高頻電子技術(shù)課程復(fù)習(xí)提要

＜＜高頻電路＞＞課程復(fù)習(xí)提要1．高頻電路中的元器件，包括無源元件與有源元件兩類。2．高頻電路中的基本電路有哪些？3．集中濾波器中的聲表面濾波器特點(diǎn)？4．電子噪聲的來源與特性。5．噪聲系數(shù)及噪聲系數(shù)的計(jì)算。6．高頻小信號放大器的工作原理及性能分析。7．高頻功率放大器的工作原理及狀態(tài)。8．高頻功率放大器的實(shí)際線路中直流饋電線路、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。9．LC振蕩器的組成原則，電容反饋式振蕩器、石英晶體振蕩器。10．非線性電路的分析方法。11．二極管平衡電路、單差分對電路。12．振幅調(diào)制信號分析及振幅調(diào)制電路分析。13．調(diào)幅信號的解調(diào)（調(diào)幅解調(diào)的方法及二極管峰值包絡(luò)檢波器）14．混頻的意義、混頻電路分析。15．頻率調(diào)制信號分析。16．調(diào)頻器與調(diào)頻方法分析。17．調(diào)頻電路分析（直接調(diào)頻電路）18．鑒頻器與鑒頻方法分析。19．具體的鑒頻電路（互感耦合鑒頻器、比例鑒頻器）。20．調(diào)頻接收機(jī)原理方框圖。21．自動增益控制電路（電路方框、工作原理、具體電路、性能指標(biāo)）22．自動頻率控制電路（電路方框、工作原理、具體電路、性能指標(biāo)）23．調(diào)幅系數(shù)的含義。上圖是一個語音無線電廣播通信系統(tǒng)的基本組成框圖，它由發(fā)射部分、接收部分以及無線信道三大部分組成。發(fā)射部分由話筒、音頻放大器、調(diào)制器、變頻器（不一定必須）、功率放大器和發(fā)射天線組成。低頻音頻信號經(jīng)放大后，首先進(jìn)行調(diào)制后變成一個高頻已調(diào)波，然后可通過變頻，達(dá)到所需的發(fā)射頻率，經(jīng)高頻功率放大后，由天線發(fā)射出去。接收設(shè)備由接收天線、高頻小信號放大器、混頻器、中頻放大器、解調(diào)器、音頻放大器、揚(yáng)聲器等組成。由天線接收來的信號，經(jīng)放大后，再經(jīng)過混頻器，變成一中頻已調(diào)波，放大后檢波，恢復(fù)出原來的信息，經(jīng)低頻功放放大后，驅(qū)動揚(yáng)聲器。25．無線通信為什么要用高頻信號？“高頻”信號指的是什么？高頻信號指的是適合天線發(fā)射、傳播和接收的射頻信號。采用高頻信號的原因主要是：（1）頻率越高，可利用的頻帶寬度就越寬，信道容量就越大，而且可以減小或避免頻道間的干擾；（2）高頻信號更適合電線輻射和接收，因?yàn)橹挥刑炀€尺寸大小可以與信號波長相比擬時，才有較高的輻射效率和接收效率。這樣，可以采用較小的信號功率，傳播較遠(yuǎn)的距離，也可獲得較高的接收靈敏度。26．無線通信為什么要進(jìn)行凋制？如何進(jìn)行調(diào)制？因?yàn)榛鶐д{(diào)制信號都是頻率比較低的信號，為了達(dá)到較高的發(fā)射效率和接收效率，減小天線的尺寸，可以通過調(diào)制，把調(diào)制信號的頻譜搬移到高頻載波附近；另外，由于調(diào)制后的信號是高頻信號，所以也提高了信道利用率，實(shí)現(xiàn)了信道復(fù)用。調(diào)制方式有模擬調(diào)調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。在模擬調(diào)制中，用調(diào)制信號去控制高頻載波的某個參數(shù)。在調(diào)幅方式中，AM普通調(diào)幅、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB）、單邊帶調(diào)幅（SSB）、殘留單邊帶調(diào)幅（VSSB）；在調(diào)頻方式中，有調(diào)頻（FM）和調(diào)相（PM）。在數(shù)字調(diào)制中，一般有頻率鍵控（FSK）、幅度鍵控（ASK）、相位鍵控（PSK）等調(diào)制方法。