北京工业大学通信电路原理 第112章 习题答案.docx
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北京工业大学通信电路原理第112章习题答案
北京工业大学通信电路原理第1-12章习题答案
通信电路原理第一章习题答案
l-12已知调制信号的频率范围为40Hz~4.5kHz。
用这个信号去调制载频为640kHz的高频信号,求调幅后,电台所占的频带宽度是多少?
解:
调制信号频谱:
640kHz载频频谱:
∵Fmax=4.5kHz
∴调幅后:
BAM=BDSB=2×4.5=9kHz
BSSB=4.5kHz
AM:
DSB:
SSB:
注意:
载频和Fmin(40Hz)与带宽无关。
1-13设短波波段的波长是16.7~136.5m,各调制信号的最高频率为4.5kHz,问在此波段内最多能设置多少个调幅电台?
解:
fmax=C/λmin=(3×108)m/16.7m=17964kHz
fmin=C/λmax=(3×108)m/136.5m=2197.8kHz
信道频率范围:
fmax?
fmin≈15766kHz
∵Fmax=4.5kHz,B双边带=2×4.5=9kHz,B单边带=4.5kHz
∴双边带调幅电台设置数:
理论值(最多):
15766/9≈1751个
实际(设各电台间隔10kHz):
15766/(9+10)≈829个
单边带调幅电台设置数:
理论值(最多):
15766/4.5≈3503个
实际(设各电台间隔10kHz):
15766/(4.5+10)≈1087个
1
1-14某电视台的图像载频的频率是57.75MHz,它的波长是多少?
如果用最高频率为6MHz的视频信号去作双边带调幅。
问这个电视频道所占的频率带宽是多少MHz?
解:
λ=C/fo=(3×108)/(57.75×106)≈5.1948m
B=2×6=12MHz
注意:
载频与带宽无关
1-17一个单频率调幅信号,设调幅系数mA=0.3和l时,边频功率和载频功率之比为多少?
能量利用率η为多少?
解:
由单频F调制幅度频谱:
令:
单位电阻上的功率
mA=1时:
mA=0.3时:
mA=0.5时:
2
l-20用频率40Hz~15kHz的调制信号(振幅不变)进行调频、调相,调频时最大频偏Δfmax=50kHz,为常数;调相时,调相系数mP=0.5rad,也为常数。
试求调频时,调频系数mF的变化以及调相时频偏Δf的变化?
解:
已知:
F:
40Hz~15kHz变化,振幅VΩm不变
FM:
∵Δfm=F×mF=50kHz(不变)
∴mFmax=Δfm/Fmin=50kHz/40Hz=1250
mFmin=Δfm/Fmax=50kHz/15kHz=3.33
BFMmax=2(Δfm+Fmax)=2(50k+15k)=130kHz
BFMmin=2(Δfm+Fmin)=2(50k+0.04k)=100.08kHz
(因为随mF随F反比变化,Δfm不变,BFM变化范围较小)
PM:
∵mP=0.5rad(不变)
∴Δfmmax=Fmax×mF=40Hz×0.5=20Hz
Δfmmin=Fmin×mF=15kHz×0.5=7.5kHz
BPMmax=2(Δfmmax+Fmax)=2(7.5k+15k)=45kHz
BPMmin=2(Δfmmin+Fmin)=2(0.02k+0.04k)=0.12kHz
(因为mF不变,Δfm随F正比变化,BFM变化范围很大)
1-23画一个超外差式调频接收机的框图,并画出各主要点的波形图与频谱图。
解:
超外差式调频接收机框图,各主要点的波形图与频谱图。
3
通信电路原理第四章习题答案
4-4有人说“晶体管的β值是个常数,基本不变”,请问这种说法有没有条件限制,有什么条件限制?
