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文檔簡介

高頻電路復(fù)習(xí)緒論 簡單振蕩(諧振)回路基本要求掌握電阻(器)、電容(器)和電感(器)的物理特性、等效電路和基本計(jì)算方法。 掌握選頻網(wǎng)絡(luò)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用振蕩回路是由電感和電容組成。只有一個(gè)回路的振蕩回路稱為簡單振蕩回路或單振蕩回路,分為串聯(lián)諧振回路或并聯(lián)諧振回路。串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路由于阻抗較小,在電路中常用作選頻和濾波網(wǎng)絡(luò),串聯(lián)諧振回路電路如圖1-4(a)所示。 圖1-4 串聯(lián)諧振回路及其特性1 串聯(lián)諧振回路的阻抗阻抗的頻率特性如圖1-4(b) 所示,在低頻時(shí)表現(xiàn)為容抗性質(zhì),在高頻時(shí)表現(xiàn)為感抗性質(zhì),其中阻抗的幅頻特性如圖1-() 所示,阻抗的相頻特性如圖1-() 所示. 圖1-5 串聯(lián)諧振回路阻的頻率特性2 串聯(lián)諧振回路的諧振頻率而叫作串聯(lián)諧振回路的特征阻抗。3 串聯(lián)諧振回路的諧振電流4 串聯(lián)諧振時(shí)元件上的電壓5 串聯(lián)諧振回路的頻率特性串聯(lián)諧振回路的頻率特性定義為在串聯(lián)諧振回路兩端電壓大小保持不變時(shí),任意頻率下的回路電流與諧振電流o之比,即6 串聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù) 定義 叫串聯(lián)諧振回路的頻率特性7 串聯(lián)諧振回路的頻率特性的表示式令為廣義失諧,則式可寫成 8 串聯(lián)諧振回路的諧振曲線圖 串聯(lián)諧振回路歸一化的幅頻特性曲線 9 串聯(lián)諧振回路的通頻帶保持外加信號(hào)的幅值不變而改變其頻率,當(dāng)回路電流值下降為諧振時(shí)回路電流值的時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率,稱為半功率點(diǎn)頻率;兩個(gè)半功率點(diǎn)頻率之間的范圍稱為回路的通頻帶,也稱回路帶寬,通常用B0.7來表示。 通頻帶為 并聯(lián)諧振回路 并聯(lián)諧振回路由于阻抗較大,且有阻抗變換功能,在電路中除用作選頻和濾波網(wǎng)絡(luò)外,常直接作為放大器的負(fù)載使用。并聯(lián)諧振回路即其等效電路如圖1-8(a)(b)所示。 ()并聯(lián)諧振回路 (b)等效電1 并聯(lián)諧振回路的阻抗當(dāng)0Lr 時(shí),令為回路的品質(zhì)因數(shù),則2 并聯(lián)諧振的諧振頻率3 并聯(lián)諧振回路的諧振電阻并聯(lián)諧振回路在諧振時(shí)的阻抗最大,為純電阻R0叫作回路的諧振電阻阻抗的歸一化幅頻特性如圖所示,阻抗的相頻特性如圖1-9(b) 所示. (a)阻抗的幅頻特性; (b)阻抗的相頻特性 圖2 并聯(lián)諧振回路阻抗歸一化的幅頻特性和相頻特性曲線4 并聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù) 還可以得到,回路的品質(zhì)因數(shù) 5 并聯(lián)諧振回路的諧振時(shí)電6 并聯(lián)諧振回路的諧振時(shí)支路電流7并聯(lián)諧振回路頻率特性其幅頻特性為 其相頻特性為9 并聯(lián)諧振回路的通頻帶 阻抗的串并聯(lián)等效轉(zhuǎn)換(a)阻抗的并聯(lián)等效 (b) 阻抗的串聯(lián)等效 阻抗轉(zhuǎn)換公式 或當(dāng)Q1時(shí),簡化為: Rp Q2RsXp Xs 高Q串聯(lián)電路轉(zhuǎn)換為并聯(lián)電路后,RP為串聯(lián)電路RS的Q2倍,而XP與串聯(lián)電路XS基本相同抽頭并聯(lián)振蕩回路常見抽頭振蕩回路幾種常見抽頭振蕩回路如圖所示。 圖 幾種常見抽頭振蕩回路接入系數(shù)p定義為接入部分的相應(yīng)阻抗與振蕩回路中相應(yīng)總阻抗之比。電感抽頭接入回路與間有互感Mp =( L2+M)/(L1+ L2+2M)= ( L2+M)2/(L1+ L2+2M)電感抽頭接入回路與間完全耦合p =(L2+M)/(L1+ L2+2M)=N2/N1 阻抗的電容抽頭接入 其接入系數(shù)p可以直接用阻抗比值求出: 例1設(shè)一放大器以簡單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載,信號(hào)中心頻率fs=10MHz,回路電容C=50pF,(1)試計(jì)算所需的線圈電感值。(2)若線圈品質(zhì)因數(shù)Q=100,試計(jì)算回路諧振電阻及回路帶寬。(3)若放大器所需的帶寬B=0.5MHz,則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿足放大器所需帶寬要求?解(1)計(jì)算L值。