《高频实验》思考题.docx

《高频实验》思考题.docx

《《高频实验》思考题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《高频实验》思考题.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

《高频实验》思考题

高频实验——思考题

实验一小信号调谐放大器

小信号调谐放大电路原理图

1．如何判断并联谐振回路处于谐振状态？

答：

判断方法有两种：

1、用高频毫伏表观测Uo，当Uo得最大值时，并联谐振回路处于谐振状态；

2、用示波器监测Uo，当波形最大不失真时，并联谐振回路处于谐振状态。

2．引起放大器自激的主要因素有哪些？

答：

主要因素：

负载电阻、振荡回路连接时的接入系数、静态工作点、内反馈大小。

3．小信号谐振放大器的增益AU与输入信号Ui的大小有无关系？

如何提高谐振放放大器的稳定电压增益？

答：

与Ui大小无关。

因为AUo=-p1p2yfe/g=--p1p2yfe/（P12goe+（P22gie+g），要提高稳定电压增益，应增大P1、P2减小goe、gie、g应增大C。

4、为什么说提高电压放大倍数AVO时，通频带BW会减小？

可采取哪些措施提高放大倍数Avo？

实验结果如何？

答：

因为

，要提高AV，则可适当增加接入系数，但因为接入系数过大导致GT增加，由

可知，GT增大，BW0.7减小，即带宽BW减小。

5、在调谐谐振回路时，对放大器的输入信号有何要求？

如果输入信号过大会出现什么现象？

答：

由

知AV与输入信号大小无关。

但由于UO的增大将可能超出小信号放大器的线形动态范围。

引起信号失真，也会通过外部寄生耦合导致放大器工作不稳定。

所以，输入信号不能太大，过大则引起信号失真和放大器工作不稳定。

6、影响调谐放大器稳定性的因素有哪些？

你在调整放大器时，是否出现过自激振荡，其表现形式为何？

采取什么措施解决的？

答：

主要因素：

负载电阻、振荡回路连接时的接入系数、静态工作点、内反馈大小。

出现自激振荡的表现形式为：

示波器观察的波形严重失真，出现各种频率成分，或模糊的波形图象；表现在毫伏表上则为指针指示的数值很大，远远大于正常条件下的UO。

措施：

课本

实验二L、C振荡器

.C

1、在没有示波器的情况下，如何用万用表来判断振荡器是否起振？

答：

在短路电感和没短路电感情况下测量电压UE，如果UE相同则没有起振，不同则起振。

表现为

2、为什么在发射极观察到的电压波形（发射极接有负反馈电阻）与输出电压波形不一样？

答：

起振后，随着幅度的增大，加到基极上的反馈电压也越来越大，从而使晶体管的基极和集电极电流产生了截止失真，同时正向偏置电压VBE减小，甚至为负值，放大器的工作点向截止区移动，所以ie在Re上的波形为截止失真波形。

