《高频电路原理与分析(曾兴雯_第四版)课后习题答案4.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高频电路原理与分析(曾兴雯_第四版)课后习题答案4.pdf（131页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、高频电路原理与分析答案绪论1-1画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分的功用。答:话筒音频放大器调制器变频器激励放大输出功率放大载波振荡器V天线开关音频放大器解调器中频放大与滤波混频器高频放大本地振荡器上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图，它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变 频 器（不一定必须）、功率放大器和发射天线组成。低频音频信号经放大后，首先进行调制后变成一个高频已调波，然后可通过变频，达到所需的发射频率，经高频功率放大后,由天线发射出去。接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声
2、器等组成。由天线接收来的信号，经放大后，再经过混频器，变成一中频已调波,然后检波，恢复出原来的信息，经低频功放放大后，驱动扬声器。1-2无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？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。1-3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
3、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。在调幅方式中，A M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（A SK）、相位 键 控（PSK）等调制方法。1-4无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传播特性
4、和应用情况如何？答：无线电信号的频段或波段的划分和各个频段的传播特性和波段名称波长范围频率范留频段名称主要传抬方式和用途长披(LW)1()3 04 m30300 kHz低频(LF)地波 雕高通信低(MW)IO?103 m300 kHz 3 MHz中项(MF)地波、天波1广播、通侏导航短波(SW)10100 m3 30 MHz高旅HF)天彼、地摭广播、通信超短波(VSW)110 m30-300 MHz甚高族(VHF)直统传播、对流层敢知通信、电视广播、硼 广 福 雷 达%分米波(USW)10 100 cm300 MHz 3 GHz特高频(UHF)直线传播、散射传揄通信、槌与卫星通信、雷达、电视广
5、播&厘米波(SSW)110 cm3 30 GHz超高频(SHF)直线传曲中继和卫星通信、雷达毫米波(ESW)110 mm30300 GHz极高频(EHF)直线传揄微波通信 雷达应用情况如下表第二章高频电路基础2 -1对 于 收 音 机 的 中 频 放 大 器，其 中 心 频 率f=4 6 5k Hz.Bo.7 07=8 k Hz,回路电容C=2 00p F,试计算回路电感和QL值。若电感线圈的Q=1 00,问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求。解 2-1：毗 二 康 得:J =_(2%/0)2C 4/x 4652 x 106 x 200 x 1 0110642X4652X200 0.586/
6、nH由B。.7。7哈 得:因为：凡=QL=”0.707竺 蟀=58.1258xl03100109a)uC 2x465xl0 x200 xl0-n-2%x 465x2gC _ 00c2。g+g,.+R勺所以：&=(察-1)Rn=QL171.22WR=也 交 一 x 171.22 237.66S0 100-58.125答：回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联236.66kQ的电阻。2-2 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 12-260 pF,C t 为微调电容，要求此回路的调谐范 围 为 535-1605 k H z,求回路电感
