高频电路原理与分析.docx

1、高频电路原理与分析高频电路原理与分析期末复习资料陈皓 编10级通信工程2012年12月1.单调谐放大电路中，以LC并联谐振回路为负载，若谐振频率f0=10.7MHZ， C= 50pF，BW0.7=150kHZ，求回路的电感L和Qe。如将通频带展宽为300kHZ，应在回路两端并接一个多大的电阻？解：（1）求L和Qe （H）= 4.43H （2）电阻并联前回路的总电导为 47.1（S）电阻并联后的总电导为 94.2（S）因 故并接的电阻为 2.图示为波段内调谐用的并联振荡回路，可变电容 C的变化范围为 12260 pF，Ct为微调电容，要求此回路的调谐范围为 5351605 kHz，求回路电感L和

2、Ct的值，并要求C的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。 题2图3.在三级相同的单调谐放大器中，中心频率为465kHZ，每个回路的Qe=40，试问总的通频带等于多少？如果要使总的通频带为10kHZ，则允许最大的Qe为多少？ 解：（1）总的通频带为（2）每个回路允许最大的Qe为 4.图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐振频率f0=1MHz，C1=400 pf，C2=100 pF 求回路电感L。若 Q0=100，RL=2k，求回路有载 QL值。 题4图解答： 答：回路电感为0.317mH,有载品质因数为1.5465.外接负载阻抗对小信号谐振放大器有哪些主要影响？ 答：外接负载电阻使LC回路总电导

3、增大，即总电阻减小，从而使Qe下降，带宽BW0.7展宽；外接负载电容使放大器的谐振频率f0降低。因此，在实用电路中，三极管的输出端和负载阻抗都将采用部分接入的方式与LC回路相连，以减小它们的接入对回路Qe值和谐振频率的影响。6.通频带为什么是小信号谐振放大器的一个重要指标？通频带不够会给信号带来什么影响？为什么？ 答：小信号谐振放大器的基本功能是选择和放大信号，而被放大的信号一般都是已调信号，包含一定的边频，小信号谐振放大器的通频带的宽窄直接关系到信号通过放大器后是否产生失真，或产生的频率失真是否严重，因此，通频带是小信号谐振放大器的一个重要指标。通频带不够将使输入信号中处于通频带以外的分量衰

4、减，使信号产生失真。7.改正图示线路中的错误，不得改变馈电形式，重新画出正确的线路。解答： 8.晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知fo=465kHz，晶体管经中和后 的参数为：gie=0.4mS,Cie=142pF，goe=55S，Coe=18pF，Yie=36.8mS,Yre=0，回路等效电容C=200pF，中频变压器的接入系数p1=N1/N=0.35，p2=N2/N=0.035,回路无载品质因数Q0=80，设下级也为同一 晶体管，参数相同。试计算： （1）回路有载品质因数 QL和 3 dB带宽 B0.7;（2）放大器的电压增益；(3) 中和电容值。（设Cbc=3 pF）题8图解：

5、根据已知条件可知,能够忽略中和电容和yre的影响。得：答：品质因数QL为40.4,带宽为11.51kHz,谐振时的电压增益为30.88,中和电容值为1.615pF9.图示是一三回路振荡器的等效电路，设有下列四种情况：（1）L1C1L2C2L3C3;（2）L1C1L2C2L3C3;（4）L1C1L2C2=L3C3。 试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率f1与回路谐振频率有何关系？ 根据给定条件，可知（1）fo1f02f03,因此，当满足fo1f02ff02f03,因此，当满足fo1f02ff03,就可能振荡，此时L1C1回路和L2C2回路呈感性，而L3C3回路呈容性，构成一个电感反馈振荡器。

6、（3）fo1=f02f03, 因此，当满足fo1=f02ff02=f03不能振荡，因为在任何频率下，L3C3回路和L2C2回路都呈相同性质，不可能满足相位条件。10.画出下列已调波的波形和频谱图（设c=5）。 （1）u(t)=(1+sint)sinct（V）；（2）u(t)=(1+0.5cost)cosct（V）；（3）u(t)=2 costcosct（V）解：（1）为ma=1的普通调幅波，其波形与频谱图如图2（a）、（b）所示；（2）为ma=0.5的普通调幅波，其波形与频谱图如图2（c）、（d）所示；（3）为双边带调幅波，其波形与频谱图如图2（e）、（f）所示。 图 211.简要叙述减小混频

