高频电子技术作业

《高频电子技术》作业

一、填空、选择

1、某无线通信系统的工作频率为225MHz ，它属于 超短波 频段，波长λ= 米，主要传播方式是 直线传播 ，若天线为线天线，其长度约为 米。

2、并联LC 回路在高频电路中作为负载，具有 ： 选频 、 阻抗变换 ， 功能。

3、高频小信号放大器的主要性能指标有： 放大倍数 、 输入阻抗 、 输出阻抗、和稳定性。为了提高稳定性，常用的措施有： 中和 、 失配。

4、高频功放在放大调频信号时，一般选： 临界 工作状态；高频功放在放大AM 信号时，一般选： 欠压 工作状态。

5、二极管峰值包络检波器用于解调 AM 信号。假设原电路工作正常，若负载电容器C 加大，会引起 惰性 失真；若调制度m 加大，会引起 惰性、底部 失真。

6、高频小信号谐振放大器的主要作用是： 放大 和 滤波 。从晶

体管角度看，影响高频小信号放大器稳定性的因素为 bc

C ' ，可用 中和法 、 失配法 等方法提高稳定性。

7、噪声系数F N 用于衡量放大器内部噪声大小。F N 越大，则内部噪声越 大 （大或小）。对级联系统而言，其噪声系数主要取决于： 第一级 （第一级，中间级，末级）。

8、设FM 波V t t t u FM )106sin 25102cos(5)(37?+?=ππ，其载频c f = 107 Hz ，调制信号频率F= 3×103 Hz ，最大频偏=?m f 75×103 Hz ，调频指数=f m 25 ，

信号带宽FM B = 156×103

Hz ；若调制信号幅度不变，调制信号频率F 增大一倍，则信号带宽FM B = 162×103 Hz 。

图9

9、图9所示振荡器电路，o u 的频率为 27 MHz ，晶振在电路中的主要作用是： 等效电感 。

10、高频谐振动率放大器大多工作在： C 类工作状态。高频谐振功放用作集电极调制器，其工作状态应选为 ： 过压 。（1）临界 （2）欠压 （3）过压

11、电路如图11所示，1000=Q ，0ω= 2×108rad/s ，i R =

Ωk 5.2 ，707.0B = 2×106rad/s 。

12、中波波段的频率范围通常为 300kHz ～3MHz ，波长为 102～103m ，主要传播方式为 地波、天波 。 13、已知一接收机正常接收时所需的最小信噪比为20dB ， 其带宽为6MHz ，噪声系数为10db ，则该接收机的灵敏度为 。（)/1038.123K J k -?=

图11

14、高频功率放大器在输入为AM 信号时，应选择在 欠压 状态工作；若输入为FM 信号时，应选择在 弱过压（临界） 状态工作。

15、并联型晶体振荡器中，晶体等效为 电感 ；在串联型晶体振荡器中，晶体等效为 选频短路线 。

16、FM 信号可以通过倍频扩大频偏。N 倍频后，其频率稳定度 （b ）不变 。 （a ）提高了N 倍 （b ）不变 （c ）降低了N 倍

17、某FM 信号的表达式为V t t t u FM ))]106cos(25102cos(5[)(37?+?=ππ，其载频c f = 107 Hz ，调制信号频率F= 3×103 Hz ，最大频偏m f ?= 75k Hz ，调频指数f m = 25 rad ，信号带宽Fm B = 150k Hz 。

18 、在直接调频电路中变容二极管作为回路总电容时，高频信号的最大频偏m f ?为 c m ω ，当γ= 2 时，可实现线性调制。

19、两级高频小信号放大器的功率增益和噪声系数分别为1pm K 、2pm K 和1F N 、

2F N ，总的噪声系数F N = 1

211

pm F F K N N -+

。 20、某中波收音机在接收1080KHz 信号时，可以听到540KHz 信号，其原因为： 组合副波道干扰 。

21、收音机收听1090kHz 信号时听到1323kHz 的信号，这是由于存在 组合副波道 干扰。（设)c L I f f f -=

22、反馈控制电路可分为 AGC 、 AFC 、 APC ， 三类，PLL 电路的基本原理是利用 相应 误差来消除频率误差。

23、频率合成器分为 直接式频率合成器（DS ） 、间接式频率合成器（IS ）、 和 直接数字式频率合成器（DDS ） 。在图2所示的DDS 框图中，ROM 中存有正弦查寻表，若kHz f c 1024=，而相应累加器的长度N 为10，则它的分辨率为 1024/210kH Hz ，若M=4，则输出频率O f 4×1024/210kH kHz 。

24、某包络检波器如图3所示，该电路将产生 底部 失真。

图3

25、图4所示的框图，设t t t u c S ωcos )2cos 5.0(cos Ω+Ω=，若c o ωω=，则

=)(1t u t t t c ωcos )2cos 5.0(cos Ω+Ω ，=)(t u o t t Ω+Ω2cos 5.0cos 。

图4

26、若tmV u Ω=Ωcos 10，tV u c C ωcos =，用二极管环形电路完成振幅调制，则输出信号频谱为（不加滤波器） Ω±c ω、Ω±c ω3、ΛΩ±c ω5 。