設(shè)計(jì)一個調(diào)頻發(fā)射機(jī)，要求工作頻率為160MHz,最大頻偏為1MHz,調(diào)制信號最高頻率為10kHz，副載頻選500kHz,請畫出發(fā)射機(jī)方框圖，并標(biāo)出各處的頻率和最大頻偏值。石英晶體有何特點(diǎn)？為什么用它制作的振蕩器的頻率穩(wěn)定度較高？石英晶體有以下幾個特點(diǎn)晶體的諧振頻率只與晶片的材料、尺寸、切割方式、幾何形狀等有關(guān)，溫度系數(shù)非常小，因此受外界溫度影響很小具有很高的品質(zhì)因數(shù)具有非常小的接入系數(shù)，因此手外部電路的影響很小。在工作頻率附近有很大的等效電感，阻抗變化率大，因此諧振阻抗很大構(gòu)成震蕩器非常方便，而且由于上述特點(diǎn)，會使頻率非常穩(wěn)定。電阻熱噪聲有何特性？如何描述？電阻的熱噪音是由于溫度原因使電阻中的自由電子做不規(guī)則的熱運(yùn)動而帶來的，因此熱噪音具有起伏性質(zhì)，而且它具有均勻的功率譜密度，所以也是白噪音，噪音的均方值與電阻的阻值和溫度成正比。噪音電壓功率譜S=4kTR, 噪音電壓均方值E2=4kTRBUn噪音電流功率譜S=4kTG, 噪音電流均方值D=4kTGB對高頻小信號放大器的主要要求是什么？高頻小信號放大器有哪些分類？對高頻小信號器的主要要求是：比較高的增益比較好的通頻帶和選擇性噪音系數(shù)要小穩(wěn)定性要高高頻小信號放大器一般可分為用分立元件構(gòu)成的放大器、集成放大器和選頻電路組成的放大器。根據(jù)選頻電路的不同，又可分為單調(diào)諧回路放大器和雙調(diào)諧回路放大器；或用集中參數(shù)濾波器構(gòu)成選頻電路。高頻諧振放大器中，造成工作不穩(wěn)定的王要因素是什么？它有哪些不良影響？為使放大器穩(wěn)定工作，可以采取哪些措施？集電結(jié)電容是主要引起不穩(wěn)定的因素，它的反饋可能會是放大器自激振蕩；環(huán)境溫度的改變會使晶體管參數(shù)發(fā)生變化，如Coe、Cie、gie、goe、yfe、引起頻率和增益的不穩(wěn)定。負(fù)載阻抗過大，增益過高也容易引起自激振蕩。一般采取提高穩(wěn)定性的措施為：（1） 采用外電路補(bǔ)償?shù)霓k法如采用中和法或失配法（2） 減小負(fù)載電阻，適當(dāng)降低放大器的增益（3） 選用fT比較高的晶體管（4） 選用溫度特性比較好的晶體管，或通過電路和其他措施，達(dá)到溫度的自動補(bǔ)償。高頻功放的欠壓、臨界、過壓狀態(tài)是如何區(qū)分的？各有什么特點(diǎn)？當(dāng)EC、Eb、Ub、RL四個外界因素只變化其中的一個時，高頻功放的工作狀態(tài)如何變化？當(dāng)晶體管工作在線性區(qū)時的工作狀態(tài)叫欠壓狀態(tài)，此時集電極電流隨激勵而改變，電壓利用率相對較低。如果激勵不變，則集電極電流基本不變，通過改變負(fù)載電阻可以改變輸出電壓的大，輸出功率隨之改變；該狀態(tài)輸出功率和效率都比較低。當(dāng)晶體管工作在飽和區(qū)時的工作狀態(tài)叫過壓狀態(tài)，此時集電極電流脈沖出現(xiàn)平頂凹陷，輸出電壓基本不發(fā)生變化，電壓利用率較高。過壓和欠壓狀態(tài)分界點(diǎn)，及晶體管臨界飽和時，叫臨界狀態(tài)。此時的輸出功率和效率都比較高。?當(dāng)單獨(dú)改變RL時，隨著RL的增大，工作狀態(tài)的變化是從欠壓逐步變化到過壓狀態(tài)。?當(dāng)單獨(dú)改變EC時，隨著EC的增大，工作狀態(tài)的變化是從過壓逐步變化到欠壓狀態(tài)。?當(dāng)單獨(dú)改變Eb時，隨著Eb的負(fù)向增大，工作狀態(tài)的變化是從過壓逐步變化到欠壓狀態(tài)。?當(dāng)單獨(dú)改變Ub時，隨著Ub的增大，工作狀態(tài)的變化是從欠壓逐步變化到過壓狀態(tài)。33．高頻功率放大器中提高集電極效率的主要意義是什么？主要意義在于提高了電源的利用率，將直流功率的更多的轉(zhuǎn)換為高頻信號功率，減小晶體管的功率損耗，可降低對晶體管的最大允許功耗PCM的要求，提高安全可靠性。