高频电子线路期末考试精华版张肃文第四版

咼频电子线路复习例题一一 （嘿嘿整理2012年6 月）

第一章绪论 一、 填空题

1 ?无线通信系统一般由信号源、 ___________ 、 ___________ 、 ___________ 、输出变换器五部分组成。

2. ____________________________________ 人耳能听到的声音的频率约在 到 的范围内。（20HZ、20KHZ ） 3. _______________ 调制有 ____ 、 _________ 、 二种方式。 （调幅、调频、调相）

4. __________________________________ 无线电波在空间的传播方式有 、 、 三种。（地波、天波、直线波） 二、 简答或作图题

1. 画出无线通信调幅发射机原理框图，并说明各部分的作用，同时画出波形示意图和频谱示意图。 2. 画出超外差接收机方框图，并说明各部分的作用，同时画出波形示意图和频谱示意图。 3. 在接收设备中，检波器的作用是什么？试画出检波器前后的信号波形。

4. 通信系统由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？ 答：通信系统由输入、输出变换器，发送、接收设备以及信道组成。 输入变换器将要传递的声音或图像消息变换为电信号（基带信号）；

发送设备将基带信号经过调制等处理，并使其具有足够的发射功率，再送入信道实现信号的有效传输； 信道是信号传输的通道； 接收设备用来恢复原始基带信号； 输出变换器将经过处理的基带信号重新恢复为原始的声音或图像。 第三章选频网络

1、串联谐振和并联谐振的特征，以及失谐时表现出的特性。如：

LC回路并联谐振时，回路 _阻抗—最大，且为纯__

电阻=_。当所加信号频率高于并联谐振回路谐振频率时，回路失谐，此时，回路呈 容 性，电流 超前 电压。 2^于信号源内阻或负载电阻的影响，将使谐振回路的品质因数 Q _____ ,选频特性 —，通频带 。— 3、课后题3.5 4、 课后题3.6 5、 课后题3.7 6、 课后题3.9 7、 课后题3.13 有一耦合回路如图，已知

01 02

1MH z, 1

2

1K

1回路参数 L1、L2、C1、C2 和 M; ） 图中a、 初级回路的等b两端的等效谐振阻抗 ZP； 2

试求:

LI

Cl __

C2

）

带BW 3解：由已知条件可知两个回路的参数是全同 ）

Q仁C1=C2）4

1)由 Q2 ； 得:

效品质因数 回路的通频

Q1'；

R1o 0

R2

的，即 L1=L2,

L1

L2 C2

1000 口 106

6

H

62

159 1

159 10

6

(2

10)

2

F 159pF

0M) & R2 又由于发生临界耦合时

1 ] ------- 1

因此 20 20H M ——R1R2 6

2 10 0

3.18 H

2）由于发生了临界耦合，所以 Rh=R=20Q

此时

ab两端的等效

Z

谐振阻抗为纯阻，即

ab

Z

p

R

p

3)初级回路的等效品质因数为

1 25

Qi'

40 R1 Rf1 4) 初级回路本身的品质因数为

鯉50 Q1 —

20 1R 因此可得出通频带为：

610

2 G 2Hz Q1 50

8.图2-18所示电路为一等效电路， 其中

Ri Rf 1

(1000) 40

2

25k

㈣

；

28.3KHZ

, RL =5k ，试计算回

路的谐振频率、谐振电阻。

L为有损电感，应考虑损耗电阻 题意分析 此题是基本等效电路的计算，其中

解

由图2-18可画出图2-19所示的等效电路。

1 ---------------------- Hl ------------------------

* ■- > 图I 2-18 等效电路 图2-19 等效电路

(1)回路的谐振频率 f。

L=0.8uH, Q°=100, C=5pF, C1 =20pF, C2 =20pF, R=10k

R0(或电导g0)。

[] 由等效电路可知 L=0.8

H，回路总电容 C1C2 C1 C2

20 20 20 20

15(pF)

1

2、LC

45.97(MHz)

2 0.8 106 15 10 12

⑵RL折合到回路两端时的接入系数

1 C

1 C1C2 C1 C2

1

G

C1 C2

P2 丄 0.52 J 0.05 10

5 103 RL

电感L的损耗电导g0为

2 ----------------------------------------- 4 101 i ]= ---------------------------- U

