通信电子线路第3章习题

1、1,第3章习题参考答案,3-13-23-33-43-5 3-63-73-83-93-10 3-113-123-133-143-15 3-163-173-183-193-20 3-213-223-233-243-25,2,31 对高频小信号放大器的主要要求是什么？高频小信号放大器有哪些分类？,答3-1： 对高频小信号器的主要要求是 比较高的增益 比较好的通频带和选择性 噪音系数要小 稳定性要高 高频小信号放大器一般可分为用分立元件构成的放大器、集成放大器和选频电路组成的放大器。根据选频电路的不同，又可分为单调谐回路放大器和双调谐回路放大器；或用集中参数滤波器构成选频电路。,3,32 一晶体管组成

2、的单回路中频放大器，如图所示。已知fo=465kHz，晶体管经中和后的参数为：gie=0.4mS,Cie=142pF，goe=55S，Coe=18pF，Yie=36.8mS,Yre=0，回路等效电容C=200pF，中频变压器的接入系数p1=N1/N=0.35，p2=N2/N=0.035,回路无载品质因数Q0=80，设下级也为同一晶体管，参数相同。试计算：,题31图,（1）回路有载品质因数 QL和 3 dB带宽 B0.7;（2）放大器的电 压增益； (3) 中和电容值。（设Cbc=3 pF）,4,解3-2： 根据已知条件可知,能够忽略中和电容和yre的影响。得,5,答：品质因数QL为40.4,带

3、宽为11.51kHz,谐振时的电压增益为30.88,中和电容值为1.615pF,6,33 高频谐振放大器中，造成工作不稳定的王要因素是什么？它有哪些不良影响？为使放大器稳定工作，可以采取哪些措施？,答3-3 集电结电容是主要引起不稳定的因素，它的反馈可能会是放大器自激振荡；环境温度的改变会使晶体管参数发生变化，如Coe、Cie、gie、goe、yfe、引起频率和增益的不稳定。 负载阻抗过大，增益过高也容易引起自激振荡。 一般采取提高稳定性的措施为： （1）采用外电路补偿的办法如采用中和法或失配法 （2）减小负载电阻，适当降低放大器的增益 （3）选用fT比较高的晶体管 （4）选用温度特性比较好的

4、晶体管，或通过电路和其他措施，达到温度的自动补偿。,7,34 三级单调谐中频放大器，中心频率f0=465 kHz，若要求总的带宽 B0.7=8 kHZ，求每一级回路的 3 dB带宽和回路有载品质因数QL值。,设每级带宽为B1，则：,答：每级带宽为15.7kHz,有载品质因数为29.6。,8,35 若采用三级临界耦合双回路谐振放大器作中频放大器（三个双回路），中心频率为fo=465 kHz，当要求 3 dB带宽为 8 kHz时，每级放大器的3 dB带宽有多大？当偏离中心频率 10 kHZ时，电压放大倍数与中心频率时相比，下降了多少分贝？,解3-5 设每级带宽为B1，则：,9,答：每级放大器的3

5、dB带宽为11.2kHz,当偏离中心频率 10 kHZ时，电压放大倍数与中心频率时相比，下降了多少31.4dB,10,36 集中选频放大器和谐振式放大器相比，有什么优点？设计集中选频放大器时，主要任务是什么？,答3-6 优点： 选频特性好、中心频率稳定、Q值高、体积小、调整方便。设计时应考虑： 滤波器与宽带放大器及其负载之间的匹配。另外还要考虑补 偿某些集中参数滤波器的信号衰减。,11,37 什么叫做高频功率放大器？它的功用是什么？应对它提出哪些主要要求？为什么高频功放一般在B类、C类状态下工作？为什么通常采用谐振回路作负载？,答3-7 高频功率放大器是一种能将直流电源的能量转换为高频信号能量

