《高频实验》思考题通信电子线路资料文档.docx

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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你们,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