而ic虽为脉冲波形但经LC谐振回路的选频作用，输出电压V0和反馈到基极的输入电压Vi仍为正弦波。

3、产生间歇振荡与哪些因素有关？

答：

与电路的RC值和Q值、反馈量有关。

当电路的RC值过大，振荡电路Q值又比较低，或者反馈量过大时，电路很容易产生间歇振荡，避免产生间歇振荡的条件为RC<…………

4、振荡器起振应满足的相位和振幅条件、振荡器的各种电路形式，讨论其优劣？

答：

振荡器起振满足的相位条件：

ΦT=ΦA+Φ；振幅平衡条件：

AF=1；起振条件：

AF>1

振荡器的电路形式：

（1）反馈型LC振荡器：

优点：

调整反馈时，基本上不影响振荡频率。

劣：

工作频率不宜过高。

（2）石英晶体振荡器：

优点：

频率稳定度高；劣：

单频性，即每次晶体只能提供一个稳定的振荡频率。

（3）负阻振荡器

优点：

噪音低，对温度变化、核辐射不敏感，电路简单、体积较小和成本低等。

劣：

输出功率和电压都低，频率稳定度和幅度稳定都不如反馈式振荡器。

（4）集成电路振荡器

优点：

振荡频率与频率比较稳定，输出波形失真也比单管振荡电路要低得多。

（5）RC振荡器

优点：

构造简单，经济方便。

劣：

RC相移振荡器改变频率不方便。

5、试讨论晶振稳频的原理？

答：

A、石英晶体的物理和化学性能都十分稳定，因此，它的等效谐振回路有很高的标准性。

B、它具有正、反压电效应，而且在谐振频率附近，晶体的等效参数Lq很大，Cq很小，rq也不高。

因此，晶体的Q值可高达数百万量级。

C、在串、并联谐振频率之间很狭窄的工作频带内，具有极陡峭的电抗特性曲线，因而不能直接用于波段振荡器。

6、通过实验解释为什么反馈系数Kf、静态电流ICQ过大或过小对振荡都不利？

而要恰当选取这两个参数？

答：

因为Kf增大到一定值，利于起振，但会使gie对回路影响增大，回路Q值因而下降，等效谐振电导增大，不利于起振。

因为振荡器工作的频率范围内，不同频率时呈现的谐振阻抗不同，在晶体管的输出端呈现的等效阻抗也不同，放大器的增益也将不同，起振条件随之变化，所以必须考虑能正常起振，即gm>gmmax（理论），所以ICQ=gm*26mv,ICQ>gmmax

7、比较LC振荡器、晶体振荡器优缺点，分别说明其应用范围。

答：

晶体振荡器优点：

极高的Q值；良好的稳定性和很高的标准性，接入系数很小

缺点：

要求稳定度高的湿度；需外接一定的负载电容；

LC振荡器优点：

较高的Q值、稳定性；电路形式多样，适应不同需要；

适用范围：

LC：

一般稳定度要求不高的场合，低频段；

晶振应用于高稳定度的场合，高频段；

8．通过实验说明射极输出器在电路信号测量中的意义。

答：

射极输出器具有高输入阻抗，低输出阻抗且电压增益接近于1的特点，因而在信号测量中得到广泛应用。

9．振荡器起振后的Ue为什么不同于静态工作点时UeQ？

什么情况下Ue＜UeQ？

什么情况下，Ue＞UeQ？

答：

起振后，IB将比IBQ增加ΔIB，而ΔIB通过RB产生的压降ΔIBRB与UB极性相反，使UB电位降低，同时ie的直流成分Ie也比IeQ增加ΔIe，使射极对地直流电位升高。

所以Ue不同于UeQ，Ue＞UeQ。

若由于Re、Ce值过大，使偏压变化不能跟上振荡幅度的变化，则ΔIB、ΔIe为负，使AF<1，则产生Ue＜UeQ，直到停止振动。

10、调整C10改变振荡频率时，振荡为什么变化？

应如何变化？

答：

本电路为西勒电路，调整C10，因为

/2д，所以FO随C10而改变。

11、振荡回路Q值高时，为什么振荡频率稳定度高？

为什么晶体振荡比一般的LC振荡器稳定度高？

答：

由相位平衡条件知，振荡回路相频特性满足：

<0即相位对频率的变化率为负值，回路有载品质因数Q越高，谐振回路的相频特性就越陡，其相位变化率负值越大，要产生相同的相位增量，只需要很小的频偏，则相位稳定性越好。

