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1、 高 频 复 习 题 第 5 章 频 谱 的 线 性 搬移 电 路(总 1 9 页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-2 第 5 章 频谱的线性搬移电路 本章与第六章整合，参见第六章 第 6 章 振幅调制、解调与混频 自测题 调制是 。调幅过程是把调制信号的频谱从低频搬移到载频的两侧，即产生了新的频谱分量，所以必须采用 才能实现。产生单边带信号的方法有 和 。大信号检波器的失真可分为 、和 。大信号包络检波器主要用于 信号的解调。同步检波器主要用于 和 信号的解调。混频器的输入信号有 和 两种。变频电路功能表示方法有 和 两种。为了抑制不需要的频率分量，要求输出端的带通滤波器的矩形系
2、数 。思考题 为什么调制必须利用电子器件的非线性特性才能实现它和小信号放大在本质上有什么不同之处 写出图所示各信号的时域表达式,画出这些信号的频谱图及形成这些信号的方框图,并分别说明它们能形成什么方式的振幅调制。图 振幅检波器一般有哪几部分组成各部分作用如何 3 下列各电路能否进行振幅检波图中 RC 为正常值,二极管为折线特性。图 变频作用是怎样产生的为什么一定要有非线性元件才能产生变频作用变频与检波有何相同点与不同点 如图思所示。设二极管的伏安特性均为从原点出发，斜率为gd的直线，且二极管工作在受 uL控制的开关状态。能否构成二极管平衡混频器求各电路输出电压 u0的表示式。图.某混频器的中频
3、等于 465KHz,采用低中频方案(f1=fs+fi)。说明如下情况是何种干扰。(1)当接收有用信号频率 fL=500KHz 时,也收到频率为 fM=1430KHz 的干扰信号。(2)当接收有用信号频率为 fs=1400kHz 时,也会收到频率为 fM=700kHz 的干扰信号。(3)当收听到频率为 fs=930kHz 的信号时,同时听到 fM1=690KHz,fM2=810kHz 两个干扰信号,一个干扰信号消失另一个也随即消失。晶体三极管混频器,其转移特性或跨导特性以及静态偏压 VQ、本振电压 uL(t)如图思所示,试问哪些情况能实现混频哪些不能 4 图 什么是混频器的交调干扰和互调干扰怎样
4、减小它们的影响 已知混频器的伏安特性为 i=a0+a1u+a2u2。问能否产生中频干扰和镜频干扰是否会产生交叉调制和互相调制.某接收机的中频 fi=500KHz,带宽为3KHz。当收听频率为的电台时,问将会有几阶的组合频率干扰,能形成频率大约为多少 kHz 的干扰啸声。.某接收机工作频率为25MHz,中频 fi=455kHz,本振频率高于信号频率。问在此频段之内哪几个频率点上存在着 5 阶以下的组合频率干扰,列出各频率点的 fs值和组合频率干扰的 p、q 及阶数 n。有一超外差接收机,中频为 465kHz,当出现下列现象时,指出这些是什么干扰及形成原因。(1)当调谐到 580kHz 时,可听到
5、频率为 1510kHz 的电台播音;(2)当调谐到 1165kHz 时,可听到频率为的电台播音;(3)当调谐到时,约有的哨叫声。习题 设某一广播电台的信号电压 u（t）=20（1+）106t(mV)，问此电台的载波频率是多少调制信号频率是多少 有一单频调幅波，载波功率为 100W，求当 ma=1 与 ma=时的总功率、边频功率和每一边频的功率。在负载 RL=100某发射机的输出信号 u（t）=4（1+）cosct（V），求总功率、边频功率和每一边频的功率。二极环形调制如图所示，设四个二极管的伏安特性完全一致，均自原点出点为 gd 的直线。调制信号 u(t)=Umcost，载波电压 uc(t)如
6、图所示的对称方波，重复周期为Tc=2/c，并且有 UcmUm,试求输出电流的频谱分量。5 图.画出如下调幅波的频谱,计算其带宽 B 和在 100 负载上的载波功率 Pc,边带功率 PSB和总功率 Pav。(1)i=200(1+200t)cos2107t(mA)(2)u=103t+图所示的调幅波。图 已知调幅波 u1(t)和 u2(t)的频谱分别如图(a)和(b)所示。试分别说明它们是何种调幅波,并写出其标准表达式。图.如图是载频等于 1MHz,同时传输两路信号的 AM 调幅信号的频谱。(1)写出该普通调幅波的标准表示式,计算调制度、调制频率及信号带宽;(2)画出产生这种信号的方框图；6(3)仿
7、照此方式画出一个载频等于 10MHz,能同时传送两路带宽等于 5kHz 的语音信号的上边带调制信号的频谱。.图.已知调制信号如图所示。载波为频率等于 1MHz 的连续正弦波。(1)画出最大幅度等于 4V,最小幅度为 0V 的普通调幅波波形和信号的频谱图；(2)画出双边带调制信号的波形和频谱图。图.某非线性器件的伏安特性的表示式为 i=10+(mA)。当 u=5sinc t+t(V),c 时,试画出 i 的频谱图,并说明利用该器件可以实现什么方式的振幅调制,写出其表示式,画出输出滤波器的幅频特性。.图示出了某结型场效应管调制器的电路。场效应管的转移特性为。输入载波 uc=ct(V)，调制信号 u
8、=t(V)，负载为 LC 并联谐振回路,调谐在c的谐振阻抗 Re=5k,带宽等于 2。求输出电压 uo。.图(a)示出了某电路的框图。输入信号 u1=2cos200t(V),u2如图(b)所示。(1)画出两信号相乘的积信号波形和它的频谱。(2)若要获得载波为 150OkHz 的调幅波,试画出带通滤波器的幅频特性 H,并写 出输出电压 u。的表示式。7 图 图.在图所示的电路中,uo=Um cost,uc=Ucm cosct，c，UcmUm二极管处于开关状态工作,VD1、VD2均可近似认为是理想二极管。试写出 uo的表达式,说明该电路能够实现何种振幅调制。若 uc与 uo位置互换,结果又如何。.