34．當(dāng)工作頻率提高后，高頻功放通常出現(xiàn)增益下降，最大輸出功率和集電極效率降低這是由哪些因素引起的？主要原因是放大器本身參數(shù)，如B、a隨頻率下降。電路失諧，集電極阻抗減小。少數(shù)載流子渡越時間效應(yīng)。非線性電抗效應(yīng)，如Cb'C的影響。發(fā)射極引線電感的影響，對高頻反饋加深。35．改正圖示線路中的錯誤，不得改變饋電形式，重新畫出正確的線路。仆f —仆f —0'— oC￡36．什么是D類功率放大器，為什么它的集電極效率高？什么是電流開關(guān)型和電壓開關(guān)型D類放大器？D類放大器是一種工作在開關(guān)狀態(tài)的功率放大器，兩個晶體管在輸入激勵控制下交替飽和導(dǎo)通或截止，飽和導(dǎo)通時，有電流流過，但飽和壓降很低；截止時，流過晶體管的電流為零。所以晶體管的平均功耗很小，效率很高。在電流開關(guān)型電路中，兩管推挽工作，電源通過一個大電感供給一個恒定電流，分別交替流過兩個晶體管，兩管輪流導(dǎo)通和截止。通過諧振電路得到正弦輸出電壓。在電壓開關(guān)型電路中，兩晶體管是與電源電壓和地電位串聯(lián)的，在輸入控制下，一個導(dǎo)通，一個截止，因此，兩管的中間點(diǎn)電壓在0和電源電壓之間交替切換。通過諧振電路，獲的正弦輸出信號。37．試檢查圖示的振蕩器線路，有哪些錯誤？并加以改正。(a) (? _ ' ?⑷ （e） .S38．克拉潑和西勒振蕩線路是怎樣改進(jìn)了電容反饋振蕩器性能的？由于克拉波振蕩器在回路中串行接入了一個小電容，使的晶體管的接入系數(shù)很小，耦合變?nèi)?，因此，晶體管本身的參數(shù)對回路的影響大幅度減小了，故使頻率穩(wěn)定度提高，但使的頻率的調(diào)整范圍變小，所以，西勒振蕩器是在克拉波振蕩器的基礎(chǔ)上，在回路兩端在并聯(lián)一個可調(diào)電容，來增大頻率調(diào)節(jié)范圍。由于存在外接負(fù)載，當(dāng)接入系數(shù)變小時，會帶來增益的下降。圖示為二極管平衡電路，用此電路能否完成振幅調(diào)制（AM、DSB、SSB）、振幅解調(diào)、倍頻、混頻功能？若能，寫出ul、u2應(yīng)加什么信號，輸出濾波器應(yīng)為什么類型的濾波器，中心頻率fO、帶寬B如何計(jì)算？設(shè)輸出濾波器的諧振頻率為fO,調(diào)制信號最高頻率為Fmax.當(dāng)滿足U2〉〉U1的條件下，輸出電流iL=2gDK（?2t）u1,因此,將U1,加載波信號，u2，加調(diào)制信號，可實(shí)現(xiàn)AM調(diào)制。此時要求濾波器為帶通濾波器，中心頻率為載波頻率，fO=fC,帶寬為2倍的調(diào)制信號最高頻率,B0.7=2Fmax，即輸入信號的帶寬。將ul,加調(diào)制信號，u2，加載波信號，可實(shí)現(xiàn)DSB或SSB調(diào)制。濾波器為帶通濾波器DSB調(diào)制時，fO二fC,B0.7=2Fmax.。SSB調(diào)制時，B0.7=Fmax.-Fmin.~Fmax,,中心頻率f0=fC+0.5(Fmax+Fmin)。將ul,加調(diào)幅信號，u2，加插入載波信號，可實(shí)現(xiàn)振幅解調(diào)。此時要求濾波器為低通濾波器，濾波器的高頻截止頻率fH>Fmax.。將ul,加正弦信號信號，u2不加信號，可實(shí)現(xiàn)倍頻。此時要求濾波器為窄帶濾波器，中心頻率為所需倍頻的頻率。將ul,加調(diào)幅信號，u2，加本振信號，可實(shí)現(xiàn)混頻。此時要求濾波器為帶通濾波器,中心頻率為中頻頻率，fO=fI=fL-fC，帶寬為2倍的調(diào)制信號最高頻率,B0.7=2Fmax.，即輸入信號的帶寬。頻率為100MHz的載波被頻率被5kHz的正弦信號調(diào)制，最大頻偏為50kHz。，求此時FM波的帶寬。若U加倍，頻率不變，帶寬是多少？若U不變，頻率增大一倍，帶Q Q寬如何？若UQ和頻率都增大一倍，帶寬又如何？