第4-6讲高频小信号例题习题
高频电子线路习题
由于 f 0 = 1 / 2π L13C Σ ， 所以 L13 = 1 / (2π f 0 )2 C Σ = 1 / (2π × 30 × 106 )2 × 22.52 × 10−12 = 1.25µH
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第2章 高频小信号放大器 参考题与习题
(2) 求QL : 空载谐振电导： 空载谐振电导： 1 1 g0 = = =70.7 × 10−6 (S) = 70.7µS 6 −6 ω 0 L13Q0 2π × 30 × 10 × 1.25 × 10 × 60 总电导： 总电导：
2-4 在 f =10MHz 时，测得某电感线圈 L=3 µH ，Q0=80。 。 试求与电感L串联的等效电阻 若等效为并联时，试求g。 串联的等效电阻r。 试求与电感 串联的等效电阻 。若等效为并联时，试求 。 解： (1) 等效为串联的电阻 0为： 等效为串联的电阻r
2π × 10 × 106 × 3 × 10−6 r0 = = = 2.36Ω Q0 80
C1 Ci Ri L R0
' RL
C2
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第2章 高频小信号放大器 参考题与习题
解：
(1) 求f 0
C1 p1 = = 25 / (25 + 15) = 0.625 C1 + C 2 1 1 ' R L = 2 RL = × 5 = 12.8kΩ 2 p 0.625 C 1C 2 25 × 15 CΣ = Ci + = 5+ = 14.375pF C1 + C 2 25 + 15
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第3章 高频功率放大器
3.1 概述 3.2 丙类高频功率放大器的工作原理 3.3 丙类高频功率放大器的折线分析法 3.4 丙类高频放大电路 3.5 丁类(D类)和戊类(E类)高频功率放大器 丁类(D类 和戊类(E类 3.6 宽带高频功率放大器 3.7 功率合成器
高频课后习题答案(部分)(可编辑修改word版)
\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\第一章1.1 何谓通信系统？通信系统由哪几部分组成？答：用电信号（或光信号）传输信息的系统称为通信系统。
它由输入变换器、发送设备、传输信道、接收设备、输出变换器等组成。
1.2 无线电通信为什么要采用调制技术？常用的模拟调制方式有哪些？答：采用调制技术可使低频基带信号装载在高频载波上，从而缩短天线尺寸，易于天线辐射，而且不同的发射台其载波频率不同，在接收端便于选择接收。
此外，采用调制可进行频分多路通信，实现信道的复用，提高信道利用率；还可以提高系统性能指标，提高抗干扰能力。
常用的模拟调制方式有振幅调制（AM ）、频率调制（FM ）和相位调制（PM ）。
1.3 已知频率为 3kHz 、1000kHz 、100MHz 的电磁波，试分别求出其波长并指出所在波段名称。
解：根据λ=c /f （其中 c =3×108m/s ）分别得出 100km （为超长波）、300m （为中波）和 3m （为超短波）。
1.4 画出无线广播调幅发射机组成框图，并用波形说明其发射过程。
答：参见图 1.3.1。
第二章二、选择题1. LC 串联回路谐振时阻抗最 ，且为纯电阻，失谐时阻抗变 ，当 f < f o回路呈，当 f > f o 回路呈。
A. 容性B ．感性C ．大D ．小2. LC 组成的并联谐振回路谐振时，阻抗为 ，谐振时电压为 ；电纳为 ，回路总导纳为 。
A. 最大值B ．最小值C ．零D ．不能确定3. 把谐振频率为 f o 的 LC 并联谐振回路串联在电路中，它的信号通过。
A. 允许频率为 f oB. 阻止频率为 f oC. 使频率低于 f oD. 使频率高于 f o4. 在自测题 1 图所示电路中， ω1 和ω2 分别为其串联谐振频率和并联谐振频率。
它们之间的大小关系为。
A. ω1 等于ω2B ． ω1 大于ω2C ． ω1 小于ω2D ．无法判断自测题 1 图5. 强耦合时，耦合回路 η 越大，谐振曲线在谐振频率处的凹陷程度。
高频电子信号第四章习题解答
第四章习题解答4-1为什么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？分析：本题主要考察两种放大器的信号带宽、导通角和负载等工作参数和工作原理。
解谐振功率放大器通常用来放大窄带高频小信号（信号的通带宽度只有其中心频率的1%或更小），其工作状态通常选为丙类工作状态（ C <90）,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在丙类，而高频公率放大器则可以工作于丙类。
4-2提高放大器的功率与效率，应从哪几方面入手？分析：根据公式P o P o，可以得到各参数之间的关系，具体过程如下cP o P cP解功率放大器的原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率，使之转变为交流信号功率输出去。