將f0=fs=10MHz代入,得(2)回路諧振電阻 回路帶寬為 (3)求滿足0.5MHz帶寬的并聯(lián)電阻。設(shè)回路上并聯(lián)電阻為R1,并聯(lián)后的總電阻為R1R0,總的回路有載品質(zhì)因數(shù)為QL。由帶寬公式,有 此時(shí)要求的帶寬B=0.5MHz,故QL=20回路總電阻為需要在回路上并聯(lián)7.97 k的電阻。例2如圖1-16,抽頭回路由電流源激勵(lì),忽略回路本身的固有損耗,試求回路兩端電壓u(t)的表示式及回路帶寬。圖1-16 例2的電路解:由于忽略了回路本身的固有損耗,因此可以認(rèn)為Q。由圖可知,回路電容為 諧振角頻率為電阻R1的接入系數(shù)等效到回路兩端的電阻為回路兩端電壓u(t)與i(t)同相,電壓振幅Um=ImR=2V,故輸出電壓為回路有載品質(zhì)因數(shù)回路帶寬 高頻小信號(hào)放大器基本要求掌握高頻小信號(hào)放大器的電路組成、晶體管工作的內(nèi)部物理機(jī)理、高頻參數(shù)、高頻等效電路、y參數(shù)等效電路。掌握高頻小信號(hào)放大器輸入阻抗、輸出阻抗、放大倍數(shù)計(jì)算公式的使用。理解高頻小信號(hào)放大器的內(nèi)部反饋及穩(wěn)定工作條件, 掌握消除內(nèi)部反饋的原理與基本方法。握電路噪聲的計(jì)算。掌握噪聲系數(shù)的概念及計(jì)算。 高頻晶體管的y參數(shù)等效電路共發(fā)射極晶體管如圖3-1所示,把晶體管看作四端(兩端口)網(wǎng)絡(luò),存在輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流,四個(gè)參量、,如果把其中的兩個(gè)參量作自變量,另兩個(gè)參量作為自變量的函數(shù)。就可得A,H,Y,Z等四種參量的參數(shù)方程,存在著四種不同的等效電路,這種等效電路就稱為參數(shù)等效電路。 圖3-1 共發(fā)射極高頻晶體管 在高頻電子電路中,常以 和 為自變量,則可以寫出:和 的參數(shù)方程: 這組方程稱為高頻晶體管的y 參數(shù)方程,其中 稱為輸出短路時(shí)的輸入導(dǎo)納 稱為輸入短路時(shí)的反向傳輸導(dǎo)納; 稱為輸出短路時(shí)的正向傳輸導(dǎo)納; 稱為輸入短路時(shí)的輸出導(dǎo)納。 由y參數(shù)方程可得高頻晶體管的y參數(shù)等效電路如圖3-2所示。圖3-2晶體管的y參數(shù)等效電路若為共發(fā)射極電路則,;,;單調(diào)諧回路諧振放大器晶體管諧振放大器常由多級(jí)單調(diào)諧回路諧振放大器組成如圖3-6所示。圖3-6多級(jí)單調(diào)諧諧振回路放大器1 放大器的輸入導(dǎo)納單級(jí)單調(diào)諧回路諧振放大器是分析多級(jí)單調(diào)諧回路諧振放大器的基礎(chǔ),其電路如圖3-7所示,其中直流偏置由Rb1、Rb2 、Re來實(shí)現(xiàn),Cb 、Ce為高頻旁路電容。圖3-7單級(jí)單調(diào)諧諧振回路放大器單級(jí)單調(diào)諧諧振回路放大器的y參數(shù)等效電路如圖3-8所示,由圖可得: 圖3-8單級(jí)調(diào)諧放大器的y參數(shù)等效電路放大器的輸入導(dǎo)納Yi為 其中YLce為向右看的等效導(dǎo)納。2 放大器的輸出導(dǎo)納根據(jù)輸出導(dǎo)納的定義,畫出求單調(diào)諧諧振回路放大器輸出導(dǎo)納的y參數(shù)等效電路如圖3-9所示。圖3-9 求輸出導(dǎo)納的y參數(shù)等效電路可得,放大器的輸出導(dǎo)納o為可以看出,由于yre的存在,使得放大器的輸出導(dǎo)納YO不僅與晶體管的輸出導(dǎo)納有關(guān),而且還與放大器的輸入端信號(hào)源的內(nèi)導(dǎo)納Ys有關(guān)。也就是說,Ys的變化會(huì)引起放大器輸出導(dǎo)納Yo變化。根據(jù)單級(jí)調(diào)諧放大器的y參數(shù)等效電路, 把信號(hào)源和負(fù)載等效到諧振回路兩端,可得單調(diào)諧放大器簡化等效電路如圖3-10所示 圖 3-10 單調(diào)諧放大器等效到諧振回路端的y參數(shù)等效電路圖 1 放大器的電壓增益由上圖得調(diào)諧回路端的導(dǎo)納其中= +p12goe+p22gie =C+ p12Coe+p22Cie放大器諧振時(shí),對(duì)應(yīng)的諧振頻率為, 則 電壓增益的大小用其模表示, 2 諧振曲線放大器的諧振曲線是表示放大器的相對(duì)電壓增益與輸入信號(hào)頻率的關(guān)系。 由于晶體管放大器的工作頻率f與f0相差不大,所以式中,稱為絕對(duì)失諧。令為廣義失諧。代入上式得取模得圖3-11是諧振特性曲線的兩種形式:圖3-11放大器的諧振特性(1)以工作頻率f為橫坐標(biāo) (2)以廣義失諧為橫坐標(biāo)3 放大器的通頻帶通頻帶的定義是,時(shí)所對(duì)應(yīng)的 為放大器的通頻帶。根據(jù)定義得則故4 放大器的矩形系數(shù)根據(jù)矩形系數(shù)的定義 所以電阻熱噪聲電阻R的熱噪聲功率譜密度為S(f)=4kTR (2-6)式中,k=1.3810-23J/K為波爾茲曼常數(shù);T為電阻的絕對(duì)溫度值(K)。