(完整版)高頻電子線路作業(yè)及答案(胡宴如狄蘇燕版)六章

1、第6章角度調制與解調電路6.1 已知調制信號 u 8cos（2兀103t）V ,載波輸出電壓Uo（t） 5cos（2兀106t）V ,kf 2兀103rad/sgV ,試求調頻信號的調頻指數 m,、最大頻偏fm和有效頻譜帶寬 BW ,寫出調頻信號表示式解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 已知調頻信號 Uo(t) 3cos2 兀 107t 5sin(2 兀 102t) V , kf 1

2、03 兀rad/sgV ,試：(1) 求該調頻信號的最大相位偏移 mf、最大頻偏 fm和有效頻譜帶寬 BW ; (2)寫出調制信號和 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)因為 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Uo（t） U m cos（ ct）,調制信號u為周期性方波，如圖 P6.3所示, 試畫出調頻信號、瞬日角頻率偏移（t）和瞬時

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 調頻信號的最大頻偏為75 kHz,當調制信號頻率分別為100 Hz和15 kHz時，求調頻信號的mf和BW。3解 當 F 100 Hz 時，mf m 75 10750F 100BW 2(mf 1)F2(750 1) 100 Hz 150 kHz3當 F 15 kHz 時，mf fm 75 1035F 15 103BW 2(5 1) 15 103 Hz 180 kHz6.5 已知調制信號 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。試求調相信號的調相指數q、最大頻偏 fm和有效頻譜帶寬 BW ,并寫出調相信號的表示式。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設載波為余弦信號，頻率400 Hz ,若最大頻偏解FM 波：mffmFuFMfc 25 MHz、振幅U m 4V,調制信號為單頻正弦波、fm 10 kHz，試分別寫出調頻和調相信號表示式。 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 進行調頻和調相，當 Uuo(t) 2cos(2兀107 t)V ,現(xiàn)用低頻信號u (t) U mcos(2 兀Ft)對其5V、F 1kHz時，調頻和調相指數均為10 rad,求此時調頻和調相信號的fm、BW;若調制信號 U m不變，F(xiàn)分別變?yōu)?00 Hz和10 kHz時，求調頻、調相信號的fm和BW。解F 1 kHz時，由于mf mp 10 ,所以調頻和調相信號的fm和BW均相同，其值為_3fm mF 10 10 Hz=10 kHz3BW

6、 2(m 1)F 2(10 1) 103 Hz=22 kHz當F 0.1kHz時，由于mf與F成反比，當F減小10倍，mf增大10倍，即mf 100 ,所以調頻信號的fm 100 0.1 103 Hz=10 kHz, BW 2(100 1) 0.1 103 Hz=20.2 kHz對于調相信號，mp與F無關，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F 10 kHz時，對于調頻信號，mf 1 ,則得33fm 1 10 103 Hz=10 kHz, BW 2(1 1) 10 103 Hz=40 kHz對于調

7、相信號，mp 10,則 pfm 10 10 103 Hz=100 kHz, BW 2(10 1) 10 103 Hz=220 kHz6.8 直接調頻電路的振蕩回路如圖6.2.4（a）所示。變容二極管的參數為：Ub 0.6 V ,2, CjQ15 pF。已知 L 20 出，Uq 6 V , u 0.6cos(10 兀 103t) V ,試求調頻信號fm和調頻靈敏度Sf。圖札a序 變容二根管接入n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 調頻振蕩回路如圖6.2.4所示，已知L 2出，變容二極管參數為：品 225 pF、0.5、Ub 0.6V、Uq 6V,調制電壓為u 3cos（2兀104t）V。試求調頻波的：（1）載頻；（2）由調制信號引起的載頻漂移；（3）最大頻偏；（4）調頻靈敏度；（5）二階失真系數。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求調頻靈敏度SfSffmurn1.55 MHz =0.52 MHz/V3 V(5)求二階失真系數mc fc2 c c1110.45516414=0.0852 r1 mc fc2 c c6.10 變容二極管直接調頻電路如圖P6.10所示，畫出振蕩部分交流通路，分析調頻電路的工作原理，并說明各主要元件的作用。lOOOpF - C(1009-l5V470 Qg2計300 Q Q+tSVLc10Mpp L r電路構成克拉潑電路。U通過Lc加到