这种转换不可能是百分之百的，因为直流电源所供给的，因为直流电源所供给的功率除了转变为交流输出功率外，还有一部分功率以热能的形势消耗在集电极上，成为集电极耗散功率。
为了说明晶体管放大器的转换能力，采用集电极效率 c ，其定义为P o P ocP cPP o由上式可以得出以下两结论:① 设法尽量降低集电极耗散功率P c，则集电极耗散功率c自然会提高。
这样，在给定 P 时，晶体管的交流输出功率P o就会增大；② 由上式可得cP o P c1c如果维持晶体管的集电极耗散功率 P c不超过规定值，那么，提高集电极效率c，将使交流输出功率 P o大幅增加。
可见，提到效率对输出功率有极大的影响。
当然，这时输入直流功率也要相应得提高，才能在P c不变的情况下，增加输出功率。
因此，要设法尽量降低集电极耗散功率 P c，来提高交流输出功率P o。
4-3 丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载？回路为什么一定要调到谐振状态？回路失谐将产生什么结果？解谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号（信号的通带宽度只有其中心频率的1%或更小），其工作状态通常选为丙类工作状态（C <90） , 为了不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路。
小信号分析法练习题.doc
小信号分析法练习题以一个CCM模式的BOOST电路为例其增益为：其增益曲线为：其中M和D之间的关系是非线性的。
但在其静态工作点M附近很小的一个区域范围内，占空比的很小的扰动和增益变化量之间的关系是线性的。
因此在这个很小的区域范围内，我们可以用线性分析的方法来对系统进行分析。
这就是小信号分析的基本思路。
因此要对一个电源进行小信号建模，其步骤也很简单, 第一步就是求出其静态工作点，第二步就是叠加扰动，第三步就是分离扰动，进行线性化，第四步就是拉氏变换，得到其频域特性方程，也就是我们说的传递函数。
要对一个变换器进行小信号建模，必须满足三个条件, 首先要保证得到的工作点是“静”态的。
因此有两个假设条件：1,一个开关周期内，不含有低频扰动。
因此叠加的交流扰动小信号的频率应该远远小于开关频率。
这个假设称为低频假设2,电路中的状态变量不含有高频开关纹波分量。
也就是系统的转折频率要远远小于开关频率。
这个假设称为小纹波假设。
其次为了保证这个扰动是在静态工作点附近，因此有第三个假设条件：，交流小信号的幅值必须远远小于直流分量的幅值。
这个称为小信号假设。
对于PWM模式下的开关电源，通常都能满足以上三个假设条件，因此可以使用小信号分析法进行建模。
对于谐振变换器来说，由于谐振变换器含有一个谐振槽路。
在一个开关时区或多个开关时区内，谐振槽路中各电量为正弦量，或者其有效成分是正弦量。
正弦量的幅值是在大范围变化的，因此在研究PWM型变换器所使用的“小纹波假设”在谐振槽路的小信号建模中不再适用。
对于谐振变换器，通常采用数据采样法或者扩展描述函数法进行建模。
以一个CCM模式下的BUCK电路为例，应用上面的四个步骤，来建立一个小信号模型。
对于一个BUCK 电路当开关管开通时，也就是在区间。
其状态方程为当开关管S断开时，二极管D导通，忽略二极管D的压降，可得到等效电路其状态方程为：将状态变量在一个开关周期内求平均，简化后得到：这便是一个开关周期内的状态方程，基于上面的低频和小纹波假设，变换器在一个开关周期内是稳定的，因此这也是其静态工作点的方程。
高频电子线路课后习题及答案
高频电子线路习题集第一章 绪论1－1 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分的功用。
答：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，然后检波，恢复出原来的信息，经低频功放放大后，驱动扬声器。
话筒扬声器1－2 无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？答：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。
1－3无线通信为什么要进行凋制？如何进行调制？答：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。
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高频答案第1章高频小信号谐振放大器1.1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。
又若信号源电压振幅Ums?1mV，求谐振时回路中的电流I0以及回路上的电感电压振幅ULom和电容电压振幅UCom。