7、L 和 C 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 2-2 图根据已知条件，可以得出：回 路 总 电 容 为=c+c”因此可以得到以下方程组1605X103=T-1-2 (1 2 xlO-2+C,)535xlO3=_ J=_ I2 帅g 2 地(260 x10*+G)1605 _ 1260 xl()T2+机 260 x)()T2+G _535 12X10 I2+C,*12x1012+c -8C,=260 x 10 n-9 x l2 x IO12=19 pF(2 万 x 535 x 103(260+19)xlO121063149423435 0.3175，H答：电容Ct为1
8、9 p F,电感L为0.3 1 7 5 m H.2-3图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐 振 频 率f o=l MHz,C】=4 00 p f,Ci-1 00 p F 求回路电感 L 若 Q=1 00,RL=2 k Q,求回路有载QL值。题2-3图解2-3CXC2 40000G+C2 500L=-j-Wc1(2X106)280X10-元 n0.317 z负载RL接入系数C为=器400=0.8I-v 2 nuuR 一 2折合到回路两端的负载电阻为此=3=m=3.i2 5 4 ap 0.64回路固有谐振阻抗为3急=由悬E有载品质因数0 =-=L5461+0 1+R 3.125答：回路电感为0.3
9、1 7 m H,有载品质因数为1.5 4 62-4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 2-4：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.构成震荡器非常方便，而且由于上述特点，会使频率非常稳定。2-5 一 个 5kHz的基频石英晶体谐振器，Cq=2.4X10-2pFCo=6pF,r0=15Qo求此谐振器的Q值和串、并联谐振频率。解 2-5:总电容
10、C:6x0.024-6+0.024 0.024pF=Cq串联频率fq=z f(L x=鼠 o.998fo=4.99kHz 2oc/121 1 109品质因数Q =-=-3-H=8846426027tf0Cr 2TIX5X103X0.024X10-12X15 3.6兀答：该晶体的串联和并联频率近似相等，为 5kHz,Q 值为88464260o2-6 电阻热噪声有何特性？如何描述答 2-6:电阻的热噪音是由于温度原因使电阻中的自由电子做不规则的热运动而带来的，因此热噪音具有起伏性质，而且它具有均匀的功率谱密度，所以也是白噪音，噪音的均方值与电阻的阻值和温度成正比。噪 音 电 压 功 率 谱=4kT
11、R,噪 音 电 压 均 方 值=4kTRB噪音电流功率谱$=4kTG,噪音电流均方值/：=4kTGB2-7 求如图所示并联电路的等效噪声带宽和输出均方噪声电压值。设电阻R=10kQ,C=200 pF,T=290 Ko题 2-7 图解 2-7:网络传输函数为H(jo)=-,3加 1+R则等效噪音带宽为H0=RH l 1 +(OC R)2 1+(2：CR)2-二e arctan(2/CK)|；一螺矗蛾戳x M卞WZU：=4kTGB“H：=4kT*B“R2=4kTRB”=4xl.37xl0-23x290 xl04xl25xl03=19.865(JuV2)答：电路的等效噪声带宽为1 2 5 k H z
12、,和输出均方噪声电压值为1 9.865|LIV2.2-8如图所示噪声产生电路，已知直流电压E=1 0 V,R=2 0 kQ,C=1 0 0 pF,求等效噪声带宽B和输出噪声电压均方值（图中二极管V为硅管）。巩v7/c题2-8图解 2-8:此题中主要噪音来自二极管的散粒噪音，因此流过二极管的电流为TI n=-E-V-D =-9-.-3-=0.4.6/nA,R 20000二极管电阻为R”=警 上 56。网络传输函数为H(j)=-：一-x -=-,+j(oC 1+jaC J 加RDRHRD%H,=&)等效噪音带宽为:J 田（川）=&_ f _1_df=f _ 1_df i%）2 J-J 1+（2叩&
13、）2 J=ZnCRn arctan（2句C&）h=4 c&,=4x looxlO_12 x56IO10=-44.64AfHz224U：=2/。河口:=2x0f465xIO 3xl.6x 1 0*x 44.64xl06x562 2083xfzzV2）2-9耒图示的T型和n型电阻网络留镰）题2-9解2-9设两个电路的电源内阻为Rs1.解T型网络输出电阻为R。=（纹+A）&+Rt+R(1)采用额定功率法2输入匹配功率尸点=条，输 出 匹 配 功 率=心1 黎纥噪音系数N,.=媪=殳x线+&*%*smo 凡 I&(2)采用开路电压法U=4kTBR”r 2no4kTB 2|R（3夕 愁 腕 梅 卑 瘢&
