谐振功率放大器习题参考解答
通信电子线路(高频)练习解答
一填空：1．LC并联谐振回路中，L的损耗电阻为r，谐振频率为f0。
当f 〉f0 f = f0时，回路阻抗值为。
2．已知小信号调谐放大器的f0和Q e，则单调谐放大器的BW=，若在LC3．4．谐振功率放大器原工作在欠压状态，随着谐振电阻R e的增大向导通角θV cmP，输出功率P集电极效率η若再增加谐振电阻，，P dc输出功率P oη5．实测一谐振功率放大器的输出功率为0.8W，当增大电源电压R e6．一个谐振功率放大器，若要求输出电平平稳，则工作状态应选若要求输出功率大，若进行集电极调幅，7．某谐振功率放大器工作在过压状态，现要调整到临界状态，可8．某设计在临界状态的谐振功率放大器，测得V cm，I c0为设计值的1.1倍，I b0为设计值的59．谐振功率放大器中，集电极效率ηc随θ而变，若集电极利用系数ξ不变，θ下降，这时ηc若θ不变，ξ增大，则ηc10．谐振功率放大器通常采用丙类工作状态是因为（效率高），通角 一般选在（70-80°）范围，其输出电压波形不失真是由于11．12．设计一谐振功率放大器要求P0=5W，Ic0=350mA。
实测为P0为3W，Ic0为380mAP0，Ic013．LC14．二极管峰值包络检波器，原电路正常工作。
若负载电阻R L加倍，15． 某接收机中频f I =465KHz ，输入信号载频f s =550 KHz ，则镜频干扰频率f n。
16． 当调制信号的频率从1kHz 增大到2kHz ，振幅从1V 降低到0.5V 时，∆f m =1KHz ，（1） 调幅波的m a（2） 调频波的∆f mm fBW（3）调相波的∆f m m pBW17．调制信号U Ω（t ）和U c （t ）如图所示，画出下列已调波的波形AM 波)sin )sin 1((t t m v c a cm ωΩ+；DSB 波)sin sin (t t m c a ωΩ； FM 波))cos sin((t m t v f c cm Ω-ω。
资料：第 2 章 谐振功率放大器 练习
第 2 章谐振功率放大器1.LC串联谐振回路品质因数下降，频带变宽，选择性变差。
2.LC并谐振电路谐振时，感抗与容抗都为零，所以回路呈纯电阻特性。
( ╳ ).3.谐振功率放大器1）某丙类谐振功率放大器工作在临界状态，若使其工作在过压状态，应保持其它参数不变，将集电极直流电源电压增大（√ ）2）丙类谐振功放外接负载开路不会造成晶体管损坏（╳）3）丙类谐振功放作为集电极调幅时，应工作于过压状态（√ ）4）谐振功率放大器的串、并两种馈电方式对应的直流通路不同（╳）4.在高频放大器或振荡器中,由于某种原因,会产生不需要的振荡信号,这种振荡称为（ B ）。
A、间谒振荡B、寄生振荡C、高频振荡D、频率占据5.高频功率放大器输入、输出调谐回路的作用是______、______、______。
高频功率放大器原来工作于临界状态，当谐振阻抗增大时，工作于______状态，i c出现______。
丙类功率放大器输出波形不失真是由于______。
高频功率放大器三种工作状态，分别为______、______、_______。
（匹配；选频；抑制不需要的分量；过压；双峰；选频回路的作用；欠压；过压；临界）6. 丙类功率放大器工作在欠压状态，随着负载谐振电阻R P的增大而向临界状态过渡时, 放大器的交流输出电压V cm将 B 。
A) 减小 B) 增大 C) 略有增大 D) 略有减小7.谐振功率放大器工作于欠压区，若基极电源V BB中混入50Hz市电干扰，当输入为高频等幅正弦波时，其输出电压将成为 D 。
A) 调频波B) 等幅正弦波 C) 直流信号按50Hz正弦变化的波 D) 调幅波8.某谐振放大器工作在过压状态，现要调整使之工作到临界状态，若其他参数不变，可以增加负载R e来实现。
