(完整版)高頻電子線(xiàn)路作業(yè)及答案(胡宴如狄蘇燕版)六章

1、第6章角度調(diào)制與解調(diào)電路6.1 已知調(diào)制信號(hào) u 8cos（2兀103t）V ,載波輸出電壓Uo（t） 5cos（2兀106t）V ,kf 2兀103rad/sgV ,試求調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻指數(shù) m,、最大頻偏fm和有效頻譜帶寬 BW ,寫(xiě)出調(diào)頻信號(hào)表示式解fmmfBWkfU m2兀kfU m32 兀 1082兀32兀 103 82兀 10338 10 Hz8 rad32(m 1)F 2(8 1) 1018 kHzuo(t) 5cos(2 兀 106 t 8sin 2 % 103 t) (V)6.2 已知調(diào)頻信號(hào) Uo(t) 3cos2 兀 107t 5sin(2 兀 102t) V , kf 1

2、03 兀rad/sgV ,試：(1) 求該調(diào)頻信號(hào)的最大相位偏移 mf、最大頻偏 fm和有效頻譜帶寬 BW ; (2)寫(xiě)出調(diào)制信號(hào)和 載波輸出電壓表示式。解(1) mf 5fmmf F 5 100 500 HzBW=2(m+1)F 2(5 1) 100 1200 Hz， kfU mmf5 2兀 100,(2)因?yàn)?mf ,所以 U m 3 1V ,故kf 兀 10u (t) cos2tt 102 t(V)uO(t) 3cos 2 兀 107 t(V)6.3 已知載波信號(hào)Uo（t） U m cos（ ct）,調(diào)制信號(hào)u為周期性方波，如圖 P6.3所示, 試畫(huà)出調(diào)頻信號(hào)、瞬日角頻率偏移（t）和瞬時(shí)

3、相位偏移（t）的波形。圖 P6.3解Ufm。）、（t）和 波形如圖P6.3（s）所示。49如:_，!6.4 調(diào)頻信號(hào)的最大頻偏為75 kHz,當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率分別為100 Hz和15 kHz時(shí)，求調(diào)頻信號(hào)的mf和BW。3解 當(dāng) F 100 Hz 時(shí)，mf m 75 10750F 100BW 2(mf 1)F2(750 1) 100 Hz 150 kHz3當(dāng) F 15 kHz 時(shí)，mf fm 75 1035F 15 103BW 2(5 1) 15 103 Hz 180 kHz6.5 已知調(diào)制信號(hào) u (t) 6cos(4兀103t)V、載波輸出電壓Uo(t) 2cos(2兀108t)V ,kp 2

4、 rad/V。試求調(diào)相信號(hào)的調(diào)相指數(shù)q、最大頻偏 fm和有效頻譜帶寬 BW ,并寫(xiě)出調(diào)相信號(hào)的表示式。解mpkpU m2 6 12 radfmBWmp2兀2(mp312 4兀10 一 Hz=24 kHz231)F 2(12 1) 2 103 Hz=52 kHzUo(t)2cos(2 兀 108t 12cos 4 兀 103t)V6.6頻率F設(shè)載波為余弦信號(hào)，頻率400 Hz ,若最大頻偏解FM 波：mffmFuFMfc 25 MHz、振幅U m 4V,調(diào)制信號(hào)為單頻正弦波、fm 10 kHz，試分別寫(xiě)出調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)表示式。 310 10 泊 254004cos (2 兀 25 106t 25

5、 cos2 兀400 t)VPM 波：mpfmF25Upm (t)4cos (2 兀 25 106t 25 sin 2 兀400 t)V6.7 已知載波電壓 進(jìn)行調(diào)頻和調(diào)相，當(dāng) Uuo(t) 2cos(2兀107 t)V ,現(xiàn)用低頻信號(hào)u (t) U mcos(2 兀Ft)對(duì)其5V、F 1kHz時(shí)，調(diào)頻和調(diào)相指數(shù)均為10 rad,求此時(shí)調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)的fm、BW;若調(diào)制信號(hào) U m不變，F(xiàn)分別變?yōu)?00 Hz和10 kHz時(shí)，求調(diào)頻、調(diào)相信號(hào)的fm和BW。解F 1 kHz時(shí)，由于mf mp 10 ,所以調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)的fm和BW均相同，其值為_(kāi)3fm mF 10 10 Hz=10 kHz3BW

