高频电子线路：第4章
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。
高频电子线路第4章1-7节201310
Cb c
b'
rb' c
c
rce
Cb' c Cb' e gmVb' e
Cce
c
13
4.2.3 混合π等效电路参数与形式等效电路y 参数的转换
Cb c
根据π等效电路， 写出节点电流方程。
b
rb b '
r b' e Cb e
b +
V1 I1
-
c +
I2 V2
e
I1
+
V1 yi
-
b'
rb' c
c
rce
Cb' c Cb' e gmVb' e
I1
I2
yr
I1 V2
输入短路反向传输导纳
V1 0
+
V1
yi
yr V2
+ yo V2
yf
I2 V1
V2
输出短路正向传输导纳
0
-
yf V1 图4.2.2 y 参数等效电路
-
c
+
yo
I2 V2
输入短路时输出导纳
V1 0
b +
V1 I1
I2 V2
-
-8
e
图4.2.3是晶体管 放大器的基本电路。
17
图4.3.1为单调谐回路
谐振放大器原理性电路与
等效电路,图中为了突出
输入
+
所要讨论的中心问题，故 信号 Vi1
-
略去实际电路中的附属电
路等。
晶体管
a
高频电子线路课件第四章ppt课件
运用较少
4.3.3 LC三端式振荡器相位平衡条件的判别准那么
C
1、XCE与XBE的电抗性质一样；
X1
2、XBC与XCE、XBE的电抗性质相反；
3、对于振荡频率fo，应满足：
E
X3
XCE+XBE+XBC=0
X2 B
集基一样余相反
C
C1
E
L
C2
B
考毕兹电路
C
L1
E
C
L2
B
哈脱莱电路
gn
1 rn
uD
适用中，隧道二极管具有电压控制型负阻器件特性； 单结晶体管、雪崩管具有电流控制型负阻器件特性。
iD
iD
Q
IQ
Im
uUmcost
0
UQ
uD0
t
0
设将负阻特性直线化，并在任务点
电压UQ上叠加一正弦电压u
Um
iurnUm crnotsImcots
t
u D U Q u U Q U m cot s
0.01uF
200pF 100pF C3 C4
C2 200pF
L 8uH
C55.1pF
C1 51pF
4.5 石英晶体振荡器
频率稳定度可到达10-6~10-11。 石英晶体振荡器的优点： 石英晶体的等效谐振回路有很高的规范性； 石英晶体的Q值可高达数百万量级； 在串并联谐振频率之间很窄的任务频带内，
4.3.1 电感反响式三端振荡器〔哈脱莱电路〕
一、电路方式
C
B E
C E
B
二、交流等效电路
三、起振条件 四、振荡频率
hfe L1M 1 hiehoe L2 M hfe
高频电子线路(第四版) 第4章
准线性折线分析法的条件如下： (1) 忽略晶体管的高频效应。在此条件下，可以认为功 率晶体管在工作频率下只显示非线性电阻特性，而不显示电 抗效应。因此，可以近似认为，功率晶体管的静态伏安特性
(2) 输入和输出回路具有理想滤波特性。在此条件下, 在 图4.1所示电路中，基极-发射极间电压和集电极-发射极之间 电压仍是余弦波形且相位相反，可写为：
4.2 谐振功率放大器
4.2.1
1. 谐振功率放大器的原理电路如图4.1
图4.1 谐振功率放大器的原理电路
图4.1中要求晶体管发射结为零偏置或负偏置。这时电路 在输入余弦信号电压ub= Ubmcosωt的激励下，晶体管基极和 集电极电流为图4.2(c)、(d)所示的余弦脉冲波形，其中θ是指 一个信号周期内集电极电流导通角2θ的一半，称之为通角， θ出现范围在-2nπ-θ≤θ≤θ+2nπ。根据通角大小的不同，晶体管
θ = arccos Uon U BB U bm
uBE=UBB+Ubmcosωt
(4- 2)
uCE=UCC-Ucmcosωt
(4- 3)
(3) 晶体管的静态伏安特性可近似用折线表示。例如图
4.3所示的晶体管转移特性就采用了折线表示。图中Uon表示 晶体管的起始导通电压。
图4.3 晶体管折线化后的转移特性曲线及iC电流
1) 余弦脉冲分解 图4.3所示是用晶体管折线化后的转移特性曲线绘出的丙 类工作状态下的集电极电流脉冲波形，折线的斜率用G表示。 设输入信号为ub=Ubmcosωt，发射结电压为 uBE=UBB+Ubmcosωt, 晶体管折线化后的转移特性为
① 输出足够的功率； ② 具有高效率的功率转换； ③
高频功率放大器的输出功率是从电源供给功率中转换而 来的，所以在满足功率输出要求的同时，必须注意提高功率 的转换效率。为了提高功率放大器的效率，通常选择放大元 件工作在丙类状态。在这种状态下，晶体管处于非线性工作 区域，晶体管集电极电流通角小于90°。
高频电子线路正弦波振荡器.ppt
单调谐放大器
高频电子线路——第4章 正弦波振荡器
3.相位(频率)稳定条件
相位稳定条件和频率稳定条件实质上是一回事
正弦信号相位φ和频率ω的关系：
d
dt
dt
振荡器的角频率 增大导致相位不断超前 相位 的不断超前表明角频率 增大
高频电子线路——第4章 正弦波振荡器
（1）相位(频率)稳定过程
原平衡态： L (0 ) f F 0
4.1.2 起振条件
1．起振过程分析
单调谐放大器
刚通电：电路中存在很宽的频谱的电的扰动，幅值很小
通电后：
1）谐振回路的选频功能，从扰动中选出 osc 分量(osc 0)
2）放大器工作在线性放大区， |T (josc)|>1 ，形成增幅振荡
3）忽略晶体管内部相移： f ＝0
回路谐振： L＝0
T (josc) =0，相移为零
起振 过程
平衡 状态
起振 过程
