《高頻電子技術(shù)》（第四版）課后答案

PAGEPAGE1《高頻電子技術(shù)》第四版部分習(xí)題詳細(xì)解答習(xí)題一1-1北京電視臺(tái)的載波頻率是57.75MHz，問(wèn)它的波長(zhǎng)是多少米？解：（米/秒）（米）1-2中波廣播波段的頻率是535～1605kHz,計(jì)算一下波長(zhǎng)的范圍是多少？解：（米/秒）（米）（米）波長(zhǎng)的范圍是～。習(xí)題二2-1已知并聯(lián)諧振回路的=1，＝20，＝100，求該并聯(lián)回路的諧振頻率、諧振電阻及通頻帶。解：＝≈＝＝≈2.24Ω＝＝＝＝＝2-2并聯(lián)諧振回路如圖2-22所示、已知：＝300、＝390，=100，信號(hào)源內(nèi)阻=100，負(fù)載電阻＝200，求該回路的諧振頻率、諧振電阻、通頻帶。圖2-22題2-2圖解：＝≈＝＝＝11.4Ω＝＝＝≈＝36.84＝≈＝2-3已知并聯(lián)諧振回路的＝10，C＝50，＝150，求回路的和以及＝600時(shí)電壓衰減倍數(shù)。如將通頻帶加寬為300，應(yīng)在回路兩端并接一個(gè)多大的電阻？解：＝66.7≈＝＝＝≈8.1為未并電阻時(shí)LC回路的等效電阻＝≈＝通頻帶加寬為300，即是原來(lái)的2倍＝33.3解得＝2-4在圖2-23所示電路中，信號(hào)源頻率＝lMHz，回路空載值為100，是回路損耗電阻。將l－l端短路，電容調(diào)到100時(shí)回路諧振。如將l－l端開(kāi)路后再串接一阻抗（由電阻與電容串聯(lián)），則回路失諧，調(diào)至200時(shí)重新諧振，這時(shí)回路有載值為50。試求電感L、未知阻抗。圖2-23題2-4圖解：（1）當(dāng)1-1端短路時(shí)，電路諧振≈＝≈（1）當(dāng)1-1端開(kāi)路接，電路諧振時(shí)，由增大至諧振，此時(shí)與串聯(lián)，諧振頻率不變，即與串聯(lián)等效為≈2-5在圖2-24所示電路中，＝0.8μH，＝＝20pF，＝5pF，＝10kΩ，＝20pF，＝5kΩ，＝100。試求回路在有載情況下的諧振頻率，諧振阻抗，回路有載值和通頻帶。圖2-24題2-5圖解：＝≈2.09Ω并聯(lián)諧振時(shí)等效電路如下圖＝≈＝≈≈28.12-6并聯(lián)回路如圖2-25所示，已知：＝360，＝280，＝100，＝50，=／＝10,＝l。試求該并聯(lián)回路考慮到影響后的通頻帶及等效諧振電阻。圖2-25題2-6圖解：≈≈53.13＝≈＝501.3≈9.44若取，取53，則≈9.462-7并聯(lián)回路如圖2-26所示，試求并聯(lián)回路2-3兩端的諧振電阻。已知：（a）＝100、＝10、M＝4，等效損耗電阻＝10Ω，＝300；（b）＝50、＝100，=10、＝2Ω。圖2-26題2-7圖解：(a)圖：≈8.43≈62.7≈≈(b)圖：≈273.9≈≈2-8并聯(lián)諧振回路如圖2-27所示，已知：＝10MHz，＝100，＝12，=1，＝40，匝比＝＝1.3,＝＝4，試求諧振回路有載諧振電阻、有載品質(zhì)因數(shù)和回路通頻帶。圖2-27題2-8圖解：≈≈≈≈18.35≈＝0.545習(xí)題三3-1在三級(jí)單調(diào)諧放大器中，工作頻率為465，每級(jí)LC回路的＝40、試問(wèn)總的通頻帶是多少？如果要使總的通頻帶為l0，則允許最大為多少？