6、 2(m 1)F 2(10 1) 103 Hz=22 kHz當(dāng)F 0.1kHz時(shí)，由于mf與F成反比，當(dāng)F減小10倍，mf增大10倍，即mf 100 ,所以調(diào)頻信號(hào)的fm 100 0.1 103 Hz=10 kHz, BW 2(100 1) 0.1 103 Hz=20.2 kHz對(duì)于調(diào)相信號(hào)，mp與F無(wú)關(guān)，所以mp 10,則得33fm 10 0.1 103 Hz=1 kHz , BW 2(10 1) 0.1 103 Hz=2.2 kHz當(dāng)F 10 kHz時(shí)，對(duì)于調(diào)頻信號(hào)，mf 1 ,則得33fm 1 10 103 Hz=10 kHz, BW 2(1 1) 10 103 Hz=40 kHz對(duì)于調(diào)

7、相信號(hào)，mp 10,則 pfm 10 10 103 Hz=100 kHz, BW 2(10 1) 10 103 Hz=220 kHz6.8 直接調(diào)頻電路的振蕩回路如圖6.2.4（a）所示。變?nèi)荻O管的參數(shù)為：Ub 0.6 V ,2, CjQ15 pF。已知 L 20 出，Uq 6 V , u 0.6cos(10 兀 103t) V ,試求調(diào)頻信號(hào)fm和調(diào)頻靈敏度Sf。圖札a序 變?nèi)荻芙尤雗圓回第解fc2TS/LCjQ2兀 20 10 6 15 10 129.193 106 Hz9.193 MHzmcUb Uq0.60.6 60.0909的中心頻率 3、最大頻偏fm mcfo 0.0909

8、9.193 106 Hz=0.8356 MHzSffm0.8356 MHzU m 0.6 V1.39 MHz/V6.9 調(diào)頻振蕩回路如圖6.2.4所示，已知L 2出，變?nèi)荻O管參數(shù)為：品 225 pF、0.5、Ub 0.6V、Uq 6V,調(diào)制電壓為u 3cos（2兀104t）V。試求調(diào)頻波的：（1）載頻；（2）由調(diào)制信號(hào)引起的載頻漂移；（3）最大頻偏；（4）調(diào)頻靈敏度；（5）二階失真系數(shù)。解（1）求載頻fc,由于所以CjQCj0UqUb225-pF=67.8 pF2127 LCjQ2/2 10 6Hz=13.67 MHz67.8 10 12(2)求中心頻率的漂移值mcUUT=0.455 6所以

9、ffcfc 12mc1/ 21/2210.4552 fc 0.133 MHz求最大頻偏fmfm-mcfc21/220.45513.67 MHz=1.55 MHz求調(diào)頻靈敏度SfSffmurn1.55 MHz =0.52 MHz/V3 V(5)求二階失真系數(shù)mc fc2 c c1110.45516414=0.0852 r1 mc fc2 c c6.10 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路如圖P6.10所示，畫(huà)出振蕩部分交流通路，分析調(diào)頻電路的工作原理，并說(shuō)明各主要元件的作用。lOOOpF - C(1009-l5V470 Qg2計(jì)300 Q Q+tSVLc10Mpp L r電路構(gòu)成克拉潑電路。U通過(guò)Lc加到

10、為變?nèi)荻O管部分接入回路的直接調(diào)ffl P6J0解振蕩部分的交流通路如圖 P6.10(s)所示。 變?nèi)荻O管兩端，控制其 Cj的變化，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻, 頻電路。圖P6.10中，R2、C1為正電源去耦合濾波器，R3、C2為負(fù)電源去耦合濾波器。R4、R5構(gòu)成分壓器，將-15 V電壓進(jìn)行分壓，取R4上的壓降作為變?nèi)荻O管的反向偏壓。 Lc為高頻 扼流圈，用以阻止高頻通過(guò)，但通直流和低頻信號(hào)；C5為隔直流電容，C6、C7為高頻旁路電容。6.11變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路如圖 二極管的直流通路及調(diào)制信號(hào)通路；當(dāng)P6.11所示，試畫(huà)出振蕩電路簡(jiǎn)化交流通路，變?nèi)軺 (t) 0時(shí)，CjQ 60 pF,求振蕩頻率 小

