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高频课后习题答案(部分)

\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\第一章

1.1 何谓通信系统?通信系统由哪几部分组成?

答:用电信号(或光信号)传输信息的系统称为通信系统。它由输入变换器、发送设备、传输信道、接收设备、输出变换器等组成。

1.2 无线电通信为什么要采用调制技术?常用的模拟调制方式有哪些?

答:采用调制技术可使低频基带信号装载在高频载波上,从而缩短天线尺寸,易于天线辐射,而且不同的发射台其载波频率不同,在接收端便于选择接收。此外,采用调制可进行频分多路通信,实现信道的复用,提高信道利用率;还可以提高系统性能指标,提高抗干扰能力。

常用的模拟调制方式有振幅调制(AM )、频率调制(FM )和相位调制(PM )。

1.3 已知频率为3kHz 、1000kHz 、100MHz 的电磁波,试分别求出其波长并指出所在波段名称。

解:根据λ=c /f (其中c =3×108m/s )分别得出100km (为超长波)、300m (为中波)和

3m (为超短波)。

1.4 画出无线广播调幅发射机组成框图,并用波形说明其发射过程。

答:参见图1.3.1。

第二章

二、选择题

1.LC 串联回路谐振时阻抗最 ,且为纯电阻,失谐时阻抗变 ,当f o f 回路呈 。

A .容性

B .感性

C .大

D .小

2.LC 组成的并联谐振回路谐振时,阻抗为 ,谐振时电压为 ;电纳为 ,回路总导纳为 。

A .最大值

B .最小值

C .零

D .不能确定

3.把谐振频率为o f 的LC 并联谐振回路串联在电路中,它 的信号通过。

A .允许频率为o f

B .阻止频率为o f

C .使频率低于o f

D .使频率高于o f

4.在自测题1图所示电路中,1ω和2ω分别为其串联谐振频率和并联谐振频率。它们之间的大小关系为 。

A .1ω等于2ω

B .1ω大于2ω

高频课后习题答案(部分)

C .1ω小于2ω

D .无法判断 5.强耦合时,耦合回路η越大,谐振曲线在谐振频率处的凹陷程度 。

A .越大

B .越小

C .不出现

6.石英晶体振荡器,工作在 时的等效阻抗最小。

A .串联谐振频率s f

B .并联谐振频率p f

C .s f 与p f 之间

D .工作频率

自测题1图

7.在非线性电路中,当非线性元器件受一个大信号控制时,非线性元器件的特性主要为导通和截止,这时,分析非线性电路采用的方法是 。

A .幂级数分析法

B .折线分析法

C .开关函数分析法

D .线性时变电路分析法

8.集成模拟相乘器的核心电路是 。

A .单调谐回路

B .双调谐回路

C .正弦波振荡器

D .双差分对

9.集成模拟相乘器是 集成器件。

A .非线性

B .线性

C .功率

D .数字

答案:1.D 、C 、A 、B ;2.A 、A 、C 、B ;3.B ;4.B ;5.A ;6.A ;7.C ;8.D ;9.A 。

三、判断题

1.对于谐振回路而言,理想情况下的矩形系数应小于1。( )

2.LC 串联谐振回路谐振时,谐振电流最大。失谐越严重,谐振电流越小。( )

3.如某台广播频率为99.3MHz ,LC 回路只要让该频率的信号通过就可以接收到该电台。( )

4.单调谐回路的矩形系数是一个定值,与回路的Q 值和谐振频率无关。( )

5.双调谐回路的耦合程度与Q 值无关。( )

6.陶瓷滤波器体积小,易制作,稳定性好,无需调谐。( )

7.声表面波滤波器的最大缺点是需要调谐。( )

8.相乘器是实现频率变换的基本组件。( )

9.只要有信号作用于非线性器件就可以实现频谱搬移。( )

答案:1、3、5、7、9错;2、4、6、8对。

习题:2.1 描述选频网络的性能指标有哪些?矩形系数是如何提出来的?