解：每級(jí)＝40，通頻帶≈當(dāng)≈23.713-2已知單調(diào)諧放大器諧振電壓增益＝10，通頻帶＝4，如果再用一級(jí)完全相同的放大器與之級(jí)聯(lián)，這時(shí)兩級(jí)放大器總增益和通頻帶各為多少？若要求級(jí)聯(lián)后總通頻帶仍為4，則每級(jí)放大器應(yīng)怎樣改動(dòng)？改動(dòng)后總諧振電壓增益是多少？解：（1）＝4≈（2）4≈↑→↓，并聯(lián)電阻可使＞，，，每級(jí)放大器應(yīng)并聯(lián)電阻使Q值下降為原來(lái)的0.643倍，此時(shí)總電壓增益為41.345.3-3采用完全相同的三級(jí)單調(diào)諧放大電路組成的中放電路其總增益為66，為5，工作頻率為465。求每級(jí)放大電路的增益、及每個(gè)回路的有載值應(yīng)為多少？解：≈≈47.43-4單調(diào)諧放大器如圖3-3（a）所示。已知放大器的中心頻率＝10.7，回路線圈電感＝4，=100，匝數(shù)＝20匝，＝5匝，=5匝，，晶體管的參數(shù)為：。試求該放大器的諧振電壓增益、通頻帶及回路外接電容。解：先畫(huà)出變換后的電路模型如下圖,≈≈≈≈－16≈21.3≈3-5單調(diào)諧放大器如圖3-3（a）所示。中心頻率＝30，晶體管工作點(diǎn)電流，回路電感＝1.4,＝100，匝比=＝2，＝3.5，，試求該放大器的諧振電壓增益。解：≈≈≈習(xí)題四4-1如圖4-34所示的電路中，哪些可能產(chǎn)生振蕩？哪些不能產(chǎn)生振蕩？如不能振蕩，請(qǐng)修改成能振蕩的電路圖4-34題4-1圖圖形改為如下形式即可產(chǎn)生振蕩：4-2圖4-35為晶體振蕩器，試問(wèn)此電路中的晶體工作于什么狀態(tài)？為什么？答：晶體工作在串聯(lián)諧振（短路）狀態(tài)，此時(shí)發(fā)射極電阻近似為0，三極管的電壓增益最大，晶振起選頻作用。4-3圖4-36是什么振蕩器？畫(huà)出其交流等效電路，并說(shuō)明回路應(yīng)滿足什么條件才能產(chǎn)生振蕩？該電路的輸出波形較好，為什么？圖4-35題4-2圖圖4-36題4-3圖解：交流等效電路如下：此電路為電容三點(diǎn)式振蕩器，C2應(yīng)遠(yuǎn)大于C1、C3，LC3回路的應(yīng)小于晶振的，當(dāng)回路工作在時(shí)，LC3應(yīng)為容性，等效為電容，晶振的作用等效為一個(gè)電感，電容三點(diǎn)式振蕩器諧波成分小，波形好。4-4在圖4-37所示電容三點(diǎn)式電路中，＝100pF，＝300pF，＝50μH，試求電路振蕩頻率和維持振蕩所必須的最小電壓增益。圖4-37題4-4圖解：＝≈＝2.59根據(jù)振幅平衡條件：≥14-5圖4-38所示振蕩電路的振蕩頻率＝50MHz，畫(huà)出其交流等效電路并求回路電感。圖4-38題4-51圖解：畫(huà)出交流等效電路圖：≈7.40pF≈5.22pF12.62pF≈4-6對(duì)于圖4-39所示各振蕩電路：（1）畫(huà)出高頻交流等效電路，說(shuō)明振蕩器類(lèi)型；（2）計(jì)算振蕩頻率。圖4-39題4-6圖解：（a）電路為改進(jìn)型電容三點(diǎn)式（西勒）≈4.9pF＝≈＝9.523（b）電路為改進(jìn)型電容三點(diǎn)式（克拉潑）當(dāng)可變電容為最小時(shí)，振蕩頻率有最大值≈60pF＝≈＝2.91當(dāng)可變電容為最大時(shí)，振蕩頻率有最小值＝100pF＝≈＝2.254-7在圖4-40所示兩個(gè)振蕩電路中，兩個(gè)LC并聯(lián)諧振回路的諧振頻率分別是＝和＝，試分別求兩個(gè)電路中振蕩頻率與、之間的關(guān)系，并說(shuō)明振蕩電路的類(lèi)型。