总电导

g

0

0

LQ0 2

45.97 106 0.8

106 100

43.30 106 s

1

g

R 0

g

1 P RL

2

1 10 103

-0.0433

10 3 0.05 10-3

0.1933 103 s

谐振电阻

RP 1g 5.17 k

第四章高频小信号谐振放大器

1 ?高频小信号放大器的主要技术指标有 选择性）

（谐振频率、增益、通频带、

）

2 ?高频小信号谐振放大器的常用的稳定方法有 ___________ 和 ________ ;引起其工作不稳定的主要原因是 _____________ ;该 放大器级数的增加，其增益将 __________ ，通频带将 __________ 。（中和法、失配法、Cb' c大、变大、变窄 3 ?小信号谐振放大器的主要特点是以 4.课后4.5

5. 课后4.9

解：首先画出交流等效电路，计算接入系数

调谐回路作为放大器的交流负载，具有

放大 和 选频 功能。

Pl

回路总电导

而回路本身的等效电导

GP

N23 N13

G G p

5

20 4

1 , P2

p1 goe 0 g ie

N45 N13

5

20

1

4

2

1

Q0W0L 100 2

1

6

4 10

10.7 106

S

37 10 S

6

高频小信号放大器交流等效电路 代入后可得

G 37 10 6 (-)2 (200 10 6)

1)电压增益为

4

(1)2(2860 10 6) 4

1 1 \\3 ——4 4 45 10

6

228.25 10

228.25 10 6S

2 f°.7

Av0

2) 功率增益为

p1 p2

y fe

G

12.3

Ap0

(Av。)2 醞(Av。)2 151.3

gie1

3) 要计算带宽就要先求出有载品质因数 QL

QL

1 G W0L

_____________ 1 ___________

228.25 10 2

6

10.7 10 4 10

66

16.2

免

4）稳定系数S

MHz 0.66MHz

QL 16.2

107

其中

S

gs GL

g ie

2(gs gie)(g°e GL)

yfe|y』[1 cos( fe re)]

2

1

2 (G p p2 gie )

GL为由集电极看来跨接在谐振回路上的负载导纳

代入后求出 S=13.7>>1电路稳定

6.如图所示调谐放大器，问：

1. LC回路应调谐在什么频率上？

2. 为什么直流电源要接在电感 L的中心抽 电 3. 容G、G的作用分别是什么？ 接入电阻R

4. 的目的是什么？

解: 1. LC回路应调谐在输入信号u的频

率上

.直流电源要接在电感L的中心抽头 的输出端部分接入调谐回路，其目

择性和通频带要求

.电容C1、C3是高频旁路电容，它们的作用是保证放大器工作在放大

头上?

Cl

T

上是使本电路晶体管

的是要达到预定的选

3 区 .接入电阻R4的目的是降低Q值，加宽放大器的通频带

4 非线性电路、时变参量电路和变频器

第五章 1.已知混频晶体三极管的正向传输特性为

2 3

ic a0 a2u a3u

式中,U UsmCOS st U Lm COs Lt , U Lm >> Usm， 混频器的中频 I L- s，试求混频器的变频跨导 gc。

题意分析 本题ULm >> Usm，可以看成工作点随大信号 U Lm COS Lt变化，对UsmCOS st来说是线性时变关系。

1 可先求出时变跨导 g(t),从而有ic g(t)us，而变频跨导gc

g1。

2

解时变跨导 g(t)

u UL

3a3u：

g(t) 2a2uL

2

2a2ULm cos Lt 3a3ULmCOS Lt

3 2 3 2

2 a3U Lm 2a2U Lm COS [t ^O^ULm COS2 [t

2a2U Lm 其中 gi

1

a2U Lm g1 2gc

2

2、有一非线性器件在工作点的转移特性 l=bo+blVbe+b2Vbe,式中，Vbe=V0+Vs=VoMCOS 皿+VsMCOS ost设V0M >> VSM，求该非线性器件作为变频器时的变频跨导 g