7、干扰的措施。解：减小混频干扰的措施有：（1）混频器的干扰程度与干扰信号的大小有关，因此提高混频器前端电路的选择性（如天线回路、高放级的选择性），可有效地减小干扰的有害影响。（2）将中频选在接收频段以外，可以避免产生最强的干扰哨声，同时，也可以有效地发挥混频前各级电路的滤波作用，将最强的干扰信号滤除。如采用高中频，可基本上抑制镜像频率干扰、中频干扰和某些副波道干扰。（3）合理选择混频管的工作点，使其主要工作在器件特性的二次方区域，或者选择具有平方律特性的场效应管作为混频器件，可减少输出的组合频率数目，进而减小混频干扰。但这种办法对于减小中频干扰和镜像频率干扰是无效的。（4）采用模拟乘法器、平衡混

8、频器、环形混频器，可大大减少组合频率分量，也就减小了混频干扰。12.丙类放大器为什么一定要用谐振回路作为集电极的负载？谐振回路为什么一定要调谐在信号频率上？ 答：这是因为放大器工作在丙类状态时，其集电极电流将是失真严重的脉冲波形，如果采用非调谐负载，将会得到严重失真的输出电压，因此必须采用谐振回路作为集电极的负载。调谐在信号频率上集电极谐振回路可以将失真的集电极电流脉冲中的谐波分量滤除，取出其基波分量，从而得到不失真的输出电压。13. 无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？ 答：高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。采用高频信号的原因主要是：（1）频率越高，可利用的频

9、带宽度就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间的干扰；（2）高频信号更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距离，也可获得较高的接收灵敏度。14.无线通信为什么要进行凋制？如何进行调制？ 答：因为基带调制信号都是频率比较低的信号，为了达到较高的发射效率和接收效率，减小天线的尺寸，可以通过调制，把调制信号的频谱搬移到高频载波附近；另外，由于调制后的信号是高频信号，所以也提高了信道利用率，实现了信道复用。调制方式有模拟调调制和数字调制。在模拟调制中，用调制信号去控制高频载波的某个参数。在调幅方式

10、中，AM普通调幅、抑制载波的双边带调幅（DSB）、单边带调幅（SSB）、残留单边带调幅（VSSB）；在调频方式中，有调频（FM）和调相（PM）。在数字调制中，一般有频率键控（FSK）、幅度键控（ASK）、相位键控（PSK）等调制方法。15.石英晶体有何特点？为什么用它制作的振荡器的频率稳定度较高？ 答：石英晶体有以下几个特点：（1）晶体的谐振频率只与晶片的材料、尺寸、切割方式、几何形状等有关，温度系数非常小，因此受外界温度影响很小；（2）具有很高的品质因数；（3）具有非常小的接入系数，因此手外部电路的影响很小；（4）在工作频率附近有很大的等效电感，阻抗变化率大，因此谐振阻抗很大；（5）构成震荡

11、器非常方便，而且由于上述特点，会使频率非常稳定。16.对高频小信号放大器的主要要求是什么？高频小信号放大器有哪些分类？答：对高频小信号器的主要要求是：（1）比较高的增益；（2）比较好的通频带和选择性；（3）噪音系数要小；（4）稳定性要高。高频小信号放大器一般可分为用分立元件构成的放大器、集成放大器和选频电路组成的放大器。根据选频电路的不同，又可分为单调谐回路放大器和双调谐回路放大器；或用集中参数滤波器构成选频电路。17.高频谐振放大器中，造成工作不稳定的王要因素是什么？它有哪些不良影 响？为使放大器稳定工作，可以采取哪些措施？ 答：集电结电容是主要引起不稳定的因素，它的反馈可能会是放大器自激振

12、荡；环境温度的改变会使晶体管参数发生变化，如Coe、Cie、gie、goe、yfe、引起频率和增益的不稳定。负载阻抗过大，增益过高也容易引起自激振荡。一般采取提高稳定性的措施为：（1）采用外电路补偿的办法如采用中和法或失配法；（2）减小负载电阻，适当降低放大器的增益；（3）选用fT比较高的晶体管；（4）选用温度特性比较好的晶体管，或通过电路和其他措施，达到温度的自动补偿。18.克拉泼和西勒振荡线路是怎样改进了电容反馈振荡器性能的？答：由于克拉波振荡器在回路中串行接入了一个小电容，使的晶体管的接入系数很小，耦合变弱，因此，晶体管本身的参数对回路的影响大幅度减小了，故使频率稳定度提高，但使的频率的