14、o时，ZL1=在 8=113()时，Z所以Z-1 一 n%h j Q 卜+ZL 11 n nzu y/l+Q(n2-l)2 Q(n2-D n=223Q因此，输出功率下降到原来的2/3Q倍。3-1 3试回答下列问题：利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加在基极 或集电极时、应如何选择功放的工作状态？利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态？。利用功放放大等幅度的信号时，应如何选择功放的工作状态？解 3-13(1)利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加在基极或集电极时、功放应选在过压状态。(2)利用功放放大振幅调制信号时，功放应选在欠压状态，并为乙类工作。(3)利用功放放大等幅
15、度的信号时，功放应选在过压状态，此时有较大的输出功率和效率。也可以选择在过压状态，此时输出电压幅度比较稳定。3-1 4当工作频率提高后，高频功放通常出现增益下降，最大输出功率和集电极效率降低，这是由哪些因素引起的？解 3-14主要原因是1.放大器本身参数，如6、a随频率下降。2.电路失谐，集电极阻抗减小。3.少数载流子渡越时间效应。4.非线性电抗效应，如Cyc的影响。5.发射极引线电感的影响，对高频反馈加深。3-1 5如图所示，设晶体管工作在小信号A类状态，晶体管的输入阻抗为Z,交流电流放大倍数为hfe/(l+j/f/f”,试求Le而引起的放大器输入阻抗Zi。并以此解释晶体管发射极引线电感的影
16、响。题3-15图解 3-15可 见，Le越 大，输入阻抗越大，反馈越深，电流越小，反馈越深,输出功率和效率越低。3-1 6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。题3-1 6图解 3-16:C23-1 7 试画出一高频功率放大器的实际线路。要 求 采 用 N P N型晶体管，发射极直接接地；（2）集电极用并联馈电，与振荡回路抽头连接；（3）基极用串联馈电，自偏压，与前级互感耦合。解 3-1 7：根据要求画出的高频功率放大器电路如下3-1 8 一高频功放以抽头并联回路作负载，振荡回路用可变电容调谐。工 作 频 率 f=5 M H Z,调谐时电容C=2 0 0 p F,回路有载
17、品质因数QL=20,放大器要求的最佳负载阻抗瓦产50。，试计算回路电感L和接入系数P。解 3-1 8 削。=即 得,L=-z-=z-TZ-5.07 uH（2 兀 f0）2 c 4K2X25X10-12X200X10-12因5=区 畔 所 以，p=3QL50 x27tx5xl06 x 200 xl0-12”rr-=50 x10 J2兀 0.125203-1 9如 图（a）所示的D型网络，两端的匹配阻抗分别为RPI、RP2O将它分为两个L型网络，根 据L型网络的计算公式，当给定Q2=RP2/XP2时，证明下列公式：a(i+Q；)-iKp27+2 制 Qz+悔Q+Q g 并证明回路总品质因数Q=Q1
18、+Q2O题 3-1 9解 3-1 9首先将电路分解成两个L回路，如 图（1）。然后利用并串转换,将Xp2和Rp2的并联转换为R s和X s3的串联，得 到 图（2）。根据串并转换关系，得:-J Xp 2Rp2一 段jX2(R p 2+jX p 2)R v因为，所以A,K.当XQ=XS2时，产生谐振，电路简化为图（3）,谐振电阻为Rs再利用串并转换，将X s i和R s的并联转换为瓦和人的并联，得到图（4）,其中Rp=(l+Q：)R“Xp=(l+2)X“，其中。产 导 泉当X p =X p,产生并联谐振，谐振阻抗为R p=R p ,因此有又因为,因为X=Xs3,因此从图（2）可以看出，总的品质因
19、数为Q=Xs；Xa=Xs；Xs3=Q+Q?（证明完毕）R,S KS3-20 上题中设 R20Q,Rp2=1000,F=30MHZ,指定 Q2=5,试计 算Ls、CPI、CP2和回路总品质因数Q。解 3-20品肾I+Q X+Q、100 F I 20 r m ,e 1-5 J-(l+5)1+5 27.1101+52 V100L Xs 27.11s-2nf-27TX30X106 0.144|iHX p =,R p l=1 20 9.76Q加 Ji 1,即平衡条件：7(/8)=1,即稳定条件:叫片M (|=1(p(T)=2 兀,振幅条件=0,1,2.相位条件.振幅条件 =0,1,2.相位条件振幅稳定条