圖4-40題4-7圖解：(a)圖應(yīng)為電感三點(diǎn)式振蕩電路，當(dāng)＜，＜時(shí)，兩個(gè)LC回路呈電感性，故振蕩條件：、＞。(b)圖應(yīng)為電容三點(diǎn)式振蕩電路，當(dāng)＜時(shí)，L1C1回路呈電感性，＞時(shí)，L2C2回路呈電容性，故振蕩條件：＜，＞。4-8某晶體的參數(shù)為＝19.5H，＝pF，＝5pF，＝110Ω。試求：（1）串聯(lián)諧振頻率；（2）并聯(lián)諧振頻率；（3）品質(zhì)因數(shù)。解：（1）串聯(lián)諧振頻率＝≈＝2.49（2）并聯(lián)諧振頻率＝1.000021(3)品質(zhì)因數(shù)≈4-9圖4-41（a）、（b）分別為l0MHz和25MHz的晶體振蕩器。試畫(huà)出交流等效電路，說(shuō)明晶體在電路中的作用，并計(jì)算反饋系數(shù)。圖4-41題4-9圖解：（a）圖交流等效電路如下晶體的作用等效為一個(gè)電感≈136.4pF300pF≈0.313（b）圖交流等效電路如下≈0.137習(xí)題五5-1已知諧振功率放大器輸出功率,％,電源電壓,試求晶體管的集電極功耗和直流電源供給的電流若保持不變，將提高到80％，試問(wèn)、減少多少？解：（1）≈＝0.365A（2）≈＝0.25A5-2已知諧振功率放大器原來(lái)工作在過(guò)壓狀態(tài)，現(xiàn)欲將它調(diào)整到臨界狀態(tài)，應(yīng)改變哪些參數(shù)？答：（1）減小，使動(dòng)態(tài)線向右移動(dòng)；（2）增大電源電壓，使動(dòng)態(tài)線向右平移。5-3某高頻功率放大器工作在臨界狀態(tài)，已知其工作頻率＝520MHz，電源電壓=25，集電極電壓利用系數(shù)=0.8，輸入激勵(lì)信號(hào)電壓的幅度=6，回路諧振阻抗=50Ω，放大器的效率＝75％。求：（1）、輸出功率、集電極直流功率及集電極功耗。（2）當(dāng)激勵(lì)電壓增加時(shí)，放大器過(guò)渡到何種工作狀態(tài)？當(dāng)負(fù)載阻抗增加時(shí)，則放大器由臨界狀態(tài)過(guò)渡到何種工作狀態(tài)？解：（1）≈(2)當(dāng)增加時(shí)，放大器由臨界狀態(tài)過(guò)渡到過(guò)壓狀態(tài)，見(jiàn)下圖（放大特性）當(dāng)負(fù)載阻抗增大時(shí)，放大器由臨界狀態(tài)過(guò)渡到過(guò)壓狀態(tài)，見(jiàn)下圖（負(fù)載特性）5-4在諧振功率放大電路中，若、及不變，而當(dāng)改變時(shí)有明顯的變化，問(wèn)放大器此時(shí)工作在何種狀態(tài)？為什么？答：若、及不變，而當(dāng)改變時(shí)，只有工作在過(guò)壓狀態(tài)，有明顯的變化，因?yàn)樵谶^(guò)壓狀態(tài)，變化時(shí)，隨單調(diào)變化，在不變情況下，有明顯的變化。若工作在欠壓狀態(tài)，當(dāng)變化時(shí)，幾乎不變，也不變化。見(jiàn)教材集電極調(diào)制特性。5-5如圖5-40所示為末級(jí)諧振功率放大器原理電路，工作在臨界狀態(tài)，圖中為耦合電容，輸出諧振回路由管子輸出電容以及元件、、組成，外接負(fù)載天線的等效阻抗近似為電阻?