高頻復(fù)習(xí)題第3章高頻信號(hào)放大器

1、第3章 高頻信號(hào)放大器3.1自測(cè)題3.1-1晶體管的截止頻率fß是指當(dāng)短路電流放大倍數(shù)|ß|下降到低頻ß 0的        時(shí)所對(duì)應(yīng)的工作頻率。3.1-2矩形系數(shù)是表征放大器          好壞的一個(gè)物理量。3.1-3消除晶體管yre的反饋?zhàn)饔玫姆椒ㄓ?#160;         和   &#

2、160;       。3.1-4.為了提高效率，高頻功率放大器應(yīng)工作在        狀態(tài)。3.1-5.為了兼顧高的輸出功率和高的集電極效率，實(shí)際中多選擇高頻功率放大器工作在        狀態(tài)。3.1-6.根據(jù)在發(fā)射機(jī)中位置的不同，常將諧振功率放大器的匹配網(wǎng)絡(luò)分為       、    

3、0;  、        三種。3.2 思考題 3.2-1 影響諧振放大器穩(wěn)定性的因素是什么？反向傳輸導(dǎo)納的物理意義是什么？3.2-2聲表面波濾波器、晶體濾波器和陶瓷濾波器各有什么特點(diǎn),各適用于什么場(chǎng)合?3.2-3說(shuō)明f、fT、f和fmax的物理意義。分析說(shuō)明它們之間的關(guān)系3.2-4為什么晶體管在高頻工作時(shí)要考慮單向化或中和,而在低頻工作時(shí),可以不必考慮?3.2-5. 諧振功率放大器工作于欠壓狀態(tài)。為了提高輸出功率，將放大器調(diào)整到臨界狀態(tài)。可分別改變哪些參量來(lái)實(shí)現(xiàn)？當(dāng)改變不同的量時(shí)，放大器輸出功率是否一樣大？3.2

4、-6.為什么高頻功率放大器一般要工作于乙類或丙類狀態(tài)？為什么采用諧振回路作負(fù)載？諧振回路為什么要調(diào)諧在工作頻率？3.2-7.為什么低頻功率放大器不能工作于丙類？而高頻功率放大器可以工作于丙類？3.2-8.丙類高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性與低頻甲類功率放大器的負(fù)載線有什么區(qū)別？為什么會(huì)產(chǎn)生這些區(qū)別？動(dòng)態(tài)特性的含意是什么？3.2-9.一諧振功放如圖3.2-9所示,試為下列各題選取一正確答案：(1)該功放的通角為：(a)>90。； (b)=90。；(c)<90o。(2)放大器的工作狀態(tài)系：(a) 由Ec、EB決定；(b)由Um、Ubm決定；(c)由uBEmax、uCEmin決定。(3)欲高效

5、率、大功率工作,諧振功放應(yīng)工作于：(a)欠壓狀態(tài)(b)臨界狀態(tài)(c) 過(guò)壓狀態(tài)(4)當(dāng)把圖中的A點(diǎn)往上移動(dòng)時(shí),放大器的等效阻抗是：(a)增大；(b)不變；(c)減小。相應(yīng)的工作狀態(tài)是：(a)向欠壓狀態(tài)變化；(b)向過(guò)壓狀態(tài)變化；c不變。圖3.2-9                      圖3.2-103.2-10.一諧振功率放大器如圖3.2-10所示。工作于丙類,試畫出圖中各點(diǎn)的電壓及流過(guò)的電

6、流波形。3.2-11.定性畫出上題兩種情況下的動(dòng)特性曲線及電流ic、電壓uCE波形。又若工作到過(guò)壓狀態(tài),該如何畫法?3.2-12.采用兩管并聯(lián)運(yùn)用的諧振功率放大器,當(dāng)其中一管損壞時(shí),發(fā)現(xiàn)放大器的輸出功率約減小到原來(lái)的1/4,且管子發(fā)燙,試指出原來(lái)的工作狀態(tài)。3.2-13對(duì)圖3.2-10所示的高頻功率放大器,試回答下列問(wèn)題：(1)當(dāng)ub=Ubcosct時(shí),uc=Ucmcos5ct,應(yīng)如何調(diào)整電路元件參數(shù)?(2)若放大器工作在欠壓狀態(tài),為了使輸出功率最大,應(yīng)調(diào)整哪一個(gè)參數(shù)?如何調(diào)整?(3)若放大器工作在欠壓狀態(tài),在保持P。不變的前提下為進(jìn)一步提高效率,應(yīng)如何改變電路參數(shù)?(4)為實(shí)現(xiàn)基極調(diào)幅,放大

