高频电子技术课程复习提要

<<高频电路>>课程复习提要

1．高频电路中的元器件，包括无源元件与有源元件两类。

2．高频电路中的基本电路有哪些？

3．集中滤波器中的声表面滤波器特点？

4．电子噪声的来源与特性。

5．噪声系数及噪声系数的计算。

6．高频小信号放大器的工作原理及性能分析。

7．高频功率放大器的工作原理及状态。

8．高频功率放大器的实际线路中直流馈电线路、输出匹配网络。9．LC振荡器的组成原则，电容反馈式振荡器、石英晶体振荡器。10．非线性电路的分析方法。

11．二极管平衡电路、单差分对电路。

12．振幅调制信号分析及振幅调制电路分析。

13．调幅信号的解调（调幅解调的方法及二极管峰值包络检波器）。14．混频的意义、混频电路分析。

15．频率调制信号分析。

16．调频器与调频方法分析。

17．调频电路分析（直接调频电路）

18．鉴频器与鉴频方法分析。

19．具体的鉴频电路（互感耦合鉴频器、比例鉴频器）。

20．调频接收机原理方框图。

21．自动增益控制电路（电路方框、工作原理、具体电路、性能指标）22．自动频率控制电路（电路方框、工作原理、具体电路、性能指标）23．调幅系数的含义。

24．无线电广播通信发送和接收系统各方框图的作用。

话

筒

扬

声

器

上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图，它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器（不一定必须）、功率放大器和发射天线组成。

低频音频信号经放大后，首先进行调制后变成一个高频已调波，然后可通过变频，达到所需的发射频率，经高频功率放大后，由天线发射出去。接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。由天线接收来的信号，经放大后，再经过混频器，变成一中频已调波，放大后检波，恢复出原来的信息，经低频功放放大后，驱动扬声器。

25．无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？

高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。采用高频信号的原因主要是：（1）频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间的干扰；

（2）高频信号更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接收效率。这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距离，也可获得较高的接收灵敏度。

26．无线通信为什么要进行凋制？如何进行调制？

因为基带调制信号都是频率比较低的信号，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，用调制信号去控制高频载波的某个参数。在调幅方式中，AM普通调幅、抑制载波的双边带调幅（DSB）、单边带调幅（SSB）、残留单边带调幅（VSSB）；在调频方式中，有调频（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。

27．设计一个调频发射机，要求工作频率为 160 MHz，最大频偏为 1MHz，调制信号最高频率为10kHz，副载频选 500 kHz，请画出发射机方框图，并标出各处的频率和最大频偏值。

28．石英晶体有何特点？为什么用它制作的振荡器的频率稳定度较高？

石英晶体有以下几个特点

●晶体的谐振频率只与晶片的材料、尺寸、切割方式、几何形状等有关，温度系数非

常小，因此受外界温度影响很小

●具有很高的品质因数

●具有非常小的接入系数，因此手外部电路的影响很小。

●在工作频率附近有很大的等效电感，阻抗变化率大，因此谐振阻抗很大

●构成震荡器非常方便，而且由于上述特点，会使频率非常稳定。

29．电阻热噪声有何特性？如何描述？

电阻的热噪音是由于温度原因使电阻中的自由电子做不规则的热运动而带来的，因此热噪音具有起伏性质，而且它具有均匀的功率谱密度，所以也是白噪音，噪音的均方值与电阻的阻值和温度成正比。

30．对高频小信号放大器的主要要求是什么？高频小信号放大器有哪些分类？

对高频小信号器的主要要求是： ● 比较高的增益

● 比较好的通频带和选择性 ● 噪音系数要小 ●

稳定性要高

高频小信号放大器一般可分为用分立元件构成的放大器、集成放大器和选频电路组成的放大器。根据选频电路的不同，又可分为单调谐回路放大器和双调谐回路放大器；或用集中参数滤波器构成选频电路。

31．高频谐振放大器中，造成工作不稳定的王要因素是什么？它有哪些不良影响？为使放大器稳定工作，可以采取哪些措施？

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。 一般采取提高稳定性的措施为：

（1）采用外电路补偿的办法如采用中和法或失配法 （2）减小负载电阻，适当降低放大器的增益 （3）选用fT 比较高的晶体管

（4）选用温度特性比较好的晶体管，或通过电路和其他措施，达到温度的自动补偿。 32．高频功放的欠压、临界、过压状态是如何区分的？各有什么特点？当EC 、Eb 、Ub 、RL 四个外界因素只变化其中的一个时，高频功放的工作状态如何变化？

