题

一

高频电子线路复习例题一

第一章 绪论 一、填空题

1．无线通信系统一般由信号源、__________、__________、___________、输出变换器五部分组成。 2．人耳能听到的声音的频率约在__________到__________的范围内。（20HZ、20KHZ ） 3．调制有_________、__________、_________三种方式。（调幅、调频、调相）

4．无线电波在空间的传播方式有________、_________、__________三种。（地波、天波、直线波） 二、简答或作图题

1．画出无线通信调幅发射机原理框图，并说明各部分的作用，同时画出波形示意图和频谱示意图。 2. 画出超外差接收机方框图，并说明各部分的作用，同时画出波形示意图和频谱示意图。 3．在接收设备中，检波器的作用是什么？试画出检波器前后的信号波形。 4. 通信系统由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？

答：通信系统由输入、输出变换器，发送、接收设备以及信道组成。 输入变换器将要传递的声音或图像消息变换为电信号（基带信号）；

发送设备将基带信号经过调制等处理，并使其具有足够的发射功率，再送入信道实现信号的有效传输； 信道是信号传输的通道； 接收设备用来恢复原始基带信号；

输出变换器将经过处理的基带信号重新恢复为原始的声音或图像。

第三章 选频网络

1、串联谐振和并联谐振的特征，以及失谐时表现出的特性。如：LC回路并联谐振时，回路_阻抗___最大，且为纯__电阻__。当所加信号频率高于并联谐振回路谐振频率时，回路失谐，此时，回路呈 容 性，电流 超前 电压。 2、由于信号源内阻或负载电阻的影响，将使谐振回路的品质因数Q ，选频特性 ，通频带 。 3、课后题 3.5 4、课后题 3.6 5、课后题 3.7 6、课后题 3.9 7、课后题 3.13

有一耦合回路如图，已知

f?f?1MHz,????1K??,R1?R2?20?,??1010212试求：

1）回路参数L1、L2、C1、C2和M；

2）图中a 、b两端的等效谐振阻抗ZP； 3）初级回路的等效品质因数Q1’； 4）回路的通频带BW；

解：由已知条件可知两个回路的参数是全同C1=C2，Q1=Q2 ；

的，即L1=L2，

???0L1）由 得：

?1000L1?L2??H?159?H6?02??10

11C?C??F?159pF12 262?6(2??10)?159?10?0L又由于发生临界耦合时 (?0M)2?R1R2因此

M?112??106

?0R1R2?20?20H?3.18?H题

一

2）由于发生了临界耦合，所以Rf1=R1=20Ω 此时ab两端的等效 谐振阻抗为纯阻，即

Zab?Zp?Rp??2R1?Rf1(1000)2???25k?403)初级回路的等效品质因数为

Q1'??1R1?Rf1?1000?25404)初级回路本身的品质因数为

?1000Q1?1??50

20因此可得出通频带为 ： R1

f01062?f0.7?2?2?Hz?28.3KHz

Q1508.图2-18所示电路为一等效电路，其中L=0.8uH,Q0=100,C=5pF,C1 =20pF,C2 =20pF,R=10k?,RL =5k?，试计算回路的谐振频率、谐振电阻。

题意分析 此题是基本等效电路的计算，其中L为有损电感，应考虑损耗电阻R0(或电导g0)。

解

由图2-18可画出图2-19所示的等效电路。

图

2-18 等效电路 图2-19 等效电路

(1)回路的谐振频率f0

由等效电路可知L=0.8?H，回路总电容C?为

C??C?则

C1C220?20?5??15(pF)

C1?C220?2011 ?2?LC?2?0.8?10?6?15?10?12?45.97(MHz)

(2)RL折合到回路两端时的接入系数p为

1?C2C11p???

1C1?C22CC?12C1?C2f0?则

11?3?0.52??0.05?10?s? 3RL5?10电感L的损耗电导g0为

P2题

一

g0?11? 6?6?0LQ02??45.97?10?0.8?10?100?43.30?10?6?s? 1121??0.0433?10?3?0.05?10-3 总电导 g???g0?P3RRL10?10 ?0.1933?10?3?s?