，F(xiàn)將天線短路、開(kāi)路，試分別分析電路工作狀態(tài)如何變化？功率管是否安全？圖5-40末級(jí)諧振功率放大器原理電路答：天線開(kāi)路時(shí)，品質(zhì)因數(shù)升高，諧振阻抗Re急劇增加，功率管工作于過(guò)壓狀態(tài)，增高，很可能導(dǎo)致，功率管不安全。天線短路時(shí)，回路嚴(yán)重失諧（呈感性），所以諧振阻抗急劇減小，功率管工作于欠壓狀態(tài)，急增，很可能導(dǎo)致，功率管燒壞。習(xí)題六6-1已知單頻普通調(diào)幅信號(hào)的最大振幅為12，最小振幅為4,試求其中載波振幅和邊頻振幅各是多少？調(diào)幅指數(shù)為多少？解：載波振幅邊頻振幅6-2已知載波電壓，調(diào)制信號(hào)電壓，令常數(shù)Ka＝1。試求：（1）寫(xiě)出調(diào)幅表達(dá)式；（2）求調(diào)幅系數(shù)及頻帶寬度；（3）畫(huà)出調(diào)幅波的波形和頻譜圖。解：（1）調(diào)幅表達(dá)式；（2）調(diào)幅系數(shù)及頻帶寬度；或：（3）調(diào)幅波的波形（a）和頻譜圖(b)。6-3某發(fā)射機(jī)輸出級(jí)在負(fù)載=100Ω上的輸出信號(hào)，請(qǐng)問(wèn)：（1）該輸出信號(hào)是什么已調(diào)信號(hào)？該信號(hào)的調(diào)制度＝？（2）總的輸出功率＝？（3）畫(huà)出該已調(diào)信號(hào)的波形、頻譜圖并求頻帶寬度=?解：（1）該信號(hào)為普通調(diào)幅波＝0.5（2）總的輸出功率＝＝0.09W（3）波形、頻譜圖和頻帶寬度＝6-4若單音調(diào)幅波的載波功率Pc=1000W，調(diào)幅指數(shù)=0.3。問(wèn)邊帶功率、總平均功率、和最大瞬時(shí)功率分別為多少？解：邊帶功率總平均功率最大瞬時(shí)功率6-5某發(fā)射機(jī)發(fā)射功率為9kW的為調(diào)制載波功率，當(dāng)載波被正弦波調(diào)制時(shí)，發(fā)射功率為10.125kW，試計(jì)算調(diào)制指數(shù)。如果再加上另一個(gè)音頻進(jìn)行40%的調(diào)幅，試計(jì)算其發(fā)射總功率？解：（1）由得（2）兩個(gè)音頻調(diào)幅后，功率滿足線性疊加關(guān)系習(xí)題七7-1設(shè)二極管峰值包絡(luò)檢波器中的負(fù)載電阻R=200kΩ，負(fù)載電容C=100pF，若輸入調(diào)幅波中包含的最高調(diào)制頻率為Fmax=5000Hz，為了避免出現(xiàn)惰性失真，輸入已調(diào)幅波的最大調(diào)幅指數(shù)應(yīng)為多少？解：要避免惰性失真，要求得到7-2圖7-19所示電路中，R1=4.7kΩ，R2=15kΩ，輸入信號(hào)電壓幅值Uim=1.2V，若電壓傳輸系數(shù)設(shè)為0.9，求輸出電壓的最大值，并估算檢波器輸入電阻Ri。圖7-19題7-2圖解：（1）輸出電壓的最大值（2）輸入電阻7-3二極管包絡(luò)檢波電路如圖7-20所示，設(shè)二極管為理想二極管。若輸入電壓為ui(t)=4cos(2π×930×103t)+0.8cos(2π×927×103t)+0.8cos(2π×933×103t)V,檢波負(fù)載電阻R=10kΩ，下級(jí)輸入電阻RL=8kΩ，濾波電容C=6800pF。