解:
有限制。
当f工作<fβ时,β=βo(常数)
当f工作>fβ时,随着f工作↑,β↓,|β|≈fT/f工作
4-5巳知某电视机高放管的fT=1000MHz,βo=100,假定要求放大频率是1MHz、10MHz、100MHz、200MHz、500MH的信号,求高放管相应的|β|值。
解:
已知:
fT=1000MHz,βo=100,
则:
fβ=fT/βo=1000MHz/100=10MHz
(1)f工作=1MHz时,∴f工作<<fβ∵|β|=βo=100(低频区工作)
(2)f工作=10MHz时,∴f工作=fβ∵|β|=βo=70(极限工作)
(3)f工作=100MHz时,∴f工作>>fβ∵|β|≈fT/f工作=1000/100=10
f工作=200MHz时,∴f工作>>fβ∵|β|≈fT/f工作=1000/200=5
f工作=500MHz时,∴f工作>>fβ∵|β|≈fT/f工作=1000/500=2
4
4-10巳知一调谐放大器加题图4-45所示,回路
的谐振频率为465kHz,回路电感L的Qo=100,放
大管的Coe=10pF,Roe=30kΩ,Yfe=50mA/V,其他
参数如图中所列,试求:
(1)画出放大器的高频等效电路;
(2)回路电感L值;
(3)放大器的通频带宽度;
(4)为使电路稳定,请在适当地方加上中和电路,
并标出中和元件的大致值;
(5)计算本放大器谐振时的电压增益。
图4-45
解:
(1)放大器的高频等效电路
(2)计算回路电感L值
11?
fo?
?
465kHz?
L?
4?
2fo2C2?
LC
20T1?
100T5412则C总?
C1?
p12Coe?
p2CL?
200?
?
10?
?
25?
202.6pf2525
11代入L?
?
?
0.58mH22232?
124?
foC4?
?
(465?
10)?
202.6?
10且p1?
p2?
40T2?
100T5
5
(3)计算放大器的通频带宽度
11?
6?
回路g0?
?
?
5.9?
10(s)3?
3Qo?
oL100?
2?
?
465?
10?
0.58?
10
且gL?
1111?
?
10?
3(s),goe?
?
?
10?
4(s)RL3Roe3
4111?
?
10?
4?
?
?
10?
3?
0.245?
10?
4(s)2432432?
g总?
g0?
p12goe?
p2gL?
5.9?
10?
6?
1则有载QL?
g总
通频带B0.7C总1?
L0.245?
10?
4202.6?
10?
121202.6?
?
240.2455.80.58?
10?
3f0465?
103?
?
?
19.4kHzQL24
(4)中和电容CN的位置如图中所示,CN的大致值为0.5~5pf
(5)放大器谐振时的电压增益
p1p2fe
g总21?
?
50?
10?
34?
?
?
163?
40.02450.245?
10AV?
4-18在调谐放大器的LC回路两端并接一电阻,会对放大器的谐振增益、、选择性、稳定性等各项指标产生什么影响?
解:
∴原调谐放大器LC并联回路没有并接电阻,可以认为并接电阻无穷大
∵并接电阻后,R↓(g↑)→回路Q↓
∴R↓(g↑)→回路Q↓
∵
(1)谐振增益AV=(P1P2|Yfe|)/g,g↑→AV↓(谐振增益下降)
(2)B0.7=fo/Q,Q↓→B0.7↑(通频带变宽)
(3)B0.7和B0.1同时↑,K0.1=B0.1/B0.7不变,
但随着Q↓,B0.7↑,抑制比↓(带外衰减变慢),(选择性变差)
(4)随着谐振增益AV↓,(稳定性变好)
4-19一收音机的中放电路,共有三级调谐回路,频率均为465kHz,被放大的信号带宽为9kHz,试求每级放大器的通频宽度及品质因数。
解:
已知:
fo=465kHz,B信号=9kHz
设:
三级单调谐回路放大器,带宽压缩系数为0.51
每级:
B0.7=B信号/0.51=9kHz/0.51≈18kHz
每级:
Q=fo/B0.7=465/18≈25.8
6
4-21请在图4-18(a)的单调谐放大电路中加中和电容,并标明中和电容的大致值。
解:
如图所示
正确连接CN:
②点,同名端正确选择后,经由CN反馈的Vf
与经由Cb’c反馈的Vo(Vce)反相180o,实现负CN取值等
于Cb’cCb’c影响,使放大器稳定
工作。
不正确连接CN:
①点,Vcc交流接地;
③点,Vf与Vo(Vce)同相,为正反馈;
④点,直流、交流均接地。
通信电路原理第五章习题答案
5-8已知题图5-4所示的两个小信号放大系统,试回答:
题图5-4
(1)输出噪声功率Pno=PniAPA1APA2APA3对不对?
为什么?
不对,没有考虑3个单元电路各自产生的噪声Pnn1、Pnn2、Pnn3
正确:
Pno=PniAPA1APA2APA3+Pnn1APA2APA3+Pnn2APA3+Pnn3
(2)两个系统各自的噪声系数?
