高频电子信号第四章习题解答
《高频电子线路》习题解答完整答案
《高频电子线路》习题解答周选昌二○○六年九月第一章：选频网络与阻抗变换1-1电容器等效电路和电感线圈等效电路如图P1-1，已知电感线圈L=585uH ，其品质因数1000=Q ，电容器C=200PF ，Ω=M R C 30，将二者串联组成串联谐振电路，要求谐振频率为KHz f 4650=，试求：串联谐振回路的总电感L 0和总电容C 0 串联谐振回路的总谐振电阻r 0 串联谐振回路的品质因数Q e解： 在L 与L r 组成的支路中有： Ω===1.172000Q Lf Q r L πρ将C R 与C 组成的并联支路转换为C r 与C C 的串联支路后的等效电路如图所示。
则有：17530200====C C CC CR f C R R Q πωρ，利用串并互换原则有Ω=≈+=098.011122C CC C C R Q R Q r C C CC X X Q X C ≈+=2111 即pF C C C 200=≈则串联谐振回路的总电感H L L μ5850==，总电容pF C C C 2000==。
串联谐振回路的总谐振电阻Ω=+=+=198.17098.01.170C L r r r 串联谐振回路的品质因数43.992000===r Lf r Q e πρ1-2 现有一电感线圈L=200μH ，1000=Q 。
将其与一可变电容器C 串联后，接于Us=10mV ，f =794KHz 的信号源上。
调节可变电容器C 使回路谐振时，试求：（1）谐振时C 0及谐振电阻r 0。
（2）回路的谐振电流I 0。
（3）电容器C 两端电压Uc 。
LAB图P1-1LABV解：根据题意画出其电路如图所示。
Ω===102000Q Lf Q r L πρpF LC C LC2001120===∴=ωω 。
谐振时回路电流mA r V I LS10==电容两端的电压V V Q Cr V X I U S L S C C 1100==⋅==ω。
高频电路原理第四章-部分习题解答
1 振荡电路
探索电感元件在振荡电路中的关键作用，以 及常见的应用场景。
2 滤波电路
介绍电感元件在滤波电路中的应用，包括低 通、高通和带通滤波器。
3 变压器
详细讲解电感元件在变压器中的工作原理和 应用。
4 磁性存储器
了解电感元件在磁性存储器中的用途和特点。
习题5-电感元件的热效应和温度特性
热效应 温度补偿 热散射
探讨电感元件在高功率应用中的热效应、功率损 耗和温度特性。
介绍如何在设计中考虑电感元件的温度特性，并 进行温度补偿。
讨论电感元件的热散射问题，以及如何提高热管 理效果。
习题6-电感元件的选择和设计方法
电感元件的选择准则
指导如何根据应用需求选择合适的电感元件，包括 电流容量、电感值和尺寸等因素。
自制电感元件的设计
提供制作自制电感元件的基本原理和设计方法，以 及常见的DIY电
1 故障诊断
讲解电感元件的常见故障现象和诊断技巧，帮助您快速找出故障原因。
2 维修技巧
提供电感元件维修的实用技巧和步骤，确保有效和安全地进行维护和更换。
高频电路原理第四章-部 分习题解答
欢迎来到高频电路原理第四章的部分习题解答。在这个演示文稿中，我们将 探讨电感元件的基本概念、特性以及应用场景，并为您提供解决相关问题的 方法和技巧。
习题1-电感元件的基本概念和特性
电感元件是什么？
探讨电感元件的定义、原理和基本特性，了解其在电路中的作用和影响。
电感分类
比较自谐振和互谐振对电感元 件的影响，以及它们在不同电 路中的应用。
习题3-电感元件的等效电路模型
1
理想电感模型
介绍理想电感模型，讨论其使用场景和特性。
2
《高频电子线路》习题解答完整答案
RS
，R
' L
1 P22
RL 。此时有谐振阻抗： RT
R0 // RS'
//
R
' L
，回路总电容：C
C，
有载品质因素： Qe
RT
RT 0C ，其中0
1。 LC
《高频电子线路》习题解答(周选昌)
8
（g）令接入系数 P1
N3
N3 N2
N1
，接入系数 P2
N2 N3 N3 N2 N1
解： S
1
Q f0
1 2Q
f f0
2
2f
1
640 1
1
1 16
S2
2 20 0.72
BW0.7
f0 Q
640 16
40 KHz 。
当信号频率为 680KHZ 时，则频率偏移为 f 680 640 40KHz ，则信号的抑制比 S 为
又 RT RS // RP // RL ，即 GT GS GP GL ，所以有：
GL
GT
GS
GP
0.377
0.167 0.05 0.16mS
RL
1 GL
6.25K
1-7 设计一并联谐振回路，要求其谐振频率 f0 10MHz ；当失谐频率 f 10.6MHz 时，
11.76H
Q0
RT
RT
Q0
0 LQ0
12.49 K
若希望回路的通频带宽展宽一倍，则要求品质因素 Q 降低一倍，即谐振电阻减少一倍，则
高频电子线路-第4章--习题答案
第4章 正弦波振荡器4.1 分析图P4.1所示电路，标明次级数圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。
[解] (a) 同名端标于二次侧线圈的下端601260.87710Hz 0.877MHz 2π2π3301010010f LC--===⨯=⨯⨯⨯(b) 同名端标于二次侧线的圈下端606120.77710Hz 0.777MHz 2π1401030010f --==⨯=⨯⨯⨯(c) 同名端标于二次侧线圈的下端606120.47610Hz 0.476MHz 2π5601020010f --==⨯=⨯⨯⨯4.2 变压器耦合LC 振荡电路如图P4.2所示，已知360pF C =，280μH L =、50Q =、20μH M =，晶体管的fe 0ϕ=、5oe 210S G -=⨯，略去放大电路输入导纳的影响，试画出振荡器起振时开环小信号等效电路，计算振荡频率，并验证振荡器是否满足振幅起振条件。