答:常用谐振频率、通频带和选择性三个参数来描述选频网络的性能指标。鉴于通频带和选择性是互相矛盾的指标,进而引入矩形系数来综合说明这两个参数。

第三章

3.6 单调谐放大器如习题 3.6图所示,已知o 10.7MHz f =,134μH L =,0100Q =,1320N =,125N =,456N =。晶体管在直流工作点的参数为:oe =200μS g ,oe 7pF C =,ie =2860μS g ,ie 18pF C =,fe ||45mS Y =,o fe 54?=-,re 0Y =。(1)画出高频等效电路;(2)求回路电容C ;(3)求uo A 、0.72f ?,0.1K 。图中b C 、e C 均为交流旁路电容。

高频课后习题答案(部分)

解:(1)由于晶体管re 0Y =,输出电压对输入端不会产生影响,而输入电压i U

在电流

习题3.6图 习题3.6解图

源fe i Y U 中已有反映,因此画高频等效电路时可将输入端的等效电路忽略,只画出输出端的高频等效电路,如习题3.6解图所示。 图中,231132050.7520N p N -===,4521360.320

N p N === p 66

0o 1311==37.2μS 1002π10.710410g Q ωL -≈????? (2)2626o 1311=

=55.37pF (2π)(2π10.710)410C f L ∑-≈???? 22221oe12ie2= =55.370.7570.318=49.81pF C C p C p C ∑---?-?

(3)221oe1p 2ie2= +g p g g +p g ∑

22=0.75200+37.2+0.32860=407.1μS ???

312fe

uo 6

0.750.3451024.87407.110p p Y A g --∑???==≈? L 666

o 1311==9.142π10.710410407.110Q ωL g --∑≈?????? 6

o 0.7

L 10.7102 1.17MHz 9.14f f Q ??==≈ 对于单调谐回路,0.110K ≈

3.7 单调谐放大器如习题3.7图所示,已知141μH L =,0100Q =,124N =,233N =,343N =,工作频率o 30MHz f =,晶体管在直流工作点的参数为:ie =3.2mS g ,ie 10pF C =,oe =0.55mS g ,oe 5.8pF C =, fe ||53mS Y =,o fe 47?=-,re 0Y =。(1)画出高频等效电路;

(2)求回路电容C ;(3)求uo A 、0.72f ?和0.1K 。

高频课后习题答案(部分)

解:(1)高频等效电路如习题3.7解图所示。 图中,24114330.610N p N +===,3421430.310

N p N === p 66

高频课后习题答案(部分)

0o 1411==53.08μS 1002π3010110g Q ωL -≈?????

(2)2626

o 1411==28.17pF (2π)(2π3010)110C f L ∑-≈???? 22221oe12ie2= =28.170.6 5.80.31025.18pF C C p C p C ∑---?-?≈

(3)22221oe1p 222ie23311= +210310

g p g g +p +p +p g ∑?? 2322211=0.60.55+53.0810+0.3+0.3+0.3 3.20.61mS 23

-?????≈ o fe

o j j(-47)12fe j(-47)uo e 0.60.353e 15.64e 0.61p p Y A g ?∑??=-

=-≈- L 663

o 1411==8.72π30101100.6110Q ωL g --∑≈?????? 6

o 0.7

L 30102 3.45MHz 8.7f f Q

??==≈

对于单调谐回路,0.110K ≈

3.8 放大器如习题 3.8图所示。已知工作频率o 10.7MHz f =,回路电感L =4μH ,

习题3.7图 习题3.7解图

0100Q =,1320N =,236N =,455N =。晶体管在直流工作点的参数为ie (2.86j3.4)mS Y =+,忽略re Y ,fe (26.4j36.4)mS Y =-,oe (0.2j1.3)Y =+mS 。(1)画出高频等效电路,并标出相应参数;(2)求回路电容C ;(3)求放大器的uo A 、0.72f ?和0.1K ;(4)若有四级相同的放大器级联,计算总的电压增益、通频带和矩形系数。

