高频电子线路课后答案胡宴如狄苏燕.docx
《高频电子线路课后答案胡宴如狄苏燕.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高频电子线路课后答案胡宴如狄苏燕.docx（75页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高频电子线路课后答案胡宴如狄苏燕
说明
所有习题都是我们上课布置的作业题，所有解答都是
本人自己完成，其中难免有错误之处，还望大家海涵。
第2章小信号选频放大器
2.1已知并联谐振回路的厶=1迟C=2OpF,0=lOO,求该并联回路的谐振频率九、谐振电阻心及通频带创匕“。
［解］X=一==一1——-=0.0356X109Hz=35.6MHz
2托应27u>/10^//x20x10-,2F
R=Q=1叫10H=22.4kQ=22.36x10sQ=22.36kQ
卩iV20xl0-|2F
BW（｝7丄=血6小）Hz=35.6xl04Hz=356kHz
Q100
2.2并联谐振回路如图P2.2所示，已知：
C=300pF.L=390nH.0=100.信号源内阻尺=1009负载电阻&=2OOM1求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
［解］
f。
a—!
==一—=465kHz
2ny/LC2^90pHx300PF
/?
=0=100390pH=114kQ
“p\300PF
R.^RJIRIIR,
cspL
=100RQ//114.kQ//200kQ=42kQ
O_R—"kQ_42kQ_“
rpJ390pH/300PF1.14RQ
B\VQ7=fJQe=465kHz/37=12.6kHz
2.3已知并联谐振回路的九=10MHz.C=50pF,B%=150kHz.求回路的£和0以及V=600kHz时电压衰减倍数。
如将通频带加宽为300kHz,应在回路两端并接一个多大的电阻？
［解］L=——=丄=5x10-67/=5MH
（2jtfQfC（2jtx10x106）2x50x10-12
丄」竺斗6.7
BW0115OxlO3
<1
z^^2x600xl03Y
Uo
fo丿
10x10°丿
当BW<）7=300kHz时
L_loxio-_333JB%7300x10’'
R«=Qjp=°-
667
R=Q・p=「=2」3xl04Q=21.2kQ
卩尸27TX1O*x50x10"
由于R严企■，所以可得
R+Rp
/?
=^=1（）,6kOx21.2kQ=212kn
Rp-&21.2kQ-10.6kQ
2.4并联回路如图P2.4所示，已知：
C=360pE厶=280pH.Q=100•厶=50pH・
zNJN严心&“心。
试求该并联回路考虑到〈影响后的通频带及等效谐振电
阻。
OQAx1Q"6
［解］=Q・p=100J-一一-=88xl05Q=88kQ
p360x10"
/?
；=/?
2/?
z=102xlkQ=100kQ
R.=RrHR；=88kQ//100kQ=46.8kQ
O=^=46.8x105/J2S（）X1（）^=46.8x103/0.88x103=53
pY360x10"
piv一人-I=!
=946kHz
°'7QfQf2ny［LC53x2^280x10^x360xIO-12'
2.5并联回路如图P2・5所示，试求并联回路2-3两端的谐振电阻心。
已知:
（a）厶=100pH>厶=10pH、M=4piH,等效损耗电阻r=10Q,C=300pF;（b）
G=50pF、C2=100pF,L=10pH、r=2Qo
［解］（a）Rit=j-=—2M=仆00+l（）+g）xb=393Rn
田P2.5
C300x10-,2x10
_厶+厶+2刈_（100+10+8）xl0“ia
L.+M（10+4）x10“
^=3^kn=O55kn
'n2（843）2
（b）C=CO-='"⑴⑴小）：
=33.3xl0-12pF=33.3pFG+C2（50+100）x10^
C{+C2_（50+100）xlQ-12
Ct50xlO"12-一
^=150kQ=167ko
pfr3*
2.6并联谐振回路如图P2.6所示。
已知：
人=10MHz,0=100,/?
=12kQ,/?