試問(wèn)該電路會(huì)不會(huì)產(chǎn)生惰性失真和負(fù)峰切割失真？若該電路的電壓傳輸系數(shù)ηd≈1，試畫(huà)出圖中ui、uo1和uo的電壓波形，并標(biāo)出電壓的大小。圖7-20題7-3圖解：（1）由輸入電壓的表達(dá)式可得因?yàn)樗圆粫?huì)產(chǎn)生惰性失真又因?yàn)橹绷麟娮杞涣鞯刃щ娮韫什划a(chǎn)生底部切割失真7-4二極管包絡(luò)檢波電路如圖7-6（a）所示，已知輸入已調(diào)波的載頻＝465kHz，調(diào)制信號(hào)頻率F＝5kHz，調(diào)幅系數(shù)＝0.3，負(fù)載電阻R＝5kΩ，試決定濾波電容C的大小，并求出檢波器的輸入電阻。解：（1）電容C的取值應(yīng)滿足對(duì)載波短路，即≥此處取≥≈即≥（2）為避免惰性失真，應(yīng)有≤≤≈綜合考慮取值范圍：≤≤(3)輸入電阻≈7-5相乘型同步檢波電路輸入單邊帶調(diào)幅信號(hào)為＝，同步信號(hào)為＝，＜，試寫(xiě)出解調(diào)輸出電壓表示式，并分析解調(diào)失真情況。解：＝＝＝解調(diào)失真在同步信號(hào)的處，越大失真越大7-6在相乘型同步檢波器中，若輸入信號(hào)為，即雙邊帶信號(hào)，而本地載波信號(hào)。試問(wèn)當(dāng)為常數(shù)時(shí)能否實(shí)現(xiàn)不失真解調(diào)？解：為常數(shù)時(shí)不能實(shí)現(xiàn)不失真解調(diào)，只有當(dāng)為0時(shí)，即本地載波與高頻載波同頻同相，才能實(shí)現(xiàn)不失真解調(diào)。7-7在圖7-21二極管檢波器中，已知二極管導(dǎo)通電阻＝100Ω，＝1kΩ，＝4kΩ，輸入調(diào)幅信號(hào)載頻＝4.7MHz，調(diào)制信號(hào)頻率范圍100Hz～5000Hz，＝0.8。若希望電路不產(chǎn)生惰性失真和底部切割失真，則電容和負(fù)載的取值應(yīng)該有何要求？圖7-21題7-7圖解：（1）直流電阻交流等效電阻不產(chǎn)生負(fù)峰（底部切割）失真條件：≥≥即≥4，將，代入，可得≥（2）電容C的取值應(yīng)滿足對(duì)載波短路，即≥≥≈取最大值應(yīng)有≥為避免惰性失真，應(yīng)有≤≤≈綜合考慮取值范圍：≤≤7-8在圖7-22所示檢波電路中，＝510Ω，＝4.7kΩ，＝1kΩ，輸入信號(hào)＝0.5（1＋0.3）V。當(dāng)可變電阻的接觸點(diǎn)在中心位置或最高位置時(shí)，是否會(huì)產(chǎn)生底部切割失真？為什么？圖7-22題7-8圖解：（1）可變電阻的接觸點(diǎn)在中心位置時(shí)直流電阻交流等效電阻≈＝0.5（1＋0.3）由此可得≈0.423＞0.3，故不產(chǎn)生底部切割失真。（2）可變電阻的接觸點(diǎn)在最高位置時(shí)直流電阻交流等效電阻≈同樣有≈0.256＜0.3，故產(chǎn)生底部切割失真。7-9圖7-23所示為晶體管射極包絡(luò)檢波電路．試分析該電路的檢波工作原理。圖7-23題7-9圖7-10圖7-24所示電路稱為倍壓檢波電路，R為負(fù)載，為濾波電容，檢波輸出電壓近似等于輸入電壓振幅的兩倍。試說(shuō)明電路的工作原理。