通信電子線路、高頻復(fù)習(xí)201112

1、例11-1自動頻率微調(diào)（也即自動頻率控制AFC）穩(wěn)頻率電路與鎖相環(huán)路（PLL）穩(wěn)頻率電路有何異同點？試從目的、原理、結(jié)果等方面簡要說明之。（問答、分析）答：自動頻率微調(diào)（也即自動頻率控制AFC）穩(wěn)頻率電路與鎖相環(huán)路（PLL）穩(wěn)頻率電路有相同的目的：都是為了穩(wěn)定頻率源的頻率；兩者的原理有差異：AFC中所用的比較器件為鑒頻器，PLL中所用的比較器件為鑒相器；兩者的輸出結(jié)果有差異：環(huán)路鎖定時，AFC實現(xiàn)的是有頻差的控制，輸出頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率之間仍有頻率誤差，PLL實現(xiàn)的是無頻差的控制，輸出頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率之間無頻率誤差，只有微小的相位誤差。例8-1角調(diào)波u(t)=10cos(2×10t+10c

2、os2000t)(V)，試確定：（1）最大頻偏；（2）最大相偏；（3）信號帶寬；（4）此信號在單位電阻上的功率；（5）能否確定這是FM波或是PM波？解：由式可知（1） 最大頻偏（2） 最大相偏（3） 信號帶寬（4）單位電阻上的信號功率不論是FM 還是PM信號，都是等幅信號，其功率與載波功率相等。（5）由于不知調(diào)制信號形式，因此僅從表達(dá)式無法確定此信號FM波還是PM波。例8-2某調(diào)頻信號的調(diào)制信號，其載波為，調(diào)頻靈敏度k=3kHz/V，試寫出此FM信號表達(dá)式。解：由題意可知例8-3已知調(diào)制信號為（V），m=m=10，（1）求此時FM波和PM波的帶寬。（2）若不變，F(xiàn)增大一倍，兩種調(diào)制信號的帶寬如

3、何？（3）若F不變，增大一倍，兩種調(diào)制信號的帶寬如何？（4）若和F都增大一倍，兩種調(diào)制信號的帶寬如何？解：（3）F不變，U增大一倍。對于FM波，fm和mf增大一倍，即mf =20，因此對于PM波，mp也增大一倍，即mp =20，因此（4） F和U均增大一倍，對于FM波，mf不變對于PM波，mp增大一倍，因此例8-4 調(diào)頻方法主要有哪兩種？它們各自怎樣實現(xiàn)調(diào)頻？它們的優(yōu)缺點是什么？答：調(diào)頻方法主要有直接調(diào)頻和間接調(diào)頻兩種。直接調(diào)頻一般是用調(diào)制信號電壓直接去控制振蕩器的振蕩頻率，使振蕩頻率按調(diào)制電壓的規(guī)律變化。優(yōu)點：可獲得較大的頻偏，電路較簡單；缺點：（中心）頻率穩(wěn)定度較差。間接調(diào)頻帶是先將調(diào)制信

4、號積分，然后對載波進(jìn)行調(diào)相。優(yōu)點：（中心）頻率穩(wěn)定度高；缺點：單級調(diào)相對應(yīng)的調(diào)頻可獲得的頻偏較小，電路較復(fù)雜。例8-5 對調(diào)頻電路的調(diào)頻特性的總體要求是什么？答：（1）調(diào)制特性線性要好，且線性范圍要大。（2）調(diào)制靈敏度要高。（3）載波性能要好。載波頻率f0要穩(wěn)定，載波振蕩的幅度要保持恒定，寄生調(diào)幅要小。例61(與習(xí)題6-10同)圖61為單邊帶（上邊帶）發(fā)射機(jī)方框圖。調(diào)制信號為（3003000）Hz的音頻信號，其頻譜分布如圖所示。試畫出圖中各方框圖輸出的頻譜圖。圖61單邊帶發(fā)射機(jī)解：由圖可見此單邊帶發(fā)射機(jī)先用平衡調(diào)制器產(chǎn)生DSB信號，再用濾波器取出上邊帶。濾除下邊帶，得到上邊帶信號。再經(jīng)混頻將此