圖2-3(a)所示的實(shí)際電阻的熱噪聲等效電路可以用圖2-3(b)所示的一個(gè)噪聲電壓源和一個(gè)無噪聲的電阻R串聯(lián)等效,也可用如圖2-3(c)所示的一個(gè)噪聲電流源和一個(gè)無噪聲的電導(dǎo)g并聯(lián)等效。(a)實(shí)際電阻 (b)串聯(lián)等效 (c)并聯(lián)等效圖2-3 噪聲的等效電路等效電流源晶體三極管的噪聲主要有四個(gè)來源。(1).熱噪聲(2).散粒噪聲(3).分配噪聲(4).閃爍噪聲場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲(1) 由柵極內(nèi)電荷不規(guī)則起伏所引起的噪聲(2) 散粒噪聲(3) 溝道電阻產(chǎn)生的熱噪聲(4) 閃爍噪聲多級(jí)放大器的噪聲系數(shù)圖2-14 兩級(jí)大器的噪聲系數(shù)兩級(jí)放大器的總噪聲系數(shù)為高頻功率放大器基本要求了解高頻功率放大器的工作原理及特點(diǎn)。理解高頻功率放大器動(dòng)態(tài)特性的含義,三種工作狀態(tài)的特點(diǎn)及判別。掌握欠壓、臨界狀態(tài)下功放性能指標(biāo)的估算方法。了解高頻功率放大器實(shí)際電路中的直流饋電方法和阻抗匹配的概念。諧振功率放大器的折線分析法和集電極余弦脈沖電流的分解在大信號(hào)條件下,晶體管高頻功率放大器的輸入特性可近似為折線,集電極電流余弦脈沖可由脈沖高度和通角c來確定.1 余弦脈沖電流的分解設(shè)激勵(lì)信號(hào)為,則.考慮輸入為等幅波,采用理想的高頻濾波,流過晶體管理的電流可表示為:可以看出,是周期性余弦脈沖。(1)導(dǎo)通角當(dāng)=時(shí),C=0,所以(2)集電極電流余弦脈沖的最大值 (3)集電極電流余弦脈沖的最大值代入(4-3)式又其中直流、 基波(信號(hào)頻率分量)和各次諧波分量的大小和幅度可由積分求出為: 諧振功率放大器的功率,效率在諧振功率放大器中,直流電源為Vcc,由于諧振回路的選頻作用,只有一次諧波在諧振回路兩端形成電壓輸出, 得到集電極電路中高頻輸出功率PO為. 集電極電源供給的功率P=為耗散在晶體管集電結(jié)中的熱能Pc為PC= P=-P0 4-13)直流輸入功率與集電極高頻輸出功率之比定義為集電極效率其中為集電極電電壓利用系數(shù)。例題:某諧振功率放大器的中介回路與天線回路均已調(diào)好,轉(zhuǎn)移特性如圖二所示,已知|VBB|=1.5V,VBZ=0.6V,=70,VCC=24V,= 0.9,中介回路Q0=100,QL=10,cos70=0.34,(70)=0.436,試計(jì)算集電極的輸出功率Po和天線功率PA。 解:根據(jù)求得Vb根據(jù)圖2可求得轉(zhuǎn)移特性的斜率 求得 由得例題:一諧振功放的動(dòng)態(tài)特性曲線如圖所示,坐標(biāo)為:A點(diǎn),;B點(diǎn),已知集電極直流電源。(1)說明放大器工作于什么狀態(tài);(2)求直流電源提供的功率、高頻輸出功率、集電極損耗功率、集電極效率。(3)求集電極負(fù)載電阻RP的值。已知;解()由于動(dòng)態(tài)特性的A點(diǎn)在臨界線上,因此放大器工作在臨界狀態(tài)。() 由得;。諧振回路兩端形成電壓的幅值為:放大器輸出的高頻功率為:直流電源提供的功率為:耗散在晶體管集電結(jié)的功率Pc為晶體管集電極效率(3)集電極等效負(fù)載電阻RP的值 已知諧振功率放大器輸出功率Po4W,C60,VCC20V,試求Pc和Ic0。若保持Po不變,將C提高到80,試問Pc和Ic0減小多少? 解:已知Po4W,C60,VCC20V,則PDC=Po/C =4/0.66.67WPc= PDC Po=6.674=3.67WIc0= PDC / VCC =6.67/20(A) 333.3mA若保持Po不變,將C提高到80 ,則Po/CPo=4/0.84=54=1W3.671=2.67W(A)=83mA 已知諧振功率放大器VCC20V,Ic0250mA,Po4W,Ucm0.9VCC,試求該放大器的PDC、Pc、C和Ic1m為多少?解:已知VCC20V,Ic0250mA,Po4W,Ucm0.9VCC,則PDC= VCC Ic0200.25=5WPc= PDCPo=54=1WC = Po / PDC =4/5=80%Ucm0.9VCC=0.920=18VIc1m2Po /Ucm24/18444.4mA已知諧振功率放大器VCC30V,Ic0100mA,Ucm28V,600,g1()1.8,試求Po、RP和C為多少?解:已知VCC30V,Ic0100mA,Ucm28V,600,g1()1.8,則PDC= VCC Ic0300.1=3WUcm / VCC28/300.93Cg1()1.80.93=83.7%Po =CPDC =0.83732.51W由于,則156.2諧振功率放大器原來工作在臨界狀態(tài),若集電極回路稍有失諧,放大器的Ic0、Ic1m將如何變化?Pc將如何變化?有何危險(xiǎn)?解:工作在臨界狀態(tài)的諧振功率放大器,若集電極回路失諧,等效負(fù)載電阻Rp將減小,放大器的工作狀態(tài)由臨界變?yōu)榍穳海琁c0、Ic1m都將增大,另外,由于集電極回路失諧,iC與uCE不再是反相,即iC的最大值與uCE最小值不會(huì)出現(xiàn)在同一時(shí)刻,從而使管耗Pc增大,失諧過大時(shí)可能損壞三極管。