20、件相位稳定条件4-2试从相位条件出发，判断图示交流等效电路中，哪些可能振荡，哪些不可能振荡。能振荡的属于哪种类型振荡器？(/)题4-2图答4一2(a)可能振荡，电感三点式反馈振荡器，(b)不能，(c)不能,(d)不能，(e)可能振荡，振荡的条件是L1C1回路呈容性，L2c2回路呈感性，即要求02,这时是一个电感反馈振荡器，(f)可能振荡，振荡的条件是LC3支路呈感性，即要求f03f,这时是一个电容反馈振荡器4-3图示是一三回路振荡器的等效电路，设有下列四种情况：(1)L 1 C 1 L 2 c 2 1 3；(2)L C L 3c 3；(4)L1C1L2C2=L3C3O试分析上述四种情况是否都能
21、振荡，振 荡 频 率3与回路谐振频率有何关系？题 4-3 图解 4-3根据给定条件，可知(1 )f o l f 0 2 f 0 3,因此,当满足f lf02f03,因此，当满足f l f 0 2 f f 0 3,就可能振荡,此时LC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。(3)f0l=f0 2 f0 3,因此，当 满 足 fl=f02f品=九3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。4-4 试检查图示的振荡器线路，有哪些错误？并加以改正。3)(d)(e)(C)题 4-4 图解 4-4 改正过的电路图如下(e
22、)S4-5将图示的几个互感耦合振荡器交流通路改画为实际线路,并注明互感的同名端。(a)(b)题 4-5图解 4-5,画出的实际电路如下Ec计 算G、C 2取值范围。（2）画出实际电路。解4一6(1)因为3题4一6(2 球)2*10*-1 39.4384x10-2-12 G 1（尸2nf x 10 50,呈感性，所以纥，=2四-2 y x 3x10-$(27)23 x io-sq-i2Mx 3xl0-s,也应呈感性，即(2TV-)23X10-5C,-1 1时满足起振条件，即SL+go+&gmg m E-g o+K/g m，1,、(1+0.062)x IO 3。gmm -(g.4-gn)=-43.
23、8mSKF(1-KF)L 0 0.02487(1-0.02487)LQ=gmVT 43.8 X 26=1.14mA4-8在图示的电容三端式电路中，试求电路振荡频率和维持振荡所必须的最小电压增益。解4-8振荡频率=-l-2.6MHz2 冗 J50X104X75X102当以心作为放大器的输出时，反馈系数KF=L要维持振荡，应满足KKF=1,即K=；=詈 =罂=3lx F 1UU4-9 图示是一电容反馈振荡器的实际电路，已知C=50pF,C2=100pF,C3=1 0-260pF,要求工作在波段范围，即 f=1010MHz,试计算回路电感L 和电容C。设回路无载Q。=1 0 0,负载电阻R=lk。，
24、晶体管输入电阻Ri=500Q.若要求起振时环路增益K。KF=3,问要求的跨gs。和静态工作电流IcQ必须多大？题 4-9 图解 4一 9C C回路总电容 c =+C0+C3 33.33+C0+C3C+C2Cmin=33.33+10+Co=43.33+CoCmax=33.33+260+C0=293.33+Co因此得到方程组如下1f N 1fmav=T=20X106=,2ndkC 2 兀 JL(43.33+C0)7 mi1代入数值后得 7f-=-_ 1()x 106=-/=2 T L em/2 T L(293.33+C。)解之得Co 40pF,L=0.76pH反馈系数Kf=FC i+c2 s o
25、3放大器增益K=合一-g +5 +K,R-330.33 x IO12V 0.76x10-61-9+10001+、X=12.88x1()35007-n v 一”a-。4-1 0对于图示的各振荡电路；（1）画出交流等效电路，说明振荡器类型；（2）估算振荡频率和反馈系数。题4-1 0图解 4-1 0（1）交流等效图如下2.2pF510Q（a）是一个西勒振荡器，当忽略1 5pF的电容后，是一个电容三点式反馈振荡器；（b）是一个电容三点式反馈振荡器（2厕 于电路，反馈系数为KF=瞥B0.268o.Z8.2 x 2.2 y-xl5C=衿+不3+3.3 4.855pF8.2 x 2.2“口-+158.2+2