27、乘积型同步检波器，如果恢复载波ωωω?+=c r ，输入信号

t t U u c s ωcos cos Ω=，则输出信号产生 振幅 失真。

28、收音机接收1080KHz 的信号，听到540KHz 的信号，这是由于 组合副波道 。

29、在调频电路各，已知V t u )102cos(5.14?=Ωπ，kHz f m 75=?，MHz f c 10=，实

现

线

性

调

频

，

则

输

出

电

压

=0u

)

102sin 5.7102cos(47t t U c ?+?ππ

。

30、角调波的表达式为V t t )2000cos 10102cos(106ππ+?，则信号带宽为 22kHz ，最大频偏为 10kHz ，最大相偏为 10 。

二、分析、计算

1、如图1所示电路，改正图中的错误（不得改变馈电方式）。

图1 1、 解：

2、设某谐振功率放大器工作在临界状态，已知电源电压V U CC 36=，集电极电流通角?=70θ，集电极电流中的直流分量为100mA ，谐振回路的谐振电阻

Ω=200L R ，求放大器的输出功率1P 和效率η。已知253.0)70(0=?α，

436.0)70(1=?α。

2、解：mA I i O CO

C 3.395)

(max ==

θα mA i I C c 3.172)(1max 1==θα

W R I P L c 96.22

12

11==

W U I P CC CO 6.30==

%2.720

1

==

P P η

3、某高频谐振功率放大器工作于临界状态。

①若输入信号的振幅增加一倍，功放的工作状态如何改变此时的输出功率如何改变

②若回路失谐，会有何危险如何指示调谐

③要保持输出功率不变、提高效率，在不改变L R 、CC U 时应如何调整功放

3、解：①↑b U ，工作在过压状态，输出功率几乎不变；

②回路失谐，工作在欠压状态，↑c P ，有可能烧坏晶体管；用交流电压表测输出电压指标调谐，电压表最大表示谐振。

③ ↓BB U 同时↑b U

4、图4（a ）所示的方框图中，输入信号为V t m t U u f c S s )sin cos(Ω+=ω，在图4（b ）、图（c ）两种L u 的情况下，分别求其变频跨导c g 和输出中频电流表达式)(t i I 。

图4 4、解：①t A u L L ωcos =

t A t m t kU u ku i L f c s L S ωωcos )sin cos(Ω+==

)sin cos(2

t m t A U k

i f I s I Ω+=ω

A k g c 2

=

②t k A u L L ω'=

)5cos 54

3cos 34cos 4)(sin cos(Λ++-Ω+=t t t t m t A kU i L L L f c s ωπ

ωπωπω

)sin cos(2

t m t A kU i f I s I Ω+=ωπ

kA g c π

2

=

5、①试画出任意一种改进型电容反馈振荡器（克拉泼或西勒）的原理电路。

②画出其交流等效电路。

③写出振荡频率的表达式。

2、解：

①

②

② 3

021LC f π=

6、振荡器交流等效电路如图6所示，C 1、C 3满足什么条件时该电路能在10MHz 时工作，并画出一实际电路。

图6 6、解：

π

πππ21010211010101021

218

812

62

202=?=????=

=

---C L f

02f f <，

02

f 回路呈容性；

则

01f f <，01

f 回路呈容性；

03f f <，

03

f 回路呈感性；

1

10121C L f π=

；

3

30321C L f π=

7、图7为一已调信号的频谱图。问 ①该信号的调制方式是什么 ②写出此已调信号的表达式。

③画出用理想乘法器实现此调制的方框图。

图7

7、解： ①AM

②

)332cos 1.0302cos 4.0272cos 1.01(102cos 53

t t t t u AM ?+?+?+?=ππππ

③

N。8、计算图8虚框内的F

图8

8、解：

pm F K N 1=，im om pm P P K =，s

s im R U P 42

=

计算om P 312//)(R R R R R s o ++=，o

o

om R U P 42

=

331R R R R U U s s o ?++=，2

3

13

3

1222)(//)(R R R R R R R R R U R R U N s s s o o s s F ++++=

?=

9、某器件的伏安特性如图9所示，利用该器件实现混频时输入信号为

s

L GS u u U u ++=0，V U L 1=，分别写出下列两种情况下输出中频电流的表达式。

①

V

U GS 10-=，②V

U GS 20-=，已知：tV

t u c S ωcos cos 5.0Ω=。

图9

9、解：mS U

u U

U u

I du di g p p P S m ???

? ?

?

-=???? ?

?-????? ?

?-==141

12

①??

?