晶振品质因数Q>>LC振荡器的Q，所以稳定度高。

12、若用电容量变化范围更大的可变电容器C10，能否进一步提高波段复盖系数？

答：

不能。

本电路中，

/2д，C10变化过大，则f变化范围加大，但这将导致放大器的增益将不同，起振条件随之改变，所以必须满足起振条件。

不能进一步提高波段复盖系数。

13、为什么负载的变化会引起振荡幅度、频率的变化，实际应用中如何减小这种影响？

答：

任何与振荡器相耦合的电路，将吸取其振荡频率，成为负载，而将负载折算到振荡回路中，成为了振荡回路参数的一部分，因而降低了Q，还直接影响回路谐振频率和相角。

在负载和振荡器之间加射极跟随器作为缓冲，减小负载变化带来的影响。

14、根据实验结果分析外因温度、电源电压、负载电阻分别是通过哪些内因影响振荡频率的？

并扼要说明提高频率稳定度措施。

答：

温度变化影响：

（１）改变谐振回路的电感线圈和电容器的几何尺寸，电容的介电常数

（２）严重影响有源器件的参数和工作点．

电压变化影响：

有源器件特性都是非线形的，它们的参数与各极电压和工作点相关．

负载阻抗变化：

负载阻抗反射到振荡回路之中，成为回路参数的一部分，将降低Ｑ，直接影响回路谐振频率和相角．

其他：

机械振动、湿度、气压、外界磁场感应等。

所以总的是

（1）改变振荡回路元件参数和品质因数；

（2）改变晶体管及电路其他元件的参数。

主要措施：

（1）尽量减少外界因素的变化：

恒温、稳压、屏蔽、减振、密封工艺、缓冲

（2）提高谐振回路的标准性

实验三三极管混频器

1．实现下变频的混频器，其输出信号频率和输入信号及本信号的频率关系怎样？

此作用如何产生的？

答：

输出信号频率为本振信号频率与输入信号频率之差，输入信号电压与本振电压相叠加，并加到晶体三极管的发射结上，利用发射结伏安特性的非线形产生频率分量而后经三极管放大，由输出调谐回路滤取其中频率分量。

2．常用晶体管混频电路有哪几种形式？

它们各自有何优缺点？

答：

有四种形式：

（1）信号电压由基极输入，本振电压由发射结注入，优点是容易起振，需要的本振输入功率也较小，缺点是可能产生牵引现象；

（2）输入信号和本振信号分别从基极和发射极输入功率；3和4都是共基混频电路，优点是在较高频率工作时，变频增益较大，缺点是在较低工作频率时，变频增益低。

3．晶体管混频器的变频增益与哪些参量有关？

如何提高变频器的变频增益？

答：

晶体管混频器的变频增益与本振电压振幅，晶体管直流工作点有关，要提高变频器的变频增益，可以使本振电压在一个最佳值（50mv-200mv）可以使三极管发射极工作点电流IEQ在0.2~1mA。

4、为什么晶体三极管混频器的混频增益与本振电压幅度和直流工作点电流有关？

应该怎样选择本振电压幅度和直流工作点？

答：

由于变频跨导:

，它取决于三极管时变跨导的基波分量的振幅gm,所以g与晶体管特性,直流工作点和本振电压有关.

为了减小失真和组合频率的干扰,须使g与UBE的关系曲线为直线,即要求转移特性曲线为平方曲线,所以应适当调整混频管的静态工作点和本振电压振幅,使电路的工作范围基本处于三极管曲线的线形区.

5、为什么测量变频增益和A～UL曲线时，必须经常微调本振信号的频率fL？

答：

测量A～UL曲线时，晶体管特性是非线形的,其参数与各极电压和工作点由密切联系,引起fL频率的变化,因此须经常微调本振信号的频率。

6、如果混频管的静态电流IcQ选择不合适（过大或过小）出现哪些现象？

为什么？

试说明之。

答：

IcQ过大，则混频管工作于接近饱和区，则由转移特性曲线知，IcQ过大不满足其平方曲线的特性，超过三极管曲线的线形区。

则导致g下降，即基波分量下降，所以增益减小。

同理，IcQ过小也引变频跨导和增益的减小。

7、混频级静态工作状态与动态（信号输入）时的工作状态有何区别？

对输入信号与本振信号的频率及电压幅度有何要求？

答：

两者区别在于：

静态工作点的输出为直流分量，无混频作用；而动态下，三极管可看成小信号工作点随大信号变化而变化的线形元件，具有混频作用，有中频电压输出。

本振电压UO为大信号，高频输入信号为小信号，即满足Usm<

8、混频器正常工作时，混频器应工作于何种状态，为什么？

答：

混频器正常工作时，混频器应工作于伏安特性的线形区，即混频器的静态电流ICQ为一个适当的值。

9、混频级的电压增益与哪些参数有关？

为什么要求其电压增益不要太高？

答：

（1）由于变频跨导:

，它取决于三极管时变跨导的基波分量的振幅gm,所以g与晶体管特性,直流工作点和本振电压有关.