解：（1）串联谐振回路的品质因数为Q0?11??212?0C0R2??1.5?106?100?10?12?5根据f0?有：L0?（2）谐振时回路中的电流为11??1.1258?10?4(H)?113μH2?122212C0(2?f0)100?10?4??1.5?10I0?回路上的电感电压振幅为Ums1??0.2(mA) R5ULom?Q0Ums?212?1?212(mV)回路上的电容电压振幅为UCom??Q0Ums??212?1??212(mV)1.2在图题1.2所示电路中，信号源频率f0?1MHz，信号源电压振幅Ums?0.1V，回路空载Q值为100，r是回路损耗电阻。
将1－1端短路，电容C调至100pF时回路谐振。
如将1－1端开路后再串接一阻抗Zx（由电阻Rx与电容Cx串联），则回路失谐；C试求电感L、未知阻抗Zx。
调至200pF时重新谐振，这时回路有载Q值为50。
u图题1.2Zx解：（1）空载时的电路图如图(a)所示。
uu(a) 空载时的电路(b)有载时的电路根据f0?L?1C(2?f0)2?1?2.533?10?4(H)?253μH ?12212100?10?4??10根据Q0??L1?0有：?0C1rrr?11??15.92(?) 6?0C1Q02??10?100?10?12?100（2）有载时的电路图如图(b)所示。
空载时，C?C1?100pF时回路谐振，则f0?Q0??0Lr?100；有载时，C?C2?200pF时回路谐振，则f0?C2CxC2?Cx，解得：Cx，QL??0Lr?Rx?50。
∴根据谐振频率相等有C1?C2?Cx??200pF。
高频部分习题答案
第一章 谐振回路1-1．题图1-1所示电路中，信号源频率f MHz 01=，电压振幅U V s =01.。
将1-1端短路，电容器C 调到100pF 时电路谐振，此时，C 两端电压为10V 。
如果将1-1端开路再串接一阻抗z x （电阻器与电容器串联），则回路失谐，C 调到pF200时重新谐振，其两端电压变成2.5V 。
求线圈的电感量L ，线圈品质因数Q 0值以及未知阻抗z x 。
【解】1-1端短接时：L cH==⨯⨯⨯=-1121010010253026212ωπμ()Q U U c s 001001100===. r cQ ==⨯⨯⨯⨯=-112101001010015900612ωπ.Ω1-1端接Z x 时：已知Z x 为r x 和C x 串联，且10ωωC C C C L x x''+=即 C C C C xx ''+=C , 200200100C C x x +=解出C pF x =200由于Q U U Q L c S ==⨯=='..00225015012 故 r r x ==159.Ω 1-2，题图1-2所示电路，L H =100μ，c pF =100，r =25Ω，电流源I mA s =1，内阻R k s =40Ω。
（a ）试求并联回路的谐振频率，有载品质因数和谐振阻抗；（b ）若该回路已谐振于电源频率，求流过各元件的电流和并联回路两端的电压。
【解】（a ）Q p r L c r 06121100101001012540===⨯⨯=--/g cr L S p ==⨯⨯⨯=⨯---10010251001025101266g R S s s ==⨯=⨯-114010251036g g g S p s ∑-=+=⨯50106Q g g Q L p==⨯⨯⨯=∑--066251050104020 MHzLC f 592.1101001010021211260=⨯⨯⨯==--ππΩ=⨯⨯==--∑k Q R L 20101001010020126ρ(b)回路电压和电流U R I V S ==⨯⨯⨯=∑-20101102033I U R mA R s S ==⨯=//.204010053I jQ I I j j mA rL s R S ..()(.)=--=--=-11401051200 I jQ I I j mA c s R S ..()=-=0201-3.设计一并联谐振回路，其电路如图1-3所示。
教材的高频小信号谐振放大器习题解1
第一章 高频小信号谐振放大器习题解答1－1解：（1）这是纯LC 串联谐振回路，信号和负载采用了简单等效模型。
画出电路图。
根据空载品质因数的公式得（注意：空载品质因数的定义为不考虑信号源的内阻和负载的阻抗，只考虑L 的内阻。
）根据串联LC 谐振回路公式，21210100105.12511126≈⨯⨯⨯⨯⨯==-πωoo o C R Q（2）根据中心频率的公式，f 。
可以得到()H H C f L o o μππ11310100105.141411226222≈⨯⨯⨯⨯==- （3）谐振时，L,C 等效为短路线，电压信号直接接在了R 上。
回路电流 m A m VR U I ms o 2.051=Ω==（4）电感上电压与电容上电压振幅相等，方向相反。
振幅为：L100.2X I 2122123L ω⨯⨯======-o Lom ms ms o Lom Com U mVU U Q U U 或由公式：1－2解：1-1端短路时，谐振时， LCo 1=ω所以:()H C L o μπω253101001021112262=⨯⨯⨯==-又因为 : 1001==rC Q oω 所以 Ω=⨯⨯⨯⨯==-9.151001010010211126πϖQC r o1-1端接x Z 时， x Z 为x R 和x C 的串联，得电容串连组成。