L=lkO,C=40pF,匝比n、=NJNj=L3,n、=NJN#=4,试求谐振回路有载谐振电阻有载品质因数0和回路通频带BWQ7o
图P2・69
［解］将图P2.6等效为图P2.6（s）,图中
R=Q・p=—————=」=39.8kQ
卩“Inf0C27rxlO7x4OxlO-n
R：
==1.32xl2kQ=20.28kQ
/?
；=^/?
z=42xlkO=16kQ
R.=/?
；//RrHR；=（20.28//39.8//16）kQ=7.3kQ
r*72乂］fV
Qf=二=一=7.3x103x2nx107x40x1O'*2=18.34
P1/2/C
BWi}7=f{）/（Z==0.545MHz
2.7单调谐放大器如图2.2.4（a）所示。
已知放大器的中心频率人=10.7MHz,回路线圈电感厶3=4阳，0=100,匝数“3=20匝，“门=5匝，N昶=5匝，G,=2mS,晶体管的参数为:
G”=200pS、G=7pF、gm=45mS、加a0。
试求该大器的谐振电压增益、通频带及回路外接电容C。
［解］
20
比一•
A=—==-16
n.n1Gc4x4x174.7x10“
Q=］=!
=21
°G「p174.7x10"x2兀x10.7xlO6x4x10“
BWq1=Z>/fi=10.7/21=0.51MHz
CT=——L_=L_=55.4X10"12F=55.4PF
（2ttfj2L（2nxl0.7xl06）2x4xl0“
C7
C=Cr--^=55.4-—=55PF
听4-
2.8单调谐放大器如图2.2.4（a）所示。
中心频率=30MHz，晶体管工作点电流/^=2mA,回路电感厶s=l・4pH,Q=100,匝比耳=Nh/M2=2,n2=Nl3/N4S=3.5,Gl=1.2mS>G,r=0.4mS,加俺0,试求该放大器的谐振电压增益及通频带。
［解］G=—=L-=38x10"s
卩Q・pIOOxZ^xSOxIO'xI^xIO-6
G：
=GJn；=0.4xl0"3/22=100x10^S
G；=GlIn}=1.2xlO-3/3.52=98x10^SGe=G“+G：
+G；=（38+100+98）xl0-6=236x10^S
/26=2mA/26mV=0.077S
Q==
G」％厶3236xW6x2jix30xl06xl^xlO"6BW01=A=3（）x1（）'.=i.88MHz
7Q16
第3章谐振功率放大器
3.1谐振功率放大器电路如图3.1.1所示，晶体管的理想化转移特性如图P3.1所示。
已知：
Vbb=0.2V,w,=l.lcos（^）V,回路调谐在输入信号频率上，试在转移特性上画出输入电压和集电极电流波形，并求出电流导通角&及仁、/汕、乂的大小・
［解］由％=Vbb+//i=0.2卩+1.185（期"=0.2卩+1.185（型）,可作出它的波形如图P3.1
（2）所示。
根据“BE及转移特性，在图P3.1中可作出的波形如（3）所示。
由于20时，“BE=MBEnm=（0.2+1.1）V=1.3V,则
{cmM=0.7A。
因为UimCos0=UBE（ont-VBBt所以cos0=如竺7=兰竺=0.364,则得
几1・1
6>=69°
由于«0（69°）=0.249,a,（69°）=0.432,a2（69°）=0.269,则
/r0=ao（69°）/cmax=0.249x0.7=0.174AIcXm=⑦（69°）/Cnux=0.432x0.7=0.302AZc2wi=a2（69°）/Cniax=0.269x0.7=0.188A
3.2已知集电极电流余弦脉冲/Cmax=100niA,试求通角&=120。
，0=70。
时集电极电流的直流分量4和基波分量仁；若乙=0.95咯，求出两种情况下放大器的效率各为多少？
［解］
（1）8=120。
，务（8）=0.406,少⑹=0.536
/r0=0.406xl00=40.6mA.Iclm=0.536xl00=53.6mA7丄輕•空显x倍x0.95=62.7%
c2a。
（8）咯20.406
（2）0=70。
a0（^）=0.253,q（&）=0.436
I&=0.253xl00=25.3mA.Iclm=0.436xl00=43.6mAz;=1x2^x0.95=81.9%
20.253
3.3己知谐振功率放大器的咯=24V,=250mA,£=5W,几=0.9咯，
试求该放大器的弘、4、％以及人皿、心狄、氛
［解］Pd=Ic（ycc=0.25X24=6W
^=/>,-P,=6-5=lW
P5
；7r=—=-=83.3%
Pd6
Icl„,=込=-2Z?