( ╳ )9.为什么高频功放一般在乙类、丙类状态下工作？为什么通常采用谐振回路作负载？答：为了提高效率，一般选择在乙类或丙类下工作；但此时的集电极电流是一个余弦脉冲，因此必须用谐振电路做负载，才能得到所需频率的正弦高频信号；另外，谐振回路还能实现阻抗匹配。
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。
第1,2章 功率电子电路 谐振功率放大器(1)
一、选择题（将一个正确选项前的字母填在括号内）1．在调谐放大器的LC回路两端并上一个电阻R，可以（ C ）A．提高回路的Q值B．提高谐振频率C．加宽通频带D．减小通频带2．利用高频功率放大器的集电极调制特性完成功放和振幅调制，功率放大器的工作状态应选（ C ）A．欠压 B．临界 C．过压3．石英晶体谐振于fs时，相当于LC回路的（A）A．串联谐振现象 B．并联谐振现象 C．自激现象 D．失谐现象4．高频功率放大器放大AM信号时，工作状态应选（A）A．欠压 B．临界 C．过压5．高频小信号调谐放大器主要工作在（ A）A．甲类B．乙类 C．甲乙类 D．丙类6．功率放大电路与电压放大电路的区别是（C）A．前者比后者电源电压高B．前者比后者电压放大倍数大C．前者比后者效率高D．前者比后者失真小7．小信号调谐放大器主要用于无线通信系统的（B）A．发送设备B．接收设备C．发送设备、接收设备8．高频功率放大器主要工作在（D）A．甲类B．乙类 C．甲乙类 D．丙类9．单调谐放大器经过级联后电压增益增大、通频带变窄、选择性变好。
（在空格中填写变化趋势）10．谐振功率放大器与调谐放大器的区别是（ C ）A．前者比后者电源电压高B．前者比后者失真小C．谐振功率放大器工作在丙类，调谐放大器工作在甲类D．谐振功率放大器输入信号小，调谐放大器输入信号大11．无线通信系统接收设备中的中放部分采用的是以下哪种电路（ A ）A．调谐放大器B．谐振功率放大器C．检波器D．鉴频器12．如图所示调谐放大器，接入电阻R4的目的是（C）A．提高回路的Q值B．提高谐振频率C．加宽通频带D．减小通频带13．谐振功率放大器输入激励为余弦波，放大器工作在临界状态时，集电极电流为（B）A．余弦波B．尖顶余弦脉冲波C．有凹陷余弦脉冲波14、并联谐振回路外加信号频率等于回路谐振频率时回路呈（C ）A）感性B）容性C）阻性D）容性或感性15、在电路参数相同的情况下，双调谐回路放大器的通频带与单调谐回路放大器的通频带相比较( A )。
第1章__高频小信号谐振放大器答案
第1章 高频小信号谐振放大器1.1给定串联谐振回路的0 1.5MHz f =，0100pF C =，谐振时电阻5R =Ω，试求0Q 和0L 。
又若信号源电压振幅1mV ms U =，求谐振时回路中的电流0I 以及回路上的电感电压振幅Lom U 和电容电压振幅Com U 。
解：（1）串联谐振回路的品质因数为061200112122 1.510100105Q C R ωπ-==≈⨯⨯⨯⨯⨯ 根据00012f L C π=有：40212221200111.125810(H)113μH (2)100104 1.510L C f ππ--==≈⨯=⨯⨯⨯⨯ （2）谐振时回路中的电流为010.2(mA)5ms U I R === 回路上的电感电压振幅为02121212(mV)Lom ms U Q U ==⨯=回路上的电容电压振幅为02121212(mV)Com ms U Q U =-=-⨯=-1.2在图题1.2所示电路中，信号源频率01MHz f =，信号源电压振幅0.1V ms U =，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x Z （由电阻x R 与电容x C 串联），则回路失谐；C 调至200pF 时重新谐振，这时回路有载Q 值为50。
试求电感L 、未知阻抗x Z 。
LrC图题1.21MHz0.1VxZ su解：（1）空载时的电路图如图(a)所示。
