電子線路(非線性部分)謝嘉奎課后答案

1、的放人器如圖（運用圖解法）:（1）/?l=10Q. cq：（3） /?l= 5Q, Q點 繩p點，充分激勵。(4) Rl=5G5 M卩Vceq2 = 1.2 V, /cm= Icq2 = 260 mA所以= 156 mW, PD= VCC/CQ2= 1.3 W, 7c = PL/ PD= 12%2rB16mA14mA12mA 10mA 8mA 6mA 4mA 2mAZB=l6niA 14mA 12mA解：心1 激勵.由圖得2.4 V,，He = Pl/ 當(dāng) 負(fù)載線， VZCEQ2= 3 8V時，負(fù)載線（由0在放大區(qū)負(fù)載線中點,充分=220 111A1-2 一功率管，它的垠人輸出功率是否僅受其極

2、限參數(shù)限制？為什么？解：否。還受功率管工作狀態(tài)的形響,在極限參數(shù)中,Pg還受功率管所處環(huán)境溫度、 散熱條件等影響。13 一功率放人器耍求輸出功率P。= 1000 W,當(dāng)集電極效率由40%提高到70%。時, 試問直流電源提供的直流功率Pd和功率管耗散功率Pc各減小多少？解當(dāng) 7/c1 = 40% 時.Pd】 = PJ“c=2500W Pci = Pdi - 幾=1500 W當(dāng)c2=70% 時,Pd2 = P= clVceq3 = 2.25 V 所以 & =*匕丿0 =517.5mW , PD = Vcc/CQ3= 23 W, % = P Pd= 22.5%R、-I卜ccQ交流負(fù)載線中點過0,斜率

3、得解得1/3 2KcS所以(2)交流負(fù)我相同.均為CF 為獲最人輸出功率，0處r交流負(fù)載;線的中點，故V rrr.2Kc1-7如圖所示為三種甲類功率放人器的輸出電路,采用相同的功率管及Vcc值。設(shè)Vcem) =0. /ceo=0,變床器是理想無耗的.試在同一輸出特性曲線上作出各電路的d戌流負(fù)銭解：(1)直流負(fù)我線方程VCE = 一】cqRg“CL 2/c1%線，并求這三種放人器的最人輸出功率Z比人喚：&3x(b) ： &3X o18 R；亍瓦Lnuix() 1&爲(wèi)線CD，當(dāng)/c=/cq時，Vceq = VccR； = Rl =|/?c根抑;殳流負(fù)載線肋hm=IcQV代入Vceq方程中必p1 L

4、max(a)Vcm = Vceq = cc/2 G =【cq =所以Ymax(b) - ancm將咲“是所以Ymax(b) - ancm將咲“是Lnuoc(b) 1Pd =?。?）因為直流負(fù)戲電阻為零，故fl流負(fù)栽線為CG交流負(fù)戲線斜率為（-1/?；）的fl線MM 當(dāng)Qc處于中點時，得Vcm=VcEQ=Vcc /cm = /CQ=人皿(0 詁 VcJan =2盲 PD =VCC/CQ = 所以= 4:9:3650Q,交流負(fù)痔辦不變，輸出將出現(xiàn)飽和內(nèi)為岳不變，所以以m不變,以奇耦介推挽功率放人器采用相同的功率管30V,放人器的/Cmax = 2A, /?l=8Q,輸入充分激勵，試Pd = Vcc

5、 x /bm= 6onux Pj g 莊、H：(2)功率管的極限參數(shù)PcMV,試求充分利用功率管時兩放人器的垠人輸出功率P。線卜移到M,25 W, fli.Vc恥=PJ P失真。(3) VCc=30V,不變，因此Pl不變，PlWRe忽略不汁。M戈繼以02為中心順時針轉(zhuǎn)動但由丁心、逆時針轉(zhuǎn)百屮類放人器的堆等匹配值，設(shè)VcE(sat)=0. Ice。甲類乙類交流負(fù) 我線、1 :C /A03060if/V2(306(pce/VP 0DUXcm/cm=lvccl/CmiX=15WyVcm/cm=lvccl/Cmix=30WPcmax2Pomax=30W0.2Ponux=6W(|in)30 W,(2)見

