sin(2103t)V。FM灵敏度为kf=1kHz/V，动态范围大

23、于20 V。（1）求AM波和FM波的信号带宽；（2）若（t）=20sin(2103t)V，重新计算AM波和FM波的带宽；（3）由此(1)、（2）可得出什么结论。根据已知条件，调制信号频率F=1000HzAM调幅时，信号带宽为B=2F=21000=2000Hz。FM调制时，fm=0.1kf=100Hz,则调频信号带宽为BS=2(fm+F)=2(100+1000)=2200Hz.(2)若（t）=20sin(2*103t),则：AM调幅时，信号带宽仍然B=2F=21000=2000Hz。但在FM调制时，fm=20kf=20Hz,则调频信号带宽为 BS=2(fm+F)=2(20+1)=42kHz.(3

24、)比较（1）和（2）的结果，可以看到，AM调幅时的信号带宽只取决于调制信号的频率，而与调制信号的大小无关。对于FM调制，在窄带调制时，信号带宽基本上等于AM信号带宽，但在宽带调制时，主要取决于调制灵敏度和调制信号的振幅，带宽基本不随调,2.已知载波频率为fc=25KHz，载波振幅为Vcm=4V；调制信号为单频余弦波，频率为F=400Hz；最大频偏为fm=10KHz；写出调频波和调相波的数学表达式。3.对于单频调频信号u(t),（1）若其调制信号振幅不变，频率F增大一倍，试问u(t)的最大频偏和带宽有何变化？（2）若同时将调制信号的振幅和频率加倍，则u(t)的最大频偏和带宽又有何变化？调制信号u

25、(t)=U cos(t)(1)由F=，M=得，最大频偏 f M F 带宽BW2（M+1）F=2 M F+2F=2 f+2F U 不变 f 不变又 F增大一倍 BW增大(2)由F=，M=得，最大频偏 f M F 带宽BW2（M+1）F=2F M+2F=2 f+2F U 增大一倍 f 也增大一倍又 F增大一倍 BW也增大一倍,4.调制信号 载波 试分别求调幅波、调频波、调相波的表达式。,5.已知调频信号uFM(t)=100cos(2108t20sin2103t)(mv)求:1.载波频率fc，调制信号频率F和调频指数mf.2.最大频偏fm 3.调频波有效带宽BW 解：1.载波频率fc1MHz 调制信号频率F1kHz 调频指数mf20rad2最大频偏fmmf F20kHz3调频波有效带宽BW2（fmF）42kHz,