高频电路计算题期末考试总结

1-2 一功率管，它的最大输出功率是否仅受其极限参数限制？为什么？解：否。

还受功率管工作状态的影响，在极限参数中，P CM 还受功率管所处环境温度、散热条件等影响。

1-3 一功率放大器要求输出功率P 。

= 1000 W ，当集电极效率ηC 由40％提高到70‰时，试问直流电源提供的直流功率P D 和功率管耗散功率P C 各减小多少？解：当ηC1 = 40% 时，P D1 = P o /ηC = 2500 W ，P C1 = P D1-P o =1500 W 当ηC2 = 70% 时，P D2 = P o /ηC =1428.57 W ，P C2 = P D2-P o = 428.57 W 可见，随着效率升高，P D 下降，(P D1 - P D2) = 1071.43 WP C 下降，(P C1 - P C2) = 1071.43 W1-6 如图所示为低频功率晶体管3DD325的输出特性曲线，由它接成的放大器如图1-2-1（a ）所示，已知V CC = 5 V ，试求下列条件下的P L 、P D 、ηC （运用图解法）：（1）R L = 10Ω，Q 点在负载线中点，充分激励；（2）R L = 5 Ω，I BQ 同（1）值，I cm = I CQ ；（3）R L = 5Ω，Q 点在负载线中点，激励同（1）值；（4）R L = 5 Ω，Q 点在负载线中点，充分激励。

解：(1) R L = 10 Ω 时，作负载线(由V CE = V CC - I C R L )，取Q 在放大区负载线中点，充分激励，由图得V CEQ1 = 2.6V ，I CQ1 = 220mA ，I BQ1 = I bm = 2.4mA因为V cm = V CEQ1-V CE(sat) = (2.6 - 0.2) V = 2.4 V ， I cm = I CQ1 = 220 mA所以m W 26421cm cm L ==I V P ，P D = V CC I CQ1 = 1.1 W ，ηC = P L / P D = 24%(2) 当 R L = 5 Ω 时，由V CE = V CC - I C R L 作负载线，I BQ 同(1)值，即I BQ2 = 2.4mA ，得Q 2点，V CEQ2 = 3.8V ，I CQ2 = 260mA这时，V cm = V CC -V CEQ2 = 1.2 V ，I cm = I CQ2 = 260 mA所以 m W 15621cm cm L ==I V P ，P D = V CC I CQ2 = 1.3 W ，ηC = P L / P D = 12%(3) 当 R L = 5 Ω，Q 在放大区内的中点，激励同(1)，由图Q 3点，V CEQ3 = 2.75V ，I CQ3= 460mA ，I BQ3 = 4.6mA ， I bm = 2.4mA 相应的v CEmin = 1.55V ，i Cmax = 700mA 。

因为V cm = V CEQ3 - v CEmin = 1.2 V ，I cm = i Cmax - I CQ3 = 240 mA 所以m W 14421cm cm L ==I V P ，P D = V CC I CQ3 = 2.3 W ，ηC = P L / P D = 6.26%(4) 当 R L = 5 Ω，充分激励时，I cm = I CQ3 = 460 mA ，V cm = V CC -V CEQ3 =2.25 V所以 m W 5.51721cm cm L ==I V P ，P D = V CC I CQ3 = 2.3 W ，ηC = P L / P D = 22.5%2-1 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：因为谐振功放的输出负载为并联谐振回路，该回路具有选频特性，可从输出的余弦脉冲电流中选出基波分量，并在并联谐振回路上形成不失真的基波余弦电压，而电阻性输出负载不具备上述功能。

2-2 放大器工作于丙类比工作于甲、乙类有何优点？为什么？丙类工作的放大器适宜于放大哪些信号？解：(1)丙类工作，管子导通时间短，瞬时功耗小，效率高。

(2) 丙类工作的放大器输出负载为并联谐振回路，具有选频滤波特性，保证了输出信号的不失真。

为此，丙类放大器只适宜于放大载波信号和高频窄带信号.2-4 试证如图所示丁类谐振功率放大器的输出功率2)sat (CE CC L 2o )2(π2V V R P -=，集电极效率CC)sat (CE CC C 2V V V -=η。

已知V CC = 18 V ，V CE(sat) = 0.5 V ，R L = 50 Ω，试求放大器的P D 、P o和ηC 值。

解：(1) v A 为方波，按傅里叶级数展开，其中基波分量电压振幅。

)2(π2)sat (CE CC cm V V V -=通过每管的电流为半个余弦波，余弦波幅度，)2(π2)sat (CE CC LL cm cm V V R R V I -== 其中平均分量电流平均值cm C0π1I I =所以 2)sat (CE CC L2cm cm o )2(π221V V R I V P -== )2(π2)sat (CE CC CC L2C0CC D V V V R I V P -==CC)sat (CE CC D o C 2/V V V P P -==η(2) W 24.1)2(π2)sat (CE CC CC L2D =-=V V V R P W 17.1)2(π22)sat (CE CC L2o =-=V V R P %36.94/D o C ==P P η2-8 谐振功率放大器工作在欠压区，要求输出功率P o = 5 W 。