平衡 状态
输出波形：
高频电子线路——第4章 正弦波振荡器
4.1.4 稳定条件
1.平衡状态稳定分析：
（1）振荡电路中存在干扰
单调谐放大器
① 外部：电源电压、温度、湿度的变化，引起管子和回 路参数的变化。
② 内部：存在固有噪声(起振时的原始输入电压,进入平 衡后与输入电压叠加引起波动)。
单调谐放大器
外界干扰后： L (0 ) f F 0
Ub 相位超前 Ub 相位
升高
振荡回路相频特性 L 下降
L () f F 下降
L () f F 0
达到新的平衡 > 0
外界干扰消失后： L () f F 0
Ub 相位滞后 Ub 相位
降低
高频电子线路四章胡宴如 耿苏燕 高等教育出版社
11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600.87710Hz 0.877MHz f ===⨯=(b) 同名端标于二次侧线的圈下端600.77710Hz 0.777MHz f ==⨯=(c) 同名端标于二次侧线圈的下端600.47610Hz 0.476MHz f ==⨯=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。
12 略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于0Hz =0.5MHz f ==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 L ρω--=+=+=⨯+=⨯⨯⨯⨯⨯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60.023203842.710280megM T A F G L -====⨯ 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。
[解] (a) 图中有如下错误：发射极直流被f L 短路，变压器同各端标的不正确，构成负反馈。
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。
高频电子线路第四章课后习题答案
高频电子线路习题参考答案
当LC串联支路的电容取68pF时，在回路电抗为0时振荡，即：
1 50106
1 1 681012
1 109
1 1
1 47106
1 1 109
0
整理后得到：
1598103114 53.732101512 1.068 0
12 53.7321015
53.7322 1030 41.06815981031 31961031
3
高频电子线路习题参考答案
答4-2
(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f01<f<f02,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f03<f,这 时是一个电容反馈振荡器
题4－5图
解4-5， 画出的实际电路如下
• •
•
•
••
高频电子线路第四章课后习题答案
9
高频电子线路习题参考答案
4－6 振荡器交流等效电路如图所示，工作频室为10 MHZ， （1）计算C1、C2取值范围。（2）画出实际电路。
解4-6
(1)因 为
Beb
2f
1011
2f
1 105
题4－6图
(2f )2 1016 2f 105
f0 2 m a x= 2 5 0 1 0 - 1 6 6 8 1 0 1 2 2 .7 3 1 M H z
因 此 ， 要 电 路 振 荡 ， 振 高荡 频电频 子率 线路应 第四该 章满 课后足 习题f 1 答m 案a x f 0 2 m a x , f 1 m i n f 0 2 m 21i n
高频电子线路作业及答案(胡宴如 狄苏燕版)四章
第4章 正弦波振荡器4.1 分析下图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600.87710Hz 0.877MHzf ===⨯=(b) 同名端标于二次侧线的圈下端600.77710Hz 0.777MHzf ==⨯=(c) 同名端标于二次侧线圈的下端600.47610Hz 0.476MHzf ==⨯=4.2 变压器耦合振荡电路如图P4.2所示，已知，、、LC 360pF C =280μH L =50Q =，晶体管的、，略去放大电路输入导纳的影响，试画出振荡20μH M =fe 0ϕ=5oe 210S G -=⨯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参数等效电路如图P4.2(s)所示。
Yhe b e12略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于0Hz =0.5MHzf ==略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为5661121042.7μS502π0.51028010e oe oe o G G G G S S Q L ρω--=+=+=⨯+=⨯⨯⨯⨯⨯由于三极管的静态工作点电流为EQ I 12100.712330.6mA 3.3k EQV I ⨯⎛⎫-⎪+⎝⎭==Ω所以，三极管的正向传输导纳等于/0.6/260.023Sfe m EQ T Y g I U mA mV ≈===因此，放大器的谐振电压增益为omuo eiU g A G U -==而反馈系数为f oU j M MF j L LU ωω-=≈=-这样可求得振荡电路环路增益值为60.023203842.710280m e g M T A F G L -====⨯???由于>1，故该振荡电路满足振幅起振条件。