5、上邊帶信號搬移到射頻上，經(jīng)線性功放放大后送到天線將此SSB信號輻射出去。其各點頻譜如圖62所示。圖62各點頻譜圖例62(與習(xí)題6-6類似)試分析與解釋下列現(xiàn)象：在某地，收音機(jī)接收到1090kHz信號時，可以收到1323kHz的信號；收音機(jī)接收1080kHz信號時，可以聽到540kHz信號；收音機(jī)接收930kHz信號時，可同時收到690kHz和810kHz信號，但不能單獨收到其中一個臺（例如另一個臺停播）。解：接收信號1090kHz，則fs=1090kHz，那么收聽到的1323kHz的信號就一定是干擾信號，fJ=1323kHz?？梢耘袛噙@是副波道干擾。由于fs=1090kHz，收音機(jī)中頻fI=4

6、65kHz，則fL=fs+fI=1555kHz。由于2fL-2fs=2×1555-2×1323=3110-2646kHz=464 kHzfI。因此，這種副波道干擾是一種四階干擾，p=q=2。接收1080kHz信號，聽到540kHz信號，因此，fs=1080kHz,fJ=540kHz,fL=fs+fI=1545kHz,這是副波道干擾。由于fL-2fJ=1545-2×540=1545-1080=465kHz=fI,這是三階副波道干擾，p=1,q=2。接收930kHz信號，同時收到690kHz和810kHz信號，但又不能單獨收到其中的一個臺，這里930kHz是有用信號的

7、頻率，即fs=930kHz；690kHz和810kHz的信號應(yīng)為兩個干擾信號，故fJ1=690kHz,fJ2=810kHz。有兩個干擾信號同時存在，可能性最大的是互調(diào)干擾?？疾靸蓚€干擾頻率與信號頻率fs之間的關(guān)系，很明顯fs-fJ1=930-810=120kHz,fJ1-fJ2=810-690=120kHz，滿足fs-fJ1=fJ1-fJ2的頻率條件，因而可以肯定這是一互調(diào)干擾。在混頻器中由四階項產(chǎn)生，在放大器中由三階項產(chǎn)生，但都稱為三階互調(diào)干擾。例63(與習(xí)題6-8同)某超外差接收機(jī)工作頻段為（0.5525）MHz，中頻fI=455kHz，本振fL>fs。試問波段內(nèi)哪些頻率上可能出現(xiàn)較

8、大的組合干擾（6階以下）。題意分析：解：由題目可知，變頻比為 fs/fI=1.255則只要找到一對p和q，滿足(p±1)/(q-p)，就會形成一個干擾點。題中要求找出階數(shù)p+q6的組合干擾則應(yīng)是p=0,1,6和q=0,1,6且p+q6的組合。當(dāng) p=1, q=2 時，在fs/fI的變化范圍內(nèi)，則有fs/fI=2 ，即fs=2 fI =0.91MHz, fL=1.365MHz ,組合干擾 qfs-pfI=20.91-1.365=0.455MHz= fI當(dāng)p=2, q=3 時，在fs/fI的變化范圍內(nèi)，則有fs/fI=3 ，即fs=3 fI =1.365MHz,fL=1.82MHz ,

9、組合干擾 qfs-pfI=31.65-21.82=0.455MHz= fI當(dāng)p=2, q=4 時，在fs/fI的變化范圍內(nèi)，則有fs/fI=3/2 ，即fs=3 fI /2=0.6825MHz,fL=1.1375MHz , 組合干擾 qfs-pfI=40.6825-21.1375=0.455MHz= fI以上分析表明，當(dāng)接收信號頻率范圍和中頻頻率確定后，在接收頻率范圍內(nèi)形成干擾哨聲的頻率點就確定了。本題中，比較嚴(yán)重的是0.931MHz(3階)、1.365MHz(5階)和0.6825MHz（6階）。例51一非線性器件的伏安特性為 i= 1+2u+ 2u2式中，u=u1u2u3= U1cos1t+

