高頻電子線路課后答案胡宴如,狄蘇燕.doc

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53 說明 所有習(xí)題都是我們上課布置的作業(yè)題，所有解答都是本人自己完成，其中難免有錯(cuò)誤之處，還望大家海涵。 第2章　小信號(hào)選頻放大器 2.1　已知并聯(lián)諧振回路的求該并聯(lián)回路的諧振頻率、諧振電阻及通頻帶。 [解]　 2.2　并聯(lián)諧振回路如圖P2.2所示，已知：信號(hào)源內(nèi)阻負(fù)載電阻求該回路的諧振頻率、諧振電阻、通頻帶。 [解] 　 2.3　已知并聯(lián)諧振回路的求回路的L和Q以及時(shí)電壓衰減倍數(shù)。如將通頻帶加寬為300 kHz，應(yīng)在回路兩端并接一個(gè)多大的電阻? [解]　 當(dāng)時(shí) 而 由于所以可得 2.4　并聯(lián)回路如圖P2.4所示,已知：　。試求該并聯(lián)回路考慮到影響后的通頻帶及等效諧振電阻。 [解]　 2.5　并聯(lián)回路如圖P2.5所示，試求并聯(lián)回路2－3兩端的諧振電阻。已知：(a)、、，等效損耗電阻，；(b) 、，、。 [解]　 2.6　并聯(lián)諧振回路如圖P2.6所示。已知：，，，，，匝比，，試求諧振回路有載諧振電阻、有載品質(zhì)因數(shù)和回路通頻帶。 [解]　將圖P2.6等效為圖P2.6(s)，圖中 2.7　單調(diào)諧放大器如圖2.2.4(a)所示。已知放大器的中心頻率，回路線圈電感，，匝數(shù)匝，匝，匝，，晶體管的參數(shù)為：、、、。試求該大器的諧振電壓增益、通頻帶及回路外接電容Ｃ。 [解] 　 2.8　單調(diào)諧放大器如圖2.2.4(a)所示。中心頻率，晶體管工作點(diǎn)電流，回路電感，，匝比，，、，，試求該放大器的諧振電壓增益及通頻帶。 [解]　 第３章　諧振功率放大器 3.1　諧振功率放大器電路如圖3.1.1所示，晶體管的理想化轉(zhuǎn)移特性如圖P3.1所示。已知：，，回路調(diào)諧在輸入信號(hào)頻率上，試在轉(zhuǎn)移特性上畫出輸入電壓和集電極電流波形，并求出電流導(dǎo)通角及、、的大小。 [解]　由可作出它的波形如圖P3.1(2)所示。 根據(jù)及轉(zhuǎn)移特性，在圖P3.1中可作出的波形如(3)所示。由于時(shí)， 則 。 因?yàn)椋? 則得 由于，，，則 3.2　已知集電極電流余弦脈沖，試求通角，時(shí)集電極電流的直流分量和基波分量；若，求出兩種情況下放大器的效率各為多少？ [解]　(1) ，， (2)，， 3.3　已知諧振功率放大器的，，，，試求該放大器的、、以及、、。 [解]　 3.4　一諧振功率放大器，，測得，，，求、和。 [解]　 3.5　已知，，，放大器工作在臨界狀態(tài)，要求輸出功率，，試求該放大器的諧振電阻、輸入電壓及集電極效率。 [解]　 3.6　諧振功率放大器電路如圖P3.6所示，試從饋電方式，基極偏置和濾波匹配網(wǎng)絡(luò)等方面，分析這些電路的特點(diǎn)。 [解]　(a) 、集電極均采用串聯(lián)饋電方式，基極采用自給偏壓電路，利用高頻扼圈中固有直流電阻來獲得反向偏置電壓，而利用獲得反向偏置電壓。輸入端采用L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，輸出端采用型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)。 (b) 集電極采用并聯(lián)饋電方式，基極采用自給偏壓電路，由高頻扼流圈中的直流電阻產(chǎn)生很小的負(fù)偏壓，輸出端由，構(gòu)成型和型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)和使得外接50歐負(fù)載電阻在工作頻率上變換為放大器所要求的匹配電阻，輸入端由、、、構(gòu)成和型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)， 用來調(diào)匹配，用來調(diào)諧振。 3.7　某諧振功率放大器輸出電路的交流通路如圖P3.7所示。工作頻率為2MHz，已知天線等效電容，等效電阻，若放大器要求，求和。 [解]　先將、等效為電感，則、組成形網(wǎng)絡(luò)，如圖P3.7(s)所示。由圖可得 由圖又可得，所以可得 因?yàn)?，所? 3.8　一諧振功率放大器，要求工作在臨界狀態(tài)。已知，，，集電極電壓利用系數(shù)為0.95，工作頻率為10 MHz。用L型網(wǎng)絡(luò)作為輸出濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，試計(jì)算該網(wǎng)絡(luò)的元件值。 [解]　放大器工作在臨界狀態(tài)要求諧振阻抗等于 由于>，需采用低阻變高阻網(wǎng)絡(luò)，所以 3.9　已知實(shí)際負(fù)載，諧振功率放大器要求的最佳負(fù)載電阻，工作頻率，試計(jì)算圖3.3.9(a)所示型輸出濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的元件值，取中間變換阻抗。 [解]　將圖3.3.9(a)拆成兩個(gè)L型電路，如圖P3.9(s)所示。由此可得 3.10　試求圖P3.10所示各傳輸線變壓器的阻抗變換關(guān)系及相應(yīng)的特性阻抗。 [解]　(a) (b) 3.11　功率四分配網(wǎng)絡(luò)如圖P3.11所示，試分析電路的工作原理。已知，試求、、及的值。 [解]　當(dāng)a與b端負(fù)載電阻均等于2，a與b端獲得信號(hào)源供給功率的一半。同理， 、兩端負(fù)載都相等，且等于4時(shí)，a、b端功率又由、平均分配給四個(gè)負(fù)載，所以每路負(fù)載獲得信號(hào)源供給功率的1/4，故圖P3.11構(gòu)成功率四分配網(wǎng)絡(luò)。 3.12　圖P3.12所示為工作在2~30 MHz頻段上、輸出功率為50 W的反相功率合成電路。試說明：(1) ~傳輸線變壓器的作用并指出它們的特性阻抗；(2) 、傳輸線變壓器的作用并估算功率管輸入阻抗和集電極等效負(fù)載阻抗。 [解]　(1) 說明~的作用并指出它們的特性阻抗 為1:1傳輸線變壓器，用以不平衡與平衡電路的轉(zhuǎn)換，。 和組成9:1阻抗變換電路，。 為1:1傳輸線變壓器，用以平衡與不平衡電路的轉(zhuǎn)換，。 為1:4傳輸線變壓器，用以阻抗變換，。 (2) 說明、的作用并估算功率管的輸入阻抗和等效負(fù)載阻抗 起反向功率分配作用，起反向功率合成作用。 功率管的輸入阻抗為 功率管集電極等效負(fù)載阻抗為 第4章　正弦波振蕩器 4.1　分析圖P4.1所示電路，標(biāo)明次級(jí)數(shù)圈的同名端，使之滿足相位平衡條件，并求出振蕩頻率。 [解]　(a) 同名端標(biāo)于二次側(cè)線圈的下端 (b) 同名端標(biāo)于二次側(cè)線的圈下端 (c) 同名端標(biāo)于二次側(cè)線圈的下端 4.2　變壓器耦合振蕩電路如圖P4.2所示，已知，、、，晶體管的、，略去放大電路輸入導(dǎo)納的影響，試畫出振蕩器起振時(shí)開環(huán)小信號(hào)等效電路，計(jì)算振蕩頻率，并驗(yàn)證振蕩器是否滿足振幅起振條件。 [解]　作出振蕩器起振時(shí)開環(huán)參數(shù)等效電路如圖P4.2(s)所示。 略去晶體管的寄生電容，振蕩頻率等于 略去放大電路輸入導(dǎo)納的影響，諧振回路的等效電導(dǎo)為 由于三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)電流為 所以，三極管的正向傳輸導(dǎo)納等于 因此，放大器的諧振電壓增益為 而反饋系數(shù)為 這樣可求得振蕩電路環(huán)路增益值為 由于>1，故該振蕩電路滿足振幅起振條件。 4.3　試檢查圖P4.3所示振蕩電路，指出圖中錯(cuò)誤，并加以改正。 [解]　(a) 圖中有如下錯(cuò)誤：發(fā)射極直流被短路，變壓器同各端標(biāo)的不正確，構(gòu)成負(fù)反饋。改正圖如圖P4.3(s)(a)所示。 (b) 圖中有如下錯(cuò)誤：不符號(hào)三點(diǎn)式組成原則，集電極不通直流，而通過直接加到發(fā)射極。只要將和位置互換即行，如圖P4.3(s)(b)所示。 4.4　根據(jù)振蕩的相位平衡條件，判斷圖P4.4所示電路能否產(chǎn)生振蕩？在能產(chǎn)生振蕩的電路中，求出振蕩頻率的大小。 [解]　(a) 能； (b) 不能； (c) 能； 4.5　畫出圖P4.5所示各電路的交流通路，并根據(jù)相位平衡條件，判斷哪些電路能產(chǎn)生振蕩，哪些電路不能產(chǎn)生振蕩(圖中、、為耦合電容或旁路電容，為高頻扼流圈)。 [解]　各電路的簡化交流通路分別如圖P4.5(s)(a)、(b)、(c)、(d)所示，其中 (a) 能振蕩； (b) 能振蕩； (c) 能振蕩； (d) 不能振蕩。 4.6　圖P4.6所示為三諧振回路振蕩器的交流通路，設(shè)電路參數(shù)之間有以下四種關(guān)系：(1) ；(2) ；(3) ；(4) 。試分析上述四種情況是否都能振蕩，振蕩頻率與各回路的固有諧振頻率有何關(guān)系？ [解]　令 (1) ，即 當(dāng)時(shí)，、、均呈感性，不能振蕩； 當(dāng)時(shí)，呈容性，、呈感性，不能振蕩； 當(dāng)時(shí)，、呈容性，呈感性，構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩電路。 (2) ，即 當(dāng)時(shí)，、、呈感性，不能振蕩； 當(dāng)時(shí)，呈容性，、呈感性，構(gòu)成電感三點(diǎn)式振蕩電路； 當(dāng)時(shí)，、呈容性，呈感性，不能振蕩； 當(dāng)時(shí)，、、均呈容性，不能振蕩。 (3) 即 當(dāng)時(shí)，、、均呈感性，不能振蕩； 當(dāng)時(shí)，、呈容性，呈感性，構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩電路； 當(dāng)時(shí)，、、均呈容性，不振蕩。 (4) 即 時(shí)，、、均呈感性；時(shí)，、呈容性，呈感性；時(shí)，、、均呈容性，故此種情況下，電路不可能產(chǎn)生振蕩。 4.7　電容三點(diǎn)式振蕩器如圖P4.7所示，已知諧振回路的空載品質(zhì)因數(shù)，晶體管的輸出電導(dǎo)，輸入電導(dǎo)，試求該振蕩器的振蕩頻率，并驗(yàn)證時(shí)，電路能否起振？ [解]　(1)求振蕩頻率，由于 所以 (2) 求振幅起振條件 故滿足振幅起振條件。 4.8　振蕩器如圖P4.8所示，它們是什么類型振蕩器？有何優(yōu)點(diǎn)？計(jì)算各電路的振蕩頻率。 [解]　(a) 電路的交流通路如圖P4.8(s)(a)所示，為改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路，稱為克拉潑電路。其主要優(yōu)點(diǎn)是晶體管寄生電容對(duì)振蕩頻率的影響很小，故振蕩頻率穩(wěn)定度高。 (b) 電路的交流通路如圖P4.8(s)(b)所示，為改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路，稱為西勒電路。其主要優(yōu)點(diǎn)頻率穩(wěn)定高。 4.9　分析圖P4.9所示各振蕩電路，畫出交流通路，說明電路的特點(diǎn)，并計(jì)算振蕩頻率。 [解]　(a) 交流通路如圖P4.9(s)(a)所示。 電容三點(diǎn)振蕩電路，采用電容分壓器輸出，可減小負(fù)載的影響。 (b) 交流通路如圖P4.9(s)(b)所示，為改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路(西勒電路)，頻率穩(wěn)定度高。采用電容分壓器輸出，可減小負(fù)載的影響。 4.10　若石英晶片的參數(shù)為：，，，，試求(1)串聯(lián)諧振頻率；(2)并聯(lián)諧振頻率與相差多少？(3)晶體的品質(zhì)因數(shù)和等效并聯(lián)諧振電阻為多大？ [解]　(1) (2) (3) 4.11　圖P4.11所示石英晶體振蕩器，指出他們屬于哪種類型的晶體振蕩器，并說明石英晶體在電路中的作用。 [解]　(a) 并聯(lián)型晶體振蕩器，石英晶體在回路中起電感作用。 (b) 串聯(lián)型晶體振蕩器，石英晶體串聯(lián)諧振時(shí)以低阻抗接入正反饋電路。 4.12　晶體振蕩電路如圖P4.12所示，試畫出該電路的交流通路；若為的諧振頻率，為的諧振頻率，試分析電路能否產(chǎn)生自激振蕩。若能振蕩，指出振蕩頻率與、之間的關(guān)系。 [解]　該電路的簡化交流通路如圖P4.12(s)所示，電路可以構(gòu)成并聯(lián)型晶體振蕩器。若要產(chǎn)生振蕩，要求晶體呈感性，和呈容性。所以。 4.13　畫出圖P4.13所示各晶體振蕩器的交流通路，并指出電路類型。 [解]　各電路的交流通路分別如圖P4.13(s)所示。 4.14　圖P4.14所示為三次泛音晶體振蕩器，輸出頻率為5 MHz，試畫出振蕩器的交流通路，說明回路的作用，輸出信號(hào)為什么由輸出？ [解]　振蕩電路簡化交流通路如圖P4.14(s)所示。 回路用以使石英晶體工作在其三次泛音頻率上。構(gòu)成射極輸出器，作為振蕩器的緩沖級(jí)，用以減小負(fù)載對(duì)振蕩器工作的影響，可提高振蕩頻率的穩(wěn)定度。 4.15　試用振蕩相位平衡條件判斷圖P4.15所示各電路中能否產(chǎn)生正弦波振蕩，為什么？ [解]　(a) 放大電路為反相放大，故不滿足正反饋條件，不能振蕩。 (b) 為共源電路、為共集電路，所以兩級(jí)放大為反相放大，不滿足正反饋條件，不能振蕩。 (c) 差分電路為同相放大，滿足正反饋條件，能振蕩。 (d) 通過選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成負(fù)反饋，不滿足正弦振蕩條件，不能振蕩。 (e) 三級(jí)滯后網(wǎng)絡(luò)可移相，而放大器為反相放大，故構(gòu)成正反饋，能產(chǎn)生振蕩。 4.16　已知振蕩電路如圖P4.16所示。(1) 說明應(yīng)具有怎樣的溫度系數(shù)和如何選擇其冷態(tài)電阻；(2) 求振蕩頻頻率。 [解]　(1) 應(yīng)具有正溫度系數(shù)，冷態(tài)電阻 (2) 4.17　振蕩電路如圖P4.17所示，已知，，試分析的阻值分別為下列情況時(shí)，輸出電壓波形的形狀。(1) ；(2) ；(3) 為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，冷態(tài)電阻大于；(4) 為正溫度系數(shù)熱敏電阻，冷態(tài)電阻值大于。 [解]　(1) 因?yàn)橥Ｕ?，? (2) 因?yàn)?，輸出電壓為方波? (3) 可為正弦波； (4) 由于，卻隨增大越大于3，故輸出電壓為方波。 4.18　設(shè)計(jì)一個(gè)頻率為500 Hz的橋式振蕩電路，已知，并用一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻作為穩(wěn)幅元件，試畫出電路并標(biāo)出各電阻值。 [解]　可選用圖P4.17電路，因沒有要求輸出幅度大小，電源電壓可取。