高频课后习题答案(部分)

解:(1)高频等效电路如习题3.8解图所示。

高频课后习题答案(部分)

图中,2311360.320N p N ===,4521350.2520

N p N === p 66

0o 1311==37.2μS 1002π10.710410g Q ωL -≈????? 由已知条件可得

ie 2.86mS g =,3

ie 6

3.41050.6pF 2π10.710C -?=≈?? oe 0.2mS g =,3

oe 6

1.31019.35pF 2π10.710C -?=≈?? 22fe 26.436.444.97mS Y =+≈

(2)2626o 1311==55.37pF (2π)(2π10.710)410

C f L ∑-≈???? 22221oe12ie2= =55.370.319.350.2550.650.47pF C C p C p C ∑---?-?≈

(3)2221oe1p 22ie2333111= ++10101510 6.210g p g +g +p p g ∑??+ ??????

习题3.8图 习题3.8解图

23362323=0.30.210+0.110+37.210+0.250.2310+0.25 2.86100.35mS -----????????≈ 312fe

uo 3

0.30.2544.97109.640.3510p p Y A g --∑???==≈? L 663

o 1311==10.632π10.7104100.3510Q ωL g --∑≈?????? 6

o 0.7

L 10.7102 1.01MHz 10.63f f Q ??==≈ 对于单调谐回路,0.110K ≈

(4)443uo uo ()(9.64)8.6410A A ∑==≈?

1/460.740.71(2)21(2)0.43 1.01100.44MHz f f ?=-?≈??≈ 1/40.141/41001() 3.3821K -=

≈-

第四章 二、选择题

1.谐振功率放大器输出功率是指 。

A .信号总功率

B .直流信号输出功率

C .二次谐波输出功率

D .基波输出功率

2.在丙类功率放大器中,集电极电流C i 为余弦脉冲电流,而c1i 为 。

A .余弦脉冲电流

B .连续余弦波形电流

C .周期性矩形波电流

3.输入单频信号时,丙类谐振功率放大器原工作于临界状态,当电源电压V CC 增大时,工作于 状态,C0I 、c1m I ,c i 为 电流。

A .欠压

B .过压

C .临界

D .略有增大

E .略有减小

F .凹陷

G .余弦脉冲

4.丙类高频功率放大器,要实现集电极调幅放大器应工作于 状态,若要实现基极调幅放大器应工作于 状态。

A .欠压

B .过压

C .临界

5.丙类高频功率放大器,若要求效率高,应工作在 状态。

A .欠压

B .过压

C .临界

D .弱过压

6.丙类高频功率放大器的最佳工作状态是 。

A .临界状态,此时功率最大,效率最高

B .临界状态,此时功率较大,效率最高

C .临界状态,此时功率最大,效率较高

D .临界状态,此时功率较大,效率较高

7.对谐振功率放大器进行调谐时,应在 工作状态下进行,以保护功放管。

A .欠压

B .过压

C .临界

8.丙类谐振功率放大器的输出功率为6W ,当集电极效率为60%时,晶体管集电极损耗为 。

A.2W B.4W C.6W D.10W

9.理想的功率合成器,当其中某一个功率放大器损坏时,功率合成器输出的总功率。

A.不变 B.增大 C.减小 D.等于零

答案:1.D;2.B;3.A,D,G;4.B,A ;5.D ;6.C;7.B;8.B;9.C。

4.1 试说明谐振高频功率放大器与低频功率放大器的异同点。

答:相同点是:都要求输出功率大和效率高;激励信号幅度均为大信号。不同点是(从相对频带、负载和工作状态来考虑):低频功率放大器所放大的信号频率相对较宽(一般为20Hz~20kHz),只能采用无谐振负载,工作状态也只能限于甲类或甲乙类推挽的放大形式,以免信号严重失真。而高频功率放大器所要放大的信号频率相对很窄,因此可以采用选频网络作为负载,避免输出信号的失真,并工作于丙类状态。

4.2 什么叫高频功率放大器?对它有哪些主要要求?为什么高频功放一般工作在乙类或丙类状态?为什么通常采用谐振回路作负载?如果回路失谐会产生什么结果?