[解] 作出振荡器起振时开环Y 参数等效电路如图P4.2(s)所示。
略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于0612Hz =0.5MHz 2π2π2801036010f LC--==⨯⨯⨯略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为5661121042.7μS 502π0.51028010e oe oe o G G G G S S Q Lρω--=+=+=⨯+=⨯⨯⨯⨯⨯由于三极管的静态工作点电流EQ I 为12100.712330.6mA 3.3k EQV I ⨯⎛⎫-⎪+⎝⎭==Ω所以，三极管的正向传输导纳等于/0.6/260.023S fe m EQ T Y g I U mA mV ≈===因此，放大器的谐振电压增益为o muo eiU g A G U -==而反馈系数为f oU j M M F j L LU ωω-=≈=-这样可求得振荡电路环路增益值为60.023203842.710280meg M T A F G L -====⨯ 由于T >1，故该振荡电路满足振幅起振条件。
高频电子线路v第四章习题解答
4-1 如图是用频率为1 000 kHz 的载波信号同时传输两路信号的频谱图。
试写出它的电压表达式，并画出相应的实现方框图。
计算在单位负载上的平均功率P av 和频谱宽度BW AM 。
解：(1)为二次调制的普通调幅波。
为二次调制的普通调幅波。
第一次调制：调制信号：F = 3 kHz 载频：f 1 = 10 kHz ，f 2 = 30 kHz第二次调制：两路已调信号叠加调制到主载频f c = 1000 kHz 上。
上。
令 W = 2p ´ 3 ´ 103 rad/sw 1 = 2p ´ 104rad/sw 2= 2p ´ 3 ´ 104rad/s w c = 2p ´ 106rad/s第一次调制：v 1(t ) = 4(1 + 0.5cos W t )cos w 1tv 2(t ) = 2(1 + 0.4cos W t )cos w 2t第二次调制：v O (t ) = 5 cos w c t + [4(1 + 0.5cos W t )cos w 1t + 2(1 + 0.4cos W t )cos w 2t ] cos w c t= 5[1+0.8(1 + 0.5cos W t )cos w 1t + 0.4(1 + 0.4cos W t )cos w 2t ] cos w c t (2) 实现方框图如图所示实现方框图如图所示(3) 根据频谱图，求功率。
根据频谱图，求功率。
○1 载频为10 kHz 的振幅调制波平均功率的振幅调制波平均功率 V m01 = 2V ，M a1 = 0.5W 5.4)211(2W 22121a 01av1201m 01=+===M P P V P ；○2 f 2 = 30 kHz V m02 = 1V ，M a2 = 0.4W 08.1)211(2W 5.02122a 02av2202m 02=+===M P P V P ； ○3 主载频f c = 1000 kHz V m0 = 5VW 5.122120m 0==V P总平均功率P av = P 0 + P av1 + P av2 = 18.08 W ○4 BW AM 由频谱图可知F max = 33 kHz得BW AM = 2F = 2(1033 -1000) = 66 kHz4-3 试画出下列三种已调信号的波形和频谱图。
高频电子线路(第四版)课后习题答案_曾兴雯
答3-8
当晶体管工作在线性区时的工作状态叫欠压状态，此时集电极电流随激励而改变，电压利用率相对较低。如果激励不变，则集电极电流基本不变，通过改变负载电阻可以改变输出电压的大，输出功率随之改变；该状态输出功率和效率都比较低。
解3-12
（1）
（2）可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保证IC1不变，但这样可使导通角减小，效率增加。
（3）由于频率增加一倍，谐振回路失谐，集电极阻抗变小，电路由原来的临界状态进入欠压状态，输出幅度下降，故使输出功率和效率都下降。对于2ω的频率，回路阻抗为：
因此，输出功率下降到原来的2/3Q倍。
可以通过采取以下措施
1.减小激励Ub，集电极电流Ic1和电压振幅UC基本不变，输出功率和效率基本不变。
2.增大基极的负向偏置电压，集电极电流Ic1和电压振幅UC基本不变，输出功率和效率基本不变。
3.减小负载电阻RL，集电极电流Ic1增大，IC0也增大，但电压振幅UC减小不大，因此输出功率上升。
4.增大集电极电源电压，Ic1、IC0和UC增大，输出功率也随之增大，效率基本不变。
解2-1：
答：回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联236.66kΩ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，Ct为微调电容，要求此回路的调谐范围为 535～1605 kHz，求回路电感L和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。