当晶体管工作在线性区时的工作状态叫欠压状态，此时集电极电流随激励而改变，电压利用率相对较低。如果激励不变，则集电极电流基本不变，通过改变负载电阻可以改变输出电压的大，输出功率随之改变；该状态输出功率和效率都比较低。

当晶体管工作在饱和区时的工作状态叫过压状态，此时集电极电流脉冲出现平顶凹陷，输出电压基本不发生变化，电压利用率较高。

过压和欠压状态分界点，及晶体管临界饱和时，叫临界状态。此时的输出功率和效率都比较高。

?当单独改变RL 时，随着RL 的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。 ?当单独改变EC 时，随着EC 的增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。

2

24,444U n I n S kTR E kTRB S kTG I kTGB

====噪音电压功率谱噪音电压均方值噪音电流功率谱，噪音电流均方值

?当单独改变Eb 时，随着Eb 的负向增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。

?当单独改变Ub 时，随着Ub 的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。 33．高频功率放大器中提高集电极效率的主要意义是什么？

主要意义在于提高了电源的利用率，将直流功率的更多的转换为高频信号功率，减小晶体管的功率损耗，可降低对晶体管的最大允许功耗PCM 的要求，提高安全可靠性。

34．当工作频率提高后，高频功放通常出现增益下降，最大输出功率和集电极效率降低，这是由哪些因素引起的？

主要原因是 ● 放大器本身参数，如β、α随频率下降。 ● 电路失谐，集电极阻抗减小。 ● 少数载流子渡越时间效应。

● 非线性电抗效应，如Cb ˊC 的影响。 ●

发射极引线电感的影响，对高频反馈加深。

35．改正图示线路中的错误，不得改变馈电形式，重新画出正确的线路。

36．什么是D 类功率放大器，为什么它的集电极效率高？什么是电流开关型和电压开关型D 类放大器？

D 类放大器是一种工作在开关状态的功率放大器，两个晶体管在输入激励控制下交替饱和导通或截止，饱和导通时，有电流流过，但饱和压降很低；截止时，流过晶体管的电流为零。所以晶体管的平均功耗很小，效率很高。

在电流开关型电路中，两管推挽工作，电源通过一个大电感供给一个恒定电流，分别交替流过两个晶体管，两管轮流导通和截止。通过谐振电路得到正弦输出电压。

在电压开关型电路中，两晶体管是与电源电压和地电位串联的，在输入控制下，一个导通，一个截止，因此，两管的中间点电压在0和电源电压之间交替切换。通过谐振电路，获的正弦输出信号。

37．试检查图示的振荡器线路，有哪些错误？并加以改正。

38．克拉泼和西勒振荡线路是怎样改进了电容反馈振荡器性能的？

由于克拉波振荡器在回路中串行接入了一个小电容，使的晶体管的接入系数很小，耦合变弱，因此，晶体管本身的参数对回路的影响大幅度减小了，故使频率稳定度提高，但使的频率的调整范围变小，所以，西勒振荡器是在克拉波振荡器的基础上，在回路两端在并联一个可调电容，来增大频率调节范围。由于存在外接负载，当接入系数变小时，会带来增益的下降。

39．图示为二极管平衡电路，用此电路能否完成振幅调制（AM、DSB、SSB）、振幅解调、倍频、混频功能？若能，写出u1、u2应加什么信号，输出滤波器应为什么类型的滤波器，中心频率f0、带宽B如何计算？

设输出滤波器的谐振频率为f0，调制信号最高频率为Fmax.

当满足U2>>U1的条件下，输出电流iL=2gDK(ω2t)u1,因此，

（1）将u1,加载波信号，u2,加调制信号，可实现AM 调制。此时要求滤波器为带通滤波器，中心频率为载波频率，f0=fC,带宽为2倍的调制信号最高频率,B0.7=2Fmax ，即输入信号的带宽。

（2）将u1,加调制信号，u2,加载波信号，可实现DSB 或SSB 调制。滤波器为带通滤波器DSB 调制时，f0=fC ，B0.7=2Fmax.。SSB 调制时，B0.7=Fmax.- Fmin.≈Fmax,,