7、器應(yīng)調(diào)整在什么狀態(tài)?為實(shí)現(xiàn)集電極調(diào)幅,放大器又應(yīng)調(diào)整在何狀態(tài)?(5)若放大器工作在過(guò)壓狀態(tài),分別調(diào)整哪些參數(shù)可退出過(guò)壓?如何調(diào)整?(6)為實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的線性放大,應(yīng)如何調(diào)整電路參數(shù)和工作狀態(tài)?(7)為實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入的限幅放大,又應(yīng)如何調(diào)整參數(shù)及工作狀態(tài)?3.2-14某諧振功放的動(dòng)特性曲線如圖題3.2-14所示。試回答以下問(wèn)題:(1)判別放大器的工作類型,并說(shuō)明工作在何種狀態(tài)。(2)為了使輸出功率最大,應(yīng)如何調(diào)整負(fù)載RL,并畫出此時(shí)的動(dòng)特性曲線。(3)確定調(diào)整后的最大輸出功率與原輸出功率的比值Pomx/Po。圖3.2-143.2-15某諧振功率放大器及功放管的輸出特性如圖3.2-15所示。已知u

8、b=1.2cost V,測(cè)得uo的振幅Um=12V。測(cè)得uo的振幅Uom=12V。(1)畫出動(dòng)特性曲線,說(shuō)明電路的工作狀態(tài)。(2)為了提高輸出功率,將電感抽頭A點(diǎn)向上移動(dòng)。當(dāng)移到中間點(diǎn)時(shí)，放大器剛好工作在臨界狀態(tài),試畫出此時(shí)的動(dòng)特性曲線。(3)求臨界狀態(tài)下的Po。(4)若負(fù)載RL不慎開(kāi)路,試問(wèn)放大器的工作狀態(tài)、輸出電壓和輸出功率有何變化?圖3.2-153.2-16.一諧振功率放大器,原來(lái)工作在臨界狀態(tài),后來(lái)發(fā)現(xiàn)該放大器性能變化：Po明顯下降,而c反而增加,但Ec、Ucm、uBEmax不變。試問(wèn)此時(shí)放大器工作在什么狀態(tài)?導(dǎo)通時(shí)間是增大還是減小?并分析其性能變化的原因。 3.3 習(xí)題 3

9、.3-1 晶體管3DG6C的特征頻率fT=250MHZz，0=80，求f=1MHz和20MHz、50MHz時(shí)該管的值。3.3-2.已知某高頻管在UCEQ=6V,IEQ=2mA時(shí)的參數(shù)為fT=250MHz，rbb=50,Cbc=3pF,o=60,試求f=465KHz時(shí)的共發(fā)射極Y參數(shù)值。3.3-3.晶體管組成的單諧振回路中頻放大器如圖3.3-3所示。已知fo=465kHz,晶體管經(jīng)中和后的Y參數(shù)為:gie =0.4mS,Ce=142pF,gie=55S,Coe=18pF,yfe=36.8mS,yre=0?；芈冯娙軨=200pF,中頻變壓器接入系數(shù)p1=N1/N=0.35,p2=N2/lV=0.0

10、35,回路無(wú)載品質(zhì)因數(shù)Qo=80,設(shè)下一級(jí)也為上述參數(shù)的同一晶體管。試計(jì)算圖3.3-3(1)回路有載QL值和3dB帶寬B0.7(2)放大器的電壓放大倍數(shù);(3)中和電容CN的值。3.3-3.三級(jí)相同的諧振放大器級(jí)聯(lián),中心頻率fo=465kHz,若要求總帶寬B0.7=10kHz,試求每級(jí)回路的帶寬和有載QL值。;3.3-5在圖3.3-5中,放大器的工作頻率fo=10.7MHz,諧振回路L13=4H、Qo=100,N23=5、N13=20、N45=6,晶體管在直流工作點(diǎn)的參數(shù)為goe=200S,Ceo=7PF,gie=2860S,Cie=18PF,|yfe|=45mS,fe=-54o，yre=0。