由于振蕩頻率較低，可選用通用型集成運(yùn)放741。 由確定的值，即 由可確定的值，即 可根據(jù)輸出幅度的大小，選擇小于的電阻，取小值，輸出幅度可增大?，F(xiàn)取。 4.19　圖4.5.4所示橋式振蕩電路中，，電路已產(chǎn)生穩(wěn)幅正弦波振蕩，當(dāng)輸出電壓達(dá)到正弦波峰值時(shí)，二極管的正向壓降約為，試粗略估算輸出正弦波電壓的振幅值。 [解]　穩(wěn)幅振蕩時(shí)電路參數(shù)滿足，即 因由、與、并聯(lián)阻抗串聯(lián)組成，所以 因兩端壓降為0.6 V，則流過負(fù)反饋電路的電流等于0.6V/，所以，由此可以得到振蕩電路的輸出電壓為 第5章　振幅調(diào)制、振幅解調(diào)與混頻電路 5.1　已知調(diào)制信號(hào)載波信號(hào)令比例常數(shù)，試寫出調(diào)幅波表示式，求出調(diào)幅系數(shù)及頻帶寬度，畫出調(diào)幅波波形及頻譜圖。 [解]　 調(diào)幅波波形和頻譜圖分別如圖P5.1(s)(a)、(b)所示。 5.2　已知調(diào)幅波信號(hào)，試畫出它的波形和頻譜圖，求出頻帶寬度。 [解]　 調(diào)幅波波形和頻譜圖如圖P5.2(s)(a)、(b)所示。 5.3　已知調(diào)制信號(hào)，載波信號(hào)，試寫出調(diào)輻波的表示式，畫出頻譜圖，求出頻帶寬度。 [解]　 頻譜圖如圖P5.3(s)所示。 5.4　已知調(diào)幅波表示式,試求該調(diào)幅波的載波振幅、調(diào)頻信號(hào)頻率、調(diào)幅系數(shù)和帶寬的值。 [解]　 ，， ， 5.5　已知調(diào)幅波表示式 ， 試求出調(diào)幅系數(shù)及頻帶寬度，畫出調(diào)幅波波形和頻譜圖。 [解]　由，可得 調(diào)幅波波形和頻譜圖分別如圖P5.5(s)(a)、（b）所示。 5.6　已知調(diào)幅波表示式，試畫出它的波形和頻譜圖，求出頻帶寬度。若已知，試求載波功率、邊頻功率、調(diào)幅波在調(diào)制信號(hào)一周期內(nèi)平均總功率。 [解]　調(diào)幅波波形和頻譜圖分別如圖P5.6(s)(a)、(b)所示。 ， PSB1+PSB2=0.125+0.125=0.25W 5.7　已知，試畫出它的波形及頻譜圖。 [解]　 所以，調(diào)幅波波形如圖P5.7(s)(a)所示，頻譜圖如圖P5.7(s)(b)所示。 5.8　已知調(diào)幅波的頻譜圖和波形如圖P5.8(a)、(b)所示，試分別寫出它們的表示式。 [解]　 5.9　試分別畫出下列電壓表示式的波形和頻譜圖，并說明它們各為何種信號(hào)。（令） (1)； (2)； (3)； (4) [解]　(1)普通調(diào)幅信號(hào)，，波形和頻譜如圖P5.9(s)-1所示。 (2)抑載頻雙邊帶調(diào)輻信號(hào)，波形和頻譜如圖P5.9(s)-2所示。 (3)單頻調(diào)制的單邊帶調(diào)幅信號(hào)，波形和頻譜如圖P5.9(s)-3所示。 (4)低頻信號(hào)與高頻信號(hào)相疊加，波形和頻譜如圖P5.9(s)-4所示。 5.10　理想模擬相乘器的增益系數(shù)，若、分別輸入下列各信號(hào)，試寫出輸出電壓表示式并說明輸出電壓的特點(diǎn)。 (1) ； (2) ，； (3) ，； (4) ， [解]　(1) 為直流電壓和兩倍頻電壓之和。 (2) 為和頻與差頻混頻電壓。 (3) 為雙邊帶調(diào)幅信號(hào) (4) 為普通調(diào)幅信號(hào)。 5.11　圖5.1.7所示電路模型中，已知， ，，試寫出輸出電壓表示式，求出調(diào)幅系數(shù)，畫出輸出電壓波形及頻譜圖。 [解]　 輸出電壓波形與頻譜如圖P5.11(s)(a)、(b)所示。 5.12　普通調(diào)幅波電路組成模型如圖P5.12所示，試寫出表示式、說明調(diào)幅的基本原理。 [解]　 5.13　已知調(diào)幅信號(hào)，載波信號(hào)，相乘器的增益系數(shù)，試畫出輸出調(diào)幅波的頻譜圖。 [解]　 因此調(diào)幅波的頻譜如圖P5.13(s)所示。 5.14　已知調(diào)幅波電壓 ， 試畫出該調(diào)幅波的頻譜圖，求出其頻帶寬度。 [解]　調(diào)幅波的頻譜如圖P5.14(s)所示。 5.15　二極管環(huán)形相乘器接線如圖P5.15所示，端口接大信號(hào)，使四只二極管工作在開關(guān)狀態(tài)，R端口接小信號(hào)，，且，試寫出流過負(fù)載中電流的表示式。 [解]　 ， ， 式中 5.16　二極管構(gòu)成的電路如圖P5.16所示，圖中兩二極管的特性一致，已知，，為小信號(hào)，，并使二極管工作在受控制的開關(guān)狀態(tài)，試分析其輸出電流中的頻譜成分，說明電路是否具有相乘功能？ [解]　 由于，式中，所以 輸出電流中含有、、等頻率成分。由于有成份，故該電路具有相乘功能。 由于，所以 ，故電路不具有相乘功能。 5.17　圖P5.17所示的差分電路中，已知, ，，，晶體管的很大，可忽略，試用開關(guān)函數(shù)求的關(guān)系式。 [解]　 5.18　圖5.2.12所示雙差分模擬相乘器電路中，已知，，，，試求出輸出電壓的關(guān)系式。 [解]　 5.19　圖P5.2.14所示MC1496相乘器電路中，已知，，，，，。當(dāng)， 時(shí)，試求輸出電壓，并畫出其波形。 [解]　 輸出電壓波形如圖P5.19(s)所示。 5.20　二極管環(huán)形調(diào)幅電路如圖P5.20所示，載波信號(hào)，調(diào)制信號(hào)，Ucm>>UWm，uc為大信號(hào)并使四個(gè)二極管工作在開關(guān)狀態(tài)，略去負(fù)載的反作用，試寫出輸出電流的表示式。 ， ， 5.21　圖5.3.5所示電路中，已知，，調(diào)制信號(hào)的頻率范圍為0.1～3kHz，試畫圖說明其頻譜搬移過程。 [解]　頻譜搬遷過程如圖P5.21(s)所示。 5.22　理想模擬相乘器中，，若， 試寫出輸出電壓表示式，說明實(shí)現(xiàn)了什么功能？ [解]　 　　用低通濾波器取出式中右邊第一項(xiàng)即可實(shí)現(xiàn)乘積型同步檢波功能。 5.23　二極管包絡(luò)檢波電路如圖5.4.2(a)所示，已知輸入已調(diào)波的載頻,調(diào)制信號(hào)頻率，調(diào)幅系數(shù)，負(fù)載電阻，試決定濾波電容的大小，并求出檢波器的輸入電阻。 [解]　取，所以可得 為了不產(chǎn)生惰性失真，根據(jù)可得 所以可得 5.24　二極管包絡(luò)檢波電路如圖P5.24所示，已知 。 (1)試問該電路會(huì)不會(huì)產(chǎn)生惰性失真和負(fù)峰切割失真？(2)若檢波效率，按對(duì)應(yīng)關(guān)系畫出A、B、C點(diǎn)電壓波形，并標(biāo)出電壓的大小。 [解]　(1)由表示式可知，、、 由于，而 則，故該電路不會(huì)產(chǎn)生惰性失真 ，故電路也不會(huì)產(chǎn)生負(fù)峰切割失真。 (2)A、B、C點(diǎn)電壓波形如圖P5.24(s)所示。 5.25　二極管包絡(luò)檢波電路如圖P5.25所示，已知調(diào)制信號(hào)頻率，載波，最大調(diào)幅系數(shù)，要求電路不產(chǎn)生惰性失真和負(fù)峰切割失真，試決定和的值。 [解]　(1)決定 從提高檢波效率和對(duì)高頻的濾波能力要求，現(xiàn)取 為了避免產(chǎn)生惰性失真，要求 所以的取值范圍為 (2)決定 為了防止產(chǎn)生負(fù)峰切割失真，要求，所以可得 因?yàn)椤?，即? 所以　 由此不難求得 5.26　圖P5.26所示為三極管射極包絡(luò)檢波電路，試分析該電路的檢波工作原理。 [解]　三極管發(fā)射極包絡(luò)檢波是利用三極管發(fā)射結(jié)的單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)包絡(luò)檢波的，其檢波工作過程與二極管檢波過程類似，若輸入信號(hào)，為一普通調(diào)幅波，則輸出電壓的波形如圖P5.26(s)(a)所示，其平均值如圖P5.26(s)(b)所示。 5.27　圖P5.27所示電路稱為倍壓檢波電路，為負(fù)載，為濾波電容，檢波輸出電壓近似等于輸入電壓振幅的兩倍。說明電路的工作原理。 [解]　當(dāng)為正半周時(shí)，二極管導(dǎo)通、截止，對(duì)充電并使兩端電壓接近輸入高頻電壓的振幅；當(dāng)為負(fù)半周時(shí)，二極管截止，導(dǎo)通，與相疊加后通過對(duì)充電，由于取值比較大，故兩端電壓即檢波輸出電壓可達(dá)輸入高頻電壓振幅的兩倍。 5.28　三極管包絡(luò)檢波電路如圖P5.28(a)所示，為濾波電容，為檢波負(fù)載電阻，圖(b)所示為三極管的轉(zhuǎn)移特性，其斜率，已知，，(1)試畫出檢波電流波形；(2)試用開關(guān)函數(shù)，寫出表示式，求出輸出電壓和檢波效率；(3)用余弦脈沖分解法求出輸出電壓。 [解]　(1)由于＝0.5V，所以在的正半周，三極管導(dǎo)通，負(fù)半周截止，導(dǎo)通角，為半周余弦脈沖，波形如圖P5.28(s)所示。 (2) 濾除高次諧波，則得輸出電壓 (3)由于為常數(shù)，，所以 ， 因此， 5.29　理想模擬相乘器中，若，，試畫出及輸出電壓的頻譜圖。 [解]　(1)由表示式可知它為多音頻調(diào)幅信號(hào)，，，，而載頻，因此可作出頻譜如圖P5.29(s)-1所示。 (2) 與相乘，的頻線性搬移到頻率兩邊，因此可作出頻譜如圖P5.29(s)-2所示。 5.30　混頻電路輸入信號(hào)，本振信號(hào) ，帶通濾波器調(diào)諧在上，試寫出中頻輸出電壓的表示式。 [解]　 5.31　電路模型如圖P5.31所示，按表5.31所示電路功能，選擇參考信號(hào)、輸入信號(hào)和濾波器類型，說明它們的特點(diǎn)。若濾波器具有理想特性，寫出表示式。 [解]　 表5.31 電路功能 參考信號(hào) 輸入信號(hào) 濾波器類型 表示式 振幅調(diào)制 帶通，中心頻率 振幅檢波 低通 混頻 帶通，中心頻率 說明：表5.31中以DSB信號(hào)為例。 