9、某晶体三极管电路如图所示。若三极管的转移特性 ic=4(mA),输入信号ul=(1+103t)cos2106t(mV),u2=cos5l06t(V)。(1)画出静态时变电流 Io(t)和时变电导 g(t)的波形,并写出它们的表达式。(2)若要在负载上取得载频为 6MHz 的 AM 调幅波,对 LC 并联谐振回路有何要求。输出电压 uo的幅度 Uom(t)等于什么 图 图 .图示出了用差分对放大器构成的振幅调制器电路。图中 LC 并联谐振回路的谐振频率o=10106rad/s,谐振阻抗 Re=2k,输入电压 uc=100cos10106t(mV),u=5cos2103t(V),其他参数如图所示。
10、求输出电压 uo。.图示出了一单差分放大器电路,V1、V2的集电极之间负载是 LC 并联振荡回路,阻抗为Ze。(1)导出电压 UAB与 u1和 u2的关系式。(2)分析该电路载波信号 uc和调制信号 u分别从 u1和 u2输入或倒换位置输入两种情况下 UAB的频谱。分别说明它们能获得何种振幅调制,调制质量如何。8 图 图.图示出了 4 个二极管调制器电路,图中 ucu句。试说明哪个电路能实现 AM 调制,哪个电路能实现双边带调制,并写出输出电压 uo的表示式。图 某已调波信号的波形如图所示。已知载波频率为调制信号频率的 100 倍,即 c=1000。(1)写出该已调波的表达式。(2)画出频谱图
11、,注明各谱线的强度,并确定其带宽。(3)求单位电阻上的载波功率和边带功率。9 图 已知调制信号的波形如图所示。试分别按比例画出最大值为 5V 的 AM 波和 DSB 波的波形。要求 AM 波的调制度 ma=,并标明最小值。图 二极管调制电路如图所示。已知,c,UCmUm。二极管伏安特性为从原点出发的折线,即 uD0 时,导通电阻为 rD,时,iD=0。试求各电路的输出电流 t,分析其电流分量,判别哪些电路能实现 DSB 调制。10 图 在图（a）所示的二极管调制电路中,四只二极管的伏安特性完全一致,均为从原点出发的折线,即 un0 时,i=0,uD0 时,倒通电阻为 rD。调制信号 u=Umc
12、ost，载波为图(b)所示的对称方波，UCUm，且 TcUB时,ic=a u2BE，uBEUB时，ic=0。uc=Ucmcosct,u=Umf(t),UmUcm,cmax,。max,为 f(t)的最高频率分量。(l)画出 V2管的时变静态电流和时变电导的波形。(2)写出输出电流 io的表达式。(3)为了获得载频为c的已调波电压,应对滤波器提出什么要求,并写出输出电压 uo的表达式。图 图 在图所示的包络检波器中,设检波二极管为理想二极管,RLRo若输入电压分别为以下信号时,在满足c 条件下,试分别求 uo1和 uo。(1)ui=2sinct+()V(2)ui=-41+(t)sinct V(3)
13、ui=3cos(c-)tV(4)ui=3cosct+(c-)t+(c+)t V(5)若电阻 R 取值过大,会出现什么现象 图 12 二极管检波电路如图所示。RL=1K,输入信号电压(V)图 二极管检波电路 试求:(1)调幅波的调幅指数 ma、调制信号频率 F,并写出调幅波的数学表达式(2)试问会不会产生惰性失真或负峰切割失真(3)uA=,uB=。(4)画出 A、B 点的瞬时电压波形图。二极管包络检波电路如图所示。已知:fc=465Hz,单频调制指数 ma=,R2=,为不产生负峰切割失真,R2的滑动点应放在什么位置 某二极管峰值包络检波器如图所示。图中检波二极管为理想二极管,R=10K。输入为A
14、M 调幅波,载波频率 fc=465kHz,最高调制频率 Fmax=,最低调制频率 fmin=40Hz,调制度 ma。求检波电容 C 和检波器的输入电阻 Ri。若检波器输入为图(b)所示的 AM 调幅波,求检波电容 C。图.二极管峰值包络检波器 13 某二极管峰值包络检波器电路如图所示。信号输入回路的谐振频率 fo=106Hz,回路的无载谐振阻抗 Reo=10k,检波器的电阻 R=l0k,Cl=001F,检波二极管内阻 RD=100。(1)若 is=106t(mA),求检波器的输入电压 us(t)和输出电压 uo(t)。(2)若 is=(1+103t)cos2106t(mA),求输出电压 uo(