系统1:
Nf=Nf1+(Nf2-1)/APA1+(Nf3-1)/(APA1APA2)
=1.5+(3-1)/20+(4-1)/(20×15)
=1.5+2/20+3/300=1.61
系统2:
Nf=Nf1+(Nf2-1)/APA1+(Nf3-1)/(APA1APA2)
=3+(4-1)/15+(1.5-1)/(15×10)
=3+3/15+0.5/150=3.2003
(3)这两个系统的指标分配哪个较合理?
为什么?
系统1指标分配合理,因为前级的Nf1小和APA1大,所以Nf为1.61(比系统2的Nf=3.2更接近于1),则系统1
的噪声性能优于系统
2。
7
通信电路原理第六章习题答案
6-5若非线性器件的伏安特性为i=αo+α1v+α2v2能否用它进行混频、调幅和振幅检波?
并说明原因。
解:
由i=αo+α1v+α2v2,(v为输入电压,i为输出电流,i与v为非线性关系)
(1)外加两个频率的信号电压:
v=V1mcosω1t+V2mcosω2t
将v带入上式,得:
将
i=αo+α1(V1mcosω1t+V2mcosω2t)+α2(V1mcosω1t+V2mcosω2t)2
=αo+α1V1mcosω1t+α1V2mcosω2t
+α2(V21mcos2ω1t+V22mcos2ω2t+2V1mV2mcosω1tcosω2t)
=αo+α1V1mcosω1t+α1V2mcosω2t
+α2[(V21m/2)(1+2cos2ω1t)+(V22m/2)(1+2cos2ω2t)]
+α2V1mV2m[cos(ω1+ω2)t+cos(ω1?
ω2)t]
可见:
输出电流i中,含有cos2ω1t,cos2ω2t项,由窄带BPF选出,可实现2倍频;含有[cos(ω1+ω2)t+cos(ω1?
ω2)t],由一定带宽BPF选出,可实现混频、调幅;(BPF:
带通滤波器)
(2)外加任意调幅信号,由一定带宽LPF选出,可实现检波(见6-6题)。
6-6上题中,若所加电压是调幅波信号,即v=Vm(1+mcos?
t)cosωot
试分析i中是否含cos?
t调制信号分量,若要将调制分量取出,应增接什么滤波电路?
解:
由i=αo+α1v+α2v2
将v带入上式,得:
i=αo+α1[Vm(1+mcos?
t)cosωot]+α2[Vm(1+mcos?
t)cosωot]2
=αo+α1Vm[cosωot+mcos?
tcosωot]
+α2[V2m(1+mcos?
t)2cos2ωot]
=αo+α1Vm[cosωot+mcos?
tcosωot]
+α2V2m[(1+2mcos?
t+m2cos2?
t)1/2(1+cos2ωot)]
=αo+α1Vm[cosωot+mcos?
tcosωot]+(α2V2m2cos2?
t+cos2ωot+2mcos?
tcos2ωot+m2cos2?
tcos2ωot]
可见:
输出电流i中,含有2mcos?
t(调制信号电压)项,由一定带宽的LPF选出,可实现检波。
LPF带宽要求:
(?
=2πF)BLPF=fH≥F
(LPF:
低通滤波器,BLPF:
LPF带宽,fH:
LPF上限截止频率)
8
6-8题图6-1是晶体管的转移特性,用它来作二倍
频,为了使ic中的二次谐波振幅达到最大值,工作
点应如何取定。
(已知输入信号振幅为2V)
解:
∵φ=60o时,ic中的二次谐波振幅Ic2最大
又∵cosφ=(VD?
VQ)/Vm
∴VQ=VD?
Vmcosφ
=0.7?
2cos60o
=0.7?
2×0.5=?
0.3V
6-9上题,若作三倍频,在其他条件均相同时,工作点应在二次倍频的工作点之左还是之右,为什么?
解:
∵φ=40o时,ic中的二次谐波振幅Ic3最大
又∵二次倍频φ=60o时,工作点为?
0.3V
∴工作点由?
0.3V左移,可使导通角φ由60o减小到40o
验证:
VQ=VD?
Vmcosφ
=0.7?
2cos40o
=0.7?
2×0.766=?
0.832V
9
6-15已知电路框图如题图6-5所示,试问
(1)若v1=V1mcos?
t,v2=V2mcosωot,输出
vo可否得到平衡调幅波,滤波器应有何要
求?
(2)若v1=V1m(1+mcos?
t)cosωt,
v2=V2mcosωt,要求实现同步检波、还原出
调制信号cos?
t,则滤波器应如何要求?