谐振电阻 RP?1g??5.17?k??

========================================================================================

第四章 高频小信号谐振放大器

1．高频小信号放大器的主要技术指标有 、_________、________、__________。（谐振频率、增益、通频带、选择性）

2．高频小信号谐振放大器的常用的稳定方法有________和________；引起其工作不稳定的主要原因是_________；该放大器级数的增加，其增益将________，通频带将_________。（中和法、失配法、Cb’c大、变大、变窄 ） 3．小信号谐振放大器的主要特点是以 调谐回路 作为放大器的交流负载，具有 放大 和 选频 功能。 4．课后4.5 5．课后4.9

解：首先画出交流等效电路，计算接入系数 NN5151p1?23??,p2?45??

N13204N13204回路总电导 22G??Gp?p1goe?p2gie

而回路本身的等效电导 11?6Gp??S?37?10S 6?6Q0W0L100?2??10.7?10?4?10

高频小信号放大器交流等效电路

代入后可得 1212?6?6G?37?10?()(200?10)?()(2860?10?6)?228.25?10?6S ?441）电压增益为 11?3??45?10 p1p2yfeA??44?12.3 v0?6G?228.25?102）功率增益为

g Ap0?(Av0)2ie2?(Av0)2?151.3 gie13）要计算带宽就要先求出有载品质因数QL

QL?11??16.2?66?6G?W0L228.25?10?2??10.7?10?4?10f010.7?MHz?0.66MHzQL16.2

?2?f0.7?4）稳定系数S

2(gs?gie)(goe?GL)

S? yfeyre[1?cos(?fe??re)]题

一

其中 gs?gie

12

GL?2(Gp?p2gie) p1GL为由集电极看来跨接在谐振回路上的负载导纳 代入后求出 S=13.7>>1 电路稳定

6. 如图所示调谐放大器，问：

1． LC回路应调谐在什么频率上？

2． 为什么直流电源要接在电感L的中心抽3． 电容C1、C3的作用分别是什么？ 4． 接入电阻R4的目的是什么？

头上？

解：1. LC回路应调谐在输入信号ui的频

率上

2．直流电源要接在电感L的中心抽头

3．电容C1、C3是高频旁路电容，它们的作用是保证放大器工作在放大区 4．接入电阻R4的目的是降低Q值，加宽放大器的通频带

第五章 非线性电路、时变参量电路和变频器

1. 已知混频晶体三极管的正向传输特性为

上是使本电路晶体管

的输出端部分接入调谐回路，其目的是要达到预定的选择性和通频带要求

ic?a0?a2u2?a3u3

式中,u?Usmcos?st?ULmcos?Lt ,ULm>>Usm，混频器的中频?I??L-?s，试求混频器的变频跨导gc。

题意分析 本题ULm>>Usm，可以看成工作点随大信号ULmcos?Lt变化，对Usmcos?st来说是线性时变关系。可先求出时变跨导g(t),从而有ic?g(t)us，而变频跨导gc?解 时变跨导g(t)?2g(t)?2a2uL?3a3uL2?2a2ULmcos?Lt?3a3ULmcos2?Lt1g1。 2dicduu?uL

3322?a3ULm?2a2ULmcos?Lt?a3ULmcos2?Lt22其中 g1?2a2ULm 则 gc?

1g1?a2ULm 2

2、有一非线性器件在工作点的转移特性I=b0+b1vbe+b2v2be，式中，vbe=v0+vs=V0Mcosω0t+VSMcosωst设V0M＞＞VSM ，求该非线性器件作为变频器时的变频跨导gc 。

i解：gC?im

Vsm2将Vbe?VO?VomcosW0t?VsmcosWst代入i?bo?b1Vbe?b2Vbe

题

一

i?bo?b1?Vomcoswot?Vsmcoswot??b2?Vomcoswot?Vsmcoswst?22222i?bo?b1Vomcoswot?b1Vsmcoswst?b2Vomcoswot?b2Vsmcoswst?2b2VomVsmcoswotcoswst 能