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。
《高频电子线路》(周选昌)习题解答完整答案
1 LC ∑
。
1-9 画出图 P1-9 所示的四个无耗的电抗~频率特性曲线，并写出关键点的频率值。
L C (a)
L
C
L1
L2 C
C1
L C2
(b) 图 P1-9
(c)
(d)
解：其电抗~频率特性曲线及关键点的频率如下图所示。
X f
X fp 0 f
0
fs
（a） f S = X
1 2p LC
（b ） X f
f0 f0 6.5 × 10 6 = → Q0 = = = 26 Q0 BW0.7 250 × 10 3
→L=
f0 =
1 2π LC
(2πf 0 )2 C
1
= 11.76 µH
Q0 =
RT
ρ
→ RT = ρQ0 = ω 0 LQ0 = 12.49 KΩ
若希望回路的通频带宽展宽一倍，则要求品质因素 Q 降低一倍，即谐振电阻减少一倍，则 应在回路两端并一个与谐振电阻 RT 一样的电阻，即 R x = RT = 12.49 KΩ 。
fp =
1 2p LC
fp
0
fp
fs
0
fs
f
（c）
（d）
1 , fp = fS = 2p L2C 2p
' = RS
1 1 ' ' ' ，回路总电容： = 2 RL 。 此 时 有 谐 振 阻 抗 ： RT = R0 // RS RS ， R L // RL 2 PL PC
RT
C ∑ = C1 // C 2 ，有载品质因素： Qe =
ρ
= RT ω 0 C ∑ ，其中 ω 0 =
1 LC ∑
高频第四章作业答案
4.2解：a、b、e图不能够产生振荡：a和b不满足三点式振荡器电路组成法则，e中的L 和C1串联谐振电路在环路中起阻抗作用（输入是电流，输出是电压），不满足负斜率的相频稳定条件。
c、d图可以产生振荡：c满足三点式振荡器电路组成法则，d满足正反馈和负斜率的相频稳定条件。
4.6解：(a) 电路的交流通路如图(a)所示，为改进型电容三点式振荡电路，称为西勒电路。
其主要优点频率稳定高。
13.3pF=4.86pF1112.28.215MHzCf⎛⎫⎪=+⎪⎪++⎪⎝⎭==(b) 电路的交流通路如图(b)所示，为改进型电容三点式振荡电路，称为克拉泼电路。
其主要优点是晶体管寄生电容对振荡频率的影响很小，故振荡频率稳定度高。
123maxminminmax11111100100010001251601111000100068MHz2.91MHzCC C CC pF pFC pF pFff=++==++=≈++====≈4.7解：(a)、由三点式振荡电路的组成法则，11C L 和22C L 并联电路必须呈感性，为电感三点式电路，所以振荡频率f 0必须满足：f 1,f 2>f 0(b)、根据三点式振荡电路的组成法则，11C L 呈必须感性，22C L 必须呈容性，为电容三点式电路，所以振荡频率f 0必须满足：f 1 >f 0 >f 2 4.9解：交流等效电路分别如图(a)和图(b)。
图(a)中晶体呈感性。
晶体作为高Q 元件与其它元件构成并联谐振回路。
反馈系数12012120013001050.4551111()150********f oIU F U I ωωω---⨯⨯===≈+⨯⨯⨯⨯ 图(b)中晶体工作在串联谐振状态，在振荡器中用作高选择性短路元件。
反馈系数12012120012701010.137117.28()431027010f oIU F U I ωωω---⨯⨯===≈+⨯⨯⨯⨯4.11解：振荡电路简化交流通路如图所示。
《高频电子线路》习题解答完整答案
流 I0。（3）电容器 C 两端电压 Uc。
VS
rL C
《高频电子线路》习题解答(周选昌)
3
解：根据题意画出其电路如图所示。
rL
Q0
2f0 L Q0
10
1 LC
C0
C
1 2L
200
pF
。
谐振时回路电流 I 0
VS rL
1mA
电容两端的电压U C
I0 X C
，其等效电路如右图
所示，则有：
C
R0
L N1
N2
N3
RL Rs
RS'
C
R L'
R0
L
N1
N2
N3
RL
Rs
RS'
1 P12
RS ， RL'
1 P22
RL 。此时有谐振阻抗：
RT R0 // RS' // RL' ，回路总电容：
C
C ，有载品质因素： Qe
RT
RT 0C ，其中0
1 QC2
RC
0.098
X CC
1 1
XC XC
即 CC C 200 pF
1
QC2
则串联谐振回路的总电感 L0 L 585 H ，总电容 C0 CC 200 pF 。
串联谐振回路的总谐振电阻 r0 rL rC 17.1 0.098 17.198
(e)
令接入系数 PC
C1 C2 C1
，接入系数 PL
N2 N2 N1
高频电子线路第四章作业解答
振荡频率为：
f0
=
1 2π LC
= 10.6MHz
Rc
20p
p
BC
E
200p 10μ
8.2p 3.3p
47μ
RE
200p
Re
2.2p
(a)
(b)
图解 4.3
4.4 如图 4.4 所示振荡器，分析说明各元件的作用，并求当振荡频率为 49.5MHz 时，电
容 C 应该调到何值。
LC1
Cb
Rb1
3pF
Rb2
Rb1
Ce
3.9k
Ucc
图解 4.10
题图 4.9 解：交流等效电路如图解 4.9 所示。
5MHz 20p
3~10p
V1 200p 330p 4.7μ