(3)要实现二倍频,使v1=v2=Vmcosωt,对吗?
为什么?
解:
(1)若v1=V1mcos?
t,v2=V2mcosωot
∵v=kv1v2=kV1mcos?
tV2mcosωot
=(kV1mV2m)/2[cos(ωo+?
)t+cos(ωo?
?
)t]
∴经BPF可以得到平衡调幅波
BPF要求:
(?
=2πF,ωo=2πfo)
BPF中心频率=fo,BPF通频带BBPF≥2F
vo=(kV1mV2m)/2[cos(ωo+?
)t+cos(ωo?
?
)t]
(2)若v1=V1m(1+mcos?
t)cosωt,v2=V2mcosωt,
∵v=kv1v2=kV1mV2m(1+mcos?
t)cosωtcosωt
=kV1mV2m(1+mcos?
t)cos2ωt
=(kV1mV2m)/2[(1+mcos?
t)(1+cos2ωt)]
=(kV1mV2m)/2[1+mcos?
t+cos2ωt+mcos2ωtcos?
t]
=(kV1mV2m)/2[1+mcos2ωt+(m/2)cos(2ω+?
)t+(m/2)cos(2ω?
?
)t]
∴含有调制信号电压)项,由一定带宽的LPF选出,可实现同步检波。
LPF带宽要求:
(?
=2πF)BLPF=fH≥F
vo=[(kmV1mV2m)/2]cos?
t
(3)要实现二倍频,使v1=v2=Vmcosωt
∵v=kv1v2=cos2ωt
=(kV2mV2m)/2+[(kV2m)/2]cos2ωt
∴含有cos2ωt项,由窄带BPF选出,可实现2倍频。
BPF要求:
BPF中心频率=fo,BPF通频带很窄
vo=[(kV2m)/2]cos2ωt
10
通信电路原理第七章习题答案
7-2低频功率放大器能工作在丙类吗?
为什么?
解:
(1)无法直接工作于丙类,因为基带低频信号正、负变化,且幅度变化剧烈,丙类电路输出的余弦脉冲序列的基波信号中,只含有部分幅度较大的基带低频信号。
一般采用乙类或甲乙类放大。
(2)特殊情况下,若将基带低频信号转换为PDM信号后,可以工作在丙类,但很少采用。
而将基带低频信号转换为PDM信号后,一般采用丁类放大。
7-4丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为负载?
回路若失谐将产生丙类怎样结果?
回路改用纯阻将产生怎样结果?
丙类放大器的导通角φ<90o,Ic为余弦脉冲(失真),需用调谐回路选出基波分量Ic1。
若回路失谐,将使幅度基波分量Ic1减小,谐波分量增大;
回路改用纯阻,输出为余弦脉冲电压。
7-12调测一个装好的谐振功率放大器,发现输出功率比设计值小得多,但电流Ico分量较大,试问放大器的工作状态在何处?
如何调整才能使加大Po,Ico减小。
解:
由图7-6p215
∵Po小,Ico较大
∴功率放大器工作在欠压状态
(1)由图7-4p213
可右移VBB,或加大Vb,
以脱离欠压状态,达到临界
状态时,输出功率Po最大;
11
(2)由图7-5p214
可加大负载,以脱离欠压状态,
达到临界状态时,输出功率Po最大;
(3)由图7-7p218
可减小VCC,以脱离欠
压状态,达到临界状态时,
输出功率Po最大;
7-14已知一调谐工作在临界状态,求负载电阻增加一倍和减小一倍时,输出功率Po如何变化?
解:
由图7-6p215,可见临界状
态时,输出功率Po最大。
负载电阻增加一倍和减小
一倍时,功率放大器分别进入
过压状态和欠压状态,输出功
率Po均下降1倍左右。
12
7-19改正题图7-2中的错误,已知电路的工作频率为400MHz.设Lc为扼流圈,电感量较大。
题图7-2
解:
(a)错误分析:
(1)无输入选频网络;
(2)无输出选频网络;
(3)VCC被隔直,无法供电;
(4)VCC(几十V)直接接到基极,管子将被击穿。
改正错误:
(b)错误分析:
(1)无输入选频网络;
(2)无输出选频网络;
(3)功率较大时,一般无射极电阻和电容。
改正错误:
13
7-25在图7-19(a)的同相功率二分配器中,若电路完全对称且匹配,可否,为什么?
