第4章 谐振功率放大器习题参考解答
高频电子线路课后答案(胡宴如)
第2章 小信号选频放大器2.1填空题(1)LC 并联谐振回路中，Q 值越大，其谐振曲线越尖锐,通频带越窄,选择性越好。
(2)LC 并联谐振回路谐振时，回路阻抗为最大且为纯电阻,高于谐振频率时间阻抗呈容性，低于谐振频率时间阻抗感性。
(3)小信号谐振放大器的负载采用谐振回路,工作在甲类状态，它具有选频作用。
(4)集中选频放大器由集成宽带放大器和集中选频滤波器组成，其主要优点是接近理想矩形的幅频特性，性能稳定可靠，调整方便。
2.2 已知并联谐振回路的1μH,20pF,100,L C Q ===求该并联回路的谐振频率0f 、谐振电阻p R 及通频带0.7BW 。
[解]900.035610Hz 35.6MHz f ===⨯=3640.722.4k 22.361022.36k 35.610Hz35.610Hz 356kH z100p R Q f BW Q ρρ==Ω=⨯Ω=Ω⨯===⨯=2.3 并联谐振回路如图P2.3所示，已知：300pF,390μH,100,C L Q ===信号源内阻s 100k ,R =Ω负载电阻L 200k ,R =Ω求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
[解]0465kHz f ≈==0.70114k Ω////100k Ω//114.k Ω//200k Ω=42k Ω42k Ω371.14k Ω/465kHz/37=12.6kHzp e s p Le e e R Q R R R R R Q BWf Q ρρ========== 2.4 已知并联谐振回路的00.710MHz,C=50pF,150kHz,f BW ==求回路的L 和Q 以及600kHz f ∆=时电压衰减倍数。
如将通频带加宽为300 kHz ，应在回路两端并接一个多大的电阻? [解] 6262120115105μH (2π)(2π1010)5010L H f C --===⨯=⨯⨯⨯⨯6030.7101066.715010f Q BW ⨯===⨯8.1p oU U ∙∙= 当0.7300kHz BW =时6030.746120101033.33001033.31.061010.6k 2π2π10105010e e e ef Q BW Q R Q f C ρ-⨯===⨯====⨯Ω=Ω⨯⨯⨯⨯而471266.72.131021.2k 2π105010p R Q ρ-===⨯Ω=Ω⨯⨯⨯ 由于,p e pRR R R R =+所以可得10.6k 21.2k 21.2k 21.2k 10.6k e p p eR R R R R Ω⨯Ω===Ω-Ω-Ω2.6 并联谐振回路如图P2.6所示。
高频电子线路答案(高瑜翔版)
2.4解:为计算简化,这里1R 与电容2C 的容抗之比π221=C X R 较大,可采用部分接入法公式 )(1002121pF C C C C C =+=∑电感 )(253.0)2(12mH C f L o ≈=∑π 接入系数 n=2121=+C C C 1R 在两端等效为)(20**Ω==k R n n R T 电感固有品质因数50,对应的固有谐振电阻)(58.792Ω≈=∑k C f Q R o oo π端等效电阻为)(16Ω≈+k R R R R oT oT有载品质因数10101623=⨯⨯=∑C f Q o L π习 题 第三章3.1 高频功率放大器的主要作用是什么?应对它提出哪些主要要求？答：高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。
要求具有高效率和高功率输出。
3.2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载？若回路失谐将产生什么结果？若采用纯电阻负载又将产生什么结果？答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c 为电流脉冲，负载必须具有滤波功能，否则不能获得正弦波输出。
若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。
若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。
3.3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的？各有什么特点？答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态，在临界线左方时高频功放工作于过压状态。
欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。
临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高。
过压状态下，负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。
3.4 分析下列各种功放的工作状态应如何选择？ (1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加到基极或集电极时，如何选择功放的工作状态？(2) 利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态？ (3) 利用功放放大等幅度信号时，应如何选择功放的工作状态？答：(1) 当调制的音频信号加到基极时，选择欠压状态；加到集电极时，选择过压状态。
西安建筑科技大学-高频电子电路参考答案(王卫东版)
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0f =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 。
图题1.2xZ u解：（1）空载时的电路图如图(a)所示。
(a) 空载时的电路 (b)有载时的电路uu根据0f =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。
空载时，1100pF CC ==时回路谐振，则0f =00100LQ rω==；有载时，2200pF CC ==时回路谐振，则0f =，050L xLQ r R ω==+。
功放电路习题
（1）说明电路的名称及T1、T2管的工作方属何种类型？
（2）静态时，T1管射极电位VE=？负载电流IL=？
（3）若电容C足够大，VCC= 15V，三极管饱和压降VCES≈1V，RL= 8Ω，求最大不失真输出功率Pom有多大？
解：（1）甲乙类OTL功放电路
（2）VE=7.5VIL=0A
（1）电路的最大不失真输出功率Pom；