V2 4700p
1.5k
图解 4.9
LC 并联谐振回路谐振频率为：
f 01
=
1 2π LC
=
2π
1 4.7 ×10−6 × 330 ×10−12
≈ 4MHz
则当晶体的标称频率为 5MHz 时，330pF 电容与 4.7μH 电感构成的并联回路呈现容性， 其满足三点式电路的组成法则，是电容三点式电路。而当晶体的标称频率为 3MHz 时，330pF
的电容、电感为工作电容、工作电感。
f0
=
2π
1 LCΕ
⇒ CΕ
=1 (2πf0 )2 L
= 6.9 pF 则电容 C 应该调到 5pF。
4.5 石英晶体振荡器与 LC 振荡器相比，谁的频率稳定度谁高？为什么？
石英晶体振荡器的频率稳定度高，因为：石英晶体自身的标准性很高；外电路对石英晶
体的接入系数很小；石英晶体的品质因数很高。
高频电子线路最新版课后习题解答第四章 高频功率放大器习题解答
思考题与习题4.1 按照电流导通角θ来分类，θ=180度的高频功率放大器称为甲类功放，θ>90度的高频功放称为甲乙类功放，θ=90度的高频功率放大器称为乙类功放，θ<90度的高频功放称为丙类功放。
4.2 高频功率放大器一般采用LC谐振回路作为负载，属丙类功率放大器。
其电流导通角θ<90度。
兼顾效率和输出功率，高频功放的最佳导通角θ= 60～70 。
高频功率放大器的两个重要性能指标为电源电压提供的直流功率、交流输出功率。
4.3 高频功率放大器通常工作于丙类状态，因此晶体管为非线性器件，常用图解法进行分析，常用的曲线除晶体管输入特性曲线，还有输出特性曲线和转移特性曲线。
4.4 若高频功率放大器的输入电压为余弦波信号，则功率三极管的集电极、基极、发射极电流均是余弦信号脉冲，放大器输出电压为余弦波信号形式的信号。
4.5 高频功放的动态特性曲线是斜率为1-的一条曲线。
R∑υ对应的静态特性曲线的交点位于放大区就4.6对高频功放而言，如果动态特性曲线和BEmaxυ称为欠压工作状态；交点位于饱和区就称为过压工作状态；动态特性曲线、BEmax 对应的静态特性曲线及临界饱和线交于一点就称为临界工作状态。
V由大到小变化时，4.7在保持其它参数不变的情况下，高频功率放大器的基级电源电压BB功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。
高频功放的集电极V（其他参数不变）由小到大变化时，功放的工作状态由过压状态到电源电压CCV（其它参数不变）由小临界状态到欠压状态变化。
高频功放的输入信号幅度bm到大变化，功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化。
4.8 丙类功放在欠压工作状态相当于一个恒流源；而在过压工作状态相当于一个恒压源。
集电极调幅电路的高频功放应工作在过压工作状态，而基级调幅电路的高频功放应工作在欠压工作状态。
发射机末级通常是高频功放，此功放工作在临界工作状态。
4.9 高频功率放大器在过压工作状态时输出功率最大，在弱过压工作状态时效率最高。
高频电子电路(第4版)第3章第4章课后答案习题解答
过程将停止，振荡器达到平衡状态，即进入等幅状态。振荡器进入平衡状态后，直流电源补充的能
量刚好抵消整个环路消耗的能量。故平衡条件为： T ( jo ) 1
（3）振荡器在工作过程中，不可避免地要受到各种外界因素变化的影响，如电源电压波动、噪 声干扰等。这些会破坏原来的平衡条件。如果通过放大和反馈的不断循环，振荡器能产生回到原平
（2）振荡频率
fs
2π
1 LC
，式中 C C1C2 100 300 75(pF) C1 C2 100 300
∴
fs
2π
1 LC2πFra bibliotek12.60 106(Hz) 2.60MHz
50 106 75 1012
1
（3）要维持振荡首先要满足的振荡条件为： T ( jo ) 1 ，即
Auo F
3.7 解：检查：直流偏置电路、高频交流等效电路（正反馈）。改正后的电路如图 3.7 所示。
图 3.7 图（a）：直流电源被变压器的次级线圈短路到地，加不到晶体管基极，故应加隔直电容 Cb ；
高频交流等效电路：通过瞬时极性法得知，此反馈为负反馈，故应修改同名端的标注。 图（b）：直流偏置电路正确；
高频交流等效电路：基极悬空、 C1 被短路，基极和射极间添加电容 Cb ，去掉 Ce 。 图（c）：直流偏置电路正确；
（2）高频交流等效电路如图 3.8 所示。
回路总电容：
C
C4
C1C2
C1C2C3 C1C3 C2C3
根据振荡频率
fs
2π
1 LC
有
C
(2
1 fs)2 L
(2
1 49.5 106 )2
1.5 10 6
6.89 1012 (F)
高频电子线路胡宴如耿苏燕主编200911版高频习题答案
高频电子线路(胡宴如耿苏燕主编)习题解答目录第2章小信号选频放大器 1 第3章谐振功率放大器 4 第4章正弦波振荡器10 第5章振幅调制、振幅解调与混频电路22 第6章角度调制与解调电路38 第7章反馈控制电路49第2章 小信号选频放大器2.1 已知并联谐振回路的1μH,20pF,100,L C Q ===求该并联回路的谐振频率0f 、谐振电阻p R 及通频带0.7BW 。
[解] 90-6120.035610Hz 35.6MHz 2π2π102010f LCH F-===⨯=⨯⨯6312640.71010022.4k 22.361022.36k 201035.610Hz35.610Hz 356kH z100p HR Q Ff BW Q ρρ--===Ω=⨯Ω=Ω⨯⨯===⨯=2.2 并联谐振回路如图P2.2所示，已知：300pF,390μH,100,C L Q ===信号源内阻s 100k ,R =Ω负载电阻L 200k ,R =Ω求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