11、試求:(1)畫高頻等效電路;(2)計(jì)算C、Au0、2f0.7、Kr0.1。s圖3.3-53.3-6單調(diào)諧放大器如圖3.3-5所示。已知工作頻率fo=10.7MHz,因路電感L=4H,Qo=100,N13=20,N坦=6,N=5。晶體管在直流工作點(diǎn)和工作頻率為10.7MEfz時(shí),其參數(shù)為yie=(2.86+j3.4)mS;yre=(0.08-j0.3)mS，yfe=(26.4-j36.4)mS，yoe=(0.2+j1.3)mS。試求: （1）忽略yre,(1)畫高頻等效電路;(2)計(jì)算電容C;(3)計(jì)算單級(jí)| Auo|、2f0.7，Kr0.1;(4)計(jì)算四級(jí)放大器的總電壓增益、通頻帶、矩形系數(shù)。

12、（2）考慮yre,(1)若S5,計(jì)算|Auo|s,(2)判斷并說(shuō)明此放大器穩(wěn)定否? 圖3.3-63.3-7單級(jí)小信號(hào)調(diào)諧放大器的交流電路如圖3.3-7所示。要求諧振頻率fo=10.7MHz, 2f0.7=500KHz, |Auo|=100。晶體管的參數(shù)為yie=(2+j0.5)mS;yre0; yfe=(20-j5)mS;yoe=(20+j40)S; 如果回路空載品質(zhì)因數(shù)Qo=100,試計(jì)算諧振回路的L、C、R。圖3.3-73.3-8試畫出圖3.3-8所示電路的中和電路,標(biāo)出線圈的同名端,寫出中和電容的表示式。圖3.3-83.3-9 有一共射-共基級(jí)聯(lián)放大器的交流等效電路如圖3.3-9所示。放

13、大器的中心頻率f0=10.7MHz, Rl=1k，回路電容C=50pf，電感的Q0=60，輸出回路的接入系數(shù)P2=0.316。試計(jì)算諧振時(shí)的電壓增益AU0，通頻帶2f0.7。晶體管的y參數(shù)為yie = (2.86+j3.4)ms;  yre = (0.08-j0.3)ms; yfe = (26.4-j36.4)ms; yoe = (0.2+j1.3)ms.圖3.3-93.3-10.用電容C2代替晶體Z2的差接橋型晶體濾波器如圖3.3-10所示,試畫出電抗特性并確定濾波器的通頻帶。圖3.3-103.3-11.設(shè)一諧振功放,其通角分別為180o、90o和60o。(1)若上述三種情況下,放

14、大器均工作于臨界狀態(tài),且Ec、icmax相同,試在同一圖上畫出各自的動(dòng)特性,并分別計(jì)算它們的效率之比以及輸出功率之比(皆取=180o時(shí)為1)。(2)放大器的Ec、Re、uBEmax均相同,但僅當(dāng)=180o時(shí)工作于臨界,重復(fù)(1)題之計(jì)算。3.3-12 某高頻功率放大器，晶體管的理想化輸出特性如圖3.3-12所示。已知Vcc=12V, Vbb=0.4V, ub=0.3costV, uc=10costV 試：（1）作動(dòng)態(tài)特性，畫出ic與uce的波形,并說(shuō)明放大器工作于什么狀態(tài)? （2）求直流電源Vcc提供直流輸入功率P=、高頻輸出功率Po、集電極損耗功率Pc、集電極效率c。圖3.3-123.3-1

