西工大高頻課后習題部分答案課件

2023/8/181＋－－＋＋－2023/8/51＋－－＋＋－12023/8/1822023/8/5222023/8/1831-21試證明圖P1-21所示傳輸線變壓器的輸入電阻Ri＝25RL，傳輸線的特性阻抗Zc=5RL2023/8/531-21試證明圖P1-21所示傳輸線變壓32023/8/1841-22圖PI-22所示為用傳輸線變壓器構成的魔T混合網絡，試分析工作原理。已知RL=50Ω，試指出Ri、R1、R2、R3各阻值。解：Tr1-Tr3均為魔T混合同相功率合成網絡，Tr4為l:4傳輸線變壓器。Tr4輸入端呈現(xiàn)電阻，這個電阻就是混合網絡Tr3C端呈現(xiàn)的電阻，而R3即為接在Tr3D—D端的電阻。因此，根據隔離條件，同理混合網絡Trl和Tr2的C端呈現(xiàn)的電阻。2023/8/541-22圖PI-22所示為用傳輸線變壓器42023/8/1851-23圖P1—23所示為工作在（2~30）MHz頻段上、輸出功率為50w的反相功率合成電路，試指出各傳輸線變壓器功能及Tr1—Tr3傳輸線變壓器的特性阻抗，并估算功率晶體管輸入阻抗和集電極等效負載阻抗。圖中，Ll、L2的作用不予考慮。解：(1)Tr1為不平衡--平衡變換器，Tr6為反相功率分配器，Tr2、Tr3為9:1阻抗變換器，Tr7為反相功率合成器，Tr4為平衡—不平衡變換器，Tr5為l:4阻抗變化器。(2)Trl輸出端呈現(xiàn)的電阻為50Ω，經9:1阻抗變化器后的電阻為50Ω/9=5.6Ω，因此晶體管T1、T2的輸入電阻均為2.8Ω。(3）輸出負載為50Ω。經Tr4和Tr5變換后的電阻為50Ω/4=12.5Ω因此，T1、T2管的輸出負載電阻均為6.25Ω。(4)Tr1~Tr5的特性阻抗：Zc1=50Ω，Zc4＝12.5Ω,Zc5=25Ω

Zc2=Zc3=1/3Ri=1/3*50Ω=16.7Ω。2023/8/551-23圖P1—23所示為工作在（2~352023/8/186解：Tr1-Tr3均為同相分配網絡，輸入功率經兩次分配在四只RL上，各輸出四分之一的功率，接在Trl、Tr2、Tr3的輸出各負載為Rd1、Rd2、Rd3；且Rd2=Rd3，作為同相功率放大器，得：1-24一功率四分配器如圖NP1-24所示，試分析電路工作原理，寫出RL1與各電阻之間的關系。2023/8/56解：Tr1-Tr3均為同相分配網絡，輸入功62023/8/187解：因為諧振功放的輸出負載為并聯(lián)諧振回路．該回路具有選頻特性，可以從晶體管的余弦脈沖電流中，將不失真的基波電流分量選頻出來，在并聯(lián)諧振回路上形成不失真的基波余弦電壓，而電阻性負載功率放大器的電阻性輸出負載不具備這樣的功能，因此不能在丙類工作。第二章諧振功率放大器解：與甲、乙類比較，丙類工作放大器的優(yōu)點在于：（1）由于丙類工作時晶體管的導通時間短，使管子的瞬時功耗減少因而效率得到提高。（2）丙類工作的放大器輸出負載為并聯(lián)皆振回路，具有選頻濾波特性，保證了輸出信號的不失真。為此，丙類放大器只適宜于放大載波信號和高頻窄帶信號。2-1為什么諧振功率放大器能工作于丙類，而電阻性負載功率放大器不能工作于丙類？2-2放大器工作于丙類比作于甲、乙類有何優(yōu)點？為什么？丙類工作的放大器適宜于放大哪些信號？2023/8/57解：因為諧振功放的輸出負載為并聯(lián)諧振回路．72023/8/1882023/8/5882023/8/1892023/8/5992023/8/18102023/8/510102023/8/18112023/8/511112023/8/18122023/8/512122023/8/18132-6設一諧振功率放大器的諧振回路具有理想的濾波性能，試說明它的動態(tài)線為什么是曲線？在過壓狀態(tài)下集電極脈沖電流波形為什么會中間凹陷?解：由于諧振功率放大器的諧振回路具有理想的濾波性能，因此諧振回路上電壓為余弦波，其幅度為,而通過諧振回路的集電極電流為脈沖波，顯然與不成正比，故描述的動態(tài)線必定是曲線。在過壓狀態(tài)下，晶體管進入飽和區(qū)，但由于諧振回路的選頻特性，其上電壓仍是基波電壓，該余弦電壓進入飽和區(qū)，將下降，因此過壓狀態(tài)下形成集電極脈沖電流中間凹陷。2023/8/5132-6設一諧振功率放大器的諧振回路132023/8/18142-10一諧振功率放大器，設計在臨界工作狀態(tài)，經測試得輸出功率僅為設計值的60%，而卻略大于設計值。試問該放大器處于何種工作狀態(tài)？分析產生這種狀態(tài)的原因。解：小，導致放大器進入欠壓狀態(tài)。原因是放大器由臨界狀態(tài)進入欠壓狀態(tài)時，集電極電流脈沖高度增大，導致略有增大，但因而減小，結果是減小，增大，減小。2023/8/5142-10一諧振功率放大器，設計在臨142023/8/18152-14根據圖(a）所示的諧振功率放大器原理電路，按下列要求畫出它的實用電路。（l）兩級放大器共用一個電源；(2）T2管的集電極采用并饋電路，基極采用自給偏置電路；(3)T1管的集電極采用串饋電路，基極采用分壓式偏置電路。解：根據題意要求畫出的電路如圖(b）圖中，兩級共用一個電源。電源線必須串接電源濾波網絡RC1