T 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。
[解] (a) 图中有如下错误：发射极直流被短路，变压器同各端标的不正确，构成负反f L 馈。
高频电子线路4
–VBB
理想化
+c
o VBZ
eb
o
–c
vc
t +c o –c
Vbm
然是脉冲状，但由于谐振回路的
Vbm
t
这种滤波作用，仍然能得到正弦 谐振功率放大器转移特性曲线 波形的输出。
谐振功率放大器各部分的电压与电 流的波形图如下页的图所示
eb vb
ib
ic
V BZ t
–VBB t
t ec
V cm
V cm
V CC
功率、效率等随Rp而变 化的特性，就叫做放大
器的负载特性。
t 0 180°
半导通角
＜90°
BA
eb=eb max
1
2
C3
Rp 负载增大
D
VCC
Q
Vcm
1.欠压状态
ec min
Vcm
2.临界状态
Vcm
电压、电流随负载变化波形
3.过压状态
1) vc、ic随负载变化的波形vc、ic随负载变化的波形如图所 示，放大器的输入电压是一定的，其最大值为Vbemax，在 负载电阻RP由小至大变化时，负载线的斜率由小变大， 如图中123。不同的负载，放大器的工作状态是不同 的,所得的ic波形、输出交流电压幅值、功率、效率也是 不一样的。
消去cost可得， eb=
–VBB+Vbm
VCC Vcm
ec
另一方面，晶体管的折线化方程为 ic = gc(eb–VBZ)
得出在ic–ec坐标平面上的动态特性曲线(负载线或工作路) 方程： icgcV BB V bm (V C V cC m ec)V BZ
gc V V b cm m ecV bV m C CV B V b V Z c m m V BV B cm
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
高频电子线路4章17节201310精品文档
Av
-
p1 p 2 y fe Y
-
p1 p 2 y fe
G p
j( C
1) L1
Y
A vop1G p2pyfeGpp 1g po 21y fegi2
+ Vo
CΣ
G′ p
L1
-
为了获取最大功率增益，应适当地选取p1和p2的值，使负 载导纳YL能与晶体管电路的输出导纳相匹配。匹配条件是：
C
Gp L1 C′i2 g′i2
+ Vo
-
-
yo1 p12yoe
YL p12YL
Y
CΣ
G′ p
L1
p 1 N N 1 p 2 N N 2G p G p g o 1 g i2C C C o 1 C i 2
Yp1 2(yoeYL )
A v V V oi11
yfe yoeYL
p12yfe Y
20
晶体管
a
+
N
负载YL
Io1 yfeVi1
+ Vo1
1 go1 Co1 Y′L Vo C Gp
N1
-
-
L1
+
N2 Vi2 L2 -
Ci2 gi2
2
b
从上图可知，本级的实际电压增益是：
Av V Vii12
(N NV12i)1Vo1
N1
-
-
L1
+
N2 Vi2 L2 -
2
b
(b) 等效电路
Ci2 gi2
图4.3.1 单调谐回路谐振放大器的原理性电路与等效电路
18
4.3.1 电压增益Av
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第四章
1、在模拟乘法器上接入调制信号VΩm cosΩt和载波信号V cm cosωc t后将产生（A）
A)ω
c ±Ω B)2ω
c
±Ω C)2ω
c
D)频谱分量
2、利用非线性器件相乘作用来实现频率变换其有用项为（ B ）
A.一次方项 B。
二次方项 C.高次方项 D.全部项
3．某超外差接收机的中频f
I
＝465kHz，输入信号载频fc＝810kHz，则本振信号频率为( C )
A．2085kHz B．1740kHz C．1275kHz D．1075kHz 4．混频电路又称变频电路，在变频过程中以下正确叙述是（ C ）A．信号的频谱结构改变 B．信号的调制类型改变 C．信号的载频改变5．以下几种混频器电路中，输出信号频谱最纯净的是（ C ）
A．二极管混频器 B．三极管混频器 C．模拟乘法器混频器
6、混频器的作用是改变调幅波的载波频率为固定中频。
（√）
7、模拟乘法器是非线性器件，因此不能实现频谱的线性搬移。
（×）
8、超外差接收机中,中频频率为465KHZ，当接收信号载频为 535kHz 时，本振频率为1000KHz。
9、非线性系统的主要特点是输出信号中除包含输入信号频率外，还会产生（新的频率成分）。
10．振幅调制与解调、混频、频率调制与解调等电路是通信系统的基本组成电路。
它们的共同特点是将输入信号进行频率变换，以获得具有所需新频率分量的输出信号，因此，这些电路都属于频谱搬移电路。
11．混频器按所用非线性器件的不同，可分为二极管混频器、三极管混频器和场效应管混频器等。
12、某非线性器件的伏安特性为i=a1u+a3u3。
试问该器件能否实现相乘作用？答：不能实现相乘作用，因为伏安表达式中没有二次方项。
13. 高频已调波信号和本机振荡信号经过混频后，信号中包含哪些成分？如何取出需要的成分？
答：高频已调波信号和本机振荡信号经过混频后，信号中包含直流分量、基波分量、谐波、和频、差频分量，通过LC并联谐振回路这一带通滤波器取出差频分量，完成混频。