10、為變容二極管部分接入回路的直接調ffl P6J0解振蕩部分的交流通路如圖 P6.10(s)所示。 變容二極管兩端，控制其 Cj的變化，從而實現(xiàn)調頻, 頻電路。圖P6.10中，R2、C1為正電源去耦合濾波器，R3、C2為負電源去耦合濾波器。R4、R5構成分壓器，將-15 V電壓進行分壓，取R4上的壓降作為變容二極管的反向偏壓。 Lc為高頻 扼流圈，用以阻止高頻通過，但通直流和低頻信號；C5為隔直流電容，C6、C7為高頻旁路電容。6.11變容二極管直接調頻電路如圖 二極管的直流通路及調制信號通路；當P6.11所示，試畫出振蕩電路簡化交流通路，變容U (t) 0時，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CjQ=60pF,振蕩頻率為解振蕩電路簡化交流通路、變容二極管的直流通路及調制信號通路分別如圖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頻電路，畫出振蕩部分交流通路，說明其工作 原理，同時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。它由變容二極管、石英晶體、電容等組成并聯(lián)型晶體振蕩器。當U加到變容二極管兩端，使Cj發(fā)生變化，從而使得振蕩頻率發(fā)生變化而實現(xiàn)調頻。由Cj對振蕩頻率的影響很小，故該調頻電路頻偏很小，但中心頻率穩(wěn)定度高。圖P6.12中穩(wěn)壓管電路用來供給變容二極管穩(wěn)定的反向偏壓。6.13 晶體振蕩器直接調頻電路如圖P6.13所示，試畫交流通路，說明電路的調頻工作原理。解振蕩部分的交流通路如圖 P6.13(s)所示，它構成并聯(lián)型晶體振蕩器。變容二極管與石英晶體串聯(lián)，可微調晶體振蕩頻率。由于Cj隨U而變化，故可實現(xiàn) 調頻作用。C3為高頻旁路電容,6.14 圖P6.14所示為單回路變容二極管調相電路，圖中,u

13、 (t) U mcos(2兀Ft),變容二極管的參數為2, Ub 1V,回路等效品質因數 Q 15。試求下列情況時的調相指數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某調頻設備組成如圖P6.15所示，直

14、接調頻器輸出調頻信號的中心頻率為10MHz ,調制信號頻率為1 kHz,最大頻偏為1.5 kHz。試求：(1)該設備輸出信號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 鑒頻器輸入調頻信號us(t) 3

15、cos2兀106t+16sin (2兀103t) V ,鑒頻靈敏度 Sd =5 mV/kHz ,線性鑒頻范圍2 fmax=50 kHz，試畫出鑒頻特性曲線及鑒頻輸出電壓波形。3解已知調頻信號的中心頻率為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的直線即為該鑒頻器的鑒頻特性曲線。由于調頻信號的 mf=16 , F=103 Hz且為余弦信號，調頻波的最大頻偏為fm mf F =16 kHz因此在圖P6.16(s)中作出調頻信號頻率變化曲線，為余弦函數。然后根據鑒頻特性曲線和最大頻偏值，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成的雙失諧回路鑒頻器，試說明圖中諧振回路 I、n、ID應如何調諧？分析該電路的鑒頻特性。EH P6,17解回路I調諧在調頻信號中心頻率 fc上，回路n、出的諧振頻率分別為 fn、5。調 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為中心而對稱。畫出等效電路如圖P6.17(s)(a)所示，設fn fc、快fco當輸入信號頻率 ffc時，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 ffc 時，UiU2,iii2, Uo (iii2)R_0

17、為負值；當 f 3 時，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 試定性畫出圖6.3.i6所示相位鑒頻電路的鑒頻特性曲線。ffl機電第中相館JT裝叁電H解由于是大信號輸入，所以相乘器具有線性鑒相 特性。當單諧振回路調諧在調頻信號的中心頻率fc上，輸入信號頻率大于fc時，回路產生負相移，輸入信號頻 率小于fc時回路產生正相移，故鑒頻特性曲線如圖 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、開路;r-T圖6.3,。互靂令回路釜加顯相位瞿瘋修（4）次級線圈L2的兩端對調；（5）次級線圈中心抽頭不對稱。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，不能實現(xiàn)鑒頻；（3） V2開路，成為單失諧回路斜率鑒頻器，鑒頻線性度變差，鑒頻靈敏度變小。只輸出負半周電壓；（4）鑒頻特性反相；（5）鑒頻特性不對稱。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出其鑒 頻特性。圖中R R2 , Ci C2, V1與V2特性相同。調頻信號的中心頻率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 f fc 時，U1 U2 故 u