解:
只有理想情况下,即电路完全对称且匹
配时,这时Id=0,可以去掉电阻Rd。
实际工作情况下,电路不可能完全对称
且匹配,去掉电阻Rd,电路将难以保证平衡
状态。
7-29调幅波或调频波经过倍频器后,其载频及信号的频带宽度将发生怎样的变化?
信号是否会失真?
解:
(1)调幅波经过倍频器后,信号将会失真;
例:
(2)调频波经过倍频器后,fo倍频(调频波在频域的位置上移),?
fm倍频(B加倍),频率变化的规律不会发生变化,信号不会失真。
7-30请画出图7-23电路的组成框图,说明各框图的功能。
14
7-32一调谐功率放大器的负载是拉杆天线,装好后发现放大器的输出功率较小,发射距离不远,请你分析有几种原因造成这一结果,如何解决这一难题。
解:
(1)放大器处于较强过压工作状态;
(2)放大器处于欠压工作状态;
(3)选频网络损耗大(Q值低),或因失谐损失Ic1的幅度;
(4)选频网络与天线负载失配;
(5)天线尺寸(λ/4)与信号波长(λ)不相适配。
通信电路原理第八章习题答案
8-10试用相位条件的判别原则,判别题图8-37所示的LC振荡器交流等效电路,哪个可以振荡?
哪个不可以振荡?
或在什么条件下才能振荡?
题图8-37
解:
(a)如右图所示,同名端选择正确,满足正反馈条件;
且具有放大和LC选频环节,可以振荡。
(b)如右图所示,
①若LC1等效为电容,无法选频;
②若LC1等效为电容,不满足正反
馈条件;均无法振荡。
(c)如右图所示,(Cbe很小)
①工作频率足够高时,可利用Cbe
作为谐振电容,可以振荡。
②工作频率较低时,无法利用Cbe
作为谐振电容,无法振荡。
(d)如右图所示,
令振荡器输出频率为fo
满足fL2C2>fo时,
L2C2回路为电感特性;
满足fL1C1<fo时,
L1C1回路为电容特性;
这时,等效为电感
三点式,可以振荡。
15
8-14题图8-39是一个三回路振荡器的交流等效电路,试分析电路在什么条件下才能产生振荡,并写出L1C1、L2C2、L3C3之关系。
解:
设fo为振荡器输出频率
16
8-15题图8-40是某接收机的本振电路(改换L可以得到不同信道的不同频率)试求:
(1)画出交流等效电路,说明它是
什么形式的电路?
(2)说明。
(3)说明反馈系数、振荡频率主要
由什么参数决定,并写出关系式。
(4)若振荡波形不好,应如何解
决?
解:
(1)交流等效电路
(2)各元件的作用如下:
电阻10KΩ、3.9KΩ设置工作点,使放大器初始为放大状态;
射极电阻1KΩ直流负反馈,稳定工作状态;
5pf、15pf为谐振电容,同时确定Fv的大小;
10pf为谐振电容;
C为可变谐振电容,调整C的电容可改变振荡器的输出频率;
2pf为输出耦合电容,电容数值很小(2pf)故为弱耦合状态。
(3)
反馈系数:
(共b组态)
FV=Vf/Vo=5pf/(5pf+15pf)=1/4=0.25振荡频率:
f?
1
2?
LC总,C总?
C?
1111?
?
51510
通过改变C→可改变C总→可调整振荡器的输出频率
(4)若振荡波形不好
①减小Fv(减小反馈强度/高次谐波的反馈量减小),但可能影响起振状态;②加大10pf的电容数值(容抗减小),通过提高回路的Q值,改善回路的选择性(滤除和减小更多的谐波分量)。
17
8-22已知石英晶体振荡电路如题图8-43所示,石英晶体为泛音晶体,试求:
(1)画出振荡器的高频等效电路;
(2)图中LC回路起什么作用?
(由它的谐振频
率大小来说明);
(3)指明或求导振荡器的振荡频率;
(4)说明电路特点;
(5)电路若不振荡应如何解决?
解:
(1)高频交流等效电路题图8-43
(2)图中LC回路的起什么作用
11fLC?
?
?
4.04MHz?
6?
122?
LC2?
4.7?
10?
330?
10
∵fLC(4.04MHz)<fo(5MHz)
∴在fo处,LC回路呈电容特性。
(3)振荡器的振荡频率
fo=5MHz
(4)电路特点:
①此电路为串联改进型电容三点式振荡器(克拉泼电路);