先

i im

解: gC vsm

将 Vbe VO V°m COsW°t Vsm COSWst 代入 i b。匕心 匕2匕

2

b。 b1V°mCOSW°t VsmCOSW°t b? V°m COSW°t Vsm COSWst

2 2 2 2

bO b1VOm COSWOt dVsm coswSt b2VOm COS WOt b2Vsm COS Wst i COSWt

s

2b2VOmVsm COSWOt

够产生中频的是2b2V°mVsm COSW°t COSWst项

2b2VomVsm cos wot cos wst

i im

b2VomVsm

b2VomVsm cos wo ws t cos w0 ws t

gc

i

im

b2Vom

Vsm

3 .乘积型混频器的方框图如图所示。相乘器的特性为i Kus(t)uL(t),若K 0.1mA/V uL(t) cos(9.2049 106t)(V) , us(t) 0.01(1

0.5cos6

(1) 试求乘积型混频器的变频跨导；

10‘t) cos(2 106t)(V)。

(2) 为了保证信号传输，带通滤波器的中心频率

(中频取差频)和带宽应分别为何值？

图乘积型混频器 题意分析此题分析模拟乘法器混频器的变频跨导及带

通滤波器带宽

解(1) i 取差频h，则

2

KU

smU Lm

L s)t

[COS(

cos( L -

s

)t]

ii

变频跨导

1

1 KU smU cos( L- Lm 2

1 -0.1 1 2

s

)t

gc

1 1m

U sm

KU Lm 2

0.05(ms)

⑵中心频率 频带宽度为

(9.20 49 1 06 -2

BAM 2F 2 3 6(kHz)

106 ) 465 1 03(HZ)

4.画出混频器的组成框图及混频前后的波形图，并简述混频器的工作原理。

解：

混频器的工作原理：两个不同频率的高频电压作用于非线性器件时，经非线性变换，电流中包含直流分 量、基波、谐波、和频、差频分量等。其中差频分量 fLo-fs就是混频所需要的中频成分，通过中频带 通滤波器把其它不需要的频率分量滤掉，取出差频分量完成混频。

===========================================================================高

频功率放大器

1.某一晶体管谐振功率放大器,

RI

、: cm1o 解

设已知Vcc=24V, I co=250mA Po=5W电压利用系数E =1。试求、n c、

P

V

cc 1 co

6 Vcm

RP

Vcm

Vcc

P

。

Vcc Vcm

2

20V 40

Vcm

2

2RP 2R

C p

o

P0 83.3°O

1000

1 1 2 cIco I cml 1 cm1

C 2 gi Qc 2 T\

co

2.如图，已知功率放大器的 ICMAX=0.6A , Vcc=12V , 求

功率放大器的 PO、P=、Pc和n c。

解：根据功率放大器各功率的定义

417mA

Vces=2V, 0 c=70 °

，分解系数 ao(7O ° )=0.253 , ai(70 ° )=0.436 ,

p

12 P 0

V CC 1 C 0

PC

O

(7O )

0.6 0 .253 1 .82 W ....... 1 1

O

V CC 1 CMAX 1(70 ) V CM 1 CM 1

2 2 P PO 1 .8216 1 .3 0 .52 W .....

V CC 1 CMAX

o

..…(3) 1 .3W ……(3) ..…(2) ............. (2)

PO 1.3 P 1.8216

3.某谐振功率放大器，已知 Vcc 24V，输出功率Po 5W，晶体管集电极电流中的直流分量 Ico 250mA，输出电 压Ucm 22.5 V，试求：直流电源输入功率 P ；集电极效率 c；谐振回路谐振电阻 Rp ；基波电流Ic1m ；半通角c。

题意分析 此题没有指明是临界状态，实际上是用尖顶脉冲的分解系数 0( c)、 1( c)来进行计算，也就是说计 算的不是欠压就是临界状态。过压状态为凹顶脉冲，不能用尖顶脉冲分解系数，只能定性分析。

解： (1)直流电源输入功率 p VccIc0 24 0.25 6(W)

集电极效率 c Po/P 5/6 83.3%

⑶谐振回路谐振电阻Rp

2

2U；22.5 1 U

71 .4 % .........