11、0.01 uFE = & ano100 pFIM pF100 pH mnrv-.XoLlV_ 工 t 000 pF用 P6.ll當(dāng)CjQ=60pF,振蕩頻率為解振蕩電路簡(jiǎn)化交流通路、變?nèi)荻O管的直流通路及調(diào)制信號(hào)通路分別如圖P6.11(s)(a)、(b)、(c)所示。fc12局TC100 150 ,c 123010100 150Hz=7.5 MHz6.12 圖P6.12所示為晶體振蕩器直接調(diào)頻電路，畫(huà)出振蕩部分交流通路，說(shuō)明其工作 原理，同時(shí)指出電路中各主要元件的作用。 I朝中未注胴哀的;|電電均為】OWpF S PC.12解由于1000 pF電容均高頻短路，因此振蕩部分交流通路如圖P6.12

12、(s)所示。它由變?nèi)荻O管、石英晶體、電容等組成并聯(lián)型晶體振蕩器。當(dāng)U加到變?nèi)荻O管兩端，使Cj發(fā)生變化，從而使得振蕩頻率發(fā)生變化而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。由Cj對(duì)振蕩頻率的影響很小，故該調(diào)頻電路頻偏很小，但中心頻率穩(wěn)定度高。圖P6.12中穩(wěn)壓管電路用來(lái)供給變?nèi)荻O管穩(wěn)定的反向偏壓。6.13 晶體振蕩器直接調(diào)頻電路如圖P6.13所示，試畫(huà)交流通路，說(shuō)明電路的調(diào)頻工作原理。解振蕩部分的交流通路如圖 P6.13(s)所示，它構(gòu)成并聯(lián)型晶體振蕩器。變?nèi)荻O管與石英晶體串聯(lián)，可微調(diào)晶體振蕩頻率。由于Cj隨U而變化，故可實(shí)現(xiàn) 調(diào)頻作用。C3為高頻旁路電容,6.14 圖P6.14所示為單回路變?nèi)荻O管調(diào)相電路，圖中,u

13、 (t) U mcos(2兀Ft),變?nèi)荻O管的參數(shù)為2, Ub 1V,回路等效品質(zhì)因數(shù) Q 15。試求下列情況時(shí)的調(diào)相指數(shù)mp和最大頻偏fm。* S V圖 P6140.1V、F 1000 Hz;(2) U m0.1V、F 2000 Hz;0.05 V、 F1000 Hz 。解(1) mpU mQe0.1 15Ub Uq0.3 radfm mpF 0.3 1000 300 Hz6.15 mp 0.3 rad,fm 0.3 2000 600 Hz2 0 05 15.6.16 mp _- 0.15 rad, fm 0.15 1000 150 Hz 9 16.15某調(diào)頻設(shè)備組成如圖P6.15所示，直

14、接調(diào)頻器輸出調(diào)頻信號(hào)的中心頻率為10MHz ,調(diào)制信號(hào)頻率為1 kHz,最大頻偏為1.5 kHz。試求：(1)該設(shè)備輸出信號(hào)u0(t)的中 心頻率與最大頻偏；(2)放大器1和2的中心頻率和通頻帶。lOMHiMHi圖 P6.15解(1) fc (10 5 40) 10 MHz=100 MHzfm 1.5 kHz 5 10=75 kHz1.5 kHz(2) f1 10MHz, mf1=1.5, BWi=2(1.5+1) 1=5 kHz1 kHzf2 100 MHz, mf2 = 75kHz =75, BW2=2(75+1) 1=152 kHz 1 kHz1.16 鑒頻器輸入調(diào)頻信號(hào)us(t) 3