26、.21 _1_2KVLC 271757 xl0-6x 4.855 xlO-12 9.57MHz对 于(b)电路1，NIN 2T T A/50X106X125X1012 2.014MHzf 02 max_ 127t750 xl0-6x68xl0-,2 2.731MHz因此，要电路振荡，振荡频率应该满足/，坛 皿 口而3.当LC串联支路的电容取68pF时，在回路电抗为。时振荡，即:111(i x 50 x 1 0-6 -(!x68xl0-12 i n.9 1(D1 x 10-9COi X I v 1(O.x 47x10-*=0整理后得到:1598 x KT谒-53.732 x 1015 co；x+
27、1.068=02 53.732 x 10-s 土 /53.7322 x IO-30-4 x 1.068 x 1598 x IO-311(D.=-3-1-9-6-x-1-0-3-1-T Z-=(53.73247)xl0、3|5 x l。(或 21x1 叫所以L m ax=.5=?x V315xl012 2.826MHz,或者 J*=；x 421x10 x 0.73MHz f02max,2 7 1因此在频率0.73MHz F不满足相位条件，不能振荡。当L C串联支路的电容取125pF时,X50X10-6-(O j x 125xl(rco.xlO-9-1,47x10-6(01 x 109 0将上式整
28、理得：3；=206x10”（或15x10）因此L m h.=(.=V206X1012 2.285MHz,2 元 27t或者=J-V15xlO,20.616MHz f02rllin,L it Z 7 C故在0.616MHz不满足相位条件，也不能振荡。答：该电路的振荡频率可在2.285MHz到2.826MHz范围内调节。14 (10叫-10叫 1 47xlO-2t+U3 cos co3t试写出电流i中组合频率分量的频率通式,说明它们是由哪些乘积项产生的，并求出其中的3 1、2 0 0 1+3 2、3 1+3 2-S 3频率分量的振幅。解5-1i=a0+%(叫+u2+113)+22(1!+u2+u3
29、)2+23(111+u2+u3)3=a0+a(ii+u2+u3)+a2(Uj+11；+u；+2u,u2+2u)u3+2u2u5)+a3(u,+11；+u；+211N2+2uiui+2U2U3)(U,+U2+U3)=a0+a,(Uj+u2+3)+a2(u,+u；+U3)+2a2(u1u2+UjU3+u2u3)+a3(u；+u+u)+6a,U1u2u,+3a,(uju,+uM +UU；4-u,u+11,u：)那么，频率分量的频率通式可表示为co =|q c)i p 2 r 03|将1 =Ucose)/，u2=U2cosa)2t,4=U3cosco3t代入后可求出i中的常数项为：a0+a基频分量为：
30、a1U,+a3-L+a3-L+a3 学 Jcoss/f,U：U?+l aiu2+a3-+a3U；U,+a32-jcos(n2t2(U：q 3U；)+aM +a 3 +a 3-+a 3 TC O S 3t2次频率分量和组合系数为2的频率分量为：u2 u2 u2a 2 -L cos 2(0|t+-cos 2co2t+-cos 2co3t2 2 2+a2U1U2cos(o1+(o2)t+U1U2cos(a)1-(o2)t+a2 UU3 cos(G)+a)3)t+UU3 cos(G1-G)3)t+a2 U3U2cos(3+C D2)t+U3U2COS(C D3-2)t 3次频率分量和组合系数为3的频率
31、分量U3 U3 ip-Lcos3(o1t+cos 3(o2t+cos 3co3t+33(+蛆4u?u u2ucos(2cOj+G)2)t+；2 COS(2CD 1 co2COS(2(D2+(D )t+-co,)t+3a3cosQO +(D3)t+cosQa)-a)3)t+u-2ju u2u-COS(2(O3+(0,)t 4-1 cos(2(03-C O )tu；2u 3u2ucos(2G 2+/)t+；3 cos(2d)2 -3)tu2u,u2u.-COS(2(D3 4-o2)t4-COS(2(O3-a2)t3a3U1U2U32cos(2+C O +0)t+CO S(02+C O 1 O3)t
32、4-CO S(02-C D,+o3)t+CO S(02-COj-co3)t从上面可以看出：直流分量是由i 的表达式中的常数项和2 次项产生各频率的基频分量是由i 的表达式中的1 次 和 3 次项产生各频率的3次谐波分量和组合系数之和等于3的组合频率分量是由 i 的表达式中的3 次项产生期分量的振幅为：aJJi+a,号+a、号 乜+23等20,+电分量的振幅为产3,5物+皿-%分量的振幅为:电驾丛5-2若非线性器件的伏安特性零级数表示i=ao+aiu+a2u2,式中a。、a1、+a2是不为零的常数，信 号u是频率为150 kHz和200 kHz的两个正弦波，问电流中能否出现50 kHz和350