振幅調(diào)制、檢波與混頻的主要特點(diǎn)是將輸入信號(hào)的頻譜不失真地搬到參考信號(hào)頻率的兩邊。 5.32　電路如圖P5.31所示，試根據(jù)圖P5.32所示輸入信號(hào)頻譜，畫出相乘器輸出電壓的頻譜。已知各參考信號(hào)頻率為：(a)600 kHz；(b)12kHz；(c)560kHz。 [解]　各輸出電壓的頻譜分別如圖P5.32(s)(a)、(b)、(c)所示。 5.33　圖5.5.5所示三極管混頻電路中，三極管在工作點(diǎn)展開的轉(zhuǎn)移特性為，其中，，，若本振電壓，，中頻回路諧振阻抗，求該電路的混頻電壓增益。 [解]　由 可得中頻電流為 或 因此，中頻輸出電壓振幅為 所以，電路的混頻電壓增益等于 5.34　三極管混頻電路如圖P5.34所示，已知中頻，輸入信號(hào)，試分析該電路，并說明、、三諧振回路調(diào)諧在什么頻率上。畫出F、G、H三點(diǎn)對(duì)地電壓波形并指出其特點(diǎn)。 [解]　 構(gòu)成本機(jī)振蕩器，構(gòu)成混頻電路，輸入由點(diǎn)輸入加到混頻管的基極，本振信號(hào)由點(diǎn)加到混頻管的發(fā)射極，利用該三極管的非線性特性實(shí)現(xiàn)混頻。 　　　　調(diào)諧于，調(diào)諧于465kHz， 調(diào)諧于1000kHz+465kHz=1465kHz。 點(diǎn)為輸入調(diào)幅信號(hào)，G點(diǎn)為本振信號(hào)，H點(diǎn)為中頻輸出信號(hào)，它們的對(duì)應(yīng)波形如圖P5.34(s)所示。 5.35　超外差式廣播收音機(jī)，中頻，試分析下列兩種現(xiàn)象屬于何種干擾：(1)當(dāng)接收，電臺(tái)信號(hào)時(shí)，還能聽到頻率為1490kHz強(qiáng)電臺(tái)信號(hào)；(2)當(dāng)接收電臺(tái)信號(hào)時(shí)，還能聽到頻率為730kHz強(qiáng)電臺(tái)的信號(hào)。 [解]　(1)由于560+2465=1490kHz，故1490kHz為鏡像干擾； (2)當(dāng)=1，=2時(shí)，，故730kHz為寄生通道干擾。 5.36　混頻器輸入端除了有用信號(hào)外，同時(shí)還有頻率分別為，的兩個(gè)干擾電壓，已知混頻器的中頻，試問這兩個(gè)干擾電壓會(huì)不會(huì)產(chǎn)生干擾？ [解]　由于，故兩干擾信號(hào)可產(chǎn)生互調(diào)干擾。 第6章　 角度調(diào)制與解調(diào)電路 6.1　已知調(diào)制信號(hào)，載波輸出電壓，，試求調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻指數(shù)、最大頻偏和有效頻譜帶寬，寫出調(diào)頻信號(hào)表示式 [解]　 6.2　已知調(diào)頻信號(hào)，，試：(1) 求該調(diào)頻信號(hào)的最大相位偏移、最大頻偏和有效頻譜帶寬；(2) 寫出調(diào)制信號(hào)和載波輸出電壓表示式。 [解]　(1) (2) 因?yàn)?，所以，? 6.3　已知載波信號(hào)，調(diào)制信號(hào)為周期性方波，如圖P6.3所示，試畫出調(diào)頻信號(hào)、瞬時(shí)角頻率偏移和瞬時(shí)相位偏移的波形。 [解]　 、和波形如圖P6.3(s)所示。 6.4　調(diào)頻信號(hào)的最大頻偏為75 kHz，當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率分別為100 Hz和15 kHz時(shí)，求調(diào)頻信號(hào)的和。 [解]　當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí)， 6.5　已知調(diào)制信號(hào)、載波輸出電壓，。試求調(diào)相信號(hào)的調(diào)相指數(shù)、最大頻偏和有效頻譜帶寬，并寫出調(diào)相信號(hào)的表示式。 [解]　 6.6　設(shè)載波為余弦信號(hào)，頻率、振幅，調(diào)制信號(hào)為單頻正弦波、頻率，若最大頻偏，試分別寫出調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)表示式。 [解]　 波： 波： 6.7　已知載波電壓，現(xiàn)用低頻信號(hào)對(duì)其進(jìn)行調(diào)頻和調(diào)相，當(dāng)、時(shí)，調(diào)頻和調(diào)相指數(shù)均為10 rad，求此時(shí)調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)的、；若調(diào)制信號(hào)不變，分別變?yōu)?00 Hz和10 kHz時(shí)，求調(diào)頻、調(diào)相信號(hào)的和。 [解]　 時(shí)，由于，所以調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)的和均相同，其值為 當(dāng)時(shí)，由于與成反比，當(dāng)減小10倍，增大10倍，即，所以調(diào)頻信號(hào)的 對(duì)于調(diào)相信號(hào)，與無關(guān)，所以，則得 ， 當(dāng)時(shí)，對(duì)于調(diào)頻信號(hào)，，則得 對(duì)于調(diào)相信號(hào)，，則 6.8　直接調(diào)頻電路的振蕩回路如圖6.2.4(a)所示。變?nèi)荻O管的參數(shù)為：，，。已知，，，試求調(diào)頻信號(hào)的中心頻率、最大頻偏和調(diào)頻靈敏度。 [解]　 6.9　調(diào)頻振蕩回路如圖6.2.4(a)所示，已知，變?nèi)荻O管參數(shù)為：、、、，調(diào)制電壓為。試求調(diào)頻波的：(1) 載　頻；(2) 由調(diào)制信號(hào)引起的載頻漂移；(3) 最大頻偏；(4) 調(diào)頻靈敏度；(5) 二階失真系數(shù)。 [解]　(1) 求載頻，由于 所以 (2) 求中心頻率的漂移值，由于 所以 (3) 求最大頻偏 (4) 求調(diào)頻靈敏度 (5) 求二階失真系數(shù) 6.10　變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路如圖P6.10所示，畫出振蕩部分交流通路，分析調(diào)頻電路的工作原理，并說明各主要元件的作用。 [解]　振蕩部分的交流通路如圖P6.10(s)所示。電路構(gòu)成克拉潑電路。UW(t)通過LC加到變?nèi)荻O管兩端，控制其Cj的變化，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，為變?nèi)荻O管部分接入回路的直接調(diào)頻電路。 圖P6.10中，R2、C1為正電源去耦合濾波器，R3、C2為負(fù)電源去耦合濾波器。R4、R5構(gòu)成分壓器，將-15 V電壓進(jìn)行分壓，取R4上的壓降作為變?nèi)荻O管的反向偏壓。LC為高頻扼流圈，用以阻止高頻通過，但通直流和低頻信號(hào)；C5為隔直流電容，C6、C7為高頻旁路電容。 6.11　變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路如圖P6.11所示，試畫出振蕩電路簡化交流通路，變?nèi)荻O管的直流通路及調(diào)制信號(hào)通路；當(dāng)時(shí)，，求振蕩頻率。 [解]　振蕩電路簡化交流通路、變?nèi)荻O管的直流通路及調(diào)制信號(hào)通路分別如圖P6.11(s)(a)、(b)、(c)所示。 當(dāng)CjQ=60pF，振蕩頻率為 6.12　圖P6.12所示為晶體振蕩器直接調(diào)頻電路，畫出振蕩部分交流通路，說明其工作原理，同時(shí)指出電路中各主要元件的作用。 [解]　由于1000 pF電容均高頻短路，因此振蕩部分交流通路如圖P6.12(s)所示。它由變?nèi)荻O管、石英晶體、電容等組成并 聯(lián)型晶體振蕩器。 當(dāng)加到變?nèi)荻O管兩端，使發(fā)生變化，從而使得振蕩頻率發(fā)生變化而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。由對(duì)振蕩頻率的影響很小，故該調(diào)頻電路頻偏很小，但中心頻率穩(wěn)定度高。 圖P6.12中穩(wěn)壓管電路用來供給變?nèi)荻O管穩(wěn)定的反向偏壓。 6.13　晶體振蕩器直接調(diào)頻電路如圖P6.13所示，試畫交流通路，說明電路的調(diào)頻工作原理。 [解]　振蕩部分的交流通路如圖P6.13(s)所示，它構(gòu)成并聯(lián)型晶體振蕩器。 變?nèi)荻O管與石英晶體串聯(lián)，可微調(diào)晶體振蕩頻率。由于隨而變化，故可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻作用。 6.14　圖P6.14所示為單回路變?nèi)荻O管調(diào)相電路，圖中，為高頻旁路電容，，變?nèi)荻O管的參數(shù)為，，回路等效品質(zhì)因數(shù)。試求下列情況時(shí)的調(diào)相指數(shù)和最大頻偏。 (1) 、； (2) 、； (3) 、。 [解]　(1) (2) (3) 6.15　某調(diào)頻設(shè)備組成如圖P6.15所示，直接調(diào)頻器輸出調(diào)頻信號(hào)的中心頻率為10 MHz，調(diào)制信號(hào)頻率為1 kHz，最大頻偏為1.5 kHz。試求：(1) 該設(shè)備輸出信號(hào)的中心頻率與最大頻偏；(2) 放大器1和2的中心頻率和通頻帶。 [解]　 (1) (2) 6.16　鑒頻器輸入調(diào)頻信號(hào)，鑒頻靈敏度，線性鑒頻范圍，試畫出鑒頻特性曲線及鑒頻輸出電壓波形。 [解]　已知調(diào)頻信號(hào)的中心頻率為，鑒頻靈敏度，因此可在圖P6.16(s)中處作一斜率為的直線①即為該鑒頻器的鑒頻特性曲線。 由于調(diào)頻信號(hào)的，且為余弦信號(hào)，調(diào)頻波的最大頻偏為 因此在圖P6.16(s)中作出調(diào)頻信號(hào)頻率變化曲線②，為余弦函數(shù)。