6、表甲類乙類= 150W= 45W(.RII(1P omax/l航十 以)otnax. - (BRKEOCM=-x60Vx3A = 22.5W8隘xS*M3OW = 15W所以 Pz = P：z=gomax - V(BR)CEO 】C=x 60 4= 25.47W, .-.PC= = 4.74W =(兀/4)x = 6283%解：火真辿fO直流電丿E并聯(lián)負(fù)反饋的恒斥源，給Ti、T?耳補管提供克服交越= 16WM4如圖所示為兩級功放電路，苴中， 當(dāng)輸人端加I:激勵信號時產(chǎn)牛的負(fù)我電流屯 輸出功率Pl；(2)每管的管耗Pc;(3)(2) d類.試指出T,Z?3的作用(A),討計算:(1)當(dāng)& = 8

7、Q時的 g設(shè)&、&電阻不計。1-16試按下列要求畫單電源互補推挽功率放大器電路:(1)互補功率管為復(fù)合管;(2) 推動級采用口舉電路；(3)引入末級過流保護電路：(4)采用二極管偏置電路。解：按耍求畫出的單電源互補推挽功率放人器電路如圖所示。圖中Ti為推動級，門、 T3、口、Ts為準(zhǔn)互補推挽功率級，Di、D?為末級偏置電路，T6、T?為過流保護電路，G為自 舉電容。交D,Ri+TVfa Tp1-17兩級功放原理電路如圖所小簡述電 ：作原理；(2)已知Vcc族管VBE(n)相等，設(shè)兒管恥解： 作為差放纟 r6電斥串T3、為復(fù)介管組成差分放人器，作為推動級。T5、T6為鏡像電流源, 1我。T7Ti

8、o準(zhǔn)互補功放電路，D】D3為功率級提供正向偏置：心、 負(fù)反饋，改善電路性能。(2)通過乩的電流 /E=|V|-VBE(oa) R，CQ5 = /cQ6 = 05 /eeRs +R6= 50Q試求放大器的Poo 已知Vcc=18V,Vcc和c值。Rl nRL電流平效率c =c2%(呦所以2-1為什么諧振功率放大2；韭匸作于丙類，而電阻性負(fù)裁功率放大器仁能匸作F丙類? 解：因為諧振功放的輸出負(fù)我為并聯(lián)諧振回路，該回路具冇選頻待性，可從輸出的余 弦脈沖電流中選出基波分鼠.并在并聯(lián)諧振回路上形成不失真的基波余弦電壓.而電阻性輸 出負(fù)載不典備上述功能。2-2放人器工作尸丙類比工作尸甲.乙類有何優(yōu)點?為什

9、么?丙類工作的放人器適遼r 放犬哪些信號？解：(1)丙類工作，管子導(dǎo)通時間短，瞬時功耗小，效率高。(2)丙類工作的放人器輸出負(fù)戯為并聯(lián)諧振回路.具有選頻濾波特性，保i “電信號 的不失真。為此，丙類放大器只適立丁放大載波信號和高頻窄帶信號。xO2-4試證如圖所示丁類諧振功率放人器的輸出功率化二伝壬Vcez)2,集電極2及數(shù)展開，具屮壟波分匱電壓振幅Van=-(Vcc-2Vcz(wt)e nV20(Vcc-2VCE(ut),其中平均分杲1化冷丄=(Vcc - 2VCEM)- /7T /Pd = Vcc?co = 2 D Vcc(Vcc 2VcE3)2PD=pZ_Vcc(Vcc-2VCE,t) =

10、 1.24WtTRlc MW =94.36%140720mV1/bRi.VCE61t140100= (12-llcosM)V曲=(0.5 + 0.24 cos tuf)VBB =流ic求得/co= 32P=rV%c-2UcE3)2=117WZc/mA|1064mV 620mV,600m V10 叫/v25諧振功率放人器原理電路和功率背輸出特性曲線如圖所0.5 V, Vcm=ll V, = 0.24 Vo試在特性曲線上畫出動態(tài)線 mA. /cim= 54 mA,試求P。、c及所需的凡*700mV80mV660 mVvb 45607590120*be/V0.670620.560.50.38vce/

