西工大高頻課后習(xí)題部分答案

2023/2/111-20試求圖P1-20所示各傳輸線變壓器的阻抗變換關(guān)系（Ri/RL）及相應(yīng)的特性阻抗Zc表達(dá)式。第一章解：設(shè)每根傳輸線變壓器的端電壓為v，電流為i；2023/2/12＋－－＋＋－2023/2/132023/2/141-21試證明圖P1-21所示傳輸線變壓器的輸入電阻Ri＝25RL，傳輸線的特性阻抗Zc=5RL2023/2/151-22圖PI-22所示為用傳輸線變壓器構(gòu)成的魔T混合網(wǎng)絡(luò)，試分析工作原理。已知RL=50Ω，試指出Ri、R1、R2、R3各阻值。解：Tr1-Tr3均為魔T混合同相功率合成網(wǎng)絡(luò)，Tr4為l:4傳輸線變壓器。Tr4輸入端呈現(xiàn)電阻，這個(gè)電阻就是混合網(wǎng)絡(luò)Tr3C端呈現(xiàn)的電阻，而R3即為接在Tr3D—D端的電阻。因此，根據(jù)隔離條件，同理混合網(wǎng)絡(luò)Trl和Tr2的C端呈現(xiàn)的電阻。2023/2/161-23圖P1—23所示為工作在（2~30）MHz頻段上、輸出功率為50w的反相功率合成電路，試指出各傳輸線變壓器功能及Tr1—Tr3傳輸線變壓器的特性阻抗，并估算功率晶體管輸入阻抗和集電極等效負(fù)載阻抗。圖中，Ll、L2的作用不予考慮。解：(1)Tr1為不平衡--平衡變換器，Tr6為反相功率分配器，Tr2、Tr3為9:1阻抗變換器，Tr7為反相功率合成器，Tr4為平衡—不平衡變換器，Tr5為l:4阻抗變化器。(2)Trl輸出端呈現(xiàn)的電阻為50Ω，經(jīng)9:1阻抗變化器后的電阻為50Ω/9=5.6Ω，因此晶體管T1、T2的輸入電阻均為2.8Ω。(3）輸出負(fù)載為50Ω。經(jīng)Tr4和Tr5變換后的電阻為50Ω/4=12.5Ω因此，T1、T2管的輸出負(fù)載電阻均為6.25Ω。(4)Tr1~Tr5的特性阻抗：Zc1=50Ω，Zc4＝12.5Ω,Zc5=25Ω