正弦波振蕩器基本要求充分理解反饋型正弦振蕩原理,即平衡條件、起振條件和穩(wěn)定條件的含義,并能以此為依據(jù)分析各類振蕩電路。掌握LC振蕩電路的構(gòu)成規(guī)則。能夠熟練畫出各種LC三點(diǎn)式振蕩器的交流通路,判別其類型及估算振蕩頻率和反饋系數(shù)。了解起振條件的估算方法及穩(wěn)幅原理。理解晶體振蕩器的電抗特性及穩(wěn)頻原理。掌握晶體振蕩器的類型、判別方法及其特點(diǎn)。例: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;例晶體振蕩電路如圖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。振幅調(diào)制及解調(diào)基本要求掌握振幅調(diào)制的類型及已調(diào)信號(hào)的基本特性。深刻理解非線性電阻(導(dǎo))器件的相乘作用及其實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻譜搬移的原理。理解時(shí)變電路中非線性器件的時(shí)變電導(dǎo)特性。掌握非線性時(shí)變電路的分析方法。理解并掌握調(diào)幅信號(hào)解調(diào)的原理、類型及實(shí)現(xiàn)模型。掌握二極管包絡(luò)檢波器的工作原理和性能參數(shù)的估算方法。掌握乘積型和疊加型同步檢波器的組成原理及分析方法。1普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式(1)普通調(diào)幅波的一般表達(dá)式普通調(diào)幅波(amplitude modulation)用AM表示。 (-2)()單頻調(diào)幅波的表達(dá)式常用單頻信號(hào)代表調(diào)制信號(hào),有 (-3)其中和分別為單頻調(diào)制信號(hào)的角頻率(單位為rad/s)和頻率(單位為Hz)。通常滿足。則普通調(diào)幅波的振幅為:上式是單頻調(diào)制時(shí)普通調(diào)幅波的表達(dá)式。式中稱為包絡(luò)函數(shù)。而為調(diào)幅系數(shù)(調(diào)幅度)。1) 載波頻率 2) 每個(gè)邊頻功率i. 3) 調(diào)制一周內(nèi)的平均總功率(例已知調(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。,檢波電路的功能 檢波電路的功能是從調(diào)制信號(hào)中不失真的解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)。當(dāng)輸入信號(hào)為高頻等幅波時(shí),檢波器輸出電壓為直流電壓。當(dāng)輸入信號(hào)為脈沖調(diào)制調(diào)幅信號(hào)的時(shí),檢波器輸出電壓為脈沖波。從信號(hào)的頻譜來看,檢波電路的功能是將已調(diào)波的邊頻或邊帶信號(hào)頻譜般移到原調(diào)制信號(hào)的頻譜處。 檢波電路的分類檢波電路可分為兩大類,包絡(luò)檢波和同步檢波。包絡(luò)檢波是指檢波器的輸出電壓直接反映輸入高頻調(diào)幅波包絡(luò)變化規(guī)律的波形特點(diǎn),顯然只適合于普通調(diào)幅波的解調(diào)。同步檢波主要應(yīng)用于雙邊帶調(diào)幅波和單邊帶調(diào)幅波的解調(diào)。1) 檢波器傳輸系數(shù)Kd檢波系數(shù)、檢波效率,是用來描述檢波器對(duì)輸入已調(diào)信號(hào)的解調(diào)能力或效率的一個(gè)物理量。若輸入載波電壓振幅為Um,輸出直流電壓為Uo,則Kd定義為輸入電阻Ri 檢波器的輸入阻抗包括輸入電阻Ri及輸入電容Ci,如圖68所示。輸入電阻是輸入載波電壓的振幅Um與檢波器電流的基頻分量振幅I1之比值,即 3檢波器的失真1)惰性失真 圖69 惰性失真的波形為了避免產(chǎn)生惰性失真,必須在任何一個(gè)高頻周期內(nèi),使電容C通過R放電的速度大于或等于包絡(luò)的下降速度,即不失真條件如下:)圖610底部切削失真要避免底部切削失真,應(yīng)滿足例:畫出下列已調(diào)波的波形和頻譜圖(設(shè)c=5)。(1)u(t)=(1+sint)sinct;(2)u(t)=(1+0.5cost)cosct;(3)u(t)=2 costcosct。解:(1)為ma=1的普通調(diào)幅波,其波形與頻譜圖如下圖(a)、(b)所示;(2)為ma=0.5的普通調(diào)幅波,其波形與頻譜圖如下圖(c)、(d)所示;(3)為雙邊帶調(diào)幅波,其波形與頻譜圖如下圖(e)、(f)所示。例: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? 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。例: 圖6-17所示是一個(gè)小信號(hào)調(diào)諧放大器和二極管檢波器的電路圖。