15、cos2兀106t+16sin (2兀103t) V ,鑒頻靈敏度 Sd =5 mV/kHz ,線(xiàn)性鑒頻范圍2 fmax=50 kHz，試畫(huà)出鑒頻特性曲線(xiàn)及鑒頻輸出電壓波形。3解已知調(diào)頻信號(hào)的中心頻率為10 kHz,鑒頻靈敏度 Sd =5 mV/kHz ,因此可在圖.3P6.16(s)中f =10 kHz處作一斜率為5 mV/kHz的直線(xiàn)即為該鑒頻器的鑒頻特性曲線(xiàn)。由于調(diào)頻信號(hào)的 mf=16 , F=103 Hz且為余弦信號(hào)，調(diào)頻波的最大頻偏為fm mf F =16 kHz因此在圖P6.16(s)中作出調(diào)頻信號(hào)頻率變化曲線(xiàn)，為余弦函數(shù)。然后根據(jù)鑒頻特性曲線(xiàn)和最大頻偏值，便可作出輸出電壓波形。1

16、.17 圖P6.17所示為采用共基極電路構(gòu)成的雙失諧回路鑒頻器，試說(shuō)明圖中諧振回路 I、n、ID應(yīng)如何調(diào)諧？分析該電路的鑒頻特性。EH P6,17解回路I調(diào)諧在調(diào)頻信號(hào)中心頻率 fc上，回路n、出的諧振頻率分別為 fn、5。調(diào) 頻波的最大頻偏為fm,則可令f 口fcfm、fmfcfm,或f口fcfm、fcfm ,fn與他以fc為中心而對(duì)稱(chēng)。畫(huà)出等效電路如圖P6.17(s)(a)所示，設(shè)fn fc、快fco當(dāng)輸入信號(hào)頻率 ffc時(shí)，回路n、出輸出電壓Ui、U2相等，檢波輸出電壓 Uoiu02,則iii2,所以Uo(iii2)RL0；當(dāng) ffc 時(shí)，UiU2,iii2, Uo (iii2)R_0

17、為負(fù)值；當(dāng) f 3 時(shí)，Ui 必，iii2,uo (iii2)RL 。為正值，由此可得鑒頻特性如圖P6.i7(s)(b)所示。6.i8 試定性畫(huà)出圖6.3.i6所示相位鑒頻電路的鑒頻特性曲線(xiàn)。ffl機(jī)電第中相館JT裝叁電H解由于是大信號(hào)輸入，所以相乘器具有線(xiàn)性鑒相 特性。當(dāng)單諧振回路調(diào)諧在調(diào)頻信號(hào)的中心頻率fc上，輸入信號(hào)頻率大于fc時(shí)，回路產(chǎn)生負(fù)相移，輸入信號(hào)頻 率小于fc時(shí)回路產(chǎn)生正相移，故鑒頻特性曲線(xiàn)如圖 P6.18（s）所示。6.19 圖6.3.20所示互感耦合回路相位鑒頻器中， 如電路發(fā)生下列一種情況，試分析其鑒頻特性的變化。 V2、V3極性都接反；（2） V2極性接反；（3） V2

18、開(kāi)路;r-T圖6.3,。互靂令回路釜加顯相位瞿瘋修（4）次級(jí)線(xiàn)圈L2的兩端對(duì)調(diào)；（5）次級(jí)線(xiàn)圈中心抽頭不對(duì)稱(chēng)。解（1） V2、V3極性接反，輸出電壓極性反相；（2） V2極性接反，輸出電壓為Uoi、U02 相疊加，鑒頻特性近似為一直線(xiàn)，不能實(shí)現(xiàn)鑒頻；（3） V2開(kāi)路，成為單失諧回路斜率鑒頻器，鑒頻線(xiàn)性度變差，鑒頻靈敏度變小。只輸出負(fù)半周電壓；（4）鑒頻特性反相；（5）鑒頻特性不對(duì)稱(chēng)。6.20 晶體鑒頻器原理電路如圖 P6.20所示。試分析該電路的鑒頻原理并定性畫(huà)出其鑒 頻特性。圖中R R2 , Ci C2, V1與V2特性相同。調(diào)頻信號(hào)的中心頻率fc處于石英晶體串聯(lián)諧頻fs和并聯(lián)諧頻 fp中間，在fc頻率上，Co與石英晶體的等效電感產(chǎn)生串聯(lián)諧振，UiU2 ,故鑒頻器輸出電壓 UO 0。圖 P6.20解在fc頻率上，UiU2 故 U01UO2,UoU01U020；當(dāng) f fc 時(shí)，U1 U2 故 u