[解] 0465kHz 2π2π390μH 300PFf LC≈==⨯0.70390μH100114k Ω300PF////100k Ω//114.k Ω//200k Ω=42k Ω42k Ω371.14k Ω390μH/300 PF/465kHz/37=12.6kHzp e s p Lee e R Q R R R R R Q BWf Q ρρ===========2.3 已知并联谐振回路的00.710MHz,C=50pF,150kHz,f BW ==求回路的L 和Q 以及600kHz f ∆=时电压衰减倍数。
如将通频带加宽为300 kHz ，应在回路两端并接一个多大的电阻? [解] 6262120115105μH (2π)(2π1010)5010L H f C --===⨯=⨯⨯⨯⨯ 6030.7101066.715010f Q BW ⨯===⨯ 2236022*********.78.11010p oU f Q f U ••⎛⎫⎛⎫∆⨯⨯=+=+= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 当0.7300kHz BW =时6030.746120101033.33001033.31.061010.6k 2π2π10105010e e e ef Q BW Q R Q f C ρ-⨯===⨯====⨯Ω=Ω⨯⨯⨯⨯g而471266.72.131021.2k 2π105010p R Q ρ-===⨯Ω=Ω⨯⨯⨯g由于,pepRRRR R=+所以可得10.6k21.2k21.2k21.2k10.6ke pp eR RRR RΩ⨯Ω===Ω-Ω-Ω2.4并联回路如图P2.4所示,已知：360pF,C=1280μH,L==100,Q250μH,L= 12=/10,n N N=L1kR=Ω。
《高频电子线路》课后答案
高频电子线路参考答案第2章 小信号选频放大器2.1 已知并联谐振回路的1μH,20pF,100,L C Q ===求该并联回路的谐振频率0f 、谐振电阻p R 及通频带0.7BW 。
[解] 90-612110.035610Hz 35.6MHz 2π2π102010f LCH F-===⨯=⨯⨯6312640.71010022.4k 22.361022.36k 201035.610Hz35.610Hz 356kH z100p HR Q Ff BW Q ρρ--===Ω=⨯Ω=Ω⨯⨯===⨯=2.2 并联谐振回路如图P2.2所示，已知：300pF,390μH,100,C L Q ===信号源内阻s 100k ,R =Ω负载电阻L 200k ,R =Ω求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
[解] 011465kHz 2π2π390μH 300PFf LC≈==⨯0.70390μH100114k Ω300PF////100k Ω//114.k Ω//200k Ω=42k Ω42k Ω42k Ω371.14k Ω390μH/300 PF/465kHz/37=12.6kHzp e s p Lee e R Q R R R R R Q BWf Q ρρ===========2.3 已知并联谐振回路的00.710MHz,C=50pF,150kHz,f BW ==求回路的L 和Q 以及600kHz f ∆=时电压衰减倍数。
如将通频带加宽为300 kHz ，应在回路两端并接一个多大的电阻? [解] 6262120115105μH (2π)(2π1010)5010L H f C --===⨯=⨯⨯⨯⨯ 6030.7101066.715010f Q BW ⨯===⨯2236022*********.78.11010p oU f Q f U ••⎛⎫⎛⎫∆⨯⨯=+=+= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭当0.7300kHz BW =时6030.746120101033.33001033.31.061010.6k 2π2π10105010e e e ef Q BW Q R Q f C ρ-⨯===⨯====⨯Ω=Ω⨯⨯⨯⨯而471266.72.131021.2k 2π105010p R Q ρ-===⨯Ω=Ω⨯⨯⨯ 由于,p e pRR R R R =+所以可得10.6k 21.2k 21.2k 21.2k 10.6k e p p eR R R R R Ω⨯Ω===Ω-Ω-Ω2.4 并联回路如图P2.4所示,已知：360pF,C =1280μH,L ==100,Q 250μH,L = 12=/10,n N N =L 1k R =Ω。
第4章《高频电子线路》_(曾兴雯)_版高等教育出版社课后答案
第4章 正弦波振荡器
第一节
反馈振荡器的原理
一、反馈振荡器的原理分析
组成： （1）放大器
放大器通常是以某种选频网络(如振荡回路)作负载， 是调谐放大器。
（2）反馈网络 一般是由无源器件组成的线性网络。 正反馈： U’i(s)与Ui(s)相位相同。
5
第4章 正弦波振荡器
一、反馈振荡器的原理分析
Ui (s) Us (s) Ui(s)
若 Uo Uc