、CCl

、LC1、CC2。T2管基極接高頻扼流圈LD1，提供直流通路，并利用扼流圈的直流電阻產生自給偏壓。T2管集電極接高頻扼流圈LD2，組成并饋電路。在L2

和L3

的接點上并接電容C3，構成T型匹配濾波網絡。2023/8/5152-14根據圖(a）所示的諧振功率152023/8/18162023/8/516162023/8/18172-16一諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài)，已知f=80MHz，RL=50Ω，

PO=5W，Vcm=17.5V,C0=20pF，試按教材中表2-3-l中的Π型濾波匹配網絡設計回路各元件值,設網絡的有載品質因數(shù)Qe1=5。2023/8/5172-16一諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài)172023/8/1818第三章正弦波振蕩器解：并聯(lián)諧振回路在電流激勵下，該回路的端電壓的頻率特性才會產生負斜率的相頻特性。其電路如圖NP3-3(a）所示，而串聯(lián)諧振回路必須是電壓激勵下回路電流的頻率特性才能產生負斜率的相頻特性如圖NP3-3(b）所示。3-3并聯(lián)諧振回路和串聯(lián)諧振回路在什么激勵（電壓激勵還是電流激勵）才能產生負斜率的相頻特性？2023/8/518第三章正弦波振蕩器3-3并聯(lián)諧振回182023/8/18193-5試判斷圖NP3-5所示交流通路中，哪些可能產生振蕩，哪些不能產生振蕩：若能產生振蕩，則說明屬于哪種振蕩電路。解：(a）不振。同名端接反，不滿足正反饋；(b）能振。變壓器耦合反饋振蕩器；2023/8/5193-5試判斷圖NP3-5所示交流通192023/8/1820(C）不振。不滿足三點式振蕩電路的組成法則；(d）能振。當，即L1C1