Lr CLr ＋Rx C//Cx(a) 空载时的电路 (b)有载时的电路s u su根据012f LCπ=有：42122120112.53310(H)253μH (2)10010410L C f ππ--==≈⨯=⨯⨯⨯ 根据00011L Q C r rωω==有： 6120101115.92()21010010100r C Q ωπ-==≈Ω⨯⨯⨯⨯（2）有载时的电路图如图(b)所示。
高频复习提纲答案(1)(1)
一、填空题：1、LC 并联谐振回路中，当回路谐振时，ωL 等于1/ωC ，等效阻抗最大，且为 纯电阻 ，其谐振的频率是： ； 已知串联谐振回路空载品质因素为Q 0，损耗电阻为r ，信号源电压振幅为U S ,则谐振时回路中的电流I 0=（ ）回路元件上的电压U L0=U C0=（ ）。
P152、调谐放大器以LC 回路为负载，有三个重要的指标：增益 、 通频带 、 选择性 。
3、单调谐放大器的回路Q 值越高，增益 越大 ，选择性 越好 ，通频带 越窄 。
4、谐振功率放大器，根据晶体管是否进入饱和区，分为 欠压状态 、 临界状态 、 过压状态 三种工作状态；丙类谐振功率放大器的半导通角（ 小于 ）90°。
丙类高频功放一般工作在（ 临界）状态下较好。
5、高频功率放大器中的谐振负载作用是选择 基波 ，滤除 谐波 成分。
6、为了提高谐振功率放大器的效率，通常工作在 丙 类。
7、为了产生正弦波振荡，反馈振荡器必须包含一个 选频网络 ，只在一个频率上产生自激振荡。
8、振荡器起振达到平衡后，其相位平衡条件是： ...2,1,0,2==+n n F A πϕϕ ，振幅平衡条件是：1=AF . 9、反馈式振荡器主要由 放大器 、 反馈/限幅网络 、 选频网络 组成。
10、石英晶体振荡器具有很高的频率稳定度。
在并联谐振回路中，石英晶体作为：感性元件 、 在串联型晶体振荡器中，石英晶体作 输入信号 的短路元件。
11、高频扼流圈对高频振荡信号视为 开路 ，对直流则视为 短路 。
12、调幅是调制的一种方式，用 AM /幅值 表示，其解调方式是 检波 。
13、为了克服普通调幅的缺点，在调幅系统中还采用了抑制载波的 单边调制 及 双边调制等方式。
14、在调幅信号中，已调波有三个频率分量： 上频带 、 下频带 、 载波 。
15、普通调幅波有效频谱占据的频带宽度为： 2fmax 。
16、检波的方法可以分为 包络检波 和 同步检波 两大类。
谐振功率放大器练习题分析
计算及问答题：
Q1：什么是交流信号最大功率传输定理？
A1：交流信号最大功率传输定理是用来描述对于交流源如何输出最大功率给负载的问题。 当交流源的内阻抗和负载的阻抗互为共轭时，输出到负载上的功率可以达到最大，称此时 负载为匹配负载。隐含的前提条件是负载阻抗的变化不会影响到交流源的标称输出，因此 对于放大器的匹配负载的分析应用该定理时需要特别的注意，因为负载的变化有时会明显 的改变放大器的输出，从而使隐含条件无法成立。比如，对于丙类谐振功率放大器，负载 的改变可能会使电路的工作状态发生改变，此时把放大器看作是交流源的话，该交流源的 输出就会随负载变化而变化，需要通过别的方式来寻找最合适的负载值，这一问题可以参 看对丙类谐振功率放大器电路匹配电阻的分析。
A5：（1）由临界状态的定义可知，临界是指输出电压负峰值正好在饱和区和放大区的边
界上，也即近似等于饱和压降，所以有VCM + VCE(sat) = ������������������，所以VCM = VCC − VCE(sat) =
19.7������。又知IC的基波分量幅度为
1A，所以匹配负载值为Re
计算。如果想在当前的基础上继续提高效率，调整负载已经没用了，再增大会进入饱和， 使输出功率下降变快，效率提高不明显。此时需要进一步增大负偏置，使导通角继续下降， 同时配合着提高输入激励，避免由于输入总电压水平的下降导致输出减小，则可以在保持 输出功率的基础上，提高效率）