15、t)。试分析图检波电路的工作原理。当 us为 AM 调幅波时,试画出 us、uc、u1和 uo的波形。说明其功能。图.二极管峰值包络检波器 图.二极管峰值包络检波器 图示出了某电器的方框图。试写出图中 A、B、C、D 各点的电压表示式并画出它们的时域波形。图 某电器的方框图.分析图电路的功能。14 图 某电器的方框图 已知兼容立体声信号形成电路的框图如图(a)所示。左、右声道分别用 sL(t)和 sR(t)表示，其频谱如图(b)所示。写出 A、B、C 各点的函数关系式，画出输出信号 uo频谱图，说明信号传输的原理。图 某电器的方框图.根据题的结论，试画出兼容立体声信号解调电路的框图。二极管平衡
16、检波电路如图所示,设二极管均为理想的。若 us和 ul分别为如下信号时,试求输出电压 uo1、uo2和 uo。(1)us=3t)sinct V,ul=0(2)us=(1+t)cosct V，u1=2cosctV(3)us=(t)coct V,ul=3cosctV(4)us=(c-2103)t V,u1=-3 cosct V 15 图二极管平衡检波电路 检波电路如图所示,二极管的 rd=1000,Ubz=0(V),输入电压 试计算输出电压 uA和 uB,并判断能否产生负峰切割失真和惰性失真。图 二极管检波电路如图所示。已知输入电压(V),检波器负载电阻 R=5k,二极管导通电阻 rd=80,Ub
17、z=0,试求:(1)检波器电压传输系数 Kd;(2)检波器输出电压 uA;(3)保证输出波形不产生惰性失真时的最大负载电容 C。图 二极管检波电路 二极管检波器如图所示。已知 R=5k,RL=10k C=F,Cc=20F,输入调幅波的载波为465kHz,最高调制频率为 5kHz,调幅波振幅的最大值为 20V,最小值为 5V,二极管导通电阻rd=60,Ubz=0 试求(1)uA、uB;(2)能否产生惰性失真和负峰切割失真。16 图 同步检波电路如图所示,乘法器的乘积因子为 K,本地载频信号电压。若输入信号电压 ui为:(1)双边带调幅波(2)单边带调幅波 试分别写出两种情况下输出电压 ui(t)
18、的表示式。并说明有否失真。假设:,图 设乘积同步检波器中,而,并且,试画出检波器输出电压频谱。在这种情况下能否实现不失真解调 设乘积同步检波器中,既 ui为单边带信号,而,试问当为常数时能否实现不失真解调 8-3 设乘积同步检波器中，ui（t）=Uimcostcosit，而 u0=Uomcos（i+）t，并且，试画出检波器输出电压频谱。在这种情况下能否实现不失真解调 设乘积同步检波器中，ui=Uimcos（i+）t，即 ui为单边带信号，而 u0=Uomcos（it+），试问当为常数时能否实现不失真解调 17 某组合器件的转移特性为 i=g|u|,若用它构成混频器,本振电压 UL=ULMcos
19、Lt,输入信号Us=Usm1+maf(t)cosstj，Usmu2。(1)画出时变跨导 gm(t)的波形,并写出表示式。(2)若 u2=(1+103t)cos2735103t V,输出回路的谐振频率 fo=465KHz。试求混频跨导 gc和输出电压 uo。18 图 差动混频电路如图所示，已知本振信号 uL=2cos8106t V，输入信号 us=(1+103t)cos7106t V。图(1)导出 ic2与 uL和 Us的关系式。(2)画出 ic2的频谱图。(3)当 LC 回路调谐在 fo=500KHz,带宽 B=20 kHz 时,求混频跨导 gc和 uo。.已知某非线性器件的伏安特性如图所示。