够产生中频的是2b2VomVsmcoswotcoswst项

2b2VomVsmcoswotcoswst?b2VomVsm?cos?wo?ws?t?cos?w0?ws?t?iim?b2VomVsmgc?iim?b2VomVsm

23．乘积型混频器的方框图如图所示。相乘器的特性为i?Kus(t)uL(t),若K?0.1mA/V，

uL(t)?cos(9.2049?106t)(V),us(t)?0.01(1?0.5cos6??103t)cos(2??106t)(V)。

(1)试求乘积型混频器的变频跨导；

(2)为了保证信号传输，带通滤波器的中心频率(中频取差频)和带宽应分别为何值?

图 乘积型混频器

题意分析 此题分析模拟乘法器混频器的变频跨导及带通滤波器带宽 解 (1)i?Kus(t)uL(t)?取差频iI，则

1?ULm[cos(?L??s)t?cos(?L-?s)t] KUsm2iI?1?ULmcos(?L-?s)t KUsm21??0.1?1?0.05(ms) 2变频跨导 gc?I1m1?KULm?Usm21(2)中心频率 f0?(9.2049?106-2??106)?465?103(Hz)

2?频带宽度为 BAM?2F?2?3?6(kHz)

4. 画出混频器的组成框图及混频前后的波形图，并简述混频器的工作原理。 解：

混频器的工作原理：两个不同频率的高频电压作用于非线性器件时，经非线性变换，电流中包含直流分量、基波、谐波、和频、差频分量等。其中差频分量fLo-fs就是混频所需要的中频成分，通过中频带通滤波器把其它不需要的频率分量滤掉，取出差频分量完成混频。

=============================================================================第六章 高

频功率放大器

1．某一晶体管谐振功率放大器，设已知Vcc=24V，Ico=250mA，Po=5W，电压利用系数ξ=1。试求P= 、ηc 、Rp、Icm1。 解：

题

一

P??VccIco?6???Vcm?Vcm??Vcc?20VVcc22

VcmVcmP0??RP??40?2RP2P0?C?

P0?1000?83.3000P?1212Icm12?I?Icm1?cco?417mAIco?

?C??g1?Qc???2. 如图，已知功率放大器的ICMAX=0.6A，Vcc=12V， Vces=2V，θc=70° ，分解系数a0(70°)=0.253，a1(70°)=0.436，

求功率放大器的P0、P=、Pc和ηc。

解：根据功率放大器各功率的定义

OP)??VCCIC0?VCCICMAX?0(70?12?0.6?0.253?1.82W..............................(3)11VCMICM1?VCC?ICMAX?1(70O)?1.3W......(3)22PW...............(2)C?P??PO?1.8216?1.3?0.52P0?

?C?P1.3O??71.4%................................(2)P1.8216?

3．某谐振功率放大器，已知Vcc?24V，输出功率Po?5W，晶体管集电极电流中的直流分量Ic0?250mA，输出电压Ucm?22.5V，试求：直流电源输入功率P?；集电极效率?c;谐振回路谐振电阻RP；基波电流Ic1m；半通角?c。

题意分析 此题没有指明是临界状态，实际上是用尖顶脉冲的分解系数?0(?c)、?1(?c)来进行计算，也就是说计算的不是欠压就是临界状态。过压状态为凹顶脉冲，不能用尖顶脉冲分解系数，只能定性分析。

解：

(1)直流电源输入功率P??VccIc0?24?0.25?6(W)

(2)集电极效率?c?Po/P??5/6?83.3% (3)谐振回路谐振电阻RP

题

一

U1U22.5可得RP???50.63(?) 2RP2Po2?5(4)基波电流Ic1m

2Po2?51??0.4444(A)=444.4(mA) 由Po?UcmIc1m可得Ic1m?Ucm22.52(5)半通角?c

2?2?0.8331?1.777，查表，?c?62?。 由?c??g1(?c)可得g1(?c)?c??22.5/242由Po?4、某高频功率放大器工作在临界状态，已知其工作频率f＝520MHz，电源电压EC=25v，集电极电压利用系数ξ=0.8，输入激励信号电压的幅度Ubm =6v，回路谐振阻抗Re=50Ω，放大器的效率ηC＝75％。