33、kHz的频率成分？为什么？答5-2能出现50 kHz和350 kHz的频率成分，因为在u2项中将会出现以下2次谐波和组合频率分量。200 kHz-150 kHz=50 kHz200 kHz+150 kHz=350 kHz2x200 kHz=400 kHz2x150 kHz=300 kHz5一3-非线性器件的伏安侍传为U0。式中，u=EQ+U i+u2=EQ+UiCOS Wit+U2COS w2to 若 Ui很小，满足线性时变条件，贝”在氏=-112/2时，求出时变电导跣(t)的表示式。解5-3,根据已知条件,由+U2 cos co2t=0得:cos o2t=-2t=arccos(-)=至，所以
34、2 2 2 3_ 2九 ,/-2T TgDu 2n冗-(o2t ,4K2nn+co2t 2117r+设一个开关函数27-t3痴一3K(w2t)=A 2兀，3211 元a)2t 2HK+-2冗，,2nn+-co2t sm-cosnco2t=+coso43 T li 兀 3 3 it73,，百.,百 U ,-cos 2a)21+cos 4co2t-cos 5co2 t+2n 4九 5冗所以i=K(o2t)gDu=K(o2t)gD(4-U,coscdjt+U2 cos co2t)=K(a)2t)gD(-+U2 cos(o2t)+K(D2t)gDU!cosco时变跨导g(t)=K(a2t)gD=gI(
35、2 yji x/3-十 cos co2t-cos 2a),t3 n 2nA/3,+cos 4co2t-cos 5%t+I 4兀 5兀5-4 二极管平衡电路如图所示，Ui及 a 的注入位置如图所示，图中，Ui=UiCO S Wit,u2=U2CO S w 21 且 求 u()(t)的表示式,并与图5-7 所示电路的输出相比较。题5-4图解5-4设变压器变比为1:1,二极管伏安特性为通过原点的理想特性，忽略负载的影响，则每个二极管的两端电压为：当假设负载电阻RL时U。=+u2)-gDK(02t-K)(u1-u2)=gDRLK(02t)-K(o2t-7t)u+K(2t)+K(o2t-7t)u2=gD
36、RLKr(co2t)u1+u27 4 4 4、cos02t-cos302t+cos502t+.|U|cosgt=gDRL l兀 3兀 5兀)+U2 cos(02t这个结果和把U i、U 2换位输入的结果相比较，输出电压中少了 3i的基频分量，而多了 3 的基频分量，同时其他组合频率分量的振幅提高了 一倍。5-5图示为二极管平衡电路,u l=U l C O S 3 1 t,u 2=U 2 C O S o o 2 t,且U 2 U 1O试分析R L上的电压或流过R L的电流频谱分量，并与图5-7所示电路的输出相比较。解5-5设变压器变比为1：1,二极管伏安特性为通过原点的理想特性,忽略负载的影响，
37、则每个二极管的两端电压为：UD1=u(+u2 p m =g DK(2t)(U1+u2).UI2=-()+U2)Ijl =-g|K()2 t-n)(U|+4)则负载电流为：L=D1+D2=g j K W z t)-Kl.t -切(U1+U2)=guK 7CO jt)(+u2)展开后为：(4 4 4iL=gD-cosco2t-cos 3co2t+cos5co2t+n 3 加 5Kx(U cos 8 t+U 2 cos a)2t.)cos(o2+cojt+cos(co2-%)tit n-COS(3(O2+(oI)t-cos(3(o2-cojt3g3九+-COS(5(D2+叫)t+-COS(5O2-G
38、 J j)t(2 2 1+gD2U2 +cos 2w2t-cos 4(o2t+cos 6co2t+TI 3K 15冗 5 兀和把这个结果与Ui、U2换位输入的结果相比较，输出电压中少了3 1的基频分量，而多了直流分量和3 2的偶次谐波分量。5-6试推导出图5-17（下图）所示单差分对电路单端输出时的输出电压表示式（从V2集电极输出）。题5-6图解5-6设：UA=U COSCO/UB=U2 cosc02tl+-cos(o2t 1-p2n_1(x)cos(2n-1)0,1 成中x=4 儿 n=l J%当谐振回路对3 1谐振时，设谐振阻抗为RL,且3I3 2,贝 上Eeer U、1+cos(o2t