圖7-24題7-10圖習(xí)題八8-1給定調(diào)頻波的中心頻率＝50MHz，最大頻偏＝75kHz，求：（1）當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率＝300Hz時(shí)，調(diào)頻指數(shù)及調(diào)頻波有效帶寬；（2）當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率＝15kHz時(shí)，調(diào)頻指數(shù)及調(diào)頻波有效帶寬。解:(1)＝300H時(shí)(2）＝15kHz時(shí)8-2載波(V),調(diào)制信號(hào)(V)，最大頻偏＝20kHz。求:（1）調(diào)頻波表達(dá)式；（2）調(diào)頻系數(shù)和有效帶寬；（3）若調(diào)制信號(hào)(V)，則＝？；＝？解:（1）調(diào)頻波表達(dá)式；（2）調(diào)頻系數(shù)和有效帶寬；（3）若調(diào)制信號(hào)(V)，因?yàn)榇藭r(shí)、F均不變,所以8-3已知：載波(V)，調(diào)制信號(hào)(V)，調(diào)頻靈敏度＝10kHz/V。求:（1）調(diào)頻波表達(dá)式；（2）最大頻偏；（3）調(diào)頻系數(shù)和有效帶寬。解：（1）調(diào)頻波表達(dá)式；(說(shuō)明：此處＝10kHz/V，所以，若＝10rad/V，則)（2）最大頻偏；（3）調(diào)頻系數(shù)和有效帶寬。8-4設(shè)載波為余弦波，頻率為，振幅為，調(diào)制信號(hào)為的單頻正弦波，最大頻偏kHz，試分別寫(xiě)出調(diào)頻波和調(diào)相波表達(dá)式。解：（1）調(diào)頻波表達(dá)式（1）調(diào)相波表達(dá)式8-5已知調(diào)頻信號(hào)最大頻偏50kHz，試求調(diào)制信號(hào)頻率為300Hz，1kHz，3kHz,10kHz時(shí)分別對(duì)應(yīng)的頻帶寬度。解：50kHz（1）F1＝300Hz，（2）F2＝1kHz，（3）F3＝3kHz,（4）F4＝10kHz習(xí)題九9-1簡(jiǎn)述脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器的工作原理？9-2斜率鑒頻器和相位鑒頻器實(shí)現(xiàn)調(diào)頻-調(diào)幅的變換過(guò)程有何不同？9-3為什么通常在鑒頻器之前要采用限幅器？9-4為什么比例鑒頻器有抑制寄生調(diào)幅的作用？其根本原因何在？9-5針對(duì)以下幾種要求，分別說(shuō)明宜采用那種鑒頻器？（1）頻帶很寬。（2）頻帶很窄，非線性失真要小。（3）為節(jié)省元件，不用限幅器。9-6鑒頻器輸入調(diào)頻信號(hào)＝3＋Ⅴ，鑒頻靈敏度＝－5mV／kHz，線性鑒頻范圍2＝50kHz，試畫(huà)出鑒頻特性曲線及鑒頻輸出電壓波形。解：＝－5mV／kHz＝3＋Ⅴ鑒頻特性曲線及鑒頻輸出電壓波形如下圖：9-7已知鑒頻器的輸入調(diào)頻信號(hào)為uFM(t)=5cos(4π×107t＋10sin4π×103t)V，鑒頻靈敏度SD=5mV/kHz，線性鑒頻范圍大于2△fm。求鑒頻電路的輸出解調(diào)電壓uo(t)。解：9-8圖9-39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、Ⅱ、Ⅲ應(yīng)如何調(diào)諧？分析該電路的鑒頻特性。圖9-39題9-8圖習(xí)