11、V WlZEZ4.226.59.151217.5vBK=740mV720mV7(XlmV684(0.71,4.47)6A()mV(0.67,4.22)統(tǒng)20ic =廳亍Cnux4mA所以則)=Vcc/co = 6.63W,過壓=75.42%2-12設(shè)兩個諧振功率做人; 和06 Wo現(xiàn)若增大兩放人： = 0 6W放人器的輸t 試問還應(yīng)同時采取什么解：P=1W的放人器 略有增大。因Po=0AW，co =2/亠=2因為/co=；Ec血丄ig，/Z7T -芾71elm = + I COS試求電源供給功率Pd、集電極效率久。解：因為VBB= VBE(on),放人器工作在甲乙類，近似作乙類，1nj相同的卩

12、I路尤件 其中P產(chǎn)P.W)=Vcc/co=384niWo=|vcm/an=297mWUc = P。！ Pd = 77 34%R.= Vcn/cim= 204 Q2-8諧振功率放大器工作在欠壓區(qū)，要求輸出功率P=5W。己知Vcc=24，Vbb = Vbe(q，凡=53Q,設(shè)集電極電流為余眩脈沖，即/Cmax cosftX vb 0 0vb01的輸出功率幾分別為1W功率増加不明顯,而P。W放人器的輸出功率.)?臨界或矢”cCt，放人器更趨J：欠壓狀態(tài)，/皿 或 AbbT)發(fā)複器趨臨界./止迅速増人，所以幾迅3若反饋振蕩器滿足起振和T衡條件，則必然滿足穩(wěn)定條件這種說法是否正確？為 什么？解：否。因為

13、滿足起振與平衡條件后，振蕩由小到人并達到平衡。但當(dāng)外界因素（T、Vcc）變化時，平衡條件受到破壞，若不滿足穩(wěn)定條件，振蕩器不能冋到平衡狀態(tài)，導(dǎo)致停振。32 一反饋払 h :減小因溫度變化而使平衡條件受到破壞,從而引起振蕩振幅和振蕩頻率的變化應(yīng)増人和為什么？試描述如何通過門身調(diào)節(jié)建龍新平衡狀態(tài)的過程（振幅和相位）。解：由掾蕩穩(wěn)定條件知:振幅穩(wěn)定條件:0相位穩(wěn)定條件:阻止如增大,的變化就越小，振蕩頻 M5圖所示交流通路中，哪吐可能產(chǎn)定振蕩.哪吐不能產(chǎn)牛振蕩。卄能產(chǎn)生振T（綏Q減小,H增人減緩,最終 :衡點所需X的變化就越小.振蕩3-3并聯(lián)諧振烈路和出隔弄振回路 斜率的相頻特解：丿L4 如圖（ 性，

14、0若滿足振幅穩(wěn)定條件，當(dāng)外界溫度變化引起匕 回到新的平衡點。若在新平衡點上負(fù)斜率越人M到i 振幅就越穩(wěn)定。桿滿足相位穩(wěn)定條件，外界內(nèi)索變彳最終冋到新平衡點。這時匸 率就越穩(wěn)定。3-5 試：蕩則說明屬丁哪種振蕩電路。則到達11爪檄勵還是電流激勵）才能產(chǎn)生負(fù)端電WV 頻率特性才會產(chǎn)生負(fù)斜率的相頻特性:、電流/的頻率待性才會產(chǎn)生負(fù)斜率的和頻特解：(a) 不振。(b) 能振。(c) 不振。(d) 能振。 振蕩電路。(e) 能振。(f) 能振。 振蕩電路。,組成電感三點式L。加 他，組成電容三點式l樂各振蕩;Cb、/?G不計。2Tc：同名端接反.不滿足正反f 變斥器耦合反饋振蕩器： 不滿足三點式振蕩電