求：⒈Ucm、Icm1、输出功率Po、集电极直流功率P=及集电极功耗PC ⒉ 当激励电压Ubm增加时，放大器过渡到何种工作状态？当负载阻抗Re增 加时，则放大器由临界状态过渡到何种工作状态？

2cm2cm2解: 1. Ucm =ECξ=20V Icm1= Ucm / Re=0.4A

Po= Ucm Ic1m /2=4W PD= Po /ηC＝5.33W PC=PD? Po＝1.33W

2. 当激励电压Ubm增加时，放大器过渡到过压工作状态

当负载阻抗Re增加时，则放大器由临界状态过渡到过压工作状态

========================================================================================

第7章 正弦波振荡器

下图所示LC正弦波振荡电路，图中Lc为高频扼流圈，CE和CB可视为交流短路。1、画出交流等效电路

2、判断是否满足自激振荡所需相位条件 3、若满足，电路属于何种类型的振荡器

4、写出估算振荡频率fo的表达式

解：1. 图（略）

2．满足

3．串联改进型电容三点式振荡器 4．

1C??1fo?111＋＋2?LC?C1C2C32.

1．试画出石英谐振器的电路符号、等效电路以及电抗曲线，并说明它在ffp时的电抗性

质。

2．石英晶片之所以能做成谐振器是因为它具有什么特性？

题

一

3．常用的石英晶体振荡电路有几种？ （12分）

解：1. 石英谐振器的电路符号、等效电路如下图（a）、（b）

ffp电抗呈容性 2．石英晶片之所以能做成谐振器是因为它具有压电和反压电特性 3．常用的石英晶体振荡电路有串联型和并联型两种

3. 石英晶体振荡电路如图所示：

1． 说明石英晶体在电路中的作用是什么？ 2． Rb1、Rb2、Cb的作用是什么？

3． 电路的振荡频率f0如何确定？

解：1. 石英晶体在电路中的作用是作为短路元件，只有当LC调谐回路谐振在

石英晶体的串联谐振频率时，该石英晶体呈阻性，满足振荡器相位起振条件。

2．Rb1、Rb2的作用是基极偏置电阻，Cb的作用是高频旁路电容，

3．

fo?12?LC4．如图所示是一个三回路振荡电路的等效电路，设有下列几种情况：

(1)L1C1>L2C2>L3C3；

(2)L1C1L3C3； (5)L1C1

试分析上述几种情况是否都能振荡，振荡频率fc与回路谐属于何种类型的振荡器?