jL Uc ZL R L e 放大器的负载阻抗 所以 Ic T(j) Yf (j)ZLF(j) Yf ( j)ZL F( j) 1
9
U Uc Uo Ic c 又 K( j) Yf (j)ZL I Ui Ub c Ub 因为 jf Ic Yf ( j) Yf e 晶体管的正向转移导纳 Ub
振幅条件的图解表示
U0 U02 U01 Ub1 Ub2 Ub3 Ub
振荡开始时应为增幅振荡！
12
第4章 正弦波振荡器
四、稳定条件 1、振幅稳定条件
T U i
K U i
0
Ui UiA
0
U i U iA
U’i UiA U’’i
因此，振荡器由增幅振荡过渡到稳幅振荡，是由放
大器的非线性完成的。由于放大器的非线性，振幅稳定 条件很容易满足。
②相位平衡条件，即正反馈条件
U b jX 2 I
U c jX 1 I
X1、X2为同性质电抗元件
判断三端式振荡器能否振荡的原则：
“射同余异”
或 “源同余异”
18
第4章 正弦波振荡器
一、振荡器的组成原则
(完整版)高频电子线路第4章习题答案
第4章正弦波振荡器开环小信号等效电路，计算振荡频率，并验证振荡器是否满足振幅起振条件 ［解］作出振荡器起振时开环 Y 参数等效电路如图P4.2(s)所示。
［解］(a)同名端标于二次侧线圈的下端f 。
1— (1), ° 2n 、LC 2 n 330 10 12 100 10 5 60.877 106 Hz 0.877 MHz(b) 同名端标于二次侧线的圈下端. 1f° 2n. 140 10 6300 10 120.777 106Hz0.777 MHz(c) 4.2 同名端标于二次侧线圈的下端仏一1122n 560 10200 10变压器耦合 LC 振荡电路如图P4.2所示, 0.476 106Hz 0.476 MHz已知C 360 pF , L 280 田、Q 50、4.1分析图P4.1所示电路，标明次级数圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。
略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于. 1 1__ ___ . 6Hz = 0.5 MHz2 n LC 2 n 280 10 6 360 10 12略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为1G e G oe G G oe ―Q 10 5S50 6S 42.7 必0.5 106 280 10 6由于三极管的静态工作点电流IEQ12 10I EQ 12 3333!k0.70.6 mA所以，三极管的正向传输导纳等于Y fe g m I EQ /U T 0.6 mA/26 mV 0.023 S 因此，放大器的谐振电压增益为g A uogU ogU ig mGT而反馈系数为gU fgU o 这样可求得振荡电路环路增益值为g AF0.023G e L亏g竺3842.7 10 280由于T>1,故该振荡电路满足振幅起振条件。
4.3试检查图P4.3所示振荡电路，指出图中错误，并加以改正。
T® P4.3［解］(a)图中有如下错误：发射极直流被L f短路，变压器同各端标的不正确，构成负反馈。
高频电路及应用 主编 朱代先 第四章 高频功率放大器课后习题答案
4.1 什么叫做高频功率放大器？它的功用是什么？应对它提出哪些主要要求？为什么高频功放一般在C 类状态下工作？为什么通常采用谐振回路作负载？ 答：高频功率放大器是一种能将直流电源的能量转换为高频信号能量的放大电路，其主要功能是放大放大高频信号功率，具有比较高的输出功率和效率。
对它的基本要求是有选频作用、输出功率大、自身损耗小、效率高。
所以为了提高效率，一般选择在C 类下工作，但此时的集电极电流是一个余弦脉冲，因此必须用谐振电路做负载，才能得到所需频率的正弦高频信号。
4.2 高频功放的欠压、临界、过压状态是如何区分的？各有什么特点？当L bm BB cc R U U U 、、、四个外界因素只变化其中的一个时，高频功放的工作状态如何变化？ 答：当晶体管工作在线性区和截止区时的工作状态为欠压状态，此时集电极电流随激励而改变，电压利用率相对较低。
如果激励不变，则集电极电流基本不变，通过改变负载电阻可以改变输出电压的大，输出功率随之改变；该状态输出功率和效率都比较低。
当晶体管工作在饱和区时的工作状态为过压状态，此时集电极电流脉冲出现平顶凹陷，输出电压基本不发生变化，电压利用率较高。
过压和欠压状态分界点，及晶体管临界饱和时，为临界状态。
此时的输出功率和效率都比较高。
•当单独改变RL 时，随着RL 的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。
•当单独改变EC 时，随着EC 的增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。
•当单独改变Eb 时，随着Eb 的负向增大，工作状态的变化是从过压逐步变化到欠压状态。
•当单独改变Ub 时，随着Ub 的增大，工作状态的变化是从欠压逐步变化到过压状态。
4.3 已知高频功放工作在过压状态，现欲将它调整到临界状态，可以改变哪些外界因素来实现，变化方向如何？在此过程中集电极输出功率如何变化？答： 可以通过采取以下措施1. 减小激励Ub ，集电极电流Ic1和电压振幅UC 基本不变，输出功率和效率基本不变。