根據(jù)題意，已知? =100MHz,F=5kHz,A/=50kHzCmB=2(Af+F)=2(50+5)=110kHzsm當(dāng)U加倍時，因?yàn)锳f正比于U,所以Af也加倍，Q m Q m調(diào)頻指數(shù)m增大一倍。fB=2(Af'+F)=2(100+5)=210kHzsm⑶當(dāng)U不變時，F(xiàn)加倍時，最大頻偏不變，但調(diào)頻指數(shù)m減小一倍，Qf所以帶寬為B=2(Af+F')=2(50+10)=120kHzsm(4)當(dāng)U、F都加倍時，最大頻偏加倍，但調(diào)頻指數(shù)m不變，所以帶寬為QfB=2(Af'+F')=2(100+10)=220kHzsm適用于無線電傳播的無線電頻率稱為高頻。高頻電路中晶體二極管的主要作用為檢波、調(diào)制、解調(diào)及混頻。高頻功率放大器的主要功能是放大高頻信號，并以高效輸出大功率信號為目的。聲表面濾波器的主要特性是①工作頻率范圍寬②相對帶寬也比較寬③便于器件微型化與片式化④帶內(nèi)插入損耗比較大⑤矩形系數(shù)可以做到1.1至2之間。在無線電通訊中，調(diào)制的方式可以分為三種，這三種方式是①調(diào)幅②調(diào)頻③調(diào)相。提咼振蕩器頻率穩(wěn)定度的措施有：①提咼振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性②減少晶體管的影響③提咼回路的品質(zhì)因數(shù)④減少電源、負(fù)載等的影響。每一個電容都有一個自身諧振頻率，當(dāng)工作頻率小于自身諧振頻率時，電容器呈現(xiàn)正常的電容特性。當(dāng)工作頻率比自身諧振頻率咼時，電容器將被視為一個電感，其等效電路呈電感性48?對高頻小信號放大器的主要要求是①增益要高、②頻率選擇要好、③工作穩(wěn)定可靠。一般說來，大部分高頻功率放大器都是工作在C類或者D類狀態(tài)的。從咼頻已調(diào)信號中恢復(fù)出調(diào)制信號的過程稱為解調(diào)。晶體管的噪聲主要有①熱噪聲②散粒噪聲③分配噪聲④閃爍噪聲。調(diào)頻電路分為直接調(diào)頻方式與間接調(diào)頻方式。在直接調(diào)頻方式中，常用的方法主要有①變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路②晶體振蕩器直接調(diào)頻電路③張馳振蕩器直接調(diào)頻電路。在調(diào)頻波中，有三個基本的參數(shù)，這三個參數(shù)是①載波頻率②調(diào)制信號的頻率③頻偏。混頻器的主要技術(shù)指標(biāo)有五項(xiàng)，它們是①變頻增益、②噪聲系數(shù)③失真與干擾、④變頻壓縮、⑤選擇性。55.同步檢波可以分兩種方式，這兩種方式是①乘積型②疊加型。自動增益(AGC)控制電路的主要作用是什么？調(diào)頻器的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？提高高頻小信號放大器穩(wěn)定性的主要方法有哪些？采用兩種改進(jìn)型電容反饋式振蕩器的主要原因是什么？調(diào)制的含義是什么？低頻放大器與高頻放大器的區(qū)別有哪些？包絡(luò)檢波器由哪三部分構(gòu)成？丙類放大器為什么一定要用諧振回路作為集電極的負(fù)載？諧振回路為什么一定要調(diào)諧在信號頻率上？調(diào)頻器的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？65Le=0.1971(2.31g靛-0.75)x10-9H的含義？d