10、U2cos2t + U3cos3t，1、2、3分別為2×103rad/s、3×103rad/s、4×103rad/s。試求出電流i中的頻率分量。解：將u代入非線性特性中，把平方項展開，有將u=u1u2u3= U1cos1t+U2cos2t + U3cos3t代入上式，有由此可見，電流i中的頻率分量有：直流分量（振幅為1U12+ U22+ U32）；輸入信號三個分量1、2、3（振幅為2U1、2U2、2U3）；輸入信號三個分量1、2、3的六個二階組合分量12、12、13、13、23和23（振幅分別為2U1U2、2U1U2、2U1U3、2U1U3、2U2U3、2U2U3

11、）。因此，將輸入信號的頻率值代入，電流i中的頻率分量包括：由非線性特性直流項產(chǎn)生的直流分量；由非線性一次項產(chǎn)生的分量1kHz、1.5kHz、2kHz；由非線性特性平方項產(chǎn)生的直流、0.5kHz、1kHz、1.5kHz、2kHz 、2.5kHz、3kHz、3.5kHz、4KHz。例52（與習(xí)題5-13類似）二極管平衡調(diào)制器如圖51所示。已知：u=Ucos2×103t(V),uc=Uccos2×106t(V),Uc»U,且Uc0.5V。輸出u0(t)=？若u與uc位置對調(diào)，u0(t)=？圖51二極管平衡調(diào)制器若將此電路產(chǎn)生SSB信號，電路應(yīng)如何變化？解：二極管平衡調(diào)制

12、器的輸出變壓器次級的電流i為經(jīng)濾波后，輸出電壓u0(t)為得到DSB信號。當(dāng)u與uc位置對換后，經(jīng)濾波后，輸出電壓u0(t)為式中，U0=gDRLUc,m=4U/Uc。得到AM信號。u與uc的位置如圖51所示，圖51中濾波器應(yīng)是這樣設(shè)計：要獲得上邊帶，則濾波器的中心頻率f0為fc+F/2，帶寬為F；要獲得下邊帶，濾波器的中心頻率為fc-F/2，帶寬B為F。（這里fc和F分別為載波頻率和調(diào)制信號的（最高）頻率。）本題中，上邊帶，f0=106+103/2Hz，B=103Hz；下邊帶，f0=106-103/2Hz，B=103Hz。例53二極管平衡電路如圖52所示，現(xiàn)有以下幾種可能的輸入信號：問：該電

13、路能否得到下列輸出信號？若能，此時電路中uI=? u=? H(j)應(yīng)為什么濾波器，中心頻率f0、帶寬B為何？（不需要推導(dǎo)計算，直接給出結(jié)論）圖52二極管平衡電路解：u01是一AM信號，載波為c，調(diào)制信號為cost，可以判定這是完成AM調(diào)制，輸入信號應(yīng)為u和uc。因為是AM調(diào)制，uI=u2,u=u1。濾波器為帶通濾波器，中心頻率f0=fc，帶寬B2F(F=2)；u02為一雙邊帶信號，故完成DSB調(diào)制功能。則有：uI=u=u1,u=uc=u2,H(j)為帶通濾波器，f0=fc，B2F；u03為單邊帶信號（上邊帶），故完成SSB調(diào)制功能。則有：uI=u=u1,u=uc=u2,H(j)為帶通濾波器，