回路呈容性，L2C2回路呈感性，組成電感三點式振蕩電路；2023/8/520(C）不振。不滿足三點式振蕩電路的組成法202023/8/1821(e）能振。計入結電容，組成電容三點式振蕩電路；(f）能振。當時，L1C1回路呈容性，L2C2回路呈感性，組成電容三點式振蕩電路。2023/8/521(e）能振。計入結電容，組成212023/8/18223-6試畫出圖NP3-6所示各振蕩器的交流通路,并判斷哪些電路可能產生振蕩，哪些電路不能產生振蕩。圖中，CB、Cc、CE、CD為交流旁路電容或隔直流電容，LC為高頻扼流圈，偏置電阻RB1、RB2、RG不計。不振2023/8/5223-6試畫出圖NP3-6所示各振蕩器的222023/8/1823能振不振2023/8/523能振不振232023/8/1824能振能振2023/8/524能振能振242023/8/1825不振2023/8/525不振252023/8/1826(g），電路同時存在兩種反饋，其中通過LC形成正反饋，通過R形成負反饋。由于LC串聯(lián)諧振回路在其諧振頻率上呈現(xiàn)最小的阻抗，正反饋最強，因而在上產生振蕩。2023/8/526(g）262023/8/18273-72023/8/5273-7272023/8/18283-8試改正圖NP3-8所示各振蕩電路中的錯誤，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、LB均為高頻扼流圈。圖（a）中L改為C1,C1改為L1，構成電容三點式振蕩電路。LC

為扼流圈，交流時，隔斷晶體三極管集電極與地之間的聯(lián)系。2023/8/5283-8試改正圖NP3-8所示各振蕩電路282023/8/1829圖（b）中反饋線中串接隔直電容CC，隔斷電源電壓VCC。2023/8/529圖（b）中反饋線中串接隔直電容CC，隔斷292023/8/1830圖（c）中去掉CE，消除CE對回路影響，加已CB和CC以保證基極交流接地并隔斷電源電壓VCC；L2改為C1，構成電容三點式振蕩電路。2023/8/530圖（c）中去掉CE，消除CE對回路影響，302023/8/1831圖（d）中L2改為C1，構成電容三點式電路；去掉原電路中的C1，保證柵極通過L1，形成直流通路。2023/8/531圖（d）中L2改為C1，構成電容三點式電312023/8/1832圖（e）中反饋線中串接隔直電容CB，隔斷VCC，使其不能直接加到基極上，L2換為C3。2023/8/532圖（e）中反饋線中串接隔直電容CB，隔斷322023/8/1833圖（f）中L改為C1L1串接電路，構成電容三點式振蕩電路?；騆、C互換，L中心接射極。2023/8/533圖（f）中L改為C1L1串接電路，構成電332023/8/1834圖（g）去掉C，以滿足相位平衡條件?；騆C1換為RC。2023/8/534圖（g）去掉C，以滿足相位平衡條件?；騆342023/8/18353-9試運用反饋振蕩原理，分析圖NP3-9所示各交流通路能否振蕩。解：圖NP3-9(a）滿足正反饋條件，LC并聯(lián)回路保證了相頻特性負斜率，因而滿足相位穩(wěn)定條件，電路可振。圖NP3-9(b）不滿足正反饋條件，因為反饋電壓比，滯后一個小于的相位，不滿足相位平衡條件。2023/8/5353-9試運用反饋振蕩原理，分析圖NP3352023/8/1836圖NP3-9(c）電路中當T2基極上加正極性電壓時，經跟隨器T2和共基放大器T1，得到的反饋電壓為負極性，構成負反饋。不滿足正反饋條件，不振。2023/8/536圖NP3-9(c）電路中當T2基極上加正362023/8/18373-11圖NP3-11所示為場效應管電感三點式振蕩電路，若管子的極間電容和RG不計，試計算振蕩頻率，并導出振幅起振條件。圖中CD、CG、CS為交流旁路電容和隔直流電容。2023/8/5373-11圖NP3-11所示為場效應管電372023/8/18383-12圖NP3-12為場效應管電容三點式振蕩電路，已知MOS管的參數(shù)為，管子極間電容不計。電路元件RD=1kΩ,CG為隔直流電容，CS為旁路電容，RG1、RG2阻值很大，可忽略不計，設λ＝0。試用工程估算法求滿足起振條件的值，并指出該振蕩器是否有柵極電流。該振蕩器中不會有柵極電流。2023/8/5383-12圖NP3-12為場效應管電容三382023/8/18392023/8/539392023/8/18402023/8/540402023/8/18413-18試指出圖NP3-18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CB、CC、CE、CS均為交流旁路電容或隔直流電容。并聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈電感，L改為C32023/8/5413-18試指出圖NP3-18所示各振蕩器412023/8/1842串聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈短路元件，晶體改接到發(fā)射極。2023/8/542串聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈短路元件，晶體改422023/8/1843

串聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈短路元件，C改為L1，L改為C、L2串聯(lián)。2023/8/543串聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈短路元件，432023/8/1844

并聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈電感，利用器件的Cgd

構成電感三點式振蕩電路，其中LC1C2

回路應成感性。2023/8/544并聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈電感，利442023/8/1845

串聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈短路元件，加C4，利用電容分壓產生正反饋。或R3并C4，C1串R4。2023/8/545串聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈短路元件452023/8/18463-19試畫出具有下列特點的晶體振蕩器電路。（1）采用NPN型晶體三極管；(2）晶體作為電感元件；(3）正極接地的直流電源供電；(4）晶體三極管集－射極間為LC并聯(lián)諧振回路；(5）發(fā)射極交流接地。解：可以接成兩種晶體振蕩器電路分別如圖NP3-19(a）和（b）所示。在圖(a）中，LC1回路應呈感性，符合電感三點式振蕩電路組成法則；而在圖（b）中，LC1回路應呈容性，符合電容三點式振蕩電路組成法則，為皮爾斯振蕩電路。2023/8/5463-19試畫出具有下列特點的晶體振蕩器462023/8/18473-20晶體振蕩電路如圖(a）所示，已知，試分析電路能否產生正弦波振蕩，若能振蕩，試寫出與之間的關系。解：交流通路如圖(b）所示。由圖可知，若晶體呈感性，L1C1并聯(lián)諧振回路呈容性，L2C2串聯(lián)諧振回路呈容性，則形成皮爾斯振蕩電路，為此要求。2023/8/5473-20晶體振蕩電路如圖(a）所示，已472023/8/18482023/8/548482023/8/18493-22試判斷圖NP3-22所示各RC振蕩電路中，哪些可能振蕩，哪些不能振蕩，并改正錯誤。圖中CB、CC、CE、CS對交流呈短路。圖（a）反饋線自發(fā)射極改接到基極上。能振2023/8/5493-22試判斷圖NP3-22所示各RC492023/8/18502023/8/550502023/8/18513-23圖NP3-23(a）所示為采用燈泡穩(wěn)幅器的文氏電橋振蕩器，圖NP3-23(b）為采用晶體二極管穩(wěn)幅的文氏電橋振蕩器，試指出集成運算放大器輸入端的極性，并將它們改畫成電橋形式的電路，指出如何實現(xiàn)穩(wěn)幅。解：右圖所示為電橋形式電路。圖（a）中燈泡是非線性器件，它的阻值隨溫度升高而增加，即是正溫度系數(shù)的非線性器件。起振時，燈泡阻值小，放大器增益大，隨著振蕩振幅增大，燈泡阻值增大，放大器增益就相應減小，最后達到平衡。2023/8/5513-23圖NP3-23(a）所示為采用512023/8/1852

圖（b）中D1,D2是非線性器件，它的正向導通電阻阻值隨信號增加而減少，這樣，振蕩器起振時，D1、D2截止，負反饋最弱，隨著振蕩加強，二極管正向電阻值減小，負反饋增大，從而使振幅達到平衡。2023/8/552圖（b）中D1,D2是非線性器522023/8/18533-25要求圖(a）所示電路能夠產生正弦波振蕩，試分別按照下列情況連接電路端點，構成振蕩電路。（1）反饋支路接在①、②端之間。（2）反饋支路接在①、③端之間。（3）反饋支路接在②、④端之間。解：將①、②、③、④端的瞬時極性標出，如圖(a）所示。(1）反饋支路接在①、②端，要使②端的瞬時極性為負才能形成正反饋，反饋支路應為RC移相電路，如圖(b）所示。(2）反饋支路接在①、③端之間，為使③端的瞬時極性為正，可采取兩種方法：反饋支路為LC串聯(lián)諧振電路或石英晶體；反饋支路為RC串并聯(lián)回路。如圖(C）所示。(3）反饋支路在④、②端之間，因為②端的瞬時極性為負，負反饋支路應與(2）相同。2023/8/5533-25要求圖(a）所示電路能夠532023/8/1854第四章振幅調制與解調電路4-1圖(a）是用頻率為1000kHz的載波信號同時傳輸兩路信號的頻譜圖。