高频电子线路复习题

2018年10月22日星期一问题1、电路如下图所示，0100Q =，0ω= /rad s ，i R = k Ω，0.707B = Hz 。

问题2 有一并联谐振回路在某频段内工作，频段最低频率为535kHz ，最高频率为1605kHz 。

现在有两个可变电容器，一个电容器的最小电容量为12pF ，最大电容量为100pF ；另一电容器为15pF ，最大电容量为450pF 。

试问： （1）应采用哪一个可变电容器，为什么？ （2）回路电感量等于多少？问题1、电路如下图所示，0100Q =，0ω= /rad s ，i R = k Ω，0.707B = Hz 。

8210⨯，2.5，53.1810⨯80210(/)rad s ω===⨯ 002f ωπ= 002f ωπ=000R Q Lω=400010()R Q L ω==Ω 2240(0.5)10 2.5()i R p R k ==⨯=Ω 8500.707210 3.1810()1002f B Hz Q π⨯===⨯⨯问题2 有一并联谐振回路在某频段内工作，频段最低频率为535kHz ，最高频率为1605kHz 。

现在有两个可变电容器，一个电容器的最小电容量为12pF ，最大电容量为100pF ；另一电容器为15pF ，最大电容量为450pF 。

试问： （1）应采用哪一个可变电容器，为什么？ （2）回路电感量等于多少？ 解： （1）max f =m i n f =max min 16053535f f === 因而 max min 9C C '=' 但 100912<，45030915=>因此要采用max 450C pF =，min 15C pF =的电容器。

但因min30masC C '='，远大于9，因此还应当在可变电容器旁并联一个电容X C ，16053535==，解得40X C pF ≈。

（2）将maxmax 490X C C C pF '=+=代入21L Cω=，2535kHz ωπ=⨯，解得回路电感180L H μ=。

2018年10月25日星期四问题4 一个5H μ的线圈与一可变电容串联，外加电压值与频率是固定的。

当126.6C pF =时，电路电流达到最大值1A 。

当100C pF =时，电流减小为0.5A 。

试求： （1）电源频率；（2）电路的Q 值；（3）外加电压数值。

问题12 有一个用硅NPN 外延平面型高频功率管31DA 做成的谐振功率放大器，设已知24CC V V =，交流输出功率02P W =，工作频率=1MHz 。

试求它的能量关系，即求出 cm V 、负载电阻p R 、1cm I 、max C i 、0C I 、P =、c P 、c η、b P 。

由晶体管手册已知其有关参数为70T f MHz ≥，()13p A dB ≥功率增益，max 750C I mA =，()() 1.5CE sat V V ≥集电极饱和压降，1CM P W =。

（注：设放大器工作在临界状态，70c θ=o ，0(70)0.253α=o ，1(70)0.436α=o ）问题13 某谐振功率放大器的折线化转移特性如图6.4.2所示。

已知所用的晶体管参数为：70T f MHz ≥，()13p A dB ≥功率增益，允许通过的最大集电极电流3CM I A =，容许的最大集电极耗散功率5CM P W =。

0.6BZ V V =，负偏压 1.4BB V V -=-，70c θ=，24CC V V =，0.9ξ=。

试求输出功率、集电极效率与基极激励功率。

/B v V/C i2.6BZ图6.4.2问题4 一个5H μ的线圈与一可变电容串联，外加电压值与频率是固定的。

当126.6C pF =时，电路电流达到最大值1A 。

当100C pF =时，电流减小为0.5A 。

试求： （1）电源频率；（2）电路的Q 值；（3）外加电压数值。

解：（1）谐振频率0 6.3258()f MHz ===（2）当100C pF =时，电流减小为0.5A ，因此0.5=（ⅰ）6661211(2 6.325810510)2 6.32581010010X L C ωπωπ--=-=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯ =63()-Ω谐振时 1V R =（ⅱ） 解（ⅰ）（ⅱ）两式得 2213R X = 36.4R ==Ω 最后得 662 6.325810510 5.4636.4LQ R ωπ-⨯⨯⨯⨯=== （3）136.436.4()V IR V ==⨯=问题12 有一个用硅NPN 外延平面型高频功率管31DA 做成的谐振功率放大器，设已知24CC V V =，交流输出功率02P W =，工作频率=1MHz 。

试求它的能量关系，即求出 cm V 、负载电阻p R 、1cm I 、max C i 、0C I 、P =、c P 、c η、b P 。

由晶体管手册已知其有关参数为70T f MHz ≥，()13p A dB ≥功率增益，max 750C I mA =，()() 1.5CE sat V V ≥集电极饱和压降，1CM P W =。