14、f0=fc+F/2,B=F；u04為一調(diào)制信號，從電路完成的功能看，應(yīng)是從已調(diào)信號中解調(diào)出來的調(diào)制信號，在輸入信號中有DSB信號u7，故完成DSB信號的同步檢波功能。則有：uI=u7, u=ur=u5,H(j)應(yīng)為低通濾波器，BF；u05是一調(diào)頻信號，與輸入信號u4相似，不同的是載頻，故應(yīng)是對u4信號的混頻。則有：uI=u4,u=uL=u6,H(j)為帶通濾波器，f0=fI=fL-fc,B2(mf+1)F，這里2(mf+1)F是調(diào)頻信號（u4）的帶寬；u06是一個調(diào)幅信號，與u3相似，不同的是其載頻，故應(yīng)是對u3的混頻。則有：uI=u3,u=uL=u6,H(j)為帶通濾波器，f0=fI=fL-

15、fc,B2F；u07是一DSB信號，與u7相似，不同的是其載頻，故應(yīng)是對u7的混頻。則有uI=u7,u=uL=u6,H（j）為帶通濾波器，f0=fI=fL-fc,B2F。例41(與習(xí)題4-14同)三級相同的諧振回路中頻放大器，中心頻率fo=465kHz，若要求三級總帶寬B0.7=10kHz，試求單級回路的3dB帶寬和有載QL值？例31(與習(xí)題3-5同)圖3-1是一三回路振蕩器的等效電路，設(shè)有下列四種情況：（1）;（2）;（3）;（4）;試分析上述四種情況是否都能振蕩，振蕩頻率f0與回路諧振頻率有何關(guān)系？屬于何種類型的振蕩器？解：要使得電路可能振蕩，根據(jù)三端式振蕩器的組成原則有：L1、C1回路與

16、L2、C2回路在振蕩時呈現(xiàn)的電抗性質(zhì)相同，L3、C3回路與它們的電抗性質(zhì)不同。又由于三個回路都是并聯(lián)諧振回路，根據(jù)并聯(lián)諧振回路的相頻特性，該電路要能夠振蕩三個回路的諧振頻率必須滿足f03>max(f01、f02) 或f03<min(f01、f02)，所以：（1）f01<f02<f03，故電路可能振蕩，可能振蕩的頻率f0為f02< f0<f03，屬于電容反饋的振蕩器；（2）f01>f02>f03，故電路可能振蕩，可能振蕩的頻率f0為f02> f0>f03，屬于電感反饋的振蕩器；（3）f01=f02<f03，故電路可能振蕩，可能振蕩

17、的頻率f0為f01=f02< f0<f03，屬于電容反饋的振蕩器；（4）f01>f02=f03，故電路不可能振蕩。例3.2（類似習(xí)題3-11）一振蕩器等效電路如圖3-2所示。已知：，,反饋系數(shù)大小為，振蕩器的頻率范圍為1.2MHz3MHz,試計算：（1）；（2）；（3）L圖3-2例3.2圖解：由于、C2，則回路的總電容C為因此，例3.3(與習(xí)題3-16類似)一晶體振蕩器電路如圖3-3所示，已知晶振頻率為5MHz。（1）畫出交流等效電路，指出是何種類型的晶體振蕩器。（2）該電路的振蕩頻率是多少？（3）晶體在電路中的作用。（4）該晶振有何特點？圖3-3例3.3圖解：交流等效電路如

18、圖（b）所示，由圖可知，該電路是串聯(lián)型晶體振蕩器，其工作頻率為晶體的標(biāo)稱頻率，即5MHz。在電路中，晶體起選頻短路線的作用。該晶振的特點是頻率穩(wěn)定度很高。例3.4對圖所示的高頻LC振蕩電路：（1）畫出簡化交流等效電路；（2）說明振蕩器類型；（3）估算振蕩頻率和反饋系數(shù)。解：（1）簡化交流等效電路如下圖所示。（2）是電容三點式（改進(jìn)型）。（3） =（2.2串聯(lián)8.2串聯(lián)15）+3.3=1.56+3.3=4.86pF 振蕩頻率反饋系數(shù)例3.5自激振蕩器的起振條件、平衡條件是什么？振蕩器輸出信號的振幅和頻率分別是由什么條件決定？（問答）答：自激振蕩器的起振條件包括：幅度起振條件 AF >1相位