=0.463A
Ur.0.9x24
V1
gi（&）=2j］c土=2X0.833X—-=1.85,0=50°
cm■
i=2co_=2Lzl=137A
CmM%（&）0.183
3.4一谐振功率放大器，咯=30V,测得7^=100mA,{/cm=28V,8=70。
求&、匕和佐。
Cmax
［解］/=I{0=-l^L=395mA
rmaxao（70°）0.253
Iclm=:
嗣阵（70°）=395x0.436=172mA
r=£k=^!
L=i63Q
仁0172
C=|^Aw=|x0.172x28=2.4W
TJc=—=24=80%
PD0.1x30
3.5己知咯=12V,%丽=0・6V,%=-0.3V,放大器工作在临界状态几=10.5V,要求输出功率/>1W,8=60。
，试求该放大器的谐振电阻R八输入电压Sm及集电极效率％。
OH
［解］R=丄垃=丄.12^=550
e2P„21
U="砒_\'bb_°.6-（-03）=］&v
cos00.5
c2ao（60°）匕p20.21812
3.6谐振功率放大器电路如图P3.6所示，试从馈电方式，基极偏置和滤波匹配网络等方面，分析这些电路的特点。
［解］（a）K、匕集电极均釆用串联馈电方式，基极采用自给偏压电路，X利用髙频扼圈中固有直流电阻来获得反向偏置电压，而匕利用他获得反向偏置电压。
输入端采用Z型滤波匹配网络，输出端采用口型滤波匹配网络。
（b）集电极采用并联馈电方式，基极采用自给偏压电路，由高频扼流圈卩中的直流电阻产生很小的负偏压，输出端由2,C*构成厶型和丁型滤波匹配网络，调节GG和C,使得外接50欧负载电阻在工作频率上变换为放大器所要求的匹配电阻，输入端由G、G、厶、C&构成7■和厶型滤波匹配网络，G用来调
/Jlf--—
匹配,
G用来调谐振。
3.7某谐振功率放大器输岀电路的交流通路如图P3.7所示。
工作频率为2MHz,已知天线等效电容C4=500PF,等效电阻/;=8Q,若放大器要求«=80G,求厶和C。
［解］先将厶.等效为电感厶「则厶八C组成厶形网络，如图P3.7（s）所示。
由图可得
由图又可得Q=3La讥
厶严如二一=1.91xW6//=1.91MH
e2nx2xI06
=2」22pH
心”訴91
C===2987XIO-12F=2987pF
co2L!
a（2hx2x106）2x2.122x10-6
因为g）La=3L-t所以
g
L=L.+^!
—=1.91xI0-6+」
4co2Ca（2^x2x106）2x500x1O'12
=14.59xl0-6H=14.59pH
3.8一谐振功率放大器，要求工作在临界状态。
已知V^=2OV,&=0.5W,/?
l=50Q,集电极电压利用系数为0.95,工作频率为10MHz。
用L型网络作为输出滤波匹配网络，试计算该网络的元件值。
［解］放大器工作在临界状态要求谐振阻抗心等于
—生=（0.95x20）'pg
’2匕2x0.5
由于尺>位，需采用低阻变高阻网络，所以
輕修二咼二2.494
L=纟理=f“八（）_=1.986x10“"=1.986pHco2jtx10x106
L!
=L1+右=1.986“H（l+
C=—=A=110xl0-I2F=110pF
co2Lf（2jtx10x106）2x231x10-6F
3.9已知实际负载R产5OC,谐振功率放大器要求的最佳负载电阻/<.=121。
，工作频率/=30MHz,试计算图3.3.9（a）所示口型输出滤波匹配网络的元件值，取中间变换阻抗/?