15、但bC2回路計入紹 但LG回電容三點比:判慚哪些電路町能產(chǎn)生振蕩，哪些電路不 旁路電容或隔自流電容，Lc為高頻扼流圈，偏-Kccic3M叭f hitRnMEII解：湎出的交流通路如圖所示。(a)不振,射結(jié)電容Cbi為回路電容Z。嚴(yán)7丁為電容三點式 &為電感三點振，不滿%T點振蕩電路組成三點式振蕩型電路組1成法則。率，試 地)。辰蕩器的交流通路，和|怖1、血、局分別為三回路的諧振頻 位、卜衡條件的兩種關(guān)系式.并倆出振蕩器電路(發(fā)射極交流接解： “2、L1G若呈感性.&V/61、加 bG呈容性，Ac/03所以局V心eV血、 局。(2)皿 BC1若呈容性,1 加 加 厶3C3呈感性，陽 所阪3加 佔

16、3-8試改止如圖所示振蕩電路中的錯謀，并指出電路類型。圖中Cb、Cd、Ce均為旁路 電容或隔直流電容，Lc. Le. Zs均為高頻扼流圈。3饋泰蕩原理，分析如圖所示乞交流通路能否振蕩。Rl解：圖(a)滿足正反饋條件，厶C并聯(lián)冋路保證了柑特性負(fù)需率因而滿足相位平衡條 件。圖(b)不滿足正反饋條件，因為反饋電壓V平衡條件。圖(C)負(fù)反饋.不滿足正反饋條件.(咐K)叩氏已知 Cbi =【空短路.厶E為肓頻拖i3-13在卜圖所示的電容三丿C3= (12 -250) pF, R 振的頻率范圍圖斗L個小J： 90。的相位，不満足相位、C= 51 pF C2= 3300 pF. ： go =80,試求能夠起

17、I熨等效電路如圖所示山振幅起振條件知，gm 丄珀+ngin式中0= 0.015,其中 C： =C. +Cb.=3320pF, =m=30mSo代入,得g； 4 .115kQcoR則能滿足起振條件的振蕩頻率必或3耐如由圖示電路知，(:嚴(yán) +舟孕C +c2當(dāng)G=12pF時，G= 62.23 pF.二= 179.2 xM一卩r(2) 當(dāng)(p (p時設(shè)為少二，3二 %(3) 當(dāng)0增加時，相頻特性趨J：陡綃， 輕不變， 輕變化0qTt 軸cl，如cTo卜當(dāng)G =250pF時，0=300 pF?？梢娫撜袷幤鞯恼袷幗穷l率范國叫 即振蕩頻率范H隘16.38 28.523-15込C振蕩器若外界ML同小別大于2或

18、小J “ 試用解：振蕩回路才- 179.2) x 106rad/s,辰蕩器頻老的變化;1 殳。：叫，0；0廠0；分Mm)式中0= 0.015,其中 C： =C. +Cb.=3320pF, =m=30mSo式中0= 0.015,其中 C： =C. +Cb.=3320pF, =m=30mSo3-16如圖所示為克拉潑振蕩電路，已知L = 2 pH, OlOOOpF, C2 = 4000 pF. C3=7O pFQo=lOO, /?l= 15 kQt Cbi=10pF, /?e= 500 Q試佔算振蕩角頻率綏乂值.并求滿足起振條 件時的/Egn。設(shè)“很人。已知Rq0=氐上00=16.9EQ根據(jù)益解：振

19、蕩器的交流等效電路如圖所示。由J C!C3. c2c3, s而振蕩角頻率近似為3-18試扌帯H如圖所示各振蕩器電路的錯誤，并改正，畫出正確的振蕩器交流通路指 出晶體的作用。圖中CbCc、Ce、Cs均為交流旁路電容或隔直流電容。；+嗚，即俘船亍求Meq 3.21mA=84.52 x 106rad/sRe 幾 Re Vt Vt 弘4010pF+ C；0& R；=50.880 ，EQ* t- r 亠=QJ；E令駕45 pFTQ人4TwIMHH體呈電如 體振蕩2：,上拓體尤件。解：改正后的圖如圖所示。1?解：改正后的交流通路如圖所示。(a)圖(a)Z用C3取代，為并聯(lián)型陽 圖(b)晶體改接到發(fā)從3-2