調(diào)諧放大器的諧振頻率為10.7MHz,=4H, =80, =10, =4, =5,其余參數(shù)如電路圖所示,晶體三極管的參數(shù),=2860s,=18pF,=200s,=7pF,=45ms,=-54,=0,二極管的導(dǎo)通電阻=100, =0。圖6-17調(diào)諧放大器與檢波器若,試求:檢波器輸出電壓。圖6-18放大器的等效電路解 (1)小信號(hào)調(diào)諧放大器的計(jì)算圖6-18所示是本題小信號(hào)調(diào)諧放大器的等效電路。其中,為二極管大信號(hào)檢波器的等效輸入電阻。其值為。為電感的空載損耗電導(dǎo),由,可得由等效電路可知 放大器輸出電壓的振幅(2)二極管檢波器計(jì)算簡述集電極調(diào)幅的工作原理。答: 集電極調(diào)幅也是利用三極管的非線性特性,用調(diào)制信號(hào)來改變丙類諧振功率放大器的集電極電源電壓,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)幅的,功率放大器工作于過壓狀態(tài)時(shí),集電極電流的基波分量振幅與集電極偏置電壓成線性關(guān)系。因此,要實(shí)現(xiàn)集電極調(diào)幅,應(yīng)使放大器工作在過壓狀態(tài)。集電極調(diào)幅與諧振功率放大器的區(qū)別是集電極調(diào)幅電路的等效集電極電源VCC(t)隨調(diào)制信號(hào)變化。集電極調(diào)幅效率較高,適用于較大功率的調(diào)幅發(fā)射機(jī)中。某非線性器件的伏安特性為i=b1u+b3u3,試問它能否實(shí)現(xiàn)調(diào)幅?為什么?如不能,非線性器件的伏安特性應(yīng)具有什么形式才能實(shí)現(xiàn)調(diào)幅?解:不能實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。因?yàn)榉蔷€性器件的伏安特性中只有包含二次方項(xiàng),這樣才能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)的相乘,即實(shí)現(xiàn)頻率變換(頻率的加減),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。已知二極管大信號(hào)包絡(luò)檢波器的RL=220K,CL=100pF,設(shè)Fmax=6KHZ,為避免出現(xiàn)惰性失真,最大調(diào)幅系數(shù)應(yīng)為多少?解:已知RL=220k,CL=100pF,F(xiàn)max=6kHZ,根據(jù)不產(chǎn)生惰性失真的條件RLCL 得 0.77角度調(diào)制電路與解調(diào)基本要求掌握調(diào)頻波和調(diào)相波的頻率、相位隨調(diào)制信號(hào)變化的規(guī)律。充分理解調(diào)角波的頻譜結(jié)構(gòu)、帶寬及能量分布。深刻理解調(diào)角波參數(shù):最大頻偏和相偏;調(diào)頻(相)指數(shù)的含義及與調(diào)制信號(hào)的關(guān)系。掌握間接調(diào)頻的原理。理解矢量合成法、可變移相法和可變時(shí)延法調(diào)相的原理及實(shí)現(xiàn)模型。深刻理解相位鑒頻的原理及其鑒頻特性。比例鑒頻器的電路原理及特點(diǎn)。 對(duì)具有理想頻幅轉(zhuǎn)換的斜率鑒頻器和理想頻相轉(zhuǎn)換的相位鑒頻器,應(yīng)掌握其鑒頻特性的定量分析。 調(diào)角波的瞬時(shí)相位、瞬時(shí)頻率和數(shù)學(xué)表達(dá)式1 調(diào)相波(1) 一般調(diào)相波的一般表示式為 調(diào)相波的瞬時(shí)角頻率為 (2) 單頻調(diào)相波調(diào)制信號(hào)f(t)用單頻正弦信號(hào)u(t)表示,則因此單頻調(diào)相波的表示式為 式中,mp為調(diào)相波的調(diào)制指數(shù),其值為mp= kpUm單頻調(diào)相波的瞬時(shí)角頻率為 單頻調(diào)相波的最大頻移pm為2 調(diào)頻波調(diào)頻波的瞬時(shí)相位為 則調(diào)頻波的一般表示式為 單頻調(diào)頻波 調(diào)頻波的最大頻移fm為 單頻調(diào)頻波的一般表示式為式中,mf為調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù),其值為調(diào)角波的頻譜為了處理與傳輸傳輸調(diào)角信號(hào),需要確定系統(tǒng)的帶寬,就必須對(duì)調(diào)角波的頻譜進(jìn)行分析。單頻調(diào)制時(shí),調(diào)頻波和調(diào)相波的表達(dá)式是相似的,因此,它們具有相同的頻譜。只不過調(diào)頻波調(diào)制指數(shù)用mf,調(diào)相波調(diào)制指數(shù)用mp。一、雙失諧回路鑒頻器例題:已知載波頻率f0=100MHz,調(diào)制信號(hào)V,已調(diào)波輸出電壓幅值=5V,其頻譜圖如圖五所示,說明它是什么已調(diào)波,若帶寬B=8KHZ試寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式,并畫出其示意波形圖。 