??+-+=2cos 114)(t t g L m ω 121==m c g g

tmA t i I I ωcos cos 5.0Ω=

②mS g m 1)90(211=?=?α mS g C 5.0=

tmA t i I I ωcos cos 25.0Ω=

10、某谐振功率放大器的动特性如图10中的ABC 所示。试回答并计算以下各项：

图10

①

时功率放大器工作于何种状态画出

)

(t i C 的波形图。

②计算θ、P 1、Pc 和P LCr 。（注

259.0)(0=θα，)444.0)(1=θα

③若要求提高功率放大器的效率，应如何调整

10、解：①由图中可知该功率放大器工作在临界状态；集电极电流如图所示。

②V U BB 5.0-=，6.0='BB

U ，V U b 5.3= V U c 151=，A i C 0.2max =，V U CC 18=

W U i P c C 66.6)(2

1

11max 1=?=

θα W i U P C CC 324.9)(0max 0=??=θα

W P P P c 664.210=-= Ω=?=

89.16)

(1max 1

θαC c Lcr i U R

② ↑↓↑?↓b BB U U 同时ηθ

11、如图11所示的电路，已知V t u )]102cos(5[61?=π，

V t u )102cos(1.03

2?=π二极管的导通电阻D r ，不考虑负载与

o

u 的反作用。

①求o i

的表达式。

②若要完成混频功能，1u 、2u 应输入什么信号，应选择什么类型的滤波器并求出变频跨导

c

g 。

③要完成调幅信号的解调功能，1u 、2u 应输入什么信号，应选择什么类型的滤波器

图11

11、解：①211u u u D += 212u u u D +-=

111)(D D D u t k g i ω= 212)(D D D u t k g i πω+=

21111121)]()([)]()([u t K t K g u t K t K g i i i D D D D O πωωπωω+-+++=-=

21113cos 34cos 4u t t g u g D D ??

? ??+-+=Λωπωπ ②混频时：L u u =1，S u u =2。 )(ωj H 为BPF ，带宽为s B 。 D c g g π

2

=。

③ 解调：c u u =1，S u u =2。 )(ωj H 为LPF ，上限频率为s B 。

12、二极管平衡调制器如图12所示，已知V t U u )102cos(3?=ΩΩπ，

V t U u c C )102cos(6?=π，Ω>>U U C ，)(ωj H 是中心频率为c ω、

带宽为2Ω的BPF 。试求：①输出?)(=t u o ②若对调Ωu 与C u 的位置，则输出?)(=t u o

图12

12、解：①c D u u u +=Ω1 c D u u u +-=Ω2

11)(D c D D u t K g i ω= 22)(D c D D u t K g i ω=

))(())((210c c D c c D D D u u t K g u u t K g i i i +--+=-=ΩΩωω

Ω??

? ??+-+=u t t g c c D Λωπωπ3cos 32cos 2212 该电路可以完成DSB 调制的功能。 ②c D u u u +=Ω1 Ω+-=u u u c D 2

11)(D c D D u t K g i ω= 22)(D c D D u t K g i πω+=

)(3cos 32cos 221210c c c D D D u u t t g i i i +??

?

??+-+=-=ΩΛωπωπ )(3cos 32cos 221Ω+-???

??++--u u t t g c c c D Λωπωπ Ω??

?

??+-+=u t t g u g c c D c D Λωπωπ

3cos 34cos 4

该电路可以完成AM 调制的功能。

13、已知某鉴频器的输入信号V t t u c FM ))]102sin(10sin(3[3?+=πω，鉴频跨导kHz mV S D /5-=，线性鉴频范围大小m f ?2。①求输出电压的表达式；②画出符合该鉴频器鉴频极性的互感耦合鉴频器的电路图。

13、解： )102cos(10102

)

()(33t dt

t d t c ???+==

ππω?ω mV t t S t u D o )102cos(50)()(3?-=?=πω

图13

14、调频振荡器回路由电感L 与变容二级管组成，L=2μH ，变容二极管

pF u C j 2

)6.01(72

+=

，若静态反偏电压为3V ，调制电压mV t u )102cos(103

?=Ωπ。

①求FM 波载频c

f ，最大频偏m

f ?。

②载波振幅为1V 的余弦信号，写出该电路产生的FM 波表达式)(t u FM 。 ③问所得FM 波通过图14所示鉴频特性的鉴频器，则鉴频输出

)

(t u o =该鉴频器峰

值带宽BW=

④画出实现如图14所示的鉴频特性的互感耦合相位鉴频电路。（15分）

图14

14：解：①

12

62

10

721026

.03

11111-???+

=

+=

???

?

??+=

O

Q Q O Q

c LC u u u u C L

LC ?

?ω

Hz 89

10510126

???=

-

MHz

Hz m f c m 39.11056.03101083=??+?==?-ω

②

3

10m

m f f F f m ?=?=

，V t m u f FM )102sin 1052cos(38?+??=ππ

③MHz BW 1=

)

102cos (/100)()(3t f mHz mV t f S t u m D O ????-=?-=π

tmV 3102cos 139?=π

④

15、一调频电路的调制特性如图15所示，调制信号V t u )104cos(5.03?=Ωπ。①求调制灵敏度f K ；②求最大频偏m f ?和带宽s B ；③设载波频度MHz f c 10=，求调制信号)(t u FM ；④若调制信号的振幅和频率均加倍，此时m f ?、s B 、)(t u FM 又为何

15图

15、解：①V kHz k f /100= ②kHz U k f f m 50==?Ω