的电阻与因而，未知阻抗由＝＝＝＝解得：）＝＋＝（，＝＝＝所以：＝，＝由于：，＝解得：－pF 2009.159.1510010253102Q LR 2R r R ,052110050R r Q Q R LQ r L Q pF 200C x ;100200200,1006600X x L L 0L LL 00ΩΩΩ⨯⨯⨯==+=+πωωωr r Q CxCxCx C CCx L1－4 解：pF C C C L 222'=+=所以接入系数212220221''=+=+=C C C p 把L R 折合到回路两端，得：Ω=Ω⨯==k k pR R o o 25.114952' 又 pF pF C C C C C C S 3.182********'1'1=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+=++=∑谐振频率为MHz Hz LC f P 6.41103.18108.02121126=⨯⨯⨯==--∑ππ谐振阻抗为()Ω=Ω⨯⨯⨯⨯⨯==-k L Q R P o P 9.20108.0106.41210066πω总电导为S S R R R g P L S 6333'107.236109.2011025.11110101111-∑⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+⨯=++=因而 Ω==∑∑k g R 2.41最后得2.20108.0106.412107.23611666=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--∑πωLg Q P LMHz Q f f B LP06.227.0==∆= 1－6 （1）证明：因为回路总电导LP S R R R R g 1111++==∑∑；7.02f B ∆= LOQ f B =;C R O L Q ω∑=7.02C2R C R f f f f Q f B O OO O L O ∆====∑∑πω C f g 7.04R 1∆==∴∑∑π 证毕。
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2.1 调谐在中心频率为f 0=10.7MH Z 的三级单调谐放大器，要求BW 0.7≥100KH Z ，试确定每个谐振回路的有载品质因数Qe 。
解：根据题目要求三级总通频带BW 0.7≥100KH Z ，所以
KHz BW BW 100127.03
1
7.0='
⨯-=，可求得 KHz BW 1967.0='
，因而，54)196107.10(3
7
.00
≈⨯='=
KHz BW f Q e 其中，'
7.0BW 为单级单调谐放大器的通频带。
2.2中心频率都是6.5MH Z 的单调谐放大器和临界耦合的双调谐放大器，若Qe 均为30，试问这两个放大器的通频带各为多少？
解：单调谐放大器的通频带为
21730105.66e 07
.0≈⨯==Q f BW kH Z 临界耦合的双调谐放大器的通频带为
30630
105.6226e 07
.0≈⨯⨯==Q f BW kH Z
2.3 在小信号谐振放大器中，三极管与回路之间常采用部分接入，回路与负载之间也采用部分接入，这是为什么？
解：这是因为外接负载阻抗会使回路的等效电阻减小，品质因数下降，导致增益下降，带宽展宽，谐振频率变化等，因此，采用部分接入，可以减小它们的接入对回路Q 值和谐振频率的影响，从而提高了电路的稳定性，且使前后级的阻抗匹配。
2.4某高频晶体管CG322A ，当2mA E I =，039MHz f =时测得Y 参数如下：
(2.8 3.5)mS ie y j =+，(0.080.3)mS re y j =--，(3627)mS fe y j =-，(0.22)mS oe y j =+
试求ie g ，ie C ，oe g ，oe C ，fe y ，fe ϕ，re y ，re ϕ的值。
解：根据题意有：
33
116
033
126
02.8mS
3.510 3.510 1.42810(F)=1
4.28pF 2239100.2mS
2102108.16210(F)=8.16pF 22391045(mS)
27arctan 37360.310ie ie oe oe fe fe re g C f g C f y y ππππϕ------=⨯⨯==≈⨯⨯⨯=⨯⨯==≈⨯⨯⨯==-⎛⎫
=≈-︒
⎪⎝⎭
=(mS)
0.3180arctan 2550.08re ϕ-⎛⎫
=︒+≈︒
⎪-⎝⎭
2.5在图题1.9所示的调谐放大器中，工作频率010.7MHz f =，134μH L -=，0100Q =，1320N -=匝，2350N -=匝，455N -=匝。
晶体管3DG39在2mA E I =，010.7MHz f =时测得：2860μS ie g =，
18pF ie C =，200μS oe g =，7pF oe C =，45mS fe y =，0re y =。
画出用Y 参数表示的放大器微变
等效电路，试求放大器电压增益uo A 和通频带B 。
图题1.9
C
E
解：其交流通路如图1.9
（a ）所示，相应的Y 参数微变等效电路如图1.9（b ）所示。