⑵

由PO -—空可得2 Rp R, ⑷基波电流|汕

m 2

巳

2Po

c1m

U cm

5

50.63()

1 由 Po

—u cm c1m可得 2

1

2 5 22.5

c

0.4444(A)=444.4(mA)

(5)半通角 由c 2

g( c)可得 g1(

-也 1.777，查表，c 62。

22.5/ 24

33

4、某高频功率放大器工作在临界状态，已知其工作频率 输入激励信号电压的幅度

f= 520MHz，电源电压Ec=25v，集电极电压利用系数 E =0.8 ,

U bm =6v，回路谐振阻抗 Re=50 放大器的效率n C = 75%。

求：1. Ucm、Icml、输出功率Po、集电极直流功率 P=及集电极功耗 Pc

2.

当激励电压Ubm增加时，放大器过渡到

何种工作状态？当负载阻抗

加时，则放大器由临界状态过渡到何种工作状态？

Re增

解：1. Ucm =E C =20V

I

cm1= Ucm / Re=0.4A

Po= Ucm Ic1m /2=4W PD= PO / n C = 5.33W PC=PD PO= 1.33W

2.

当激励电压Ubm增加时，放大器过渡到过压工作状态

当负载阻抗艮增加时，则放大器由临界状态过渡到过压工作状态

第7章 正弦波振荡器

下图所示LC正弦波振荡电路，图中Lc为高频扼流圈，CE和CB可视为交流短路。1、画出交流等效电 路 2、 判断是否满足自激振荡所需相位条件 3、 若满足，电路属于何种类型的振荡器 4、 写出估算振荡频率fo的表达式

解: 1.图（略）

2. 满足

3. 串联改进型电容三点式振荡器 4.

C2 C3

2.

1?试画出石英谐振器的电路符号、等效电路以及电抗曲线，并说明它

在 质。 2?石英晶片之所以能做成谐振器是因为它具有什么特性？ 3.

ffp 时的电抗性

常用的石英晶体振荡电路有几种？

（12 分）

解: 1.石英谐振器的电路符号、等效电路如下图（a）、（b）

3s口 惱

ffp电抗呈容性

2 ?石英晶片之所以能做成谐振器是因为它具有压电和反压电特性 3 ?常用的石英晶体振荡电路有串联型和并联型两种

3.石英晶体振荡电路如图所示:

1. 说明石英晶体在电路中的作用是什么？

2. 3.

Rb1、Rb2、Cb的作用是什么？ 电路的振荡频率fo如何确定？

解: 1.

石英晶体在电路中的作用是作为短路元件， 只有当LC调

谐回路谐振在

石英晶体的串联谐振频率时，该石英晶体呈阻性，满足振荡器相位起振条 件。 2. 嘉、Rk的作用是基极偏置电阻，Cb的作用是高频旁路电容， 3 .

o

2 LC

4.如图所示是一 ?个三回路振荡电路的等效电设有下列几种情况:

路,

L3C3 ； (1) L1C1 > L2C2 >

L3C3 ； (2) L1C1 < L2C2 <

(3) L1C1

L2C2

L3C3 ； L3C3。

fc与回路谐

⑷ L1C1 L2C2 > L3C3 ；

￡ = . __ bT ..- C (5) L1C1 < L2C2

r 振频率有何关系

试分析上述几种情况是否都能振荡，振荡频率 属于何种类型的振荡器？

题意分析

-C, 1-----------------------------本题是要利用三点式振荡器相位平衡条件

i > --------------- i i ---------- 的判断准则Xce、

X eb电抗性质相同，Xcb与Xce、Xeb电抗性质相反。要加上并联 条件

下等效为感抗来分析判断，分析时，可设

解

01

LC谐振回路的特性在什么条件下等效为容抗，什么

02

1 \\ L1C1 ，

1 ： L2C2 ，

03

1 , L3C3。

⑴ LQ > L2C > 33

2i< 02<

2

LC

由题意知，

03，则 01

< Xcb与

02

<

03

根据Xce、 Xeb同性质， 为容抗，当

Xce、 Xeb反性质的原则，振荡频率 <

< c <

c > 02 >

01时

L1C1、L2C2并联回路等效

<

03时L3C3并联回路等效为感抗。所以，当满足

01

02

03

则可能振荡，且为电容三点式振荡电路。

⑵ L1C1 < L2C2 < L3C3 由题意知， 01 > 02 > 03，

01

>

02

>

03

根据 Xce、Xeb电抗性质相同,

01

Xcb与Xce、Xeb电抗性质相反的原则，当满足 >

02

> c >

03

则 Xce、 Xeb电抗性质都为感抗，而

(3) L1C1 L2C2 由题意知,

2

01

L3C3

Xcb电抗性质为容抗，满足相位平衡条件，可能振荡，且是电感三点式振荡器。

2 02

2

03 ，则

01

02

03

这样的条件，无论在什么频率下，这三个回路的等效相同性质，不能满足相位平衡条件，不能振荡。 ⑷

L1C1 L2C2 > L3C3

2 2 2

02

由题意知， 01

<

03，贝U

01

02

03

根据Xce、Xeb电抗性质相同来看，上式是能满足的。而

01

02

Xcb要与Xce、X°b电抗性质相反，则应满足

L3C3并联回路等效为感抗，满足相位平衡条件，可

< c <

03

这样条件下，LiCi并联回路、L2C2并联回路等效为容抗，而 能振荡，且为电容三点式振荡器。

(5)LQi < L2C2 L3C3

01

>

02 03

这样的条件，无论在什么频率下， 5.在如图所示的振荡电路中,

2. 计算振荡频率fo;

Xeb与Xcb同性质。因此，不能满足相位平衡条件，不能振荡。

Ci= C2= 500pF, C= 50pF, L = 1mH，冋:

1. 该电路属于何种类型的振荡电路？

3. 若C1= C2= 600pF,此时振荡频率f0又为多少? 率中

能得出什么结论？

从两次计算的频

解：1.该电路属于串联改进型电容三点式振荡 器 2.

fo

解得：C = 300pF 3. C = 350pF

fo= 290kHz fo= 270kHz

2 ,L C

1

C1C2 C1+ C2

可见，当C远小于C及C2时，振荡频率主要由小电容C决定 第九章幅度调制与解调 1.

(1) u(t) (2) u(t)

试问下面三个电压各代表什么信号 ？画出它们的波形图与振幅频谱图。

(1 0.3cos t)cos ct(V) cos tgcos ct(V)

⑶ u(t) cos( c )t(V)

题意分析 本题目是要求能区分普通调幅波、双边带调幅波和单边带调幅波的数学表示式，波形和频谱关系。 解

(1)

u(t) (1 0.3cos t)cos ct(V)是表示载波振幅Ucm 1V的普通调幅波，其调幅指数ma

c。其波形图如图

0.3，调制信号角

频率为 ，载波角频率为

(2)

5-21(a)所示，振幅频谱图如图 5-21(b)所示。

，载波角频率为

c。每一

u(t) cos tgcos ct(V)是表示振幅为1V的双边带调幅波。调制信号角频率为

边频分量的振幅为 0.5V。其波形图如图5-21(c)所示，振幅频谱图如图 5-21(d)所示。

(3)

u(t) cos( c )t(V)是表示振幅为1V的单边带调幅波。由于是单频调制，其波形与频率为(c )的等幅

5-21(f)所示。

波相似，如图5-21(e)所示，振幅频谱如图

1画出此调幅波的波形 2、 画出此调幅波的频谱图，并求带宽

3、 若负载电阻RL= 100Q,求调幅波的总功率 解：1.

(10分)

2. BW = 2X 4kHz = 8kHz 3. Ucm=5 ma=0.6

Pc= U2cm/2 RL= 125mW

PE =(1+ m2a/2 )Pc = 147.5mW

3.已知载波电压uc(t)=5cos2 nX 106t，调制信号电压

1. 写出调幅表达式； 2. 求调幅系数及频带宽度； 3.

3

UQ(t)=2 cos2nX 101 ,令常数 ka= 1。试:

画出调幅波的波形和频谱图。 (12分)

解：1. m a=kaU Qm/Ucm=0.4

UAM (t)=UCm (1 + macosQt) cosoJCt=5(1+0.4 cos2nX 103t) cos2nX 106t 2. ma=kaU Qm/Ucm=0.4 BW=2F=2kHz 3. 图(略)

4. 已知：调幅波表达式为

UAM (t) =10 (1+0.6cos2nX 3X 102t+0.3cos2 nX 3 X 103t)cos2 nX 106t (v) 求：1、调幅波中包含的频率分量与各分

量的振幅值。

2、画出该调幅波的频谱图并求出其频带宽度

BW。

(12分)

解：1.包含载波分量：频率为1000kHz,幅度为10V

上边频分量：频率为1003kHz,幅度为1.5V 上边频分量：频率为1000.3kHz，幅度为3V

下边频分量：频率为997kHz,幅度为1.5V 下边频分量：频率为999.7kHz，幅度为1.5V 2 .