15、3.有一諧振功放,設(shè)計(jì)時(shí)希望其工作于臨界狀態(tài),然而實(shí)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)其輸出功率Po僅達(dá)設(shè)計(jì)值之20%,集電極交流電壓振幅Ucm=0.3EC,而集電極直流電流則略大于設(shè)計(jì)值,試問(wèn)該功放實(shí)際工作于什么狀態(tài)?其原因可能是什么?3.3-14.一諧振功放的輸出功率Po=5W,Ec=24V。(1)當(dāng)集電極效率=60%時(shí),求其集電極功耗Pc和集電極電流直流分量Ico；(2)若保持Po不變,將提高到80%,問(wèn)此時(shí)Pc為多少?3.3-15.一諧振功放,偏壓EB等于截止電壓UB,分別用如圖3.3-15所示的正弦波和方波兩種輸入信號(hào)作激勵(lì)。若保持兩種情況下的激勵(lì)電壓振幅、電源電壓Ec相同,且均工作于臨界狀態(tài),求此兩種情況下

16、的集電極效率之比：正：方。圖3.3-153.3-16.一諧振功放原工作于臨界,0=75o,若保持激勵(lì)信號(hào)的幅度不變,但頻率降低一半。問(wèn)：此時(shí)將工作于何種狀態(tài)?并求兩者輸出功率之比,即PO倍： Po放。3.3-17.一諧振功放的晶體管轉(zhuǎn)移特性如圖3.3-17所示。(1)作放大器時(shí),給定icm=500mA, =70o,求EB Ubm的值；(2)作三倍頻器時(shí),若icm=500 rnA,試求三次諧波輸出最大時(shí)的EB Ubm值。圖3.3-173.3-18.已知晶體三極管的轉(zhuǎn)移特性如圖3.3-18 (a)所示,管子飽和壓降UCES1V。不計(jì)基調(diào)效應(yīng),用該晶體管構(gòu)成的諧振功率放大器如圖3.3-18 (b)所

17、示,與負(fù)載耦合的變壓器效率T=1。(1)若放大器工作于欠壓狀態(tài),輸入電壓的ub=1.2cos2×106t(V)，RL=4,求輸出功率Po、集電極效率。若要達(dá)到輸出功率最大,負(fù)載電阻RL應(yīng)如何變化?此時(shí)的最大輸出功率等于多少? (2)若輸入信號(hào)ub=1.2cos2×0.5×106t(V),使放大器臨界狀態(tài)工作,LC數(shù)值不變,計(jì)算：輸出功率Po、集電極效率及相應(yīng)的負(fù)載電阻RL。圖3.3-18圖3.3-193.3-19.一諧振功放導(dǎo)通期間的動(dòng)特性曲線如圖3.3-19中的AB段,坐標(biāo)為：A點(diǎn):uCE=5.5V; ic=600mA。B點(diǎn):uCE=20V  

18、; ic=0  已知集電極直流電源Ec=24V,試求出這時(shí)的集電極負(fù)載電阻Re及輸出功率Po的值。 3.3-20 圖3.3-20是用于諧振功放輸出回路的L型網(wǎng)絡(luò),已知天線電阻rA=8,線圈L的品質(zhì)因數(shù)Qo=100,工作頻率f=2MHz若放大器要求的Re=40,求L、C。                          

19、;                         3.3-21.一諧振功放工作于臨界狀態(tài),已知f=175MHz，Re=46,rA=50,Co=40pF,集電極采用如圖3.3-21所示的型網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配,試計(jì)算C1、C2和L。圖3.3-20圖題3.3-213.3-22一諧振功放工作于臨界狀態(tài),電源電壓EC=24V,輸出電壓Ucm=22V,輸出功

20、率Po=5W,集電極效率可c=55%,求：(1)集電極功耗Pc,電流Ico、Ic1m，回路諧振電阻Re。(2)若Re增大一倍,估算Po;若Re減小一倍,估算Po。(3)若增加一管組成并聯(lián)型諧振功放,且保持兩管均處于臨界工作,此時(shí)總輸出功率Po=10w,問(wèn)此時(shí)的回路諧振電阻Re=?3.3-23.一諧振功放,其動(dòng)特性曲線為折線ABC,如圖3.3-23所示。各點(diǎn)坐標(biāo)值為: 圖3.3-23求：(1)集電極電源電壓Ec。(2)集電極電流通角。(3)基極直流偏壓EB。(4)放大器此時(shí)工作于什么狀態(tài)?         