题意分析 本题是要利用三点式振荡器相位平衡条件

振频率有何关系?的判断准则Xce、上并联LC谐振回

Xeb电抗性质相同，Xcb与Xce、Xeb电抗性质相反。要加

路的特性在什么条件下等效为容抗，什么条件下等效为感抗来分析判断，分析时，可设?01?1L1C1，?02?1L2C2，

?03?1L3C3。

解

(1) L1C1>L2C2>L3C3

222由题意知，?01

?01

题

一

根据Xce、Xeb同性质，Xcb与Xce、Xeb反性质的原则，振荡频率?c>?02>?01时L1C1、L2C2并联回路等效为容抗，当?c

?01

则可能振荡，且为电容三点式振荡电路。

(2) L1C1

222由题意知，?01>?02>?03，则

?01>?02>?03

根据Xce、Xeb电抗性质相同，Xcb与Xce、Xeb电抗性质相反的原则，当满足

?01>?02>?c>?03

则Xce、Xeb电抗性质都为感抗，而Xcb电抗性质为容抗，满足相位平衡条件，可能振荡，且是电感三点式振荡器。

(3) L1C1?L2C2?L3C3

222由题意知，?01??02??03，则

?01??02??03

这样的条件，无论在什么频率下，这三个回路的等效相同性质，不能满足相位平衡条件，不能振荡。 (4) L1C1?L2C2>L3C3

222由题意知，?01??02

?01??02

根据Xce、Xeb电抗性质相同来看，上式是能满足的。而Xcb要与Xce、Xeb电抗性质相反，则应满足

?01??02

这样条件下，L1C1并联回路、L2C2并联回路等效为容抗，而L3C3并联回路等效为感抗，满足相位平衡条件，可能振荡，且为电容三点式振荡器。

(5) L1C1

?01>?02??03

这样的条件，无论在什么频率下，Xeb与Xcb同性质。因此，不能满足相位平衡条件，不能振荡。

5. 在如图所示的振荡电路中，C1＝C2＝500pF，C＝50pF，L＝1mH，问：

1． 该电路属于何种类型的振荡电路？ 2． 计算振荡频率f0； 3． 若C1＝C2＝600pF，此时振荡频率f0又为多少？从两次计算的频

率中能得出什么结论？

解：1. 该电路属于串联改进型电容三点式振荡

器

2.

fo?解得：C?＝300pF fo＝290kHz 3. C?＝350pF fo＝270kHz

12?LC?C??C1C2?CC1＋C2 可见,当C远小于C1及C2时,振荡频率主要由小电容C决定

====================================================================================

第九章 幅度调制与解调

1. 试问下面三个电压各代表什么信号?画出它们的波形图与振幅频谱图。

(1)u(t)?(1?0.3cos?t)cos?ct(V)

(2)u(t)?cos?tcos?ct(V)

题

一

(3)u(t)?cos(?c??)t(V)

题意分析 本题目是要求能区分普通调幅波、双边带调幅波和单边带调幅波的数学表示式，波形和频谱关系。 解

(1)u(t)?(1?0.3cos?t)cos?ct(V)是表示载波振幅Ucm?1V的普通调幅波，其调幅指数ma?0.3，调制信号角频率为?，载波角频率为?c。其波形图如图5-21(a)所示，振幅频谱图如图5-21(b)所示。

(2)u(t)?cos?tcos?ct(V)是表示振幅为1V的双边带调幅波。调制信号角频率为?，载波角频率为?c。每一边频分量的振幅为0.5V。其波形图如图5-21(c)所示，振幅频谱图如图5-21(d)所示。 (3)u(t)?cos(?c??)t(V)是表示振幅为1V的单边带调幅波。由于是单频调制，其波形与频率为(?c??)的等幅波相似，如图5-21(e)所示，振幅频谱如图5-21(f)所示。

图5-21 题1的波形图

3

2. 某调幅波表达式为uAM（t）=（5+3cos2π×4×10t）cos2π×465×10t (v)

3

1、画出此调幅波的波形

2、画出此调幅波的频谱图，并求带宽

3、若负载电阻RL＝100Ω，求调幅波的总功率 （10分） 解：1.

2. BW＝2×4kHz＝8kHz 3. Ucm=5 ma=0.6

Pc＝U2cm/2 RL＝125mW PΣ=(1+ m2a/2 )Pc＝147.5mW

63

3. 已知载波电压uC(t)=5cos2π×10t，调制信号电压uΩ(t)=2cos2π×10t，令常数ka＝1。试：

1． 写出调幅表达式；

2． 求调幅系数及频带宽度；

3． 画出调幅波的波形和频谱图。 （12分）

题

一

解：1. ma=kaUΩm/Ucm=0.4

uAM(t)=UCm（1＋macosΩt）cosωCt=5(1+0.4 cos2π×103t) cos2π×106t 2. ma=kaUΩm/Ucm=0.4 BW=2F=2kHz

3. 图（略）

4. 已知：调幅波表达式为

uAM（t）=10（1+0.6cos2π×3×102t+0.3cos2π× 3×103t)cos2π×106t (v)

求：1、调幅波中包含的频率分量与各分量的振幅值。

2、画出该调幅波的频谱图并求出其频带宽度BW。 （12分）

解：1.包含载波分量：频率为1000kHz，幅度为10V

上边频分量：频率为1003kHz，幅度为1.5V 上边频分量：频率为1000.3kHz，幅度为3V 下边频分量：频率为997kHz，幅度为1.5V 下边频分量：频率为999.7kHz，幅度为1.5V 2.