19、平衡條件A+F=2n(n=.3)平衡條件包括：幅度平衡條件 AF=1相位平衡條件A+F=2n(n=.3)穩(wěn)定條件包括：幅度穩(wěn)定條件頻率穩(wěn)定條件振蕩器輸出信號的振幅由幅度平衡條件決定，頻率由相位平衡條件決定。例36試從相位條件出發(fā)，判斷圖所示各交流等效電路中，哪些可能振蕩，哪些不可能振蕩。能振蕩的屬于哪種類型振蕩器？（判斷、分析）例36圖解：（a）（b）（d）電路不可能振蕩；（c）電路可能振蕩。（c）電路能振蕩的話是電感三點式。（c）電路要能振蕩，對電路中的元件數(shù)值是有特別要求的，設(shè)電工作頻率為f，電路中的參數(shù)應(yīng)滿足此式才有可能振蕩。例21一高頻功率放大器以抽頭并聯(lián)回路作負(fù)載，振蕩回路用可變電容

20、調(diào)諧，簡圖如圖一所示。工作頻率fs=4MHz，調(diào)諧時電容C=200pF，回路有載品質(zhì)因素QL=20，放大器要求的最佳負(fù)載阻抗RLcr為500，試計算回路電感L和接入系數(shù)P？解：5.0H （2分）接入系數(shù)P=0.39 例22某高頻諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài)，輸出功率,集電極電源=24V，集電極電流直流分量，電壓利用系數(shù)。試計算：直流電源提供的功率，功放管的集電極損耗功率及效率，臨界負(fù)載電阻。解：某高頻諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài)，輸出功率PO=6W，集電極電源EC=24V，集電極電流直流分量ICO=300mA，電壓利用系數(shù)=0.9。試計算：直流電源提供的功率PDC，功放管的集電極損耗功率PC及

21、效率，臨界負(fù)載電阻RLcr。解：例23如圖所示并聯(lián)諧振回路，信號源與負(fù)載都為部入接入。已知RS、RL，并知回路參數(shù)L、C1、C2和空載品質(zhì)因數(shù)Q0，求（1）fo與B0.707；（2）RL不變，要求總負(fù)載與信號源匹配，如何調(diào)整回路參數(shù)？解：計算fo與B0.707對于，先考慮空載時地情況：再考慮有載時的情況。這里不考慮信號源，設(shè)RL對回路的接入系數(shù)為，則把RL折合到回路兩端，變?yōu)榛芈繁旧淼牟⒙?lián)諧振電阻,它與并聯(lián)，構(gòu)成總的回路負(fù)載，即因此，有載Q值為若考慮時，也可以求得考慮影響后的回路帶寬。（2） 設(shè)信號源對回路的接入系數(shù)為P1，則總負(fù)載折合到信號源處為：若要使Ro與Rs匹配，即Ro=Rs，需調(diào)整R

22、o。由于RL不變，Ro中可調(diào)整的參數(shù)有P1、P2、QO和L。但實際上L及QO一般不變，而且回路fO也不能變。因此，可通過調(diào)整P1和P2來實現(xiàn)。調(diào)整P1就是調(diào)整L的抽頭位置，調(diào)整P2就是調(diào)整C1和C2。需要注意的是，調(diào)C1和C2時要保持C不變。例2.4(與習(xí)題2-14類似)某高頻諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài)，輸出功率為,且=24V，導(dǎo)通角。功放管參數(shù)為：，（是管的集電極最大允許電流，非輸出脈沖高度）。試問：（1）直流電源提供的功率，功放管的集電極損耗功率及效率，臨界負(fù)載電阻為多少？（注：，）。（2）若輸入信號振幅增加一倍，功放的工作狀態(tài)如何改變？此時的輸出功率大約為多少？（設(shè)為共射放大電路，輸入