13、调整范围变小，所以，西勒振荡器是在克拉波振荡器的基础上，在回路两端在并联一个可调电容，来增大频率调节范围。由于存在外接负载，当接入系数变小时，会带来增益的下降。19.试分析与解释下列现象： （1）在某地，收音机接收到 1090 kHz信号时，可以收到 1323 kHz的信号； （2）收音机接收 1080 kHz信号时，可以听到 540 kHz信号； （3）收音机接收 930 kHz信号时，可同时收到 690 kHz和 810 kHz信号，但不能单独收到其中的一个台(例如另一电台停播)。 解答：(1) 接收到 1090 kHz信号时，同时可以收到 1323 kHz的信号；证明1323kHz是副波

14、道干扰信号，它与本振信号混频，产生了接近中频的干扰信号。此时本振频率为fL=1090+465=1555kHz,根据pfL-qfJ=fI的判断条件，当p=2,q=2时，2fL-2fJ=3110-2646=464fI。因此断定这是4阶副波道干扰。 (2) 接收到 1080 kHz信号时，同时可以收到540 kHz的信号；证明也是副波道干扰信号，此时本振频率为fL=1080+465=1545kHz,当p=1,q=2时， fL-2fJ=1545-1080=465=fI。因此断定这是3阶副波道干扰。(3) 当接收有用台信号时，同时又接收到两个另外台的信号，但又不能单独收到一个干扰台，而且这两个电台信号频

15、率都接近有用信号并小于有用信号频率，根据fS-fJ1=fJ1-fJ2的判断条件，930-810=810-690=120kHZ，因此可证明这可是互调干扰,且在混频器中由4次方项产生，在放大器中由3次方项产生，是3阶互调干扰。20.有一个AM和FM波，载频均为1MHz，调制信号均为（t）=0.1sin(2103t) V。FM灵敏度为kf=1kHz/V，动态范围大于20 V。（1）求AM波和FM波的信号带宽；（2）若（t）=20sin(2*103t) V，重新计算AM波和FM波的带宽；(3)由此(1)、（2）可得出什么结论。解：(1) 根据已知条件，调制信号频率F=1000Hz AM调幅时，信号带宽

16、为B=2F=21000=2000Hz。 FM调制时，fm=0.1kf=100Hz, 则调频信号带宽为BS=2(fm+F)= 2(100+1000)=2200Hz. (2) 若（t）=20sin(2*103t),则：AM调幅时，信号带宽仍然B=2F=21000=2000Hz。 但在FM调制时，fm=20kf=20Hz, 则调频信号带宽为BS=2(fm+F)= 2(20+1)=42kHz. (3)比较（1）和（2）的结果，可以看到，AM调幅时的信号带宽只取决于调制信号的频率，而与调制信号的大小无关。对于FM调制，在窄带调制时，信号带宽基本上等于AM信号带宽，但在宽带调制时，主要取决于调制灵敏度和调

17、制信号的振幅，带宽基本不随调21.设变频器的输入端除有用信号（fS=20 MHz）外，还作用着两个频率分别为fJ1=19.6 MHz，fJ2=19.2 MHz的电压。已知中频fI=3 MHz，问是否会产生干扰？干扰的性质如何？解： 由于有两个干扰信号，而且这两个信号频率都接近并小于有用的信号频率。所以可能会产生互调干扰。因为fS- fJ1=20-19.6=0.4MHz, fJ1- fJ2=19.6=19.2=0.4MHz,满足fS- fJ1= fJ1- fJ2的条件，因此将产生3阶互调干扰。22.泛音晶体振荡器和基频晶体振荡器有什么区别？在什么场合下应选用泛音晶体振荡器？为什么？答：所谓泛音，

18、就是石英晶体振动的机械谐波，位于基频的奇数倍附近，且两者不能同时存在。在振荡器电路中，如果要振荡在某个泛音频率上，那么就必须设法抑制基频和其他泛音频率。而因为石英晶体的带宽很窄，所以在基频振荡时，肯定会抑制泛音频率。当需要获得较高的工作频率时，如果不想使用倍频电路，则可采用泛音振荡器直接产生较高的频率信号。期末复习试卷(选编)试卷一一、填空题（每空1分，共16分）1通常将携带有信息的电信号称为 调制信号 ，未调制的高频振荡信号称为 载波 ， 通过调制后的高频振荡信号称为 已调波 。2丙类谐振功率放大器根据集电极电流波形的不同，可分为三种工作状态，分别为 欠压 状态、 临界 状态、 过压 状态；