20、2試判斷如|圖屮，Cb、Cc、5 CII0壞能振蕩，并改正錯誤。Q叩rHh(a) 為同相放人器.RC移相網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生180。相移.不港足相位T衡條件，因此不振。改正:將反饋線自發(fā)射極改接到基極上。(b) 屮電路是反相放人器，RC移相網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)匕0滿足相位平衡條件，可以振蕩。(c) 中放人環(huán)節(jié)為同相放人器，RC移機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生不振。改正：移相網(wǎng)絡(luò)從T?集電極改接細(xì)Ti(d) 屮放人環(huán)節(jié)為反相放人器，店節(jié)應(yīng)為同相放人。改正：解:ri7lOUk A*sJrIW103-23 圖(a) 幅的文氏電橋振蕩器, 路,指出如何實。和移.不滿足相位平衡條件，丙此為RC串并朕電路，相移為or所以放人環(huán))為采用晶體二極管穩(wěn)并將

21、它們改畫成電橋形式的電2 I6klitfknco中燈泡是非線性器件，n冇正溫度系數(shù)。起振時，燈泡涼.阻值小(/?放人器增益大，便r起振。隨著振蕩振幅増大,溫度升高,&増加,放大器增益相應(yīng)減小,最后達到平 衡。(b)中Di、D?是非線性器件,苴正向?qū)娮枳柚堤J信號增大而減小。起振時,D】、D?截 止，負(fù)反饋授弱，隨著振蕩加強.二極管正向電阻減小，負(fù)反饋增大，使振幅達到平衡。41如圖是用頻率為1 000 kHz的載波信號同時傳輸兩路信號的頻譜圖。試寫出它的電 壓表達式，并畫出相應(yīng)的實現(xiàn)方框圖。計算在單位負(fù)載上的平均功率P”和頻譜寬度巧第二次調(diào)制:令載;頻：力=10 kHz, =30kHz兩路已調(diào)

22、加調(diào)制到主載頻Q 1000 Q-2n x 3 x 10rad/s = 2兀 x 104rad/s3= 2n x 3 x 104rad/sat= 2ji x 106radzsVi(t) = 4(1 + 0 5cosQ)c v2(t) = 2(1 + 0 4cosQ)cos 矽 vo(r) = 5 costtV +第一次調(diào)制:第二次調(diào)制:coster2( 1 -H.4 cos Ros pjPq：v1=2J%1(1 + |m；1) = 4.5WsQ)cos5cos/2t)cosryir；2=302= IV, 5/,2=0.41 + 0.4cos/2r)costy2f costiVosd)cos矽co

23、ster(2)實現(xiàn)方框圖如圖所示。.5 cosnr0.4 cosfl t2c(3)根據(jù)! P倔H制波平均功率J%2=| % =0.5W： P迥=2心(1 + 艸2)= 1 08W主我頻1000kHz咕)=5V0坊詁咯=12-5 W總平均功率幾v=Po + Pa、i + P“2= 18.08 W由頻譜圖町知y= 33 kHz紂BW心=2F= 2(1033 -1000) = 66 kHz4-3試畫出卜列三種已調(diào)信號的波形和頻譜圖。已知氓/2(1) v(F) = 5cosacosqr(V)：(2) HD = 5cos(処+。(3) v(F) = (5 + 3cos/2r) cosgr。解：(1)雙邊

24、帶調(diào)制信號(a)； (2)單邊帶調(diào)制信號(b)； (3)Wc + /2不04 謂過調(diào)幅?:調(diào)制借號 經(jīng)將伐波人辺搠v0v0制；和單邊帶調(diào)制信號均不會產(chǎn)生過調(diào)幅？d號振幅的情況稱為過調(diào)幅。因為雙邊帶和單邊帶調(diào)制信號 生過調(diào)幅。件的伏安特性為式中u=巾卜“+ 巴=Fq+ Kmcos10103 cos(2tt x 103 r)(niA)堆e3slO兀興 IO (mV), vn(r)=0很人，E(n)可忽略?？芍猧 x=屈+(-1)”/n-1(3) Vq =g = gD，如圖所示?？梢?，(1)、(2)屮g(f)含仃基波分彊，能實現(xiàn)頻譜搬移功能，而(3)中g(shù)(/)僅仃直流分彊, 故無法實現(xiàn)頻譜搬移功能。