6、的放大电路，其主要功能是放大放大高频信号功率，具有比较高的输出功率和效率。对它的基本要求是有选频作用、输出功率大、自身损耗小、效率高、所以为了提高效率，一般选择在B或C类下工作，但此时的集电极电流是一个余弦脉冲，因此必须用谐振电路做负载，才能得到所需频率的正弦高频信号。,12,38 高频功放的欠压、临界、过压状态是如何区分的？各有什么特点？当EC、Eb、Ub、RL四个外界因素只变化其中的一个时，高频功放的工作状态如何变化？,答3-8 当晶体管工作在线性区时的工作状态叫欠压状态，此时集电极电流随激励而改变，电压利用率相对较低。如果激励不变，则集电极电流基本不变，通过改变负载电阻可以改变输出电压的

7、大，输出功率随之改变；该状态输出功率和效率都比较低。 当晶体管工作在饱和区时的工作状态叫过压状态，此时集电极电流脉冲出现平顶凹陷，输出电压基本不发生变化，电压利用率较高。 过压和欠压状态分界点，及晶体管临界饱和时，叫临界状态。此时的输出功率和效率都比较高。,13,当单独改变RL时，随着RL的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。 当单独改变EC时，随着EC的增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。 当单独改变Eb时，随着Eb的负向增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。 当单独改变Ub时，随着Ub的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。,14,39 已知高频

8、功放工作在过压状态，现欲将它调整到临界状态，可以改变哪些外界因素来实现，变化方向如何？在此过程中集电极输出功率如何变化？,答3-9 可以通过采取以下措施 减小激励Ub，集电极电流Ic1和电压振幅UC基本不变，输出功率和效率基本不变。 增大基极的负向偏置电压，集电极电流Ic1和电压振幅UC基本不变，输出功率和效率基本不变。 减小负载电阻RL，集电极电流Ic1增大，IC0也增大，但电压振幅UC减小不大，因此输出功率上升。 增大集电极电源电压，Ic1、IC0和UC增大，输出功率也随之增大，效率基本不变。,15,310 高频功率放大器中提高集电极效率的主要意义是什么？,答3-10 主要意义在于提高了电

9、源的利用率，将直流功率的更多的转换为高频信号功率，减小晶体管的功率损耗，可降低对晶体管的最大允许功耗PCM的要求，提高安全可靠性。,311 设一理想化的晶体管静特性如图所示，已知 Ec=24 V，Uc=21V，基极偏压为零偏，Ub=3 V，试作出它的动特性曲线。此功放工作在什么状态？并计算此功放的、P1、P0、及负载阻抗的大小。画出满足要求的基极回路。,题311图,16,解3-11,1、求动态负载线,17,18,2、求解、P1、P0、及负载阻抗的大小。,19,3、符合要求的基极回路为,20,312 某高频功放工作在临界伏态，通角 =75o”，输出功率为 30 W，Ec=24 V，所用高频功率管

10、的SC=1.67V，管子能安全工作。（1）计算此时的集电极效率和临界负载电阻； （2）若负载电阻、电源电压不变，要使输出功率不变。而提高工作效率，问应如何凋整？ (3）输入信号的频率提高一倍，而保持其它条件不变，问功放的工作状态如何变化，功放的输出功率大约是多少？,解3-12 （1）,21,22,（2）可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保证IC1不变，但这样可使导通角减小，效率增加。 （3）由于频率增加一倍，谐振回路失谐，集电极阻抗变小，电路由原来的临界状态进入欠压状态，输出幅度下降，故使输出功率和效率都下降。对于2的频率，回路阻抗为：,23,因此，输出功率下降到原来的2/3Q倍。,24,3

11、13 试回答下列问题： (1)利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加在基极 或集电 极时、应如何选择功放的工作状态？ (2)利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态？。 (3)利用功放放大等幅度的信号时，应如何选择功放的工作状态？,解3-13 (1）利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加在基极或集电极时、功放应选在过压状态。 (2）利用功放放大振幅调制信号时，功放应选在欠压状态，并为乙类工作。 (3) 利用功放放大等幅度的信号时，功放应选在过压状态，此时有较大的输出功率和效率。 也可以选择在过压状态，此时输出电压幅度比较稳定。,25,3I4 当工作频率提高后，高频功放通常出