39、p1(x)cos(olt2Re l Ee Ju0=Ec-i；2RL=EC+E/i(x)O C C Z L L 2u,1Id-COS(o2t|C0SG)1tEe)5-7试推导出图5-1 8所示双差分电路单端输出时的输出电压表示式。题5-7图解5-7设：UA=U COSCO/uB=U2cos 02t,所以?5+6=10所以 i =。一。tanh（患则在V?与V,集电极的输出电压5-8在图示电路中，晶体三极管的转移埼射领题5-8图若回路的谐振阻抗为R。试写出下列三种情况下输出电压u。的表示式。(1)Ui=UiCOSWit,输出回路谐振在2on上;(2 )u=UcC O S co ct+Uf iC O
40、 S wnt,满足线性时变条 件，输出回路谐振在3 c上；(3 )u=U 0 S w i t+U2C 0 S s 2 t,且 co 2 3 1,U 1 很小，满足线性时变条件，输出回路谐振在(3 2-3 1)上。解 5-8(1)4 =“+E产q c o ss/+E“先将晶体管特性在静态工作点展开为泰勒级数静态电流人=a一 ”(=0,1,2,3 .)ic=b。+b1u+b2u2+)3 3 +.+bnun=l0+-U+-U2+-rU3+-Un VT 2匕2 6V/nW；因 为 在 2 =J i u；cos?8/=箝(C O S 2(0/+1)v y /r T r 1所以“。=cos 2_ G)a.
41、IURn 台、/=0*0 e 1 cos 2a)/1 4V/1(2)ube=u+Eb=uc+un+Eb=Uc cosoj+Un cos(onf+Eb因为U,U0满足线性时变条件，所以%向+g,。)/显 然 只 有 时 变 静 态 电 流 才 能 产 生9分量，因此将其展开为级数得Ica(t)=aal e Vt=IaeVr=Ia+-u+.+uco 0 s 0 0 VT c 2V c 3匕3，n!V；c取一次和三次项，包含3c分量的如 u +=COSC07+T c-IT 7 3 c Y 7 c CWYi I T3 I 4C O S 3coef+cos co/（3）ube=+2 +E力=Ux cos
42、（0/+U2 cos（D2Z +Eh因为U 2U 1满足线性时变条件，所以+2 1 4+口24=/co（，）+g,（，）i=4/，+a0Ise v,ut4+“2其中线性时变静态电流/co（f）=a。/%时变跨导g,”将g,“展开为级数得z xg(t)=1 r r l,1 H-1-d-1-2 1 3 1 T-W7H-+.%5八 ur s v 2 2V2 6V3 2 nWnT Fr p F 丁VJ T J F gp)1”取一次和三次项，包含0)2分量的为干。4 0,U,U3、彳+%37cos(o2Z而 且;旬/=a。1U、2Vr4U：%cos2f U COSCO/cos(a)2-8”+COS(G)
43、2+”J r 4 v J所以。二 驾 产*u2 U1y z、+cos(%-8”VT VT 75-9场效应管的静态转移特性如图所示D=k（l-,）2题5-9图式 中,UGs=Ecs+U0S3it+U2cos o)2t;若 lb彳 艮 小，满足线性时变条件。(1)当 l)24|VP-EG S I ,EG S=VP/2 时，求时变跨导gm(t)以及勖；(2)当U2=|VP-EGSI,EG S=VP/2时，证 明 g而 为静态工作点跨导。解5-9 _ EGS+a 2 _厂g,“0u12c osov.，v p21D SSIVJj _ E（；s+%）V当=l匕，-%1,纥居=于时J_VjLyp 2cos/
44、=等 +等 COS。/=g,Q+gml COS GV=g”】0=g，0o m Q 2 3ml 2显然，在这种条件下，gmi=gme5-1 0图示二极管平衡电路，输 入 信 号Ui=UO S3it,u2=U2CO Sw2t,且0)231,U2U1O输 出 回 路 对 谐 振，谐振阻抗为Ro,带宽 B=2FI(FI=3I/2TI)。(1)不考虑输出电压的反作用，求输出电压u。的表示式；(2)考虑输出电压的反作用，求输出电压u。的表示式，并与(1)的结果相比较。(1)设变压器变比n为1:1,二极管为理想二极管，则开关函数1 2 2 2K(co2Z)=+cos a)2Z-cos 3C D2Z H-co
45、s 5co2Z +.2 7 1 3兀 5九根据题意，只取应分量，则2 4R g Uu()=2RgD COSCD2Z /=D 1 cos a)2Z cos(0/it it=2 4且/1 COS(G)2 +8 1 )+2司cos。一 ”兀(2)当考虑输出的反作用的时候反射电阻为R/=2R=R。因此，此时的跨导为rD +Rf rD +R（）4RogUuo=-L cos a）2t cos co/T t=1cos（g +o”+2K（）g q e g（2 _”Kn信号各分量的振幅降低了第六章 振幅调制、解调及混频6-1 已知载波电压Uc=UcSinwct,调制信号如图所示，fc l/Tno分别画出m=0.