3V 1.5V 10V 1.5V 3V kHz

997 999.7 1000 1000.3 1003

带宽BW＝2×3＝6kHz

================================================================= 第十章 角度调制与解调

6

1、有一调频波信号其表达式为：u（t）= 10cos(2π×10t+10COS2000πt) (V)， 试根据表达式分别确定： 1）最大频偏。10KHz 5）若F增大一倍，UΩ不变，求带宽？24KHz 2）最大相移。10rad 6）若UΩ增大一倍，F 不变，求带宽？42KHz 3）信号带宽。22KHz

4）信号在 100Ω电阻上的平均功率。0.5

2、给定调频波的中心频率fc＝50MHz，最大频偏Δfm＝75kHz，求： 1）当调制信号频率F＝300Hz时，调频指数mf及调频波有效带宽BW 2）当调制信号频率F＝15kHz时，调频指数mf及调频波有效带宽BW

解：1） 调频指数mf=Δfm/F=250rad BW=2(Δfm+F)=150.6kHz 2） 调频指数mf=Δfm/F=5rad BW=2(Δfm+F)=180kHz 3、载波uC=5cos2π×108t (V),调制信号uΩ(t)=cos2π×103t (V) 最大频偏Δfm＝20kHz

求:1）调频波表达式；

2）调频系数mf和有效带宽BW；

3）若调制信号振幅变为3倍，则m’f＝？ BW’＝？

解：1)调频系数mf=Δfm/F=20rad

调频波表达式uFM(t)=UCcos（ωCt＋mfsinΩt）

=5cos（2π×108t＋20sin2π×103t）V

2)调频系数mf=Δfm/F=20rad 有效带宽BW=2(mf+1)F=42kHz

3)m’f＝Δf’m/F=60rad BW’＝2(m’f+1)F=122kHz

4、频率为100MHz的载波被频率为5kHz的正弦信号调频，最大频偏Δfm＝50kHz，求：

题

一

1）调频指数mf及调频波有效带宽BW

2) 如果调制信号的振幅加倍，频率不变时，调频指数mf及调频波有效带宽BW 3) 如果调制信号的振幅和频率均加倍时，调频指数mf及调频波有效带宽BW

解：1)调频系数mf=Δfm/F=10rad 有效带宽BW=2(mf+1)F=110kHz

2)调频系数mf=Δfm/F=20rad 有效带宽BW=2(mf+1)F=210kHz

3)调频系数mf=Δfm/F=10rad 有效带宽BW=2(mf+1)F=220kHz

3

5 设载频fc＝12MHz，载波振幅Ucm＝5V，调制信号uΩ(t)=1.5cos2π×10t，调频灵敏度kf＝25kHz/V，试求：

1) 最大频偏、调频系数和最大相偏；

2) 调制信号频率和调频波中心频率； 3) 调频表达式

4) 调制信号频率减半时的最大频偏和相偏； 5) 调制信号振幅加倍时的最大频偏和相偏。

解：1)最大频偏Δfm=kfU?m=25×1.5=37.5kHz

调频系数mf=Δfm/F=37.5rad 最大相偏??=mf =37.5rad

2)调频系数mf=Δfm/F=37.5rad 调频波表达式uFM(t)=UCcos（ωCt＋mfsinΩt）

=5cos（2π×12×106t＋37.5sin2π×103t）

3)调制信号频率为1kHz, 调频波中心频率为12MHz

4)最大频偏Δfm=kfU?m=25×1.5=37.5kHz 最大相偏??=mf =75rad 5)最大频偏Δfm=kfU?m=25×3=75kHz 最大相偏??=mf =75rad

看完必过啊