中心频率f0=fC+0.5( Fmax+ Fmin)。

（3）将u1,加调幅信号，u2,加插入载波信号，可实现振幅解调。此时要求滤波器为低通滤波器，滤波器的高频截止频率fH> Fmax. 。

（4）将u1,加正弦信号信号，u2不加信号，可实现倍频。此时要求滤波器为窄带滤波器，中心频率为所需倍频的频率。

（5）将u1,加调幅信号，u2,加本振信号，可实现混频。此时要求滤波器为带通滤波器，中心频率为中频频率，f0=fI=fL-fC ，带宽为2倍的调制信号最高频率,B0.7=2Fmax.，即输入信号的带宽。

40．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 Ω加倍，频率不变，带宽是多少？若U Ω不变，频率增大一倍，带宽如何？若U Ω和频率都增大一倍，带宽又如何？

41．适用于无线电传播的无线电频率称为高频。

42．高频电路中晶体二极管的主要作用为检波、调制、解调及混频。

43．高频功率放大器的主要功能是放大高频信号，并以高效输出大功率信号为目的。 44．声表面滤波器的主要特性是①工作频率范围宽②相对带宽也比较宽③便于器件微

100M H z,5kH z,50kH z

(1)2()2(505)110kH z

(2)2()2(1005)210kH z ωΩΩ==?==?+=+=??'=?+=+=根据题意，已知

当加倍时，因为正比于，所以也加倍，

调频指数增大一倍。

C m

s m

m m f s m

F f B f F U f U f m B f F (3)2()2(5010)120kH z

(4)2()2(10010)220kH z ΩΩ'=?+=+=''=?+=+=当不变时，加倍时，最大频偏不变，但调频指数减小一倍， 所以带宽为

当、都加倍时，最大频偏加倍，但调频指数不变，所以带宽为

f s m f s m

U F m B f F U F m B f F

型化与片式化④带内插入损耗比较大⑤矩形系数可以做到1.1至2之间 。

45．在无线电通讯中，调制的方式可以分为三种，这三种方式是①调幅②调频③调相。 46．提高振荡器频率稳定度的措施有：① 提高振荡回路的标准性 ②减少晶体管的影响③提高回路的品质因数 ④减少电源、负载等的影响。

47．每一个电容都有一个自身谐振频率，当工作频率小于自身谐振频率时，电容器呈现正常的电容特性。当工作频率比自身谐振频率高时，电容器将被视为一个电感 ，其等效电路呈电感性

48.对高频小信号放大器的主要要求是①增益要高、②频率选择要好、③工作稳定可靠。

49．一般说来，大部分高频功率放大器都是工作在C 类或者D 类状态的。 50．从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调。