己知V CC = 24 V ，V BB ＝V BE(on)，R e = 53 Ω，设集电极电流为余弦脉冲，即i C = ⎩⎨⎧≤>000cos b b Cmax v v t iω试求电源供给功率P D 、集电极效率ηC 。

解：因为V BB = V BE(on)，放大器工作在甲乙类，近似作乙类，m A 434221eo c1m e 2cm o ===R P I R I P因为，Cmax 2π2πC C0π1d π21i t i I ==⎰-ω，Cmax 2π2πC c1m 21d cos π1i t t i I ==⎰-ωτωτ 所以 m A 3.2762c1m C0==I I则 ，W 63.6C0CC D ==I V P %42.75/D o C ==P P η 3-1 若反馈振荡器满足起振和平衡条件，则必然满足稳定条件，这种说法是否正确？为什么？解：否。

因为满足起振与平衡条件后，振荡由小到大并达到平衡。

但当外界因素(T 、V CC )变化时，平衡条件受到破坏，若不满足稳定条件，振荡器不能回到平衡状态，导致停振。

3-2 一反馈振荡器，欲减小因温度变化而使平衡条件受到破坏，从而引起振荡振幅和振荡频率的变化，应增大iosc )(V T ∂∂ω和ωωϕ∂∂)(T ，为什么？试描述如何通过自身调节建立新平衡状态的过程（振幅和相位）。

解：由振荡稳定条件知：振幅稳定条件：0)(iAi osc <∂∂VV T ω相位稳定条件：0)(oscT <∂∂=ωωωωϕ若满足振幅稳定条件，当外界温度变化引起V i 增大时，T(ωosc )减小，V i 增大减缓，最终回到新的平衡点。

若在新平衡点上负斜率越大，则到达新平衡点所需V i 的变化就越小，振荡振幅就越稳定。

阻止ωosc增大，最终回到新平衡点。

这时，若负斜率越大，则到达新平衡点所需ωosc的变化就越小，振荡频率就越稳定。

3-5 试判断下图所示交流通路中，哪些可能产生振荡，哪些不能产生振荡。

若能产生振荡，则说明属于哪种振荡电路。

解：(a) 不振。

同名端接反，不满足正反馈；(b) 能振。

变压器耦合反馈振荡器；(c) 不振。

不满足三点式振荡电路的组成法则；(d) 能振。

但L2C2回路呈感性，ωosc < ω2，L1C1回路呈容性，ωosc> ω1，组成电感三点式振荡电路。

(e) 能振。

计入结电容C b'e，组成电容三点式振荡电路。

(f) 能振。

但L1C1回路呈容性，ωosc> ω1，L2C2回路呈感性，ωosc> ω2，组成电容三点式振荡电路。

3-7 如图所示电路为三回路振荡器的交流通路，图中f01、f02、f03分别为三回路的谐振频率，试写出它们之间能满足相位平衡条件的两种关系式，并画出振荡器电路（发射极交流接地）。

解：(1) L2C2、L1C1若呈感性，f osc <f01、f02，L3C3 呈容性，f osc>f03，所以f03 <f osc <f01、f02。

(2) L 2C 2、L 1C 1若呈容性，f osc >f 01、f 02，L 3C 3 呈感性，f osc < f 03，所以f 03 >f osc >f 01、f 02。

3-13 在下图所示的电容三点式振荡电路中，已知L = 0.5 μH ，C l = 51 pF ，C 2 = 3300 pF ， C 3=（12 ~ 250）pF ，R L = 5 k Ω，g m = 30 mS ，C b 'e = 20 pF ，β 足够大。

Q 0 = 80，试求能够起振的频率范围，图中C B 、C C 对交流呈短路，L E 为高频扼流圈。

解：在L E 处拆环，得混合Ⅱ型等效电路如图所示。

由振幅起振条件知，i L m 1ng g ng +'>(1) 式中015.0211='+=C C C n ，其中m S 301pF 3320m e e b 22===+=''g r C C C ，。

代入(1)，得 m S 443.0L <'g 由eoL L11R R g +='，得k Ω115.4eo >R 则能满足起振条件的振荡频率为rad/s 109.1026oeo⨯>=LQ R ω。

由图示电路知，21213C C C C C C '+'+=∑。

当C 3 = 12pF 时，C ∑= 62.23 pF ，rad/s 102.17916omax ⨯==∑LC ω当C 3 = 250pF 时，C ∑= 300 pF 。

可见该振荡器的振荡角频率范围ωmin ~ ωmax = (102.9 ~ 179.2) ⨯ 106 rad/s ， 即振荡频率范围f min ~ f max = 16.38 ~ 28.52 MHz 。

3-16 如图所示为克拉泼振荡电路，已知L = 2 μH ，C 1=1000 pF ，C 2 = 4000 pF ，C 3 = 70 pF ，Q 0 = 100，R L = 15 k Ω，C b 'e = 10 pF ，R E = 500 Ω，试估算振荡角频率ωosc 值，并求满足起振条件时的I EQmin 。