为了减小失真和组合频率的干扰,须使g与UBE的关系曲线为直线,即要求转移特性曲线为平方曲线,所以应适当调整混频管的静态工作点和本振电压振幅,使电路的工作范围基本处于三极管曲线的线形区.

（2）电压增益过高将导致工作不稳定，这和小信号放大器的电压增益取决于晶体管参数、回路有载谐振电导和接入系数所决定是一样的道理。

增益过大也容易引起波形失真，干扰增大，甚至自激。

实验四调幅与检波系统

图4-1调幅与检波系统实验原理图

1、三极管调幅与相乘器调幅，当它们都处于过调幅时两者波形有何不同？

答：

当三极管调幅出现过调幅时，由于Vbb、Ub、RL及Vcc不变，由

，当ma>1，有可能超出线性范围而进入截止区，出现在某个频率负半周时，某时间内晶体管截止从而输出电压VCC为0的现象。

当相乘器调幅出现过调幅时，由

，知

由正到负后，高频载波相位反相180度。

如图所示：

相乘器调幅出现过调幅

2、如果平衡调幅波出现如图4-7所示波形，是何缘故？

（ma>1）

图4-7平衡调幅波

DSB平衡调幅波AM调幅波

3、检波电路的电压传输系数Kd如何定义？

答：

Kd是电压传输系数，是指检波器输出电压和输入高频电压振幅之比。

，VΩ是输出电压振幅；maVim为输入端电压包络振幅，ma为调幅系数。

4、惰性失真与负峰切割失真有什么不同？

如何避免产生这两种失真？

答：

惰性失真是由于电容的惰性产生。

负峰切割失真是由于检波器的直流负载电阻Ｒ与交流负载电阻不相等引起。

消除惰性失真的方法：

适当选择ＲＣ数值，使Ｃ放电加快，能跟上高频信号电压包络的变化即可。

消除负峰切割失真方法：

，即适当调整ＲΩ和Ｒ的大小通常Ｒ取（5～10）ＫΩ。

5、当调制信号电压幅度一定而改变调制信号频率F时，调幅系数ma为什么多少会有些变化、怎样减小这种变化？

答：

一般地，由于器件的非线形，导致输出信号产生各次谐波分量，应尽量滤除。

而调制器的调制曲线也决定 ma。

当低频调制信号改变，则引起非线形失真的各次谐波仍然或多或少地影响V0，所以ma 会改变。

应当使器件工作于平方律部分，且尽量滤除无用的谐波分量。

6、实用二极管检波电路（如收音机、电视机中检波电路）为什么多用锗管并加正向偏置？

为什么负载电阻RL要选几KΩ？

答：

（１）截止失真是由于调幅波幅度太小，不能使检波二极管导通。

应满足：

V0－调幅波幅度

　　　　　VD－　检波二极管导通电压，正由于锗管导通电压小于硅管。

所以多用锗管。

同时，加正向偏置是为了避免产生截止失真，使二极管处于导通状态

（２）为了满足不产生惰性失真、提高输入阻抗，提高滤波能力，提高检波效率，须满足：

，

。

综合可知：

Ｒ选几千欧姆

7、在高质量的收音机和电视接收机检波器大都加有屏蔽罩，其原因是什么？

答：

为了屏蔽外界电磁干扰；避免检波器受其它工作于高频的前级电路干扰。

8、通过实验说明检波与整流有何异同之处？

答：

检波是幅度调制的逆过程，从调幅波中解调出低频调制信号；

整流是将交变电压转换成直流电压，滤除交流成分而保留直流成分。

可见不同之处：

工作原理；工作频段；输出量

9、如果ma＝0.5,Fmax＝10KHz、试确定本实验电路不会产生惰性失真和负切割失真的RL和R'L。

答：

由公式：

，

，

实验五锁相环路与锁相倍频器

1、为什么说鉴相器输出信号波形是稳定的方波，此时是否表明环路锁定？

判断环路锁定的方法还有哪些？

2、锁相环能否实现无频差、无相差的锁定？

为什么？

3、说明同步带和捕捉带的关系，简述其测试方法？