答:以得到大的输出功率为目的的高频放大器称为高频功率放大器。它主要应用于各种无线电发射机的末级,对它的要求主要是高效率和输出大功率。因为放大管集电极电流的导通时间越短,管耗就越小,效率就越高,因此高频功放常选用乙类或丙类状态。采用谐振回路作负载一是因为乙类或丙类放大的集电极电流为脉冲状,为了取出所需的基波,要用谐振回路滤波;二是由于高频功放的相对带宽较窄,适合于带宽较窄的谐振回路作负载。如果回路失谐,谐振回路对所需要频率的电流阻抗变小,致使输出功率严重下降,集电极耗散功率将急剧增加,以致烧毁放大管,因此回路失谐必须避免。

4.3 试说明丙类高频功率放大器与小信号谐振放大器有哪些主要区别。

答:首先是作用和要求不同。小信号谐振放大器主要用于高频小信号的选频放大,要求有较高的选择性和谐振增益;谐振功放主要用于高频信号的功率放大,要求效率高、输出功率大。其次是工作状态不同。小信号放大器的输入信号很小,晶体管工作在甲类状态;丙类高频功率放大器输入信号通常为大信号,为了提高效率,晶体管工作在丙类状态。再次是对谐振回路要求不同。小信号谐振放大器中的谐振回路主要用于选择有用信号,抑制干扰信号,且Q值较高;丙类高频功率的谐振负载主要用于抑制谐波,实现阻抗匹配,且Q值较低。第五章

5.5用相位平衡条件判断习题5.5图所示电路哪些电路可能振荡?哪些不能振荡?

答:图(a )可能振荡。当L 和3C 串联后的电抗呈感性,将满足“射同基反”的相位平衡条件。此时的振荡频率高于L 和3C 串联的谐振频率。

图(b )不能振荡。因为b-c 间的电抗与b-e 间的电抗为同性质的感抗。

图(c )可能振荡。因为在两级放大电路中,3R 引入的是负反馈,L 和1C 串联谐振电路引入了正反馈,当正反馈深度大于负反馈深度时才可能振荡。当振荡频率等于1LC 串联谐振频率时,阻抗最小,正反馈最强。

图(d )可能振荡。当LC 并联回路谐振时,电路负反馈深度最小,小于3R 、1C 引入的正反馈反馈深度,可以振荡。此时的振荡频率等于LC 回路的并联谐振频率。

5.6 图5.3.8所示是一个三回路振荡电路的等效电路,设有下列几种情况:(1)11L C = 22L C =33L C ;(2)11L C <22L C <33L C ;(3)11L C =22L C >33L C ;(4)11L C <22L C =33L C 。试分析上述几种情况是否能够振荡,振荡频率与回路谐振频率有何关系?属于何种类型的振荡器?

答:此类题可从两方面入手来加以判断。一是根据be X 、ce X 电抗性质相同,bc X 与be X 、ce X 电抗性质相反的“射同基反”组成原则;二是依据LC 并联谐振回路的特性:ω>o ω时回路呈容性;ω

(c ) (d )

习题5.5图 (a ) (b )

(1)当11L C =22L C =33L C 时,则有o1ω=o2ω=o3ω。此时无论在什么频率下,这三个回路都等效为相同性质的电抗,不满足“射同基反”的相位平衡条件,不能振荡。