46、5 及 m=l两种情况下所对应的AM波波形以及DSB波波形。o题 6-1 图解 6-1,各波形图如下AM(m=O 5)6-2 某 发 射 机 输 出 级 在 负 载 RL=100。上 的 输 出 信 号 为Uo(t)=4(1-0.5cosO t)cos wct Vo 求总的输出功率 Pav、载波功率P c和边频功率P 边 频。解6-2显然，该信号是个A M调幅信号，且m=0.5,因此RLUC2422x100=0.08W=0.08(1+等=0.09W(m2P a v=PC 1 +VI Z)P边 频=Pa、Pc=09 008=001W6-3试用相乘器、相加器、滤波器组成产生下列信号的框图（1）A
47、M 波；（2）D S B 信号；（3）S S B 信号。解6-36-4在图示的各电路中，调 制 信 号un（t）=Un c o s O t,载波电压 Uc=Uc C O S （O c t,J L W c O,Uc Un,二极管 VDI 和 VD2 的伏安特性相同，均为从原点出发，斜 率 为g D的直线。（1）试问哪些电路能实现双边带调制？（2）在能够实现双边带调制的电路中，试分析其输出电流的频率分量。题 6-4 图解 6-4i =a-，2)=。L =(%+)=SoK(8 1)(，+)-兀)(，+%)=g/)K(o)/)(%+k)=gD C O S CD/-C O S 3(f)ct+.|(7f
48、C O S CD/+Ua cos)cos(af+%)+cos-%W-cos(3(oe+(DnV-cos(3cot,-con)/+3 3+2 cos 2c(D12Z -cos 4C D2Z +=(1-/2)=g K(c o/)(“n+,-)-grK(0t-7t)(n-uc)=g,K(o/)-K(o/-7t)a+g K(/)+K(s工 一n)c=g K(8 3)n+g/A(4 4,=gD cos CD/-COS 3(0/+/COS(0Q+gDUc COS17137t )2 g N a7tCOS(G)c+%)f+COS(0)c-8 c)t-gcos(3o)c +con)/-cos(3(Df-a)Q)
49、/+g cos 3/iu=(/i+/2)=gK(oj)(“c+)+gDK(act)(uc-un)=2 g/(o/)“cc 门 2 2=2g n-+COS(D/-COS 3(0/+.Ue COS 3/2 n c 3冗 c J c c所以，（b）和（c）能实现D S B调幅而 且 在（b）中，包含了风的奇次谐波与Q的和频与差频分量，以及M的偶次谐波分量。在（c）中，包含了 c o。的奇次谐波与。的和频与差频分量，以及8 c的基频分量。6-5试分析图示调制器。图中，C b对载波短路，对音频开路；Uc=UcCOS W et,UQ=UQC 0 S O t（1）设Ue及 UQ均较小，二极管特性近似为i=a
50、 o+a i u2+a2u2.求输 出u。中含有哪些频率分量（忽略负载反作用）？（2）如 UCUQ,二极管工作于开关状态，试 求u。的表示式。（要求：首先，忽略负载反作用时的情况，并将结果与（1）比较；然后，分析考虑负载反作用时的输出电压。）题6-5图解6-5（1 ）设二极管的正向导通方向为他的电压和电流的正方向，贝1：=+2a2ucuQ=2aUQ cosQz+2a2UQUc coscoj co sd-i)RL=2RLaUQ cosfb+2RLa2UQUc cos-K(8/M i=g”不叫力性+%)V 2 =Sn-K(det)ul2=g”-K()，)俘-%)o=(i，2)&=2RLSD-K(0