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第四章习题解答4-1 为什么低频功率放大器不能工作于丙类？而高频功率放大器则可工作于丙类？ 分析：本题主要考察两种放大器的信号带宽、导通角和负载等工作参数和工作原理。
解谐振功率放大器通常用来放大窄带高频小信号 （信号的通带宽度只有其中心频率的1%或更小），其工作状态 通常选为丙类工作状态（C θ<90︒）,电流为余弦脉冲，为了不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路。
而低频功率放大器的负载为无调谐负载，如电阻、变压器等，通常为甲类或乙类工作状态。
因此，低频功率放大器不能工作在丙类，而高频公率放大器则可以工作于丙类 。
4-2 提高放大器的功率与效率，应从哪几方面入手？ 分析：根据公式co oo c P P P P P +==η=，可以得到各参数之间的关系，具体过程如下解功率放大器的原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率，使之转变为交流信号功率输出去。
这种转换不可能是百分之百的，因为直流电源所供给的，因为直流电源所供给的功率除了转变为交流输出功率外，还有一部分功率以热能的形势消耗在集电极上，成为集电极耗散功率。
为了说明晶体管放大器的转换能力，采用集电极效率c η，其定义为 由上式可以得出以下两结论:① 设法尽量降低集电极耗散功率c P ，则集电极耗散功率c η自然会提高。
这样，在给定P =时，晶体管的交流输出功率o P 就会增大；② 由上式可得如果维持晶体管的集电极耗散功率c P 不超过规定值，那么， 提高集电极效率c η，将使交流输出功率o P 大幅增加。
可见，提到效率对输出功率有极大的影响。
当然，这时输入直流功率也要相应得提高，才能在c P 不变的情况下，增加输出功率。
因此，要设法尽量降低集电极耗散功率c P ，来提高交流输出功率o P 。
4-3 丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载？回路为什么一定要调到谐振状态？回路失谐将产生什么结果？解 谐振功率放大器通常用来放大窄带高频信号（信号的通带宽度只有其中心频率的1%或更小），其工作状态 通常选为丙类工作状态（C θ<90︒）,为了不失真的放大信号，它的负载必须是谐振回路。
丙类工作状态的集电极电流脉冲是尖顶余弦脉冲。
这适用于欠压或临界状态。
尖顶余弦脉冲 含有 基波、二次、三次、……、n 次谐波，为了获得基波分量（即基波频率的正弦波），就要在输出端抑制其他谐波分量，因此一定要调到基波谐振状态。
如果回路失谐，就会使输出含有其他谐波分量，就会产生波形失真。
如果激励信号过大，回路失谐还会造成管子烧坏。
4-4 功放管最大允许耗散功率为20W ，试计算当效率分别为80%、70%和50%时的集电极最大允许输出功率。
分析：本题主要考察关系式c c c o P 1P ⎪⎪⎭⎫⎝⎛η-η= 解由耗散功率和效率的关系可得可见，集电极最大允许输出功率随效率的提高而提高，这体现了提高效率对提高输出功率具有的重要意义。
4-5 某一晶体管谐振功率放大器，设已知V CC =24V ，I c0=250mA ，P o =5W ，电压利用系数?=1。
试求P =、?、R 0、I C1、电流导通角?。
分析：本题的要求是为了熟悉参数间的关系和计算公式。
本题的难点是求出I cm1。
解题过程如下解 00.25246c cc P I V W ===⨯=查余弦脉冲系数表知：θ=78o ，cos θ=0.208，α1（θ）=0.466，α0（θ）=0.279，4-6 晶体管放大器工作于临界状态，R p =200?，V CC =30V ，i c0=90mA ，?=90?，试求P o 与?。
解查表得 ：()()0900.319 1900.5αα==； 4-7 根据负载特性曲线，估算当集电极负载偏离最佳R p 时，P o 如何变化： (1) 增加一倍时，P o 如何变化？ (2) 减小一半时，P o 如何变化？分析：掌握负载特性曲线，主要考察恒流源和恒压源两种特殊情况下的负载特性 解（1）当R P 增加一倍时，功率放大器进入过压区，V C 基本不变，而()()2P cm O CC O 2422R =R1=V 2P V 2P 14422≈=Ω=Ω⨯,所以O P 近似下降一半。
（2）当R P 减小一般时 ，功率放大器进入欠压区，Icm1 基本不变，而2O cm P P =I R /2⨯，所以O P 近似下降一半。
4-8 调谐功率放大器原来正常工作于临界状态，如果集电极回路稍有失调，集电极损耗功率P c 将如何变化？分析：此题主要考察谐振功率放大器的负载特性 解当放大器正常工作在临界状态时与集电极回路稍失调时，负载电阻减小。
由负载特性曲线可知功放将工作在欠压状态，集电极功率Pc 将增大。
4-9 调谐功率放大器原来正常工作于临界状态，若负载回路旁并一电阻，放大器的工作状态会怎样变化？若其他条件不变，放大器的输出功率会怎样变化？ 分析：本题主要考察负载特性曲线的掌握情况 解根据负载特性曲线可知，调谐功率放大器原来正常工作于临界状态，若负载回路旁并一电阻，相当于集电极负载P R 减小，功率放大器将由临界状态进入欠压状态。
若其他条件不变放大器的输出功率会降低。
4-10 由于某种原因，调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，试问有多少方法能使放大器的工作调回原来的临界状态？ 解若由于某种原因，调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，则可以分别从调谐功率放大器的负载特性和各级电压CC V 、BB V 、bm V 对工作状态的影响入手，将放大器的工作状态调回到原来的临界状态。