ie
+
-
i
u
将（b ）图中的集电极回路、负载折合到谐振回路两端的等效电路如图（c ）所示。
+
-
i
u 22ie
C
图中：o g 为谐振回路的损耗电导，接入系数2311351204N p N =
==，4521351
204
N p N === 由00131
o
Q L g ω=
有：
5
66
0013
11 3.71910(S)100210.710410o g Q L ωπ--=
=
≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯
回路总电导：
22
52626612 3.71910(14)20010(14)286010228.4410(S)o oe ie g g p g p g ----∑=++=⨯+⨯⨯+⨯⨯≈⨯
∴放大器电压增益为：3
126
451012.344228.4410fe
uo p p y A g --∑
⨯==≈⨯⨯⨯ 有载品质因数为666
01311
16.278210.710410228.4410L Q L g ωπ--∑=
=≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯
∴通频带6
6010.7100.65710(Hz)0.657MHz 16.278
L f B Q ⨯==≈⨯=
2.6图题1.10是中频放大器单级电路图。
已知工作频率030MHz f =，回路电感 1.5μH L =，0100Q =，124N N =，14~C C 均为耦合电容或旁路电容。
晶体管采用CG322A ，Y 参数与题1.8的相同。
（1）画出Y 参数表示的放大器微变等效电路。
（2）求回路总电导g ∑。
（3）求回路总电容C ∑的表达式。
（4）求放大器电压增益uo A 。
（5）当要求该放大器通频带为010MHz f =时，应在回路两端并联多大的电阻？
解：（1）其交流通路如图1.10（a ）所示，相应的Y 参数微变等效电路如图1.10（b ）所示。
图中：
o g 为谐振回路的损耗电导，接入系数211
4
N p N ==。
图1.10(a)
+-
+
-
u 2ie C
（2）由001
o
Q Lg ω=
有： 回路的损耗电导566
0011
3.5368
10(S)100210.73010 1.510
o g Q L
ωπ--==
≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯ 回路总电导为
2562663.53681020010(14)286010414.11810(S)o oe ie g g g p g ----∑=++=⨯+⨯+⨯⨯≈⨯
（3）由0f =
有
112
6
62
011
1.876310(F)18.763pF (2)
1.510(23010)
C L f ππ-∑-=
=
≈⨯=⨯⨯⨯⨯ （4）放大器的电压增益为12
o u i be
u pu A u u =
=
由图（b ）有：1211fe i fe be
y u y u u g j C g j C j L j L
ωωωω∑∑∑∑
=-=-
++++ 22o oe ie o oe ie g g g p g C C C p C ∑∑
⎛⎫
=++ ⎪ ⎪
=++⎝⎭ ∴1fe
u py A g j C j L
ωω∑∑
=-
++
∴谐振时的电压增益为3
6
1
4510427.17414.11810fe uo p y A g --∑
⨯⨯=
=≈⨯ （5）由0
L
f B Q =
有 6
06
301031010
L f Q B ⨯===⨯ 设并联的电阻为R ，则有
6
66
011
1307.5() 1.31k Ω11414.11810323010 1.510L R g Q L ωπ-∑-==≈Ω=--⨯⨯⨯⨯⨯⨯
2.7在三级单调谐放大器中，工作频率为465kHz ，每级LC 回路的40L Q =，试问总的通频带是多少？如果要使总的通频带为10kHz ，则允许最大L Q 为多少？
解：（1
）总通频带33 5.92710(Hz) 5.927kHz L B ==≈⨯=
（2
）由3L
B =
3
23.7L Q =
=≈
2.8设有一级单调谐回路中频放大器，其通频带4MHz B =，10uo A =，如果再用一级完全相同的放大器与之级联，这时两级中放总增益和通频带各为多少？若要求级联后的总频带宽度为4MHz ，问每级放大器应如何改变？改变后的总增益是多少？
解：（1）总增益2
210100u uo
A A === （2
）总通频带662410 2.57410(Hz) 2.574MHz B B ==⨯≈⨯= （3）若24MHz B =，则每级放大器的通频带为
666.21510(Hz) 6.215MHz B '=
≈⨯=
由于每级uo k A g ∑=，00012L f f B g g Q C C ωπ∑∑===，故每级122uo k k A B g K g C C
ππ∑∑===（常数），因此有：
104
6.4366.215
uo uo A B K A B B ⨯'===≈''
故总电压增益226.43641.42u uo A A ''=≈≈。