Q6：试画出丁类谐振功率放大电路的原型电路，若电路中功率管工作在接近理想的开关 状态，已知直流电源电压为 5V，三极管饱和压降为 0.3V，假设 LC 串联滤波电路滤波性能 理想，输出谐振负载Re = 50Ω，计算输出功率、电路效率。
可能的滤除带外信号的要求，也就是说通带带宽应该适当的大于信号的带宽，但是不能过
第2章习题答案
第2章习题答案第二章习题二2-1.某谐振功率放大器CCU=12V ，输入t U u ωcos im i =，工作于临界状态，I cm =1A ，功放管输出特性如题图所示。
题2-1图(1)当谐振功率放大器分别工作于甲类(=180o ，i c 的振幅为0.5A)，乙类(=90o )和丙类(=60o )状态，根据折线分析法在输出特性平面上粗略画出三种放大器的动态线；(2)分别画出三种放大器集电极电流i c (ωt )和u ce (ωt )的波形；(3)求丙类(=60o )时的输出功率P 0和效率c 。
(已知=60o 时，1()=，g 1() =解：(1)红线：丙类；蓝线：乙类；黄线：甲类(2)(3) 丙类：A 1V ,11,60cm cm===I UθW 1505.2)(2121cm 1cm cm c10===U I U I P θα %5.82)(211dc 0c===θξηg P P 2-2. 已知谐振功率放大电路如图2-2所示，其基极偏压U BB =-，晶体管导通电压U D =，饱和压降U CES ＜，输入信号电压振幅U im =，集电极电源U CC =24V ，谐振回路的谐振阻抗R P =50Ω，集电极输出功率P 0= 4W 。
(1)计算输出电压的振幅U cm ，集电极电流最大值I cm ，导通角，集电极效率c 。
(已知0()0.218αθ=，1()0.391αθ=) (2)指明工作在什么状态；若要调整到临界状态，定性指出可采取哪些措施，各种措施对应的P 0 和c 如何变化。
解：(1)V 20,400221cm P 02cm 2cm 0===→=U R P U R U P]60,5.06.12.06.0cos im BB D==+=-=θθU U UA 4.05020P cm 1c ===R U I A 023.1)(),(1c1cm 1cm c1===θαθαI I I I%6.74)(0cm CC 0C0C 0dc 0c====θαηI U P I U P P P C (2) 欠压状态。
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第4章 谐振功率放大器习题参考解答
4-1 为什么谐振功率放大器能工作于丙类，而电阻性负载功率放大器不能工作于丙类 解：两种放大器最根本的不同点是：低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽，因而只能采用无调谐负载，工作状态只能限于甲类、甲乙类至乙类（限于推挽电路），以免信号严重失真；而高频功率放大器的工作频率高，但相对频带宽度窄，因而可以采用选频网络作为负载，可以在丙类工作状态，由选频网络滤波，避免了输出信号的失真。
4-2 一谐振功率放大器，若选择甲、乙、丙三种不同工作状态下的集电极效率分别为：％＝甲50c η，％＝乙75c η，％＝丙85c η。
试求：
（1） 当输出功率P o =5W 时，三种不同工作状态下的集电极耗散功率P C 各为多少
（2） 若保持晶体管的集电极耗散功率P C ＝1W 时，求三种不同工作状态下的输出功率P o 各为多少
解：通过本题的演算，能具体了解集电极效率对集电极耗散功率和输出功率的影响。
（1）根据集电极效率ηc 的定义
c
o o D o c P P P P P +==
η 可得 o c c
c P P ηη-=1
将ηc 甲、ηc 乙、ηc 丙分别代入上式可得
P c 甲＝P o ＝5W ，P c 乙＝＝，P c 丙＝＝可看出ηc 越高，相应的P c 就越小。
（2）从P c 的表达式可以推导出
c c
c o P P ηη-=1 将ηc 甲、ηc 乙、ηc 丙分别代入上式得