Zc2=Zc3=1/3Ri=1/3*50Ω=16.7Ω。2023/2/17解：Tr1-Tr3均為同相分配網(wǎng)絡(luò)，輸入功率經(jīng)兩次分配在四只RL上，各輸出四分之一的功率，接在Trl、Tr2、Tr3的輸出各負(fù)載為Rd1、Rd2、Rd3；且Rd2=Rd3，作為同相功率放大器，得：1-24一功率四分配器如圖NP1-24所示，試分析電路工作原理，寫出RL1與各電阻之間的關(guān)系。2023/2/18解：因?yàn)橹C振功放的輸出負(fù)載為并聯(lián)諧振回路．該回路具有選頻特性，可以從晶體管的余弦脈沖電流中，將不失真的基波電流分量選頻出來，在并聯(lián)諧振回路上形成不失真的基波余弦電壓，而電阻性負(fù)載功率放大器的電阻性輸出負(fù)載不具備這樣的功能，因此不能在丙類工作。第二章諧振功率放大器解：與甲、乙類比較，丙類工作放大器的優(yōu)點(diǎn)在于：（1）由于丙類工作時(shí)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間短，使管子的瞬時(shí)功耗減少因而效率得到提高。（2）丙類工作的放大器輸出負(fù)載為并聯(lián)皆振回路，具有選頻濾波特性，保證了輸出信號(hào)的不失真。為此，丙類放大器只適宜于放大載波信號(hào)和高頻窄帶信號(hào)。2-1為什么諧振功率放大器能工作于丙類，而電阻性負(fù)載功率放大器不能工作于丙類？2-2放大器工作于丙類比作于甲、乙類有何優(yōu)點(diǎn)？為什么？丙類工作的放大器適宜于放大哪些信號(hào)？2023/2/192023/2/1102023/2/1112023/2/1122023/2/1132023/2/1142-6設(shè)一諧振功率放大器的諧振回路具有理想的濾波性能，試說明它的動(dòng)態(tài)線為什么是曲線？在過壓狀態(tài)下集電極脈沖電流波形為什么會(huì)中間凹陷?解：由于諧振功率放大器的諧振回路具有理想的濾波性能，因此諧振回路上電壓為余弦波，其幅度為,而通過諧振回路的集電極電流為脈沖波，顯然與不成正比，故描述的動(dòng)態(tài)線必定是曲線。在過壓狀態(tài)下，晶體管進(jìn)入飽和區(qū)，但由于諧振回路的選頻特性，其上電壓仍是基波電壓，該余弦電壓進(jìn)入飽和區(qū)，將下降，因此過壓狀態(tài)下形成集電極脈沖電流中間凹陷。2023/2/1152-10一諧振功率放大器，設(shè)計(jì)在臨界工作狀態(tài)，經(jīng)測試得輸出功率僅為設(shè)計(jì)值的60%，而卻略大于設(shè)計(jì)值。試問該放大器處于何種工作狀態(tài)？分析產(chǎn)生這種狀態(tài)的原因。解：小，導(dǎo)致放大器進(jìn)入欠壓狀態(tài)。原因是放大器由臨界狀態(tài)進(jìn)入欠壓狀態(tài)時(shí)，集電極電流脈沖高度增大，導(dǎo)致略有增大，但因而減小，結(jié)果是減小，增大，減小。2023/2/1162-14根據(jù)圖(a）所示的諧振功率放大器原理電路，按下列要求畫出它的實(shí)用電路。（l）兩級(jí)放大器共用一個(gè)電源；(2）T2管的集電極采用并饋電路，基極采用自給偏置電路；(3)T1管的集電極采用串饋電路，基極采用分壓式偏置電路。解：根據(jù)題意要求畫出的電路如圖(b）圖中，兩級(jí)共用一個(gè)電源。電源線必須串接電源濾波網(wǎng)絡(luò)RC1

、CCl

、LC1、CC2。T2管基極接高頻扼流圈LD1，提供直流通路，并利用扼流圈的直流電阻產(chǎn)生自給偏壓。T2管集電極接高頻扼流圈LD2，組成并饋電路。在L2

和L3

的接點(diǎn)上并接電容C3，構(gòu)成T型匹配濾波網(wǎng)絡(luò)。2023/2/1172023/2/1182-16一諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài)，已知f=80MHz，RL=50Ω，

PO=5W，Vcm=17.5V,C0=20pF，試按教材中表2-3-l中的Π型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)回路各元件值,設(shè)網(wǎng)絡(luò)的有載品質(zhì)因數(shù)Qe1=5。2023/2/119第三章正弦波振蕩器解：并聯(lián)諧振回路在電流激勵(lì)下，該回路的端電壓的頻率特性才會(huì)產(chǎn)生負(fù)斜率的相頻特性。其電路如圖NP3-3(a）所示，而串聯(lián)諧振回路必須是電壓激勵(lì)下回路電流的頻率特性才能產(chǎn)生負(fù)斜率的相頻特性如圖NP3-3(b）所示。3-3并聯(lián)諧振回路和串聯(lián)諧振回路在什么激勵(lì)（電壓激勵(lì)還是電流激勵(lì)）才能產(chǎn)生負(fù)斜率的相頻特性？2023/2/1203-5試判斷圖NP3-5所示交流通路中，哪些可能產(chǎn)生振蕩，哪些不能產(chǎn)生振蕩：若能產(chǎn)生振蕩，則說明屬于哪種振蕩電路。解：(a）不振。同名端接反，不滿足正反饋；(b）能振。變壓器耦合反饋振蕩器；2023/2/121(C）不振。不滿足三點(diǎn)式振蕩電路的組成法則；(d）能振。當(dāng)，即L1C1