20、若用它构成混频器,本振电压 u1=U1m cos1t,信号电压 us=Usmo(l+ma cost)cosst,外加静态偏置电压 EB。试分析混频跨导 gc与 EB大小的关系,并画出它们之间的关系曲线。图 图.图为一场效应管混频器。场效应管的静态转移特性为 iD=IDSS(1-uGS/Up)2,其中,IDSS=3mA,Up=-3V。输出回路调谐于 465kHz,回路空载品质因数 Qo=100,RL=1k,回路电容19 C=600pF,接入系数 n=l/7,c1、C2、C3对高频呈现的阻抗可近似为零。若场效应管处于平方律区内工作,试分析混频跨导 gc与本振电压幅度 U1m的关系,求最大混频跨导
21、gc和混频器的电压增益 kVc。.某三极管平衡混频器如图所示。图中 Cl、C2、C3、C4为隔直流电容,us=1+mf(t)cosst(mV),u1=cos1t(V)。V1、V2晶体管特性相同,转移特性斜率 Sc=V,每管的直流偏置电压为。(1)画出该混频器交流等效电路;(2)画出该混频器的时变电导 g(t)的波形;(3)若集电极回路调谐于和频,回路带宽高于 f(t)最高频率的两倍,求其混频跨导 gc及混频电压增益 KVc。图.某推挽式场效应管混频器如图所示。两只场效应管特性完全相同,静态偏置电压EG=Up,场效应管转移特性。输入电压 us=Usm cosst,u1=U1m cos1t,U1m
22、Usm。试导出时变电导 g(t)的表示式,求该混频器的混频跨导 gc和混频器的功率增益(回路的自身损耗认为是零)。20 图.某接收机工作频率范围内 fs=230MHz,中频 fi=,f1=fs+fi。现有一频率等于 fM=7MHz 的干扰串入接收机,问当接收机在信号频率范围内调整时,会在哪几个频率点上收听到该干扰信号(至少举出 4 个)。.某单边带发射机(上边带)的框图如图所示。调制信号为3003000Hz 的音频,其频谱如图所示。试画出圈中各方框输出端的频谱图。图 外差式调幅广播接收机的组成框图如图所示。采用低中频,中频频率 fI=465kHz(1)填出方框 1 和 2 的名称,并简述其功能
23、。(2)若接收台的频率为 810kHz,则本振频率 fL=已知语音信号的带宽为 3003400Hz,试分别画出 A、B 和 C 点处的频谱示意图。图 混频器的本振电压,试分别写出下列情况的混频器输入及输出中频信号表示式(1)AM;(2)DSB;(3)SSB;.(4)FM;(5)PM。设某非线性器件的伏安特性为,如果,并且试求这个器件的时变跨导g(t)、变频跨导 gc以及中频电流的幅值。设某非线性器件的转移特性为。若 21 且本振试求变频跨导 gc。乘积型混频器的方框图如图所示,相乘器的特性为,若=V2,(V)(V)。(1)试求乘积型混频器的变频跨导；(2)为了保证信号传输,带通滤波器的中心频率
24、(中频取差频)和带宽应分别为何值 图 已知混频器件的伏安特性为 。问能否产生中频干扰和镜频干扰是否会产生交叉调制和互相调制 某接收机中频 fI=465kHz,fLfs,当接收 fs=931kHz 的信号时,除听到正常的声音外,还同时听到音调为 1kHz 的干扰声,当改变接收机的调谐旋钮时,干扰音调也发生变化。试分析原因,并指出减小干扰的途径。有一超外差接收机,中频 fI=fL-fs=465kHz 试分析说明下列两种情况是何种干扰(1)当接收 fs1=550kHz 的信号时,也听到 fm1=1480kHz 的强电台干扰声音;(2)当接收 fs2=1400kHz 的信号时,也会听到 700kHz
25、的强电台干扰声音。设混频器输入端除了作用有用信号 fs=20MHz 外,还同时作用有两个干扰电压,它们的频率分别为 fm1=,fm2=已知混频器中频为 fI=3MHz,本振频率为 fL=23MHz,试问是否有这两个干扰组成的组合频率分量能通过中频放大器如何减小这种干扰 什么是混频器的交调干扰和互调干扰怎样减小它们的影响 二极管平衡混频器如图所示。L1C1、L2C2、L3C3三个回路各自调谐在 fs、fL、fI上,试问在以上三种情况下,电路是否仍能实现混频(1)将输入信号 us(t)与本振信号 uL(t)互换;22(2)将二极管队的正、负极性反接;(3)将二极管 D1、D2的正负极性同时反接。图