解:由頻譜圖可知該調(diào)制信號(hào)為調(diào)角波,由于B=8KHz=2(m+1)F,而所以m=3若為調(diào)頻波則若為調(diào)相波則調(diào)頻波波形示意圖如圖所示例題:調(diào)角波的表達(dá)式為,試確定:(1)載波頻率調(diào)制信號(hào)頻率(2)調(diào)制指數(shù)(3)最大頻偏(4)通頻帶(5)該調(diào)角波在的天線負(fù)載上產(chǎn)生的平均功率解:(1) (2)m=5 (3). (4). (5)例: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。例:有一個(gè)AM和FM波,載頻均為1MHz,調(diào)制信號(hào)均為(t)=0.1sin(2103t) V。FM靈敏度為kf =1kHz/V,動(dòng)態(tài)范圍大于20 V。(1)求AM波和FM波的信號(hào)帶寬;(2)若(t)=20sin(2*103t) V,重新計(jì)算AM波和FM波的帶寬;(3)由此(1)、(2)可得出什么結(jié)論。解(1) 根據(jù)已知條件,調(diào)制信號(hào)頻率F=1000HzAM調(diào)幅時(shí),信號(hào)帶寬為B=2F=21000=2000Hz。FM調(diào)制時(shí),fm=0.1kf=100Hz, 則調(diào)頻信號(hào)帶寬為BS=2(fm+F)= 2(100+1000)=2200Hz.(2) 若(t)=20sin(2*103t),則: AM調(diào)幅時(shí),信號(hào)帶寬仍然B=2F=21000=2000Hz。 但在FM調(diào)制時(shí),fm=20kf=20kHz, 則調(diào)頻信號(hào)帶寬為 BS=2(fm+F)= 2(20+1)=42kHz.(2) 比較(1)和(2)的結(jié)果,可以看到,AM調(diào)幅時(shí)的信號(hào)帶寬只取決于調(diào)制信號(hào)的頻率,而與調(diào)制信號(hào)的大小無關(guān)。對(duì)于FM調(diào)制,在窄帶調(diào)制時(shí),信號(hào)帶寬基本上等于AM信號(hào)帶寬,但在寬帶調(diào)制時(shí),主要取決于調(diào)制靈敏度和調(diào)制信號(hào)的振幅,帶寬基本不隨調(diào)制信號(hào)頻率改變。載波振蕩頻率fc=25MHZ,振幅Ucm=4V;調(diào)制信號(hào)為單頻余弦波,頻率為F=400HZ;最大頻偏fm=10kHZ。 (1) 分別寫出調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式。(2) 若調(diào)制頻率變?yōu)? kHZ,其他參數(shù)均不變,再分別寫出調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式。解:(1)因?yàn)?,所以所以:?)如果F=2KHz,則近而可寫出調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式:若調(diào)頻波的中心頻率fc=100MHZ,最大頻偏fm=75kHZ,求最高調(diào)制頻率Fmax為下列數(shù)值時(shí)的mf和帶寬:(1) Fmax=400 HZ;(2) Fmax=3kHZ;(3) Fmax=15kHZ。 解:(1),(2),(3),一、 選擇題:1 二極管峰值包絡(luò)檢波器適用于哪種調(diào)幅波的解調(diào) ( C )A單邊帶調(diào)幅波 B抑制載波雙邊帶調(diào)幅波C普通調(diào)幅波 D殘留邊帶調(diào)幅波 2欲提高功率放大器的效率,應(yīng)使放大器的工作狀態(tài)為 ( D )A甲類 B乙類 C甲乙類 D丙類 3為提高振蕩頻率的穩(wěn)定度,高頻正弦波振蕩器一般選用 ( B )ALC正弦波振蕩器 B晶體振蕩器 CRC正弦波振蕩器 4變?nèi)荻O管調(diào)頻器實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻的條件是變?nèi)荻O管的結(jié)電容變化指數(shù)為 ( C )A1/3 B1/2 C2 D4 5若載波uC(t)=UCcosCt,調(diào)制信號(hào)u(t)= Ucost,則調(diào)相波的表達(dá)式為 ( B )AuPM(t)=UCcos(Ctmfsint) BuPM(t)=UCcos(Ctmpcost)CuPM(t)=UC(1mpcost)cosCt DuPM(t)=kUUCcosCtcost6某單頻調(diào)制的普通調(diào)幅波的最大振幅為10v,最小振幅為6v,則調(diào)幅系數(shù)ma為 ( C ) A0.6 B0.4 C0.25 D0.17某丙類諧振功率放大器工作在臨界狀態(tài),若保持其它參數(shù)不變,將集電極直流電源電壓增大,則放大器的工作狀態(tài)將變?yōu)?( D ) A過壓 B弱過壓 C臨界 D欠壓8下圖所示框圖能實(shí)現(xiàn)何種功能? ( C ) 其中us(t)= Uscosstcost, uL(t)= ULcosLt A振幅調(diào)制 B調(diào)幅波的解調(diào) C混頻 D鑒頻 9二極管峰值包絡(luò)檢波器,原電路正常工作。