然后根據(jù)鑒頻特性曲線和最大頻偏值，便可作出輸出電壓波形③。 6.17　圖P6.17所示為采用共基極電路構(gòu)成的雙失諧回路鑒頻器，試說明圖中諧振回路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ應(yīng)如何調(diào)諧？分析該電路的鑒頻特性。 [解]　回路Ⅰ調(diào)諧在調(diào)頻信號(hào)中心頻率上，回路Ⅱ、Ⅲ的諧振頻率分別為fⅡ、fⅢ。調(diào)頻波的最大頻偏為，則可令fⅡ、fⅢ，或fⅡ、fⅢ，fⅡ與fⅢ以為中心而對(duì)稱。 畫出等效電路如圖P6.17(s)(a)所示，設(shè)fⅡ、fⅢ。當(dāng)輸入信號(hào)頻率時(shí)，回路Ⅱ、Ⅲ輸出電壓、相等，檢波輸出電壓，則，所以；當(dāng)時(shí)，，，為負(fù)值；當(dāng)時(shí)，，，為正值，由此可得鑒頻特性如圖P6.17(s)(b)所示。 6.18　試定性畫出圖6.3.16所示相位鑒頻電路的鑒頻特性曲線。 [解]　由于是大信號(hào)輸入，所以相乘器具有線性鑒相特性。當(dāng)單諧振回路調(diào)諧在調(diào)頻信號(hào)的中心頻率上，輸入信號(hào)頻率大于時(shí)，回路產(chǎn)生負(fù)相移，輸入信號(hào)頻率小于時(shí)回路產(chǎn)生正相移，故鑒頻特性曲線如圖P6.18(s)所示。 6.19　圖6.3.20所示互感耦合回路相位鑒頻器中，如電路發(fā)生下列一種情況，試分析其鑒頻特性的變化。(1) 、極性都接反；(2) 極性接反；(3) 開路；(4) 次級(jí)線圈的兩端對(duì)調(diào)；(5) 次級(jí)線圈中心抽頭不對(duì)稱。 [解]　(1) 、極性接反，輸出電壓極性反相；(2) 極性接反，輸出電壓為、相疊加，鑒頻特性近似為一直線，不能實(shí)現(xiàn)鑒頻；(3) 開路，成為單失諧回路斜率鑒頻器，鑒頻線性度變差，鑒頻靈敏度變小。只輸出負(fù)半周電壓；(4) 鑒頻特性反相；(5) 鑒頻特性不對(duì)稱。 6.20　晶體鑒頻器原理電路如圖P6.20所示。試分析該電路的鑒頻原理并定性畫出其鑒頻特性。圖中，，與特性相同。調(diào)頻信號(hào)的中心頻率處于石英晶體串聯(lián)諧頻和并聯(lián)諧頻中間，在頻率上，與石英晶體的等效電感產(chǎn)生串聯(lián)諧振，，故鑒頻器輸出電壓。 [解]　在頻率上，故，； 當(dāng)時(shí)， 故，； 當(dāng)時(shí)， 故，。 所以鑒頻特性如圖P6.20(s)所示。 6.21　圖P6.21所示兩個(gè)電路中，哪個(gè)能實(shí)現(xiàn)包絡(luò)檢波，哪個(gè)能實(shí)現(xiàn)鑒頻，相應(yīng)的回路參數(shù)應(yīng)如何配置？ [解]　(a) 圖可實(shí)現(xiàn)鑒頻，要求、均失調(diào)于調(diào)頻波的中心頻率，且對(duì)稱于，即(或)，這個(gè)差值必須大于調(diào)頻信號(hào)的最大頻偏，以免鑒頻失真。該圖為雙失諧回路斜率鑒頻器。 (b) 圖可用于實(shí)現(xiàn)包絡(luò)檢波，要求(載頻)，其輸出電壓為上、下兩個(gè)檢波器解調(diào)電壓的疊加。 第7章　 反饋控制電路 7.1　圖7.3.1所示的鎖相環(huán)路，已知鑒相器具有線性鑒相特性，試述用它實(shí)現(xiàn)調(diào)相信號(hào)解調(diào)的工作原理。 [解]　調(diào)相波信號(hào)加到鑒相器輸入端，當(dāng)環(huán)路濾波器()帶寬足夠窄，調(diào)制信號(hào)不能通過，則壓控振蕩器()只能跟蹤輸入調(diào)相波的中心頻率，所以，而 所以，從鑒相器輸出端便可獲得解調(diào)電壓輸出。 7.2　鎖相直接調(diào)頻電路組成如圖P7.2所示。由于鎖相環(huán)路為無頻差的自動(dòng)控制系統(tǒng)，具有精確的頻率跟蹤特性，故它有很高的中心頻率穩(wěn)定度。試分析該電路的工作原理。 [解]　用調(diào)制信號(hào)控制壓控振蕩器的頻率，便可獲得調(diào)頻信號(hào)輸出。在實(shí)際應(yīng)用中，要求調(diào)制信號(hào)的頻譜要處于低通濾波器通帶之外，并且調(diào)制指數(shù)不能太大。這樣調(diào)制信號(hào)不能通過低通濾波器，故調(diào)制信號(hào)頻率對(duì)鎖相環(huán)路無影響，鎖相環(huán)路只對(duì)平均中心頻率不穩(wěn)定所引起的分量(處于低通濾波器之內(nèi))起作用，使它的中心頻率鎖定在晶體振蕩頻率上。 7.3　頻率合成器框圖如圖P7.3所示，，試求輸出頻率范圍和頻率間隔。 [解]　因?yàn)?，所以，頻率間隔=100 kHz 7.4　頻率合成器框圖如圖P7.4所示，，求輸出頻率范圍和頻率間隔。 [解]　 所以 7.5　三環(huán)節(jié)頻率合成器如圖P7.5所示，取，，。求輸出頻率范圍和頻率間隔。 [解]　由于，則 由于，所以 而 7.6　鎖相頻率合成器組成框圖如圖P7.6所示，已知，，求輸出頻率范圍和頻率間隔。 [解]　由于，所以， 由于，所以， 由于，所以， 當(dāng)，，則得 當(dāng)，，則得