4、采用锁相环倍频时，哪些因素影响倍频的精度？

答：

影响因数有：

鉴相器的鉴相灵敏度、ＶＣＯ的控制特性、环路滤波器的滤波特性，

5、10倍频、100倍频时怎样连接？

答：

10倍频时，对压控振荡器的输出信号进行10分频，100倍频时，对压控振荡器的输出信号进行100分频，且压控振荡器的中心频率f0满足：

，fr是输入信号的参考频率。

6、锁相环调频时，外加载波信号的频率与压控振荡器的中心频率，哪个频率的稳定度要求

高？

答：

外加载波信号的频率的稳定度要求高。

7、锁相环调频与锁相拜鉴频均有低通滤波器，它们的特性有何不同？

答：

锁相环调频低通滤波器只保证压控振荡中心频率与载波频率锁定时所产生的相位误差电压通过，它与调制信号通过合成电路二者叠加在一起去控制压控振荡器的频率。

8、同步带与捕捉带哪个宽些？

答：

对无滤波器的锁相环，同步带与捕捉带相同。

对有滤波器的锁相环，由于低通滤波器的惰性，同步带大于捕捉带。

9、锁相环的基本工作原理、组成和应用；

答：

锁相环由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器三个部分组成

锁相环实际是一个相位自动调节系统

锁相环的工作过程可归纳为两种方式：

即环路由失锁进入锁定状态的捕捉过程与环路保持锁定状态的同步和跟踪过程。

10、锁相环路各个基本结构的特征研究和测量方法、锁定和失锁的鉴别和判断方法。

答：

鉴相器：

比较两个信号的相位并产生与相位差成比例的电压

滤波器：

选出反映相位差的直流分量去控制VCO、为比例滤波器。

ＶＣＯ：

由三极管组成的基极定时多谐振荡器，它的振荡频率相位受到控制得以调整输出反馈到鉴相器。

锁定时鉴相器输出直流电压，而失锁时鉴相器输出一个交变的交流电压。

实验六频率调制器和解调器

1、用普通的二极管能否代替变容二极管实现调频，为什么？

答：

不能。

虽然PN结有结电容，但变容器的结电容能灵敏地随反向偏压电压的变化而变化。

普通二极管则灵敏度不足，实现调频性能差。

4、如果鉴频特性曲线在fo附近的线性很差，或者鉴频宽度不够，电路应如何调整？

答：

f0附近线形很差或者鉴频宽度不够，对互感耦合回路则容易超出通频带范围，初、次级回路严重失谐，输出电压幅度将随之减小，使鉴频器输出电压减小，应该使L1C1、L2C2相等，且使耦合系数增大，使线形范围增大，但又不能过大，否则也易引起非线形失真。

对电容耦合双调谐回路：

取决于设计元件取值和LC谐振。

5、如果鉴频回路中二极管（其中之一）接反，能否实现正常的鉴频？

为什么？

答：

若接反，能实现鉴频。

比如D2接反，则

又因为

所以

可见U0与

（K为常数）

所以C3上的电压变化仍能反映输入信号频率变化，可以鉴频。

6、作出相位鉴频器电流电压关系矢量图（课本图10.8-3）和S曲线（课本图10.1-2）（参考）

7、作出比例鉴频器电流电压关系矢量图（实验讲义P33页图9-1）和S曲线（实验讲义P33页图9-2）（参考）

8.如果鉴频特性曲线在fo附近的线性很差，或者鉴频宽度不够，电路应如何调整？

答：

fo附近线形很差或者鉴频宽度不够，对互感耦合回路则容易超出通频带范围，初、次级回路严重失谐，输出电压幅度将随之减小，使鉴频器输出电压减小，应该使L1C1（初级回路）、L2C2（次级回路）相等，且使耦合系数增大，使线形范围增大，灵敏度下降，但又不能过大，否则也易引起非线形失真。

对电容耦合双调谐回路：

取决于设计元件取值和LC谐振。

对比例鉴频器：

调整LC，使之谐振于fo（中心频率）