若負(fù)載電阻加倍,會(huì)引起( A )A惰性失真 B底部切割失真 C惰性失真和底部切割失真 10試用自激振蕩的相位條件判別下圖能產(chǎn)生自激振蕩的電路 ( D ) A B C D 11若載波uC(t)=UCcosCt,調(diào)制信號(hào)u(t)= Ucost,則調(diào)頻波的表達(dá)式為 ( A )AuFM(t)=UCcos(Ctmfsint) BuFM(t)=UCcos(Ctmpcost)CuFM(t)=UC(1mpcost)cosCt DuFM(t)=kUUCcosCtcost 12二極管峰值包絡(luò)檢波器,原電路正常工作。若加大調(diào)制頻率,會(huì)引起 ( A ) A惰性失真 B底部切割失真 C惰性失真和底部切割失真 13同步檢波器要求接收端載波與發(fā)端載波 ( C ) A頻率相同、幅度相同 B相位相同、幅度相同 C頻率相同、相位相同 D頻率相同、相位相同、幅度相同 14屬于頻譜的線性搬移過程的有 ( A )A振幅調(diào)制 B頻率調(diào)制 C相位調(diào)制 D角度解調(diào)15正弦振蕩器中選頻網(wǎng)絡(luò)的作用是 ( A ) A產(chǎn)生單一頻率的正弦波 B提高輸出信號(hào)的振幅 C保證電路起振16 石英晶體諧振于fs時(shí),相當(dāng)于LC回路的 ( A ) A串聯(lián)諧振現(xiàn)象 B并聯(lián)諧振現(xiàn)象 C自激現(xiàn)象 D 失諧現(xiàn)象17判斷下圖是哪一類振蕩器 ( C ) A電感三點(diǎn)式 B電容三點(diǎn)式 C改進(jìn)的電容三點(diǎn)式 D 變壓器耦合式 18若載波uC(t)=UCcosCt,調(diào)制信號(hào)u(t)= Ucost,則普通調(diào)幅波的表達(dá)式為( C )AuAM(t)=UCcos(Ctmasint) BuAM(t)=UCcos(Ctmacost)CuAM(t)=UC(1macost)cosCt DuAM(t)=kUUCcosCtcost 19在高頻放大器中,多用調(diào)諧回路作為負(fù)載,其作用不包括 ( D ) A選出有用頻率 B濾除諧波成分 C阻抗匹配 D產(chǎn)生新的頻率成分 20惰性失真和負(fù)峰切割失真是下列哪種檢波器特有的失真 ( B ) A小信號(hào)平方律檢波器 B大信號(hào)包絡(luò)檢波器 C同步檢波器 21調(diào)制的描述 ( C )A 用載波信號(hào)去控制調(diào)制信號(hào)的某一個(gè)參數(shù),使該參數(shù)按特定的規(guī)律發(fā)生變化。B 用調(diào)制信號(hào)去控制載波信號(hào)的某一個(gè)參數(shù),使該參數(shù)按特定的規(guī)律發(fā)生變化。C 用調(diào)制信號(hào)去控制載波信號(hào)的某一個(gè)參數(shù),使該參數(shù)隨調(diào)制信號(hào)的規(guī)律發(fā)生變化。 22在波形上它的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)形狀完全相同的是 ( A )AAM BDSB CSSB DVSB23直接調(diào)頻與間接調(diào)頻相比,以下說法正確的是 ( C )A直接調(diào)頻頻偏較大,中心頻率穩(wěn)定 B間接調(diào)頻頻偏較大,中心頻率不穩(wěn)定C直接調(diào)頻頻偏較大,中心頻率不穩(wěn)定 D間接調(diào)頻頻偏較大,中心頻率穩(wěn)定 24小信號(hào)調(diào)諧放大器主要用于無線通信系統(tǒng)的 ( B )A發(fā)送設(shè)備 B接收設(shè)備 C發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備25高頻功率放大器主要工作在 ( D )A甲類 B乙類 C甲乙類 D丙類 26若載波uC(t)=UCcosCt,調(diào)制信號(hào)u(t)= Ucost,則雙邊帶調(diào)幅波的表達(dá)式為( D )AuDSB(t)=UCcos(Ctmasint) BuDSB(t)=UCcos(Ctmacost)CuDSB(t)=UC(1macost)cosCt DuDSB(t)=kUUCcosCtcost 27單頻調(diào)制時(shí),調(diào)頻波的最大頻偏fm正比于 ( A )AU Bu(t) C28用雙蹤示波器觀察到下圖所示的調(diào)幅波,根據(jù)所給的數(shù)值,它的調(diào)幅度為 ( C ) A0.2 B0.8 C0.67 D0.1 29檢波并經(jīng)隔直電容后的信號(hào)成份有 ( D )A調(diào)幅波、低頻、直流 B等幅載波和上下邊頻C等幅載波、低頻、直流 D低頻信號(hào)30下列哪種說法是正確的 ( C )A 同步檢波器要求接收端載波與發(fā)端載波頻率相同、幅度相同 B 同步檢波器要求接收端載波與發(fā)端載波相位相同、幅度相同C 同步檢波器要求接收端載波與發(fā)端載波頻率相同、相位相同 D 同步檢波器要求接收端載波與發(fā)端載波頻率相同、相位相同、幅度相同31檢波的描述是 ( A )A調(diào)幅信號(hào)的解調(diào) B調(diào)頻信號(hào)的解調(diào) C調(diào)相信號(hào)的解調(diào)32.