>2Qo
4.9
=542pF
G=d=——=520x1072F=520pF
・cdRl2ttx30x106x50K
1
C：
=C1+—=520
1Qi）
厶，=」_=-1=52xl0^H=52nH
fa）2C（2兀x30x106）2x542x10-12
=._Ulx2-=81.8xl0-9H=81.8nH
e2ttx30x106
3.11功率四分配网络如图P3.ll所示，试分析电路的工作原理。
已知心=75。
，试求心、心、心及&的值。
［解］当与b端负载电阻均等于2R,,a与b端获得信号源供给功率的一半。
同理，
:
、：
两端负载&都相等，且等于4&时，a、b端功率又由：
、：
平均分配给四个负载，所以每路负载他获得信号源供给功率的1/4,故图P3.11构成功率四分配网络。
心=75Q.Rj2=Rd、=1500,R=18.75Q
3.12图P3.12所示为工作在2~30MHz频段上、输出功率为50W的反相功率合成电路。
试说明：
（1）几传输线变压器的作用并指出它们的特性阻抗;
（2）
几、：
传输线变压器的作用并估算功率管输入阻抗和集电极等效负载阻抗。
图P3.12
［解］
（1）说明Tr-Tr5的作用并指出它们的特性阻抗
7；为1：
1传输线变压器，用以不平衡与平衡电路的转换，乙严50。
。
几和：
组成9：
1阻抗变换电路，乙严乙3=50Q/3=16.7G。
几为1：
1传输线变压器，用以平衡与不平衡电路的转换，Zf4=12.50o几为1：
4传输线变压器，用以阻抗变换，乙严25G。
（2）说明几、：
的作用并估算功率管的输入阻抗和等效负载阻抗
几起反向功率分配作用，G起反向功率合成作用。
功率管的输入阻抗为
功率管集电极等效负载阻抗为
第4章
正弦波振荡器
4.1分析图P4.1所示电路，标明次级数圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。
图P4.1
[解]W同名端标于二次侧线圈的下端
fQ=—!
==—厂]=0.877xlO6Hz=0.877MHz
2jiy/LC^^OxlO^xlOOxlO-6
（b）同名端标于二次侧线的圈下端
人=一『]=0.777x106Hz=0.777MHz
NJ140x10“x300x10"
（c）同名端标于二次侧线圈的下端
fQ=—/]=0.476x106Hz=0.476MHz
27rV56OxlO^x2OOxlO"12
4.2变压器耦合厶C振荡电路如图P4.2所示，已知C=360pF,厶=280gH、0=50、M=20pH,晶体管的久=0、Gw=2xlO-5S,略去放大电路输入导纳的影响，试画出振荡器起振时开环小信号等效电路，计算振荡频率，并验证振荡器是否满足振幅起振条件。
[解]作出振荡器起振时开环丫参数等效电路如图P4.2（s）所示。
略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于
仁=—!
==—/]Hz=0.5MHz
2ny/LC2兀｛280x10"x360x107
略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为
—久+色=斗孟1斗沁+莎页爲问济S=42”S
由于三极管的静态工作点电流%为
所以，三极管的正向传输导纳等于
Ytc=gm=IKQ叫=0.6mA/26mV=0.023S
因此，放大器的谐振电压增益为
A_U,_一弘
0Q
而反馈系数为
匕,j^LL
这样可求得振荡电路环路增益值为
丁=訂=鱼・竺=°°23•竺=38
GeL42.7x10^280由于T>1,故该振荡电路满足振幅起振条件。
4.3试检査图P4.3所示振荡电路，指出图中错误，并加以改正。
［解］（a）图中有如下错误：
发射极直流被-短路，变压器同各端标的不正确，构成负反馈。
改正图如图P4.3（s）（a）所示。
（b）图中有如下错误：
不符号三点式组成原则，集电极不通直流，而咯通过厶直接加到发射极。
只要将G和厶位置互换即行，如图P4・3（s）（b）所示。
4.4根据振荡的相位平衡条件，判断图P4.4所示电路能否产生振荡？
在能产生振荡的电路中，求出振荡频率的大小。
［解］（a）能;A=——=0.19x10“Hz=0.19MHz
2ttx10-门x300x1（）Y
（b）不能；
（C）能；f=——,］一=0.424xlO6Hz=0.424MHz
2?