12、现增益下降，最大输出功率和集电极效率降低，这是由哪些因素引起的？,解3-14 主要原因是 放大器本身参数，如、随频率下降。 电路失谐，集电极阻抗减小。 少数载流子渡越时间效应。 非线性电抗效应，如CbC 的影响。 发射极引线电感的影响，对高频反馈加深。,26,315 如图所示，设晶体管工作在小信号A类状态，晶体管的输入阻抗为Z，交流电流放大倍数为hfe/(1+j/f/f)，试求Le而引起的放大器输入阻抗Zi。并以此解释晶体管发射极引线电感的影响。,可见，Le越大，输入阻抗越大，反馈越深，电流越小，反馈越深，输出功率和效率越低。,27,316 改正图示线路中的错误，不得改变馈电形式，重新画出正确

13、的线路。,题316图,改正后的电路图,28,317 试画出一高频功率放大器的实际线路。要求(1)采用NPN型晶体管，发射极直接接地；(2)集电极用并联馈电，与振荡回路抽头连接；(3)基极用串联馈电，自偏压，与前级互感耦合。,解3-17 根据要求画出的高频功率放大器电路如下,29,318 一高频功放以抽头并联回路作负载，振荡回路用可变电容调谐。工作频率f=5 MHZ，调谐时电容 C=200 PF，回路有载品质因数QL=20，放大器要求的最佳负载阻抗RLr=50 ，试计算回路电感L和接入系数 P。,解3-18,30,319 如图（a）所示的D型网络，两端的匹配阻抗分别为RP1、RP2。将它分为两个

14、L型网络，根据L型网络的计算公式，当给定Q2=RP2/XP2时，证明下列公式：,并证明回路总品质因数Q=Q1Q2。,题319图,31,解3-19 首先将电路分解成两个L回路，如图（1）。然后利用并串转换，将Xp2和Rp2的并联转换为Rs和Xs3的串联，得到图（2）。,根据串并转换关系，得：,32,再利用串并转换，将Xs1和Rs的并联转换为Rp和Xp的并联，得到图（4），其中,33,34,35,320 上题中设RP1=20，Rp2=100，F=30MHZ，指定Q2=5，试计算Ls、CP1、CP2和回路总品质因数Q。,解3-20,36,37,321 如图示互感耦合输出回路，两回路都谐振，由天线表

15、IA测得的天线功率PA=10 W，已知天线回路效率 2=0 .8。中介回路的无载品质因数 QO=100，要求有载品质因数QL=10，工作于临界状态。问晶体管输出功率P1为多少？设在工作频率L1=50，试计算初级的反映电阻rf，和互感抗M。当天线开路时，放大器工作在什么状态？,题321 图,38,当天线开路时，反射电阻为零，初级回路等效并联阻抗增大，放大器将从临界状态进入过压状态。,39,322 什么是D类功率放大器，为什么它的集电极效率高？什么是电流开关型和电压开关型D类放大器？,答3-22 D类放大器是一种工作在开关状态的功率放大器，两个晶体管在输入激励控制下交替饱和导通或截止，饱和导通时，

16、有电流流过，但饱和压降很低；截止时，流过晶体管的电流为零。所以晶体管的平均功耗很小，效率很高。 在电流开关型电路中，两管推挽工作，电源通过一个大大电感供给一个恒定电流，分别交替流过两个晶体管，两管轮流导通和截止。通过谐振电路得到正弦输出电压。 在电压开关型电路中，两晶体管是与电源电压和地电位串联的，在输入控制下，一个导通，一个截止，因此，两管的中间点电压在0和电源电压之间交替切换。通过谐振电路，获的正弦输出信号。,40,323 图333的电压开关型D类放大器，负载电阻为RL，若考虑晶体管导通至饱和时，集电极饱和电阻Rcs(Rcs=1/Sc)，试从物理概念推导此时开关放大器的效率。,解3-23 根据题意，将（a）图简化为（b）图所示的等效电路。设Rcs1=Rcs2=Rcs,LC回路对开关频率谐振，则：,41,42,43,324 根据图337的反相功率合成器线路，说明各变压器和传输线变压器所完成的功用，标出从晶体管输出端至负载间各处的阻抗值。设两管正常工作时，负载电阻上的功率为 100 W，若某管因性能变化，输出功率下降一半，根据合成器原理，问负载上的功率下降多少瓦？,44,当某管上的功率下降一半时，证明该管上的输出电压降低，其值是原来的0.707倍。那么最