23、信號從基極入）（3）若負(fù)載電阻增加一倍，功放的工作狀態(tài)如何改變？（4）若回路失諧，會有何危險？如何指示調(diào)諧？解：（1）根據(jù)臨界狀態(tài)電壓利用系數(shù)計算公式有所以（2）若輸入信號振幅增加一倍，根據(jù)功放的振幅特性，放大器將工作到過壓狀態(tài)，此時輸出功率基本不變（實際上，Uc、Ic1只增加了一點，輸出功率稍有增加）。P82圖3-21（3）若負(fù)載電阻增加一倍，根據(jù)功放的負(fù)載特性，放大器將工作到過壓狀態(tài)，此時輸出功率約為原來一半。（因：P=UC2/RL UC基本沒變、RL增加一倍。）（4）若回路失諧，功率放大器將工作到欠壓狀態(tài)，此時集電極損耗將增加，有可能燒壞晶體三極管。用指示調(diào)諧最明顯，最大即諧振。（諧振時

24、功放工作在臨界狀態(tài)，失諧后由于負(fù)載阻抗的模值下降，功放工作到欠壓狀態(tài)，在變化的過程中根據(jù)負(fù)載特性可知電流Ic0、Ic1幾乎不變，而電壓將減小，故只能用電壓指示調(diào)諧，輸出最大，說明諧振了。）例25（與習(xí)題2-19類似）一諧振功放，原來工作在臨界狀態(tài)，后來發(fā)現(xiàn)該功放的輸出功率下降，效率反而提高，但電源電壓EC、輸出電壓振幅Uc及Ubemax不變，問這是什么原因造成的，此時功放工作在什么狀態(tài)？解：由于EC、Uc及Ubemax不變，即ucemin、ubemax不變，因此功放的工作狀態(tài)不變。由于，所以不變，而，故效率的提高是由于的增加，這是通過減小實現(xiàn)的。要減小，有兩個途徑，一是減小輸入信號振幅Ub，另

25、一是減小Eb，但要求ubemax不變，故只能減小Eb，同時增大輸入信號振幅Ub。輸出功率下降，但Uc不變，只能是增加負(fù)載阻抗。例2-6(與習(xí)題2-12類似)試設(shè)計一L型匹配網(wǎng)絡(luò)作為功放的輸出電路。已知工作頻率，功放臨界電阻，天線端電阻。解：根據(jù)匹配網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)，采用圖3-28所示的電路，串聯(lián)支路用電感，并聯(lián)支路用電容，這對濾除高頻有利（屬于低通型）。圖2-6 例2-6回路的品質(zhì)因數(shù)串聯(lián)電抗串聯(lián)電感并聯(lián)電容例1-1在無線通信中為什么要采用高頻載波調(diào)制傳輸？（問答）解在無線通信中采用高頻載波調(diào)制傳輸?shù)闹饕蛴袃蓚€：（1）由于要傳輸?shù)男畔⒒旧隙紝儆诘皖l范圍，如果將此低頻信號直接發(fā)射出去，需要的發(fā)射和接收天線尺寸太大，輻射效率太低，不易實現(xiàn)。天線如果要想有效輻射，需要天線的尺寸與信號的波長可以比擬。即使天線的尺寸為波長的十分之一，即，對于頻率為1kHz的信號，需要的天線長度為30km，這樣長的天線幾乎是無法實現(xiàn)的。若將信號調(diào)制到10MHz的載波頻率上，需要的天線長度僅為3m，這樣的天線尺寸小，實現(xiàn)起來也比較容易。（2）如果要傳輸多個信息而不進(jìn)行調(diào)制，那么它們在空中就會混在一起，相互