19、欲使功率放大器高效率地输出最大功率，应使放大器工作在 临界 状态。 3解调是调制的 逆 过程。振幅调制信号的解调电路称为振幅 检波电路 ，它的作用是 从调幅信号中不失真地捡出调制信号 。4常用的混频电路有 二极管混频 、 三极管混频 和 场效应管混频 等。5调频和调幅相比，调频的主要优点是 抗干扰性强 、 信号传输保真度高 和 调频发射机的功率放大管的利用率高 。二、选择题（每小题2分、共30分）将一个正确选项前的字母填在括号内 1正弦波振荡器中正反馈网络的作用是 （ A ）A保证产生自激振荡的相位条件 B提高放大器的放大倍数，使输出信号足够大 C产生单一频率的正弦波 2电容三点式LC正弦波振

20、荡器与电感三点式LC正弦波振荡器比较，优点是 （ B ）A电路组成简单 B输出波形好 C容易调节振荡频率 D 频率稳定度高 3 高频功率放大器放大AM信号时，工作状态应选 （ A ）A欠压 B临界 C过压 4 高频小信号调谐放大器主要工作在 （ A ）A甲类 B乙类 C甲乙类 D丙类 5如图所示为示波器测量正弦波波形参数的画面，若“VOLTS/DIV”的指示值是2V，则所测正弦波的峰值为 （ B ） A9.2V B4.6V C6.5V D3.25V 6如图所示电路，以下说法正确的是 （ C ）A该电路由于放大器不能正常工作，不能产生正弦波振荡B该电路由于无选频网络，不能产生正弦波振荡C该电路由

21、于不满足相位平衡条件，不能产生正弦波振荡D该电路满足相位平衡条件，可能产生正弦波振荡 7 关于通角的说法正确的是 （ B ）A是指一个信号周期内集电极电流导通角度 B是指一个信号周期内集电极电流导通角度的一半 C是指一个信号周期内集电极电流导通角度的两倍 8调制的描述 （ C ）A用载波信号去控制调制信号的某一个参数，使该参数按特定的规律发生变化。B用调制信号去控制载波信号的某一个参数，使该参数按特定的规律发生变化。C用调制信号去控制载波信号的某一个参数，使该参数随调制信号的规律发生变化。 9在波形上它的包络与调制信号形状完全相同的是 （ A ）AAM BDSB CSSB DVSB10一同步检

22、波器，输入信号为uS =UScos（C）t，恢复载波ur =Urcos（C）t,输出信号将产生 （ B ） A振幅失真 B频率失真 C相位失真 11自动增益控制简称 （ A ） AAGC BAFC CAPC 12调幅波的信息包含在它的 （ B ） A频率变化之中 B幅度变化之中 C相位变化之中 13调频收音机中频信号频率为 （ B ） A465kHz B10.7MHz C38MHz D不能确定 14在高频放大器中，多用调谐回路作为负载，其作用不包括 （ D ） A选出有用频率 B滤除谐波成分 C阻抗匹配 D产生新的频率成分 15惰性失真和负峰切割失真是下列哪种检波器特有的失真 （ B ） A小

23、信号平方律检波器 B大信号包络检波器 C同步检波器 三、某发射机输出级在负载RL=100上的输出信号为us(t)=4（10.5cost）cosCt V，请问：1该输出信号是什么已调信号？该信号的调制度ma？2总的输出功率Pav？3画出该已调信号的波形、频谱图并求频带宽度BW （15分）解：1该输出信号是调幅信号。该信号的调制度ma0.52总的输出功率Pav（10.5m2a）Pc （10.5m2a）U2cm/2RL0.09W3 BW2/2 =/ 四、频率为100MHz的载波被频率为5kHz的正弦信号调频，最大频偏fm50kHz，求：1调频指数mf及调频波有效带宽BW2如果调制信号的振幅加倍，频率

24、不变时，调频指数mf及调频波有效带宽BW3如果调制信号的振幅和频率均加倍时，调频指数mf及调频波有效带宽BW （15分）解：1调频系数mf=fm/F=10rad 有效带宽BW=2(mf+1)F=110kHz2调频系数mf=fm/F=20rad 有效带宽BW=2(mf+1)F=210kHz3调频系数mf=fm/F=10rad 有效带宽BW=2(mf+1)F=220kHz五、1试画出石英谐振器的电路符号、等效电路以及电抗曲线，并说明它在ffs、ffs、fsffp时的电抗性质。 2石英晶片之所以能做成谐振器是因为它具有什么特性？3常用的石英晶体振荡电路有几种？ （12分）解：1. 石英谐振器的电路符