10V

3V

1.5V

1.5V 3V -------------- ?

kHz

-

带宽97B殍 2993乙 6kH0 1000.3 1003

第十章角度调制与解调

1、有一调频波信号其表达式为： 试根据表达式分别确定： 1)

24KHZ 2)

42KHZ

3) 信号带宽。22KHz

4) 信号在100 Q电阻上的平均功率。0.5

2、 给定调频波的中心频率 fc= 50MHz，最大频偏 △ fm= 75kHz，求： 1 )当调制信号频率 F = 300Hz时，调频指数 m及调频波有效带宽 BW 2 )当调制信号频率 F = 15kHz时，调频指数 m及调频波有效带宽 BW

最大频偏。10KHZ 5 )若卩增大一倍， 3不变，求带宽？ 最大相移。10rad

6)若5增大一倍，F不变，求带宽？

u (t ) = 10cos(2 nx 106t+10C0S2000n t) (V),

解：1) 调频指数 mf=A fm/F=250rad BW=2( △ fm+F)=150.6kHz

2) 调频指数 mf=A fm/F=5rad BW=2( △ fm+F)=180kHz 3、 载波 UC=5COS2 nX 108t (V),调制信号 山(t)=cos2 nX 103t (V) 最大频偏厶fm = 20kHz

求:1 )调频波表达式； 2

)调频系数 m和有效带宽BW

3)若调制信号振幅变为 3倍，则mf = ? BW'=?

解：1)调频系数 mf=A fm/F=20rad

调频波表达式 UFM(t)=Uccos ( wet + mfsin Q)t

=5cos (2nX 108t+ 20sin2nX 103t) V

2)调频系数 mf=A fm/F=20rad 有效带宽 BW=2(mf+1)F=42kHz 3) m'f =△ f f/F=60rad

BW = 2(m'f+1)F=122kHz

△ fm= 50kHz，求：

4、 频率为100MHz的载波被频率为 5kHz的正弦信号调频，最大频偏

1) 调频指数 m及调频波有效带宽 BW

2) 如果调制信号的振幅加倍，频率不变时，调频指数 3) 如果调制信号的振幅和频率均加倍时，调频指数

m及调频波有效带宽 BW m及调频波有效带宽 BW

解：1)调频系数 mf=Afm/F=10rad

2) 调频系数 mf=A fm/F=20rad 3) 调频系数 mf=A fm/F=10rad

1) 最大频偏、调频系数和最大相偏； 2) 调制信号频率和调频波中心频率； 3) 调频表达式

有效带宽 BW=2(mf+1)F=110kHz 有效带宽 BW=2(mf+1)F=210kHz 有效带宽 BW=2(mf+1)F=220kHz

5 设载频fc = 12MHz，载波振幅Ucm= 5V，调制信号us(t)=1.5 COS2冗X 10t，调频灵敏度kf = 25kHz/V，试求:

4) 调制信号频率减半时的最大频偏和相偏； 5) 调制信号振幅加倍时的最大频偏和相偏。

解：1)最大频偏厶 fm=kfU m=25X 1.5=37.5kHz

调频系数 mf=A fm/F=37.5rad 最大相偏 2)调频系数 mf= △ fm/F=37.5rad

=mf =37.5rad

调频波表达式 UFM(t)=Uccos ( wet+ mfsin Q)t

=5cos (2nX 12X 106t + 37.5sin2nX 103t)

3） 调制信号频率为 1kHz, 调频波中心频率为 12MHz 4） 最大频偏厶 fm=kfU m=25X 1.5=37.5kHz 最大相偏 =mf =75rad 5） 最大频偏厶 fm=kfU m=25X 3=75kHz 最大相偏 =mf =75rad

祝你期末考试考个好成绩，高频不难，好好复习，加油学长只能帮你帮到这里了 吧！