（2）选择三极管的极限参数PCM、ICM和BVCEO。
解：（1）由于该电路的最大不失真输出电压和电流幅度分别为
所以，电路的最大不失真输出功率为
（2）三极管的极限参数应按下述数值选择：
46．在如图所示的功率放大电路中，已知VCC= 32V，晶体管的VCES= 1V，电路的最大不失真输出功率为7.03W。试求：
解：0V 0A
8在基本OCL功放电路中，电源电压为±15V，负载电阻RL= 8Ω，可以推算出其最大的输出功率Pomax约为W；电路最大效率约为。
解：14 78.5%
9．电路如图所示，若D1虚焊则T1管。
解：可能因功耗过大烧坏
10．在推挽功率放大电路中设置适当的偏置是为了，如果直流偏置过大则会使下降。
解：A
13．与甲类功率放大方式比较，乙类OCL互补对称功率放大的主要优点是
A.不用输出变压器B.不用大容量的输出电容
C.效率高D.无交越失真（）
解：C
14．功率放大器和电压放大器相比较
A.二者本质上都是能量转换电路B.输出功率都很大
C.通常均工作在大信号状态下D.都可以用等效电路法来分析（）
解：A
15．功率放大电路的效率为
解：π/4或78.5%交越甲乙
6．电路如图所示，已知T1、T2管的饱和压降│VCES│=3V，VCC= 15V，RL= 8Ω。则最大输出功率Pom为。
谐振功率放大器习题参考解答
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co o D o c P P P P P +==η 可得 o c cc 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 cc 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=⨯==%3.83833.065====D o c P P η V V V V CC cm 24241=⨯==ξA A V P I cm o cm 417.02452221=⨯==()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。
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。
第4章习题解答
第4章习题解答4.1.1 测得某放大电路中BJT的三个电极A、B、C的对地电位分别为V A＝－9 V，V B ＝一6 V，Vc＝6．2 V，试分析A、B、C中哪个是基极b、发射极e、集电极c，并说明此BJT是NPN管还是PNP管。
解：由于锗BJT的|V BE|≈0.2V，硅BJT的|V BE|≈0．7V，已知用BJT的电极B的V B＝一6 V，电极C的Vc＝–6．2 V，电极A的V A＝－9 V，故电极A是集电极。
又根据BJT工作在放大区时，必须保证发射结正偏、集电结反偏的条件可知，电极B是发射极，电极C是基极，且此BJT为PNP管。
4.2.1试分析图题4.2.1所示各电路对正弦交流信号有无放大作用。
并简述理由。
（设各电容的容抗可忽略）解：图题4.2.1a无放大作用。
因R b=0，一方面使发射结所加电压太高，易烧坏管子；另一方面使输人信号v i被短路。
图题4.2.1b有交流放大作用，电路偏置正常，且交流信号能够传输。
图题4.2.1c无交流放大作用，因电容C bl隔断了基极的直流通路。
图题4.2.1d无交流放大作用，因电源V cc的极性接反。
4.3.2 测量某硅BJT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域。
（a）V C＝6 V V B＝0.7 V V E＝0 V（b）V C＝6 V V B＝2 V V E＝1.3 V（c）V C＝6 V V B＝6V V E＝5.4 V（d）V C＝6 V V B＝4V V E＝3.6 V（。
）V C＝3.6 V V B＝4 V V E＝3. 4 V解（a）放大区，因发射结正偏，集电结反偏。
（b）放大区，V BE＝（2—l．3）V＝0．7 V，V CB＝（6－2）V＝4 V，发射结正偏，集电结反偏。
（C）饱和区。
（d）截止区。
（e）饱和区。
4.3.5 电路如图所示，画出了某固定偏流放大电路中BJT的输出特性及交、直流负载线，试求：（1）电源电压V CC ，静态电流I B 、I C 和管压降V CE 的值； （2）电阻R b 、R C 的值；（3）输出电压的最大不失真幅度；（4）要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅值是多少？解 （1）由图可知，直流负载线与横坐标轴的交点即Vcc 值的大小，故Vcc= 6 V 。
高频电子线路习题及答案
17.分析、设计高频功放的最终目的是保证放大器件安全工作，在允许的_____范围内_____地输出足够大的信号功率。
18.若谐振功放的输入电压Ube为余弦波，其集电极电流iC是_______脉冲，但放大器输出回路的电压仍为_______。
17、放大器用作集电极调幅电路时，放大器应工作于欠压区。
18、所谓串馈是指直流电源、匹配网络和功率管在电路形式上串接。
19、所谓并馈是指直流电源、匹配网络和功率管在电路形式上并接。
四、分析计算题
1、三级同步单调谐。中心工作频率f0=10.7MHz。若使总的通频带BW0.7=100kHz。每级放大器的通频带BW1应是多少？每个回路QL为多少？每级放大后，失谐在200kHz的信号衰减为多少分贝？三级放大后共衰减多少分贝？
12.对小信号调谐放大器的要求是高、好。
13.丙类高频功率放大器又称为____________功率放大器，常在广播发射系统中用作____________级。
14.按照通角θC来分类，θC=180的高频功率放大器称为_____类功放； <90的高频功率放大器称为_____类功放。
15.功率放大器的工作状态按照集电极电流的通角θC的不同可分为四类：当θC=______时，为_____类：当θC=_____时，为_____类；当θC<____时为____类；当____<θC<____时，为_____类。（该工作状态系指甲、乙、丙类。下同）为了提高谐振功率放大器的功率，常使它工作在____类。
（1）Ic0减小（2）Ic1不变（3）P1不变（4）P0稍有变化
12、谐振功率放大器工作在临界状态，若其它条件不变，Ub增大时，则____
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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 417.02452221=⨯== ()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。