高频习题课
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
因为Q L
M rf R A r2） 4.5 62.5 16.8 （
当天线开路时，反射电阻为零，初级回路等效并联阻抗增 大，放大器将从临界状态进入过压状态。
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） L1C1>L2C2>L3C3; （2）L1C1<L2C2<L3C3; （3）L1C1=L2C2>L3C3; （4）L1C1<L2C2=L3C3。 试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率f1与回路谐振频 率有何关系？
解2-21： 设次级损耗电阻为r2，初级损耗电阻为r1，反射电阻为r， f 中介回路效率k 天线功率为PA，次级总功率为P2。则：
因为 P2 P1
PA RA 1 0.2 ，得到r2 RA 50 12.5 P2 R A r2 0.8 PA 10 Q 10 12.5W， k 1 L 1 0.9 0.8 Q0 100 P2 12.5 L1 50 13.9W， r1 0.5 k 0.9 Q0 100 L1 L1 50 , 所以rf r1 0.5 4.5 r1 rf QL 10
3－21 如图示互感耦合输出回路，两回路都谐振，由天线表 IA测得 的天线功率PA=10 W，已知天线回路效率 η2=0 .8。中介回 路的无载品质因数 QO=100，要求有载品质因数QL=10，工 作于临界状态。问晶体管输出功率P1为多少？设在工作频率 ωL1=50Ω，试计算初级的反映电阻rf，和互感抗ωM。当天 线开路时，放大器工作在什么状态？
4－4 试检查图示的振荡器线路，有哪些错误？并加以改正。
解： 改正过的电路图如下
Ec
Cb
EC
C1 C2
4－8 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：
C2C1 30000 回路总电容 C = = = 75pF C2 + C1 400 1 振荡频率 f1 f0 = 2 LC 1 2.6 MHz 6 12 2 50 10 75 10 当以uce 作为放大器的输出时， C1 反馈系数 K F = C2 C2 300 1 要维持振荡，应满足K K F 1，即K= 3 K F C1 100
谐振增益K 0 中和电容C n
N1 p1 0.35 C bc C bc 3 1.615 pF N N1 1 p1 0.65
3－4 三级单调谐中频放大器，中心频率f0=465 kHz，若要求 总的带宽 B0.7=8 kHZ，求每一级回路的 3 dB带宽和回 路有载品质因数QL值。 解： 每一级带宽相同，设为B1，
3－2 一晶体管组成的单回路中频 放大器，如图所示。 已知fo=465kHz，晶体管经中和后 的参数为：gie=0.4mS,Cie=142pF， goe=55μS，Coe=18pF， Yie=36.8mS,Yre=0， 回路等效电容C=200pF，中频变压 器的接入系数p1=N1/N=0.35， p2=N2/N=0.035,回路无载品质因数 Q0=80，设下级也为同一晶体管， 参数相同。试计算： （1）回路有载品质因数 QL和 3 dB带宽 B0.7; （2）放大器的电 压增益； (3) 中和电容值。（设Cb’c=3 pF）
步变化到过压状态。
3－9 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（略减）, 输出功率基本不变（略减） 。 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（略减） ，输出功率和基本不变（略减） 。 减小负载电阻RL ，集电极电流Ic1 增大，IC0 也增大，电压振幅 UC略减，输出功率上升。
所以 ZLn ZL1 1 n 1 1 jQ(n 2 1) 1 jQ n n 2 3Q n 2
ZLn n n 2 2 ZL1 Q(n 2 1) 1 [Q(n 1)]
因此，输出功率下降到原来的2/3Q倍。
3－16 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。
★
回路总电导为
2 g p12 goe p2 gie g0
0.352 55 106 0.0352 0.4 103 7.374 106 14.6 S
2 f 0C 2 465 103 202 10-12 品质因数QL 40.4 6 g 14.6 10 3dB带宽B0.7 f0 465 11.51kHz QL 40.4 p1 p2 | y fe | g 0.35 0.035 36.8 10 3 30.88 6 14.6 10
因为总带宽为B 0.7 B1 2 1 则每级带宽为B1 B 0.7
1 3
1 3
2 1 f0 有载品质因数QL 29.6 B1
8 15.7kHz 0.5098
答：每级带宽均为15.7kHz,有载品质因数为29.6。
3－8 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EC、Eb、Ub、RL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： 由动态特性曲线的A点位置处在放大区、临界线、饱和区来 区分： A点处于放大区时的工作状态叫欠压状态，该状态电压利用 率相对较低，输出功率和效率都比较低。 A点处于饱和区时的工作状态叫过压状态，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。 A点处于放大区和饱和区的分界线即临界线时，叫临界状态。 此时的输出功率和效率都比较高。
解：根据给定条件，可知 （1）fo1<f02<f03,因此，当满足fo1<f02<f<f03,就可能振荡，此 时L1C1回路和L2C2回路呈容性，而L3C3回路呈感性，构成 一个电容反馈振荡器。 （2）fo1>f02>f03,因此，当满足fo1>f02>f>f03,就可能振荡，此 时L1C1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）fo1=f02<f03, 因此，当满足fo1=f02<f<f03,就可能振荡， 此时L1C1回路和L2C2回路呈容性，而L3C3回路呈感性，构 成一个电容反馈振荡器。 （4）fo1>f02=f03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。
T C3 Re
L R C1
C0
C2
共基极交流电路
解:
C1C2 回路总电容C C0 C3 33.33 C0 C 3 C1 C 2 Cmin 33.33 10 C0 43.33 C0 Cmax 33.33 260 C0 293.33 C0 因此得到方程组如下 fmax 2 f min 2 解之得 1 LCmin 1 LCmax 1 6 20 10 2 L(43.33 C ) 0 , 代入数值后得 1 10 106 2 L(293.33 C0 )
解： 根据已知条件可知,能够忽略中和电容和yre的影响。得
★
回路总电容为
2 2 C C p1 Coe p2 Cie 200 0.352 18 0.0352 142 202 pF
固有谐振电导为 2 f 0C 2 465 103 202 10-12 g0 7.374 S Q0 80
因为 I C1 1i Cmax 1SC (EC UC ) 1 1 1 1 2 所以P1 = I C1U C 1SC (EC U C )U C 1S CEC U C 1S C U C 2 2 2 2
解之得到 UC 1S C EC (1S C EC )2 81S C P1 2 1S C
2 EC EC 2P1 2 4 1S C
代入数值后得到集电极电压振幅为 24 24 2 2 30 60 UC 12 144 12 8.06 o 2 4 1 (75 )1.67 0.455 1.67 20.06V( 取正值) 集电极效率 U C 20.06 = 0.836 EC 24
•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
2 UC 因为P1 ，所以 2R Lcr
或利用临界线方程：
cr 1 2 1 2P1 0.84 2 4 S c 1 ()Ec
R Lcr
2 U C 20.06 2 6.7 2P1 2 30
（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：
1 由 f0 = 得， 2 LC 1 1 L 2 5.07H 2 12 12 (2 f 0 ) C 4 25 10 200 10 R Lcr 0C 因Q L , 所以，p 2 p R Lcr 0C QL R Lcr 2f 0C QL
50 2 5 106 200 1012 50 103 2 0.125 20
2.