ry/470x1O'12x（100+200）x1O'6
4.5画出图P4.5所示各电路的交流通路，并根据相位平衡条件，判断哪些电路能产生振荡，哪些电路不能产生振荡（图中C：
、C；：
、Q为耦合电容或旁路电容，-为高频扼流圈）。
［解］各电路的简化交流通路分别如图P4.5（s）（a）>（b）、（c）>（d）所示,其中
（a）能振荡；（b）能振荡；
（c）能振荡；（d）不能振荡。
4.6图P4.6所示为三谐振回路振荡器的交流通路，设电路参数之间有以下四种关系：
（1）厶厶g>厶
（2）厶g<厶C2<厶G；（3）厶G=冬>g；⑷厶厶^=厶6。
试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率与各回路的固有谐振频率有何关系？
［解］令/01=——,=——，心=——7—
2g/Z石’2兀厲石•2托厲可
（1）厶G>厶G>厶Gf即/（>!
当f<时，X八x’、x<均呈感性，不能振荡；当f.n振荡;
当702（2）厶G<<厶G9即fen>fm>fta
当/、Xj呈感性，不能振荡；
当时，X］呈容性，X|、X,呈感性，构成电感三点式振荡电路;
当几
当/>几时，X?
、X?
均呈容性，不能振荡。
（3）厶©=厶（?
2>厶G即=z>2当时，X"X。
均呈感性，不能振荡;
当心仏）
当/>九3时，X八X八X*均呈容性，不振荡。
（4）厶G<厶G=^G艮卩九〉人严几
/<办2（九3）时'X八X】、X3均呈感性；/o2（/03）
、X3呈容性，X］呈感性；f>抵时，XxX汀X,均呈容性，故此种情况下，电路不可能产生振荡。
4.7电容三点式振荡器如图P4.7所示，已知LC谐振回路的空载品质因数0=60,晶体管的输出电导GtH：
=2.5xl0-5S,输入电导Glc=O.2xlO-3S,试求该振荡器的振荡频率小并验证0.4mA时，电路能否起振？
2m
O+Vcc
0.033MFIc
=Ci
03?
T"
SOOpF
3"OPH
lOOOpFJ
圉P47
［解］
（1）求振荡频率人，由于
g
cG+G300+1000
300x1000pF=23ipp
所以
f{）=—!
—==—Hz=lMHz
2nVLC2210x107231x107
（2）求振幅起振条件
gm=a/26=^S=0.0154S
Gp=—=—S=24xl（TS
QylLIC60V110xl0^/231xl0-12
=
P厂F
G丿吨）1Ge=\/Rc=（1/2x105）S=0.5xI0-3S=500hSG严G；+G；+Gc+G*=（40.6+28+500+25）pS=594pS?
•=邑・£=0354.型=7,1
GeC2594x10^1000
故满足振幅起振条件。
4.8振荡器如图P4.8所示，它们是什么类型振荡器？
有何优点？
计算各电路的振荡频率。
300
Tooo
2（X）X1°+12x10-//36xIO5
S=28pS
15kQ
11
⑹
2.2pF
15OOpF_
［解］（a）电路的交流通路如图P4.8（s）（a）所示，为改进型电容三点式振荡电路，称为克拉泼电路。
其主要优点是晶体管寄生电容对振荡频率的影响很小,
故振荡频率稳定度高。
人二一==——「Hz=2.25MHz
2ny/LC27rj50xl（）fx100x1（）72
［解］（Q交流通路如图P4.9（s）（a）所示。
/、
C=4-254--plypF=3O・83pF
—+——+=
151055）
/；==12.82x10“Hz=12.82MHz
2兀如1Of30.83x1（）7
电容三点振荡电路，采用电容分压器输出，可减小负载的影响。
I——1］——+_厂pF=38.625pF
!
1
（b）交流通路如图P4.9（s）（b）所示，为改进型电容三点式“振荡电路（西勒
升级会员 