66．在變?nèi)荻O管調(diào)頻原理中，是利用公式來進(jìn)行分析的。公式中各字母的含義是什么？。C= 0j 66．在變?nèi)荻O管調(diào)頻原理中，是利用公式來進(jìn)行分析的。公式中各字母的含義是什么？。C= 0j u(1+)『u68．會作出二極管峰值包絡(luò)檢波器電原理圖并說明其工作原理。能理解并會畫自動增益控制系統(tǒng)(AGC)的原理方框圖。電阻的高頻等效電路。電感器的高頻等效電路。能作出二極管平衡混頻器原理電路圖并說明其工作原理。能畫出串聯(lián)型、并聯(lián)型晶體振蕩器電原理圖及交流通路圖。能畫出無線通信系統(tǒng)的基本方框圖。掌握互感耦合相位鑒頻器的工作原理并能畫出電路圖。掌握比例鑒頻器的工作原理并能畫出電路圖。77?試為高頻功率放大器設(shè)計(jì)一個L型匹配網(wǎng)絡(luò)作為其負(fù)載。已經(jīng)工作頻率為10.7MHz,功放臨界電阻R=75Q，天線端Ler電阻R=7.5Q。2電路中圖所示。這是一個什么電路？該電路中晶體三極管的工作狀態(tài)？該電路的主要優(yōu)缺點(diǎn)？設(shè)V為本振電壓，其頻率為fo,V為信號電壓，其頻OS率為fs。在該電路中，并聯(lián)諧振電路的諧振頻率應(yīng)該如何計(jì)算？這諧振頻率與本振頻率及信號頻率的關(guān)系應(yīng)該如何？電路如圖所示。這是一個什么電路？C3與C1、C2的關(guān)系如何？回路中的總電容的表達(dá)式？該電路的振蕩頻率為多少？改變工作波段，是調(diào)整C3還是C4?作出該電路的交流等效電路圖。畫出自動頻率控制電路原理方框圖并簡述自動頻率控制電路的控制過程。

某超外差式接收機(jī)的中頻頻率為f=500kHz,本振頻率f〈f，在收聽f=1.501MHzILss的信號時，聽到哨叫聲，其原因是什么？試進(jìn)行具體分析。調(diào)諧在中心頻率為f=10.7MHZ的三級相同的單調(diào)諧放大器，要求BW0.72100kHZ,0失諧±250kHZ時衰減大于或等于20dB。試確定每個諧振回路的有載品質(zhì)因數(shù)Qe值。由帶寬要求得由選擇性指標(biāo)得=201g1+由帶寬要求得由選擇性指標(biāo)得=201g1+Qg>20dB)2>V107-1^-^40.84即 嗎故40.84,54.57故40.84,54.57取Qe=50已知已調(diào)信號的頻譜圖如圖所示。（1） 說明各頻譜所表示的已調(diào)信號類型；（2） 寫出它們的數(shù)學(xué)表達(dá)式和頻譜寬度；（3） 計(jì)算在單位電阻上各調(diào)制信號消耗的平均功率5V2V 2V-I 15V2V 2V-I 1 k-f/KHz99710001003(a)5V2-5V2V990999100110101000>f/KHz（1）圖（a）為單音調(diào)制的普通調(diào)幅波；圖（b）為雙音調(diào)制的普通調(diào)幅波。圖(a)調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為=5cos27Fxl06/+2cos27n：106+3xl03)/+2cos2X106-3X103)/=5（l+0.8cos27rx3xl03Z）cos2ttx106Z頻譜寬度BW=1003－997=6（kHZ）同理，圖（b）調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

=5(1+cos2ttx103/+O.8c0s2ttx1Ox1O^)cos2ttx10^頻譜寬度BW=1010－990=20(kHZ)(3)圖((3)圖(a)：并+嗎宀鳳W)Pw=lx52+2xlx(22+2.52)=22.75圖(b)： 22 (W)84．如圖所示電路為晶振調(diào)頻電路，組成無線話筒中的發(fā)射機(jī)，看圖回答下列問題(1)R、R、R作用是什么？567(2)振蕩回路的組成元件有哪些？V的作用是什么？1L的作用是什么？1晶振諧振回路的組成元件有哪些？它諧振在幾次諧波上？晶振調(diào)頻電路示盍圖(1)R5、R6、R7構(gòu)成V2的偏置電路振蕩回路的組成元件有石英晶體、變?nèi)莨躒3、C1、C2V1是將話筒提供的音頻信號放大后作為調(diào)制信號L1起高頻扼流作用晶振諧振回路的組成元件是L、C3,它諧振在三次諧波上，用以實(shí)現(xiàn)三倍頻、擴(kuò)大調(diào)頻波的頻偏。85．具有AGC電路的接收機(jī)組成框圖器86．峰值A(chǔ)GC電路如圖所示，該電路是如何工作的？87．高放AGC電路如圖所示，該電路是如何工作的？丄R1R3-I-DI