回路呈容性，L2C2回路呈感性，組成電感三點(diǎn)式振蕩電路；2023/2/122(e）能振。計(jì)入結(jié)電容，組成電容三點(diǎn)式振蕩電路；(f）能振。當(dāng)時(shí)，L1C1回路呈容性，L2C2回路呈感性，組成電容三點(diǎn)式振蕩電路。2023/2/1233-6試畫出圖NP3-6所示各振蕩器的交流通路,并判斷哪些電路可能產(chǎn)生振蕩，哪些電路不能產(chǎn)生振蕩。圖中，CB、Cc、CE、CD為交流旁路電容或隔直流電容，LC為高頻扼流圈，偏置電阻RB1、RB2、RG不計(jì)。不振2023/2/124能振不振2023/2/125能振能振2023/2/126不振2023/2/127(g），電路同時(shí)存在兩種反饋，其中通過LC形成正反饋，通過R形成負(fù)反饋。由于LC串聯(lián)諧振回路在其諧振頻率上呈現(xiàn)最小的阻抗，正反饋?zhàn)顝?qiáng)，因而在上產(chǎn)生振蕩。2023/2/1283-72023/2/1293-8試改正圖NP3-8所示各振蕩電路中的錯(cuò)誤，并指出電路類型。圖中CB、CD、CE均為旁路電容或隔直流電容，LC、LE、LB均為高頻扼流圈。圖（a）中L改為C1,C1改為L1，構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩電路。LC

為扼流圈，交流時(shí)，隔斷晶體三極管集電極與地之間的聯(lián)系。2023/2/130圖（b）中反饋線中串接隔直電容CC，隔斷電源電壓VCC。2023/2/131圖（c）中去掉CE，消除CE對(duì)回路影響，加已CB和CC以保證基極交流接地并隔斷電源電壓VCC；L2改為C1，構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩電路。2023/2/132圖（d）中L2改為C1，構(gòu)成電容三點(diǎn)式電路；去掉原電路中的C1，保證柵極通過L1，形成直流通路。2023/2/133圖（e）中反饋線中串接隔直電容CB，隔斷VCC，使其不能直接加到基極上，L2換為C3。2023/2/134圖（f）中L改為C1L1串接電路，構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩電路?；騆、C互換，L中心接射極。2023/2/135圖（g）去掉C，以滿足相位平衡條件?；騆C1換為RC。2023/2/1363-9試運(yùn)用反饋振蕩原理，分析圖NP3-9所示各交流通路能否振蕩。解：圖NP3-9(a）滿足正反饋條件，LC并聯(lián)回路保證了相頻特性負(fù)斜率，因而滿足相位穩(wěn)定條件，電路可振。圖NP3-9(b）不滿足正反饋條件，因?yàn)榉答侂妷罕?，滯后一個(gè)小于的相位，不滿足相位平衡條件。2023/2/137圖NP3-9(c）電路中當(dāng)T2基極上加正極性電壓時(shí)，經(jīng)跟隨器T2和共基放大器T1，得到的反饋電壓為負(fù)極性，構(gòu)成負(fù)反饋。不滿足正反饋條件，不振。2023/2/1383-11圖NP3-11所示為場效應(yīng)管電感三點(diǎn)式振蕩電路，若管子的極間電容和RG不計(jì)，試計(jì)算振蕩頻率，并導(dǎo)出振幅起振條件。圖中CD、CG、CS為交流旁路電容和隔直流電容。2023/2/1393-12圖NP3-12為場效應(yīng)管電容三點(diǎn)式振蕩電路，已知MOS管的參數(shù)為，管子極間電容不計(jì)。電路元件RD=1kΩ,CG為隔直流電容，CS為旁路電容，RG1、RG2阻值很大，可忽略不計(jì)，設(shè)λ＝0。試用工程估算法求滿足起振條件的值，并指出該振蕩器是否有柵極電流。該振蕩器中不會(huì)有柵極電流。2023/2/1402023/2/1412023/2/1423-18試指出圖NP3-18所示各振蕩器電路的錯(cuò)誤，并改正，畫出正確的振蕩器交流通路，指出晶體的作用。圖中CB、CC、CE、CS均為交流旁路電容或隔直流電容。并聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈電感，L改為C32023/2/143串聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈短路元件，晶體改接到發(fā)射極。2023/2/144

串聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈短路元件，C改為L1，L改為C、L2串聯(lián)。2023/2/145

并聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈電感，利用器件的Cgd

構(gòu)成電感三點(diǎn)式振蕩電路，其中LC1C2

回路應(yīng)成感性。2023/2/146

串聯(lián)型晶體振蕩器，晶體呈短路元件，加C4，利用電容分壓產(chǎn)生正反饋?；騌3并C4，C1串R4。2023/2/1473-19試畫出具有下列特點(diǎn)的晶體振蕩器電路。（1）采用NPN型晶體三極管；(2）晶體作為電感元件；(3）正極接地的直流電源供電；(4）晶體三極管集－射極間為LC并聯(lián)諧振回路；(5）發(fā)射極交流接地。解：可以接成兩種晶體振蕩器電路分別如圖NP3-19(a）和（b）所示。在圖(a）中，LC1回路應(yīng)呈感性，符合電感三點(diǎn)式振蕩電路組成法則；而在圖（b）中，LC1回路應(yīng)呈容性，符合電容三點(diǎn)式振蕩電路組成法則，為皮爾斯振蕩電路。2023/2/1483-20晶體振蕩電路如圖(a）所示，已知，試分析電路能否產(chǎn)生正弦波振蕩，若能振蕩，試寫出與之間的關(guān)系。解：交流通路如圖(b）所示。由圖可知，若晶體呈感性，L1C1并聯(lián)諧振回路呈容性，L2C2串聯(lián)諧振回路呈容性，則形成皮爾斯振蕩電路，為此要求。2023/2/1492023/2/1503-22試判斷圖NP3-22所示各RC振蕩電路中，哪些可能振蕩，哪些不能振蕩，并改正錯(cuò)誤。圖中CB、CC、CE、CS對(duì)交流呈短路。圖（a）反饋線自發(fā)射極改接到基極上。能振2023/2/1512023/2/1523-23圖NP3-23(a）所示為采用燈泡穩(wěn)幅器的文氏電橋振蕩器，圖NP3-23(b）為采用晶體二極管穩(wěn)幅的文氏電橋振蕩器，試指出集成運(yùn)算放大器輸入端的極性，并將它們改畫成電橋形式的電路，指出如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅。解：右圖所示為電橋形式電路。圖（a）中燈泡是非線性器件，它的阻值隨溫度升高而增加，即是正溫度系數(shù)的非線性器件。起振時(shí)，燈泡阻值小，放大器增益大，隨著振蕩振幅增大，燈泡阻值增大，放大器增益就相應(yīng)減小，最后達(dá)到平衡。2023/2/153

圖（b）中D1,D2是非線性器件，它的正向?qū)娮枳柚惦S信號(hào)增加而減少，這樣，振蕩器起振時(shí)，D1、D2截止，負(fù)反饋?zhàn)钊?，隨著振蕩加強(qiáng)，二極管正向電阻值減小，負(fù)反饋增大，從而使振幅達(dá)到平衡。2023/2/1543-25要求圖(a）所示電路能夠產(chǎn)生正弦波振蕩，試分別按照下列情況連接電路端點(diǎn)，構(gòu)成振蕩電路。（1）反饋支路接在①、②端之間。（2）反饋支路接在①、③端之間。（3）反饋支路接在②、④端之間。解：將①、