P o 甲＝P c ＝1W ，P o 乙＝3P c ＝3W ，P o 丙＝＝可见，在P c 相同时，效率越高，输出功率就越大。
4-4 某一晶体管谐振功率放大器，设已知V CC =24V ，I C0＝250mA ，P o ＝5W ，电压利用系数ξ＝1。
试求P D 、ηc 、R p 、I cm1、电流通角θc 。
解： ()W W I V P C CC D 625.0240=⨯==
%3.83833.06
5====D o c P P η V V V V CC cm 24241=⨯==ξ
A A V P I cm o cm 417.024
52221=⨯==
()67.1250417011===C cm c I I g θ 4-9 高频大功率晶体管3DA4参数为T f ＝100MHz ，β＝20，集电极最大允许耗散功率P CM ＝20W ，饱和临界线跨导g cr ＝0.8A ／V ，用它做成2MHz 的谐振功率放大器，选定V CC ＝24V ，θc ＝70°，i Cmax ＝2.2A ，并工作于临界状态。
试计算R p 、P o 、P c 、ηc 与P D 。
解： 由CE cr C g i υ=，当min CE CE υυ=时，max C C i i =，因此得
V V
A A g i cr C CE 75.28.02.2max min ===υ V cm ＝V CC －υCE min ＝（24－）V ＝
I cm1＝i Cmax α1（θc ）＝（×）A ＝0.96A ［α1（70°）＝］
()()W V A V I P cm cm o 2.1025.2196.02
1211=⨯== I C0＝i Cmax α0（θc ）＝（×）A ＝0.557A ［α1（70°）＝］
P D ＝V CC I C0＝（24V ）×（0.557A ）＝
%3.76763.036
.132.10====D o c P P η P c ＝P D －P o ＝（－）W ＝＜P CM （安全工作）
Ω===1.2296.025.211A
V I V R cm cm p 4-11 题图4-11所示为末级谐振功率放大器原理电路，工作于临界状态。
图中C 2为耦合电容，输出谐振回路由管子输出电容、L 1、L 2和C 1组成，外接负载天线的等效阻抗近似为电阻。
将天线短路，开路（短时间），试分别分析电路工作状态如何变化晶体管工作是否安全
解：天线开路时，回路的品质因数增大，导致R p 急剧增加，结果是V cm 增大使功率管工作于强过压状态。
在强过压状态下，V cm 有可能大于V CC ，结果使υCEmax ＞V （BR ）CEO ，功率管被击穿。
天线短路时，回路严重失谐（呈感性），且阻抗Z p ＜＜R p ，使功率管工作于欠压状态，P c 增大，很可能导致P c ＞P CM ，功率管烧坏。
4-12 一谐振功率放大器，设计在临界工作状态，经测试得输出功率P o 仅为设计值的 60％，而I C0却略大于设计值。
试问该放大器处于何种工作状态分析产生这种状态的原因。
解：R p小，导致放大器进入欠压状态。
原因是放大器由临界状态进入欠压状态时，集电极电流脉冲高度增大，导致I C0和I clm略有增大，但V cm因R p而减小，结果是P o减小，P D 增大，ηc减小。
4-21 根据题图4-21所示的谐振功率放大器原理电路，按下列要求画出它的实用电路。
（1）两级放大器共用一个电源；（2）T2管的集电极采用并馈电路，基极采用自给偏置电路；（3）T1管的集电极采用串馈电路，基极采用分压式偏置电路。
解：根据题意要求画出的电路如题图4-21（b）所示。
图中，两级共用一个电源。
电源线必须串接电源滤波网络R C1、C C1、L C1、C C2。
T2管基极接高频扼流圈L b，提供直流通路，并利用扼流圈的直流电阻产生自给偏压。
T2管集电极接高频扼流圈L c2，组成并馈电路。
在L2和L3的接点上并接电容C3，构成T型匹配滤波网络。