25、為實現(xiàn)消除一些有害無用的組介頻率分駅 使輸出有用信號的質(zhì)杲提鳥，業(yè)現(xiàn)頻譜搬 移功能時，應(yīng)遵循有用信號較弱，參考信號較強的原則。調(diào)制時：旳二乙心。做波)，V2 = VnCOSHt調(diào)制信號)解調(diào)時：門=Tmcosej(參考信，rj) v2= Km( 1 + AGcosQ)cos混頻時：V = FLmCOSaX本振信巧)，V2 = Xm(l + MC0Sa)C0S4-9在如圖所示的羞分對管調(diào)制電路中，L2Xlhc(0 = 36 5cos2tt x 10“(mV), Vcc= I ee I =10V, EE=15kQ 晶體 試用開關(guān)函數(shù)求fc= C/C1-IC2)值。x444WJ th(cos ej)

26、孝 K、(ej) = cos coj-cos3ej 十cos 5。/一 2n3n5n所以zc =/0tli(-costycr) il +103 cos(2ttx= 1 + IO3 cos(27rxIO3r)0.42cos(10nx 106r) 一 0.14cos(30ttx 106r) + 0.084cos(50icxlO6/)(mA)441 一雙差分對平衡調(diào)制器如圖所示.其單端輸出電流22 2kT 2 Re 2kT試分析為實現(xiàn)卜列功能(不失真)，兩輸人端并自應(yīng)加什么信號電斥？輸出端包含哪些 頻率分最，輸出濾波器的耍求是什么？(1)混頻(取=如-牝)：(2)雙邊帶調(diào)制:(3)雙邊帶調(diào)制波RcT

27、iKmCOSfiV，V：(0 = VS()=XnOCOS/2r COSftV。開關(guān)丁4g士2wat/2o輸出采用低通濾波器,m260mV K$m26 ，(2+1)如 “c，輸出kuCc9 cc9帶通濾裁器。弘二 ZnCOSdF.力 產(chǎn)生的組；3Wo,7t 調(diào)制波解調(diào)： 酣:的組介頻率播帚y解：(1)混頻:V mV工作在開關(guān)狀態(tài)時, 采用屮心頻率為(2)雙邊帶采川心頻率為)=Fnm(r)cos/2r.:分彊疽gfTZ 3g/Z ，(2/+1)妮土仏 輸出I俯為振幅調(diào)制器,如圖所示圖Il,Vc(r)=KmCOS vM = 正片腕電阻為Rd KT作在受比控制的開關(guān)狀態(tài)。設(shè)RlRd試Fcos求輸出電解

28、當(dāng)當(dāng)吃0, D3、D*導(dǎo)通,Di、D2截止 (1)當(dāng)比0時，等效電路，日=一 B 回路方程為：lvcvn9 ft-極管均工作在受比控制的開關(guān)狀態(tài)。 D?導(dǎo)通，D3、D4截止% _ 比 + 片心 + 01 _ J)L = _ VQ - i&L + flRD VC =2(“)&+2%+(7 心=0考慮比作為開關(guān)兩數(shù)K(ej)Kgj)同理可求比7c=31頻率為血的干p Ai 戸戸 f 得知，p = , q = 2 時，Ifi 艇頻器輸出,它由靜態(tài)轉(zhuǎn)移特性三次方項中3門“心):庶m(l + cos2e)中分T：6vsvLr產(chǎn)生中頻分 包含了干擾信兮包絡(luò)變化造成的交叉失其。通過器件特性的三次方以上項才能產(chǎn)生屮頻頻率，所以工作在平 汗擾信號的影響。ag+bf + cl + ml。已知混頻器的本振頻率為斤二23 MHz,中頻頻率=九-/ 3 MHz若金混頻器輸人端同時作用凡尸19.6 MHz科為也=19.2 MHz的干擾仁號 試問在混頻器輸出 端足否會仃川頻借號輸出？它是通過轉(zhuǎn)移特性的兒次項產(chǎn)生的？解：組合頻率分帚通式 /pqrs