51．晶体管的噪声主要有①热噪声②散粒噪声③分配噪声④闪烁噪声。

52．调频电路分为直接调频方式与间接调频方式。在直接调频方式中，常用的方法主要有①变容二极管直接调频电路②晶体振荡器直接调频电路③张驰振荡器直接调频电路。

53．在调频波中，有三个基本的参数，这三个参数是①载波频率②调制信号的频率③频偏。

54．混频器的主要技术指标有五项，它们是①变频增益、②噪声系数③失真与干扰、④变频压缩、⑤选择性。

55．同步检波可以分两种方式，这两种方式是①乘积型②叠加型。 56．自动增益(AGC)控制电路的主要作用是什么？ 57．调频器的主要技术指标有哪些？

58．提高高频小信号放大器稳定性的主要方法有哪些？ 59．采用两种改进型电容反馈式振荡器的主要原因是什么？ 60．调制的含义是什么？

61．低频放大器与高频放大器的区别有哪些？ 62．包络检波器由哪三部分构成？

63.丙类放大器为什么一定要用谐振回路作为集电极的负载？谐振回路为什么一定要调谐在信号频率上？

64．调频器的主要技术指标有哪些？

65．H d

l Le 910)75.04lg 3.2(1971.0-?-=的含义？

66．在变容二极管调频原理中，是利用公式来进行分析的。公式中各字母的含义是什么？。

67．会作出自动频率控制系统(AFC)的原理方框图并说明其方框流程。

68．会作出二极管峰值包络检波器电原理图并说明其工作原理。

69．能理解并会画自动增益控制系统(AGC)的原理方框图。

70．电阻的高频等效电路。

71．电感器的高频等效电路。

72．能作出二极管平衡混频器原理电路图并说明其工作原理。

73．能画出串联型、并联型晶体振荡器电原理图及交流通路图。

74．能画出无线通信系统的基本方框图。

75．掌握互感耦合相位鉴频器的工作原理并能画出电路图。

76．掌握比例鉴频器的工作原理并能画出电路图。

77．试为高频功率放大器设计一个L型匹配网络作为其负

载。已经工作频率为10.7MHz，功放临界电阻R

Ler

=75Ω，天线端

电阻R

2

=7.5Ω。

78．电路中图所示。

(1)这是一个什么电路？

(2)该电路中晶体三极管的工作状态？

(3)该电路的主要优缺点？

(4)设V

O 为本振电压，其频率为fo，V

S

为信号电压，其频

率为fs。在该电路中，并联谐振电路的谐振频率应该如何计算？这谐振频率与本振频率及信号频率的关系应该如何？

79．电路如图所示。

这是一个什么电路？C3与C1、C2的关系如何？

回路中的总电容的表达式？该电路的振荡频率为多少？改变工作波段，是调整C3还是C4？

作出该电路的交流等效电路图。

80．画出自动频率控制电路原理方框图并简述自动频率控制电路的控制过程。

γ

?

) 1(

u

u C

C

j

+

=

81．某超外差式接收机的中频频率为f

I =500kHz，本振频率f

L

s

，在收听f

s

=1.501MHz

的信号时，听到哨叫声，其原因是什么？试进行具体分析。

82．调谐在中心频率为f

=10.7MHZ的三级相同的单调谐放大器，要求BW0.7≥100kHZ，失谐±250kHZ时衰减大于或等于20dB。试确定每个谐振回路的有载品质因数Qe值。

由带宽要求得

由选择性指标得

（dB）

即

故取Qe=50

83．已知已调信号的频谱图如图所示。

（1）说明各频谱所表示的已调信号类型；

（2）写出它们的数学表达式和频谱宽度；

（3）计算在单位电阻上各调制信号消耗的平均功率。

（1）图（a）为单音调制的普通调幅波；图（b）为双音调制的普通调幅波。

（2）图（a）调幅波的数学表达式为

（V）

频谱宽度BW=1003－997=6（kHZ）

同理，图（b）调幅波的数学表达式为

（V）

频谱宽度BW=1010－990=20（kHZ）

（3）图（a）：（W）

图（b）：（W）

84．如图所示电路为晶振调频电路，组成无线话筒中的发射机，看图回答下列问题：

(1)R5、R6、R7作用是什么？

(2)振荡回路的组成元件有哪些？

的作用是什么？

(3)V

1

(4)L1的作用是什么？

(5)晶振谐振回路的组成元件有哪些？它谐振在几次谐波上？

(1) R5、R6、R7构成V2的偏置电路

(2)振荡回路的组成元件有石英晶体、变容管V3、C1、C2

(3)V1是将话筒提供的音频信号放大后作为调制信号

(4)L1起高频扼流作用

(5)晶振谐振回路的组成元件是L、C3，它谐振在三次谐波上，用以实现三倍频、扩大调频波的频偏。

85．具有AGC电路的接收机组成框图

86．峰值AGC 电路如图所示，该电路是如何工作的？

87．高放AGC 电路如图所示，该电路是如何工作的？

88．下图是电视接收机的自动频率控制电路，该电路是如何工作的？

器

90．电路如图所示

这是一个什么电路？增大R时，放大器的放大倍数是增大还是减少？减小Re时，放大器的放大倍数是增大还是减少？若输入信号为正弦波信号，输出信号是什么信号？若输入信号为三角波信号，输出信号是什么信号？图中L1、C4的作用是什么？

91．电路如图所示

这是一个什么电路？负载增大时，对电路的输出频率、输出幅度有什么样的影响？改变CT ，电路的输出频率有无变化？适当增加工作电源的值，电路输出频率有无变化？

92．下列各函数表示的什么调制方式？ （1）

（2）

（3）

（4）

（5）

u PM (t )=U Ccos(ωc t +m pcos Ωt )

93．贝塞尔函数曲线如图所示

调频波的级数展开式为：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

－0.4

－0.200.20.4

0.60.81.0n (m f )

J 0

J 1

J 2

J 3

J 4J 5

J 6

J 7J 8J 9J 10

m f

＝4时调频波的频谱图。请画出当m

f