(2)当11L C <22L C <33L C 时,则有o1ω>o2ω>o3ω。只有当o1ω>o2ω>o ω>o3ω时,L 1C 1和L 2C 2并联回路呈感性,L 3C 3并联回路呈容性,满足“射同基反”的组成原则,可振荡,构成电感三点式振荡电路。

(3)当11L C =22L C >33L C 时,则有o1ω=o2ω

(4)当11L C <22L C =33L C 时,则有o1ω>o2ω=o3ω。此时无论在什么频率下,bc X 与be X 电抗性质相同,不满足“射同基反”的相位平衡条件,不能振荡。

第六章

6.1 已知调幅波66363[5cos2π10cos2π(10+510)cos2π(10510)]V u t t t =?+?+-?,试求调幅系数及频带宽度,画出调幅波波形和频谱图。

解:由已知得365(10.4cos2π510)cos2π10V u t t =+???,由此可知cm 5V U =,且当3cos 2π510t ??等于最大值1和最小值1-,max 7V U =、min 3V U =,由此可画出习题 6.1解图(a )所示的调幅波形图。再由3510Hz F =?、63c 10510Hz f F ±=±?,可画出习题

6.1解图(b )所示的频谱图,且带宽321010Hz BW F ==?。

高频课后习题答案(部分)

6.2 已知调幅波的频谱和波形如习题6.2图所示,试分别写出它们的表达式。

(a ) (b )

习题6.1解图

(a ) (b )

习题6.2图

解:由图(a )可写出33510(10.4cos2π100.6cos2π210)cos2π10V u t t t =+?+???。由图(b )可看出cm 5V U =,max 7V U =,则a max cm cm ()/0.4m U U U =-=,故 475(10.4cos2π10)cos2π10V u t t =+??

第七章

7.1已知调角波63()5sin(2π103cos4π10)u t t t =?+?V ,试求:(1)载波频率和调制信号频率;(2)调制信号Ω()u t ;(3)最大频偏和最大相移;(4)信号带宽;(5)该调角波在单位电阻上消耗的平均功率。

解:(1)6c 10Hz f =;3210Hz F =?。

(2)因为调角波分为FM 波和PM 波,所以在没有确定()u t 是哪种调角波之前,不能确定Ω()u t 。具体地说,若()u t 是FM 波,则

633c f Ωd ()()()2π1034π10sin 4π10d t ωt ωk u t t t

?=+==?-??? rad/s 3

3Ωf

12π10()sin 4π10u t t k ?=-?V 式中,f k 为调频电路的比例常数。若()u t 是PM 波,则

63c p Ω()()2π103cos4π10t ωt k u t t t ?=+=?+?rad ,3Ωp

3()cos 4π10u t t k =

?V 式中,p k 为调相电路的比例常数。 (3)3

3m m 12π10610Hz 2π2π

ωf ???===?,m f p ()3m m ??== (4)332(1)2(31)2101610Hz BW m F =+=+??=?

(5)2cm 2512.5W 22

U P R === 7.2在调频广播系统中,按国家标准,m 75kHz f ?=,若调制信号频率的变化范围为50Hz ~15kHz ,试计算调频指数和频带宽度。

解:当50Hz F =时:

3

m f 7510150050

f m F ??=== f 22150050150kHz BW m F ≈=??=

当15kHz F =时:3

m f 3

751051510f m F ??===? 32(1)2(51)1510180kHz BW m F =+=+??=

7.3 调角波的数学表达式为84()10sin(103sin10)u t t t =+V ,问这是调频波还是调相波?求其调制频率、调制指数、频偏以及该调角波在100Ω电阻上产生的平均功率。

解:当调制信号为4Ωm cos10U t 时该式表示调频波,当调制信号为4Ωm sin10U t 时该式表示调相波。

调制频率为 4

10= 1.59kHz 2π2π

ΩF =≈ 调制指数为 f p 3m m ==

最大频偏为 m f 3 1.59 4.77kHz f m F ?==?=

平均功率为 22

cm 100.5W 22100U P R ===?