已知某高頻功率放大器原工作在臨界狀態(tài),當(dāng)改變電源電壓時(shí),管子發(fā)熱嚴(yán)重,說明功放管進(jìn)入了 ( A ) A.欠壓狀態(tài) B.過壓狀態(tài) C.仍在臨界狀態(tài) 33.石英晶體諧振器,工作在等效阻抗最小情況是 ( A )A.串聯(lián)諧振頻率fs B.并聯(lián)諧振頻率fp C.串聯(lián)諧振頻率fs與并聯(lián)諧振頻率fp之間 D.工作頻率 34.下面哪一種振蕩器的頻率穩(wěn)定度最高 ( D ) A.互感反饋 B.克拉潑電路 C.西勒電路 D.石英晶體35.如下圖a、b、c、d所示電路。R、C為正常值,二極管為折線特性能完成檢波的電路是 ( C ) 36.丙類功率放大器,若要求效率高,應(yīng)工作在狀態(tài)是 ( D )A.欠壓 B.過壓 C.臨界 D.弱過壓37.調(diào)幅信號(hào)中包含信息的信號(hào)是 ( B )A.載波 B.邊帶信號(hào) C.代表語音或電碼的低頻信號(hào) 38.已知并聯(lián)諧振回路fp=10MHz,BW0.7=150KHz,C=50pF.求回路的Qp ( B ) A.0.0667 B.66.7 C.33.339.電容三點(diǎn)式與電感三點(diǎn)式振蕩器相比,其主要優(yōu)點(diǎn)是 ( B )A 電路簡單且易起振 B 輸出波形好C 改變頻率不影響反饋系數(shù) D 工作頻率比較低40.二極管峰值包絡(luò)檢波器,原電路工作正常,若負(fù)載電阻加大,會(huì)引起 ( A ) 惰性失真 底部切削失真 頻率失真 惰性失真及底部切削失真41.某已調(diào)波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為u(t) = 2(1Cos(2103t)Cos2106t ,這是一個(gè)A AM 波 B FM 波 C DSB 波 D SSB 波 ( A )42.調(diào)幅波解調(diào)電路中的濾波器應(yīng)采用 A 帶通濾波器 B 低通濾波器 C 高通濾波器 D 帶阻濾波器43.調(diào)頻波參數(shù)mf 的物理含義是 ( A )A 最大(角)頻偏與調(diào)制信號(hào)(角)頻率的比值。B 調(diào)制信號(hào)振幅與載波振幅之比C 調(diào)頻波的最小頻率與最大頻率之比D 調(diào)頻波的最大相移二、填空題:1放大電路直流通路和交流通路畫法的要點(diǎn)是:畫直流通路時(shí),把 電容 視為開路;畫交流通路時(shí),把 電感 視為短路。2晶體管正弦波振蕩器產(chǎn)生自激振蕩的相位條件是 uf和ui同相 ,振幅條件是 UfUi 。3調(diào)幅的就是用 調(diào)制 信號(hào)去控制 載波信號(hào) ,使載波的 振幅 隨 調(diào)制信號(hào)的 大小變化而變化。4小信號(hào)諧振放大器的主要特點(diǎn)是以 調(diào)諧回路 作為放大器的交流負(fù)載,具有 放大 和 選頻 功能。5石英晶體振蕩器是利用石英晶體的 壓電和反壓電效應(yīng) 工作的,其頻率穩(wěn)定度很高,通??煞譃?串聯(lián)型晶體振蕩器 和 并聯(lián)型晶體振蕩器 兩種。6大信號(hào)包絡(luò)檢波器是利用二極管的 單向?qū)щ娦?和RC網(wǎng)絡(luò)的 充放電 特性工作的。7調(diào)頻有兩種方法,分別稱為 直接調(diào)頻 和 間接調(diào)頻 。8諧振功率放大器通常工作在 丙 類,此類功率放大器的工作原理是:當(dāng)輸入信號(hào)為余弦波時(shí),其集電極電流為 周期性余弦脈沖 波,由于集電極負(fù)載的 選頻 作用,輸出的是與輸入信號(hào)頻率相同的 余弦 波。9通常將攜帶有信息的電信號(hào)稱為 調(diào)制信號(hào) ,未調(diào)制的高頻振蕩信號(hào)稱為 載波 , 通過調(diào)制后的高頻振蕩信號(hào)稱為 已調(diào)波 。10. 丙類諧振功率放大器根據(jù)集電極電流波形的不同,可分為三種工作狀態(tài),分別為 欠壓 狀態(tài)、 臨界 狀態(tài)、 過壓 狀態(tài);欲使功率放大器高效率地輸出最大功率,應(yīng)使放大器工作在 臨界 狀態(tài)。12電容三點(diǎn)式振蕩器的發(fā)射極至集電極之間的阻抗Zce性質(zhì)應(yīng)為 容性 ,發(fā)射極至基極之間的阻抗Zbe性質(zhì)應(yīng)為 容性 ,基極至集電極之間的阻抗Zcb性質(zhì)應(yīng)為 感性 。13解調(diào)是調(diào)制的 逆 過程。振幅調(diào)制信號(hào)的解調(diào)電路稱為振幅 檢波電路 ,它的作用是 從調(diào)幅信號(hào)中不失真地?fù)斐稣{(diào)制信號(hào) 。15.有一中

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