25、号、等效电路如下图（a）、（b）ffs电抗呈容性，ffs电抗呈阻性，fsffp电抗呈容性 2石英晶片之所以能做成谐振器是因为它具有压电和反压电特性 3常用的石英晶体振荡电路有串联型和并联型两种六、画出混频器的组成框图及混频前后的波形图，并简述混频器的工作原理。 （6分）解：混频器的工作原理：两个不同频率的高频电压作用于非线性器件时，经非线性变换，电流中包含直流分量、基波、谐波、和频、差频分量等。其中差频分量fLo-fs就是混频所需要的中频成分，通过中频带通滤波器把其它不需要的频率分量滤掉，取出差频分量完成混频。七、如图所示为末级谐振功率放大器原理电路，工作在临界状态，图中C2为耦合电容，输出谐

26、振回路由管子输出电容以及元件L1、L2、C1组成，外接负载天线的等效阻抗近似为电阻。现将天线短路、开路，试分别分析电路工作状态如何变化？功率管是否安全？ （6分） 解：天线开路时，回路的品质因数升高，所以谐振阻抗Re急剧增加，功率管工作于过压状态，Ucm增高，很可能导致UCEmax U（BR）CEO，功率管不安全。天线短路时，回路严重失谐（呈感性），所以谐振阻抗Re急剧减小，功率管工作于欠压状态，Pc急增，很可能导致PCx PCM，功率管烧坏。试卷二1. 下列振荡电路中频率稳定度最高的是（ ）。A、改进型电容三点式LC振荡器B、石英晶体振荡器C、RC桥式振荡器2. 锁相环路锁定时，其输出信号与

27、输入信号的相位差为（ ）A.零 B.常数 C.变化量3. 若低频调制信号的频率范围为F1Fn，用来进行调幅，则产生的普通调幅波的频带宽度为（ ）。A2 F1 B2Fn C2（Fn -F1 ）4. 鉴频器的输入信号uFM(t)=10cos(2107t)+5sin(2103t)V，鉴频特性线性范围大于2fm，鉴频跨导SD=-10mV/kHz，则鉴频器输出电压的表达式为（ ）。A、u0(t)=50cos(2103t)mVB、u0(t)=-50cos(2103t)mVC、u0(t)=-50sin(2103t)mV5. 二极管环形混频器件具有（ ）功能。A.放大 B.振荡 C. 相乘6. 基极调幅要求谐

28、振功放工作在（ ）状态。A.临界 B.过压 C. 欠压7. 单频调制时，宽带调频信号的最大频偏fm=100kHz，现调制信号的振幅和频率都增加一倍，则fm为（ ）kHz。A、50 B、100 C、2008. 包络检波电路只能适用于检波（ ）调幅信号。A. DSB B. SSB C. AM 9. 二极管峰值包络检波器中，产生负峰切割失真的原因是（ ）。A.交流负载电阻过小 B. 交流负载电阻过大 C. 输入信号调幅系数过小10. LC并联谐振回路谐振时其等效阻抗为（ ）。A.零 B.小且为纯电阻 C.大且为纯电阻11. 锁相环路锁定时，其输出信号与输入信号的（ ）严格相等。A.相位 B.频率 C

29、.幅度12. 调相信号的带宽为20kHz，当调制信号幅度不变，调制信号频率升高一倍，则带宽变为（ ）。A、40kHz B、20kHz C、10kHz13. 下列非线性器件中，产生混频干扰最小的器件是（ ）。A.二极管 B.三极管 C. 场效应管14. 丙类谐振功放，原工作在临界状态，电路其它参数不变，只使Re减小，放大器的功率与效率将发生下列（ ）变化。A.Po 、PC、 C 均减小 B.Po 、PC 减小，C 增大 C. Po 、 C减小，PC 增大15. 图示电路中，、，为低频，c为高频，则该电路为（ ）电路。 A调幅 B混频 C振幅解调 1. 单谐振回路的Q值越大，其通频带越窄,矩形系数越小。( )2. 二极管峰值包络检波器输入信号幅度越大，检波效率越高，但惰性失真和负峰切割失真也越大。( )3. 谐振回路Q值越高,谐振曲线越尖锐,选择性越差,而通频带越窄。( )4. 双差分对模拟相乘器可以用来对AM、DSB、SSB信号进行解调。( )5. 混频过程就是输入信号频谱搬移过程，要求搬移过程输入信号的频谱结构不能改变。( )6. 并联谐振回路的有载品质因素应该越大越好。( )7. 非线性器件具有频率变换作用，所以非线性器件都具有相乘功能。( )8. 丙类谐振功放工作在欠压状态，输出功率小，所以管耗也小。（ ）9. 选频网络的矩形系数越小越好。( )10. 陶瓷片具