21、                  3.3-24.已知某諧振功率放大器電路如圖3.3-24 (a)所示,晶體管特性如圖3.3-24 (b)所示,且EC=26V,EB=UB,icm=500mA,諧振回路元件參數(shù)如圖3.3-24所標(biāo)。問(wèn):(1)放大器這時(shí)工作于什么狀態(tài)?畫出動(dòng)特性曲線。(2)若在放大器輸出端接一負(fù)載電阻RL=400(如圖3.3-24(a)中所示),問(wèn)：此時(shí)放大器將工作在什么狀態(tài)?畫出動(dòng)特性曲線。圖3.3-

22、243.3-25.某晶體三極管的轉(zhuǎn)移特性、輸出特性以及用該管構(gòu)成的諧振功率放大器如圖3.3-25所示。已知該放大器導(dǎo)通期間的動(dòng)特性為圖中之AB段,=20。求：圖3.3-25放大器的直流偏壓EB以及激勵(lì)電壓振幅Ubm；(2)為使放大器輸出功率最大,負(fù)載電阻RL應(yīng)改為多大(其他條件不變)?并計(jì)算此時(shí)放大器輸出功率Po、直流電源供給功率PE、集電極效率c。3.3-26.有兩個(gè)功率放大器,采用相同的功率管,一個(gè)是雙電源供電的乙類OTL電路,其集電極負(fù)載為RL,另一個(gè)是乙類工作的單管諧振功率放大器,在集電極上呈現(xiàn)的諧振電阻為Re。設(shè)RL=Re,且兩放大器的Ec、Ubm均相同。(1)若功率管導(dǎo)通時(shí)工作在放

23、大區(qū),試畫出它們的集電極電流和集電極電壓波形,并比較兩放大器的輸出電壓幅值；(2)增大RL和Re,使功率管進(jìn)入特性的飽和區(qū),試畫出它們的集電極電壓和電流波形。3.3-27. 已知某諧振功率放大器,基極偏置電壓EB=-0.2V,晶體管導(dǎo)通電壓UB=0.6V,臨界飽和線斜率Scr=0.4S。放大器的電源電壓為Ec=24V。集電極回路負(fù)載諧振電阻Re=50,激勵(lì)電壓振幅Ubm=1.6V,輸出功率Po=lW。試求：集電極電流最大值icmaz,輸出電壓幅度Ucm,集電極效率c；放大器工作在什么狀態(tài)?當(dāng)Re變?yōu)楹沃禃r(shí),放大器可以工作于臨界狀態(tài)?這時(shí)輸出功率Po、集電極效率c分別等于多少?3.3-28.某高

24、頻功放的動(dòng)特性曲線如圖3.3-28中的折線ABC所示,(1畫出ic和uCE的波形。(2)試求偏置電壓EB和激勵(lì)電壓ub的振幅Ubm。(3)求輸出功率Po和效率。圖3.3-283.3-29某諧振功率放大器調(diào)整在臨界狀態(tài),輸出功率為25W,通角=60o電源電壓Ec=30V,功放管的臨界飽和線的斜率Scr=1.8A/V。分解系數(shù)o(60o和160o)可查表確定。(1)求電源提供功率PE、效率市和管耗PC。(2)求匹配網(wǎng)絡(luò)應(yīng)提供的最佳負(fù)載電阻兒Recr。(3)若負(fù)載回路發(fā)生失諧,有何危險(xiǎn)?3.3-30某一晶體管諧振功率放大器,設(shè)已知Vcc=24V,Ico=250mA,Po=5W,電壓利用系數(shù)=0.95。試求P=、c、R p、Iclm和c。3.3-31晶體管諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài),Rp=200,Ico =90mA,Vcc=30V,。c=90o。試求Po和c。3.3-32諧振功率放大器的Vcc、Ucm和諧振電阻Rp保持不變,當(dāng)集電極電流的通角由100o減少為60o時(shí),效率將怎樣變化?變化了多少?相應(yīng)的集電極電流脈沖的振幅怎樣變化?變化了多少?3.3-33某一3DA4高頻功率晶體管的飽和臨界線跨導(dǎo)gcr=0.8S,用它做成諧振功率放大器,選定Vcc=24V,。c=70o,IcM=5.2A,并工作于臨界工作狀