（注：设放大器工作在临界状态，70c θ=o ，0(70)0.253α=o ，1(70)0.436α=o ）解：1）min () 1.5C CE sat v V V == 于是 min 24 1.522.5cm CC C V V v V =-=-=2）220(22.5)126.5222cm p V R P ===Ω⨯ 122.50.178178126.5cm cm p V I A mA R ==== 3）70c θ=o，0(70)0.253α=o，1(70)0.436α=o4）1max 1408750(70)cm C I i mA mA α==<o电流未超过安全工作范围 5）0max 0(70)4080.253103C C I i mA mA α==⨯=o6）3024103102.472CC C P V I W -===⨯⨯=7）0 2.247220.472(1)c CM P P P W P W ==-=-=< 8）0281%2.472c P P η==== 9）0010lg10lg p i bP PA P P == 01120.1l g (1.3)l g ()10b i p P P P W A --==== 问题13 某谐振功率放大器的折线化转移特性如图6.4.2所示。

已知所用的晶体管参数为：70T f MHz ≥，()13p A dB ≥功率增益，允许通过的最大集电极电流3CM I A =，容许的最大集电极耗散功率5CM P W =。

0.6BZ V V =，负偏压 1.4BB V V -=-，70c θ=，24CC V V =，0.9ξ=。

试求输出功率、集电极效率与基极激励功率。

/B v V/C i2.6BZ图6.4.2解：由图可求得转移特性的斜率为 10.5/(2.60.6)c g A V ==-1.40.65.85cos cos70BB BZ bm V V V Vθ++===om a x (1c os )0.5 5.85(10.342) 1.92C c b m cC Mi g V A I θ=-=⨯-=< （安全工作） 0max 0() 1.920.2530.486C C c I i A αθ==⨯=1max 1() 1.920.4360.837cm C c I i A αθ==⨯= 0.92421.6c m C C V V V ξ==⨯= 输出功率 01110.83721.6922cm cm P V I W ==⨯⨯≈ 直流功率 0240.48611.7CC C P V I W ===⨯=0 2.7(5)c CM P P P W P W ==-=< （安全工作）0976.9%11.7c P P η==== 010lgp i P A P = 激励功率 0/10 1.390.451010p i A P P W ===2018年10月29日 星期一问题4.1 为什么振荡电路必须满足起振条件、平衡条件和稳定条件？试从振荡的物理过程来说明这三个条件的含义。

问题4.2下图所示的电容反馈振荡电路中，1100pF C =，2300pF C =，50μH L =。

画出电路的交流等效电路，试估算该电路的振荡频率和维持振荡所必需的最小电压放大倍数min u A 。

问题4.3 设L C 、 串联谐振电路的谐振频率为0f ，则当工作频率0f f >，则该电路呈 （容性或感性）；设L C 、 并联谐振电路的谐振频率为0f ，则当工作频率0f f >，则该电路呈 （容性或感性）。

问题4.1 为什么振荡电路必须满足起振条件、平衡条件和稳定条件？试从振荡的物理过程来说明这三个条件的含义。

答：（1）在刚接通电源时，电路中会存在各种电扰动，这些扰动在接通电源瞬间会引起电路电流的突变（如晶体管b i 或c i 突变），这些突变扰动的电流均具有很宽的频谱，由于集电极LC 并联谐振回路的选频作用，其中只有角频率为谐振角频率o ω的分量才能在谐振回路两端产生较大的电压()o o u j ω。

通过反馈后，加到放大器输入端的反馈电压()f o u j ω与原输入电压()i o u j ω同相，并且有更大的振幅，则经过线性放大和正反馈的不断循环，振荡电压振幅会不断增大。

故要使振荡器在接通电源后振荡幅度能从小到大增长的条件是：()()f o i o u j u j ωω>即： ()1o T j ω> ……起振条件 （2）振荡幅度的增长过程不可能无休止地延续下去。

随着振幅的增大，放大器逐渐由放大区进入饱和区截止区，其增益逐渐下降。

当因放大器增益下降而导致环路增益下降至1时，振幅的增长过程将停止，振荡器达到平衡状态，即进入等幅状态。

振荡器进入平衡状态后，直流电源补充的能量刚好抵消整个环路消耗的能量。

故平衡条件为：()1o T j ω=（3）振荡器在工作过程中，不可避免地要受到各种外界因素变化的影响，如电源电压波动、噪声干扰等。

这些会破坏原来的平衡条件。

如果通过放大和反馈的不断循环，振荡器能产生回到原平衡点的趋势，并且在原平衡点附近建立新的平衡状态，则表明原平衡状态是稳定的。

振荡器在其平衡点须具有阻止振幅变化、相位变化的能力，因此：振幅平衡状态的稳定条件是：()0iiAo i U UT U ω=∂<∂;相位平衡状态的稳定条件是：()0oT o ωωϕωω=∂<∂问题4.2图题3.2所示的电容反馈振荡电路中，1100pF C =，2300pF C =，50μH L =。