可采取以下调节措施： ①调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，相当于集电极负载P R 减小，因此应提高P R ；②调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，相当于CC V 变大，因此减小CC V③调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，相当于BB V 绝对值变大，因此应减小BB V 绝对值④调谐功率放大器的工作状态由临界变到欠压状态，相当于bm V 减小，因此，应减小bm V 。
4-11 有一输出功率为2W 的晶体管高频功率放大器，采用图4-16(a)所示的?型阻抗变换网络。
负载电阻R L =23?，V CC =4.8V ，f=150MHz 。
设Q L =2，试求，L 1、C 1、C 2之值。
解：根据π型匹配网络的计算公式可知 故得 1611122125010144C C pF X ωπ===⨯⨯⨯ 又L116.95X ===Ω故得 26211124025010 2.56C C pF X ωπ===⨯⨯⨯ 又 12c2221 2.561L L L C Q R R X Q Q X ⎛⎫=-=Ω ⎪+⎝⎭故得 11616.950.05425010L X L H μωπ===⨯⨯ 4-12 在调谐某一晶体管谐振功率放大器时，发现输出功率与集电极效率正常，但所需激励功率过大。
如何解决这一问题？假设为固定偏压。
解在调谐某一晶体管谐振功率放大器时，发现输出功率与集电极效率正常，但所需激励功率过大，这是由于bmV太大，如果减小bmV，调谐功率放大器的工作状态将由临界变到欠压状态，输出功率与集电极效率都将小降。
为了避免这种这种情况发生，可调节电路中其他参数，由于本题是固定偏压故只有提高P R，减小bmV才能解决此问题。
4-13 对固定工作在某频率的高频谐振功率放大器，若放大器前面某级出现自激，则功放管可能会损坏。
为什么？解对工作在某一固定频率的高频谐振放大器，若放大器的前面某级出现自激，则会产生非工作频率的较高幅值的信号，此信号到达到达高频谐振功率放大器时，会使谐振功率放大器谐振回路失谐。
并联谐振回路谐振时是靠电感、电容的导纳相互抵消得到一个较高的纯电阻阻抗，其中单独的电感或电容的阻抗都很低，这样，当电容少许偏离谐振时的取值就可能使集电极负载阻抗明显降低并使集电极电流与电压之间出现相位差，这两者都会显着加大集电极功耗。
功放管的功耗过大将引起功放管的过热损坏。
4-14 一调谐功率放大器工作于临界状态，已知VCC=24V，临界线的斜率为0.6A/V，管子导通角为90?，输出功率Po =2W，试计算P=、Pc、?c、Rp的大小。
解依题意可得因c=90θ，查表得解此方程，得Vcm=23.94V4-15 某谐振功率放大器工作于临界状态，功率管用3DA4，其参数为f T =100MHz，?=20，集电极最大耗散功率为20W，饱和临界线跨导gcr=1A/V，转移特性如题图4-1所示。
已知VCC =24V，?VBB?=1.45V，VBZ=0.6V，Q=100，QL=10，?=0.9。
求集电极输出功率Po 和天线功率PA。
解转移特性斜率故得因c=70θ，查表得题图4-1题图4-24-16 某谐振功率放大器的中介回路与天线回路均已调好，功率管的转移特性如题图4-1所示。
已知?VBB ?=1.5V，VBZ=0.6V，?c=70?，VCC=24V，?=0.9。
中介回路的Q0=100，QL=10。
试计算集电极输出功率Po与天线功率PA。
解转移特性斜率因c=70θ，查表得4-17 改正题图4-2中的错误，已知电路的工作频率为400MHz，设LC为扼流圈，电感量较大。
解图4-2中所示电路为两级高频功率放大器。
该电路有以下几处错误：直流馈电电路、输出回路和级间耦合回路、电流表得测试位等 。
基极偏置常采用扼流圈自给偏置电路；集电极馈电电路由直流电源V CC ，高频扼流圈、高频旁路电容组成并联馈电电路；输出回路要构成并联谐振回路；输入匹配网络采用T 形网络，输出匹配网络采用L 形网络；I CO 电流表测试直流电流，I cm1电流表测试基波电流。
修改结果如下图4-3所示4-18 已知一谐振功率放大器和一个二倍频器，采用相同的功率管，具有相同的V CC 、V BB 、V bm 、?c ，且均工作在临界状态，?c =70?，试比较两种电路的P o 、?c 、R p 。
解 具有相同的Vcc 、VBB 、Vbm 、θc ，且均工作在临界状态的谐振功率放大器和二倍频器的唯一区别在于：输出调谐回路的谐振频率分别为基波和二次谐波频率。
由此，可知谐振功率放大器和二倍频器的输出电压幅值相同，二者的输出电流分别是基波和二次谐波电流。
因此可得谐振功率放大器和二倍频器的O C P P R η、、之比如下：4-19 在倍频电路中，应采取什么措施提高负载回路的滤波性能？解 ① 提高回路的品质因数QO 。
设倍频次数为n ，则输出调谐回路的Q 值约需Q0>10n π。
② 在输出回路旁并联回路吸收回路，吸收回路可调谐在信号奇频或其他特别要虑除的频率上。
③采用选择性好的通频带滤波器作负载回路：可用多节LC 串联回路组成 带铜滤波器，将幅度较大而不需要的基波或其他谐波虑出掉。