3.
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。
3－12 某高频功放工作在临界伏态，通角 θ=75o”，输出功率 为 30 W，Ec=24 V，所用高频功率管的SC=1.67V，管 子能安全工作。（1）计算此时的集电极效率和临界负载 电阻； （2）若负载电阻、电源电压不变，要使输出功 率不变。而提高工作效率，问应如何凋整？ (3）输入信 号的频率提高一倍，而保持其它条件不变，问功放的工作 状态如何变化，功放的输出功率大约是多少？ 解： （1）
4-9 图示是一电容反馈振荡器的实际电路，已知C1=50 pF， C2=100 pF，C3= 10～260pF，要求工作在波段范围， 即f=10～20MHz，试计算回路电感L和电容C。设回路 无载Q0=100，负载电阻R=1kΩ，晶体管输入电阻 Ri=500Ω．若要求起振时环路增益K0kF=3，问要求的跨 gm和静态工作电流 IcQ必须多大？
1 (r jL) C 回路阻抗为Z L 1 r j L C 在 0时，Z L1 在 n0时，Z Ln L rC L rC 1 1 jQ n n L rC L r 0 1 jQ 0
改正后的电路图
3—17 试画出一高频功率放大器的实际线路。要求 (1)采用NPN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：根据要求画出的高频功率放大器电路如下
3－18 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 MHZ，调谐时电容 C=200 PF， 回路有载品质因数QL=20，放大器要求的最佳负载阻抗 RLr=50 Ω，试计算回路电感L和接入系数 P。 解：
因为Q L
M rf R A r2） 4.5 62.5 16.8 （
当天线开路时，反射电阻为零，初级回路等效并联阻抗增 大，放大器将从临界状态进入过压状态。
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） L1C1>L2C2>L3C3; （2）L1C1<L2C2<L3C3; （3）L1C1=L2C2>L3C3; （4）L1C1<L2C2=L3C3。 试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率f1与回路谐振频 率有何关系？
解2-21： 设次级损耗电阻为r2，初级损耗电阻为r1，反射电阻为r， f 中介回路效率k 天线功率为PA，次级总功率为P2。则：
因为 P2 P1
PA RA 1 0.2 ，得到r2 RA 50 12.5 P2 R A r2 0.8 PA 10 Q 10 12.5W， k 1 L 1 0.9 0.8 Q0 100 P2 12.5 L1 50 13.9W， r1 0.5 k 0.9 Q0 100 L1 L1 50 , 所以rf r1 0.5 4.5 r1 rf QL 10
3－21 如图示互感耦合输出回路，两回路都谐振，由天线表 IA测得 的天线功率PA=10 W，已知天线回路效率 η2=0 .8。中介回 路的无载品质因数 QO=100，要求有载品质因数QL=10，工 作于临界状态。问晶体管输出功率P1为多少？设在工作频率 ωL1=50Ω，试计算初级的反映电阻rf，和互感抗ωM。当天 线开路时，放大器工作在什么状态？
4－4 试检查图示的振荡器线路，有哪些错误？并加以改正。
解： 改正过的电路图如下
Ec
Cb
EC
C1 C2
4－8 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：
C2C1 30000 回路总电容 C = = = 75pF C2 + C1 400 1 振荡频率 f1 f0 = 2 LC 1 2.6 MHz 6 12 2 50 10 75 10 当以uce 作为放大器的输出时， C1 反馈系数 K F = C2 C2 300 1 要维持振荡，应满足K K F 1，即K= 3 K F C1 100
谐振增益K 0 中和电容C n
N1 p1 0.35 C bc C bc 3 1.615 pF N N1 1 p1 0.65
3－4 三级单调谐中频放大器，中心频率f0=465 kHz，若要求 总的带宽 B0.7=8 kHZ，求每一级回路的 3 dB带宽和回 路有载品质因数QL值。 解： 每一级带宽相同，设为B1，
3－2 一晶体管组成的单回路中频 放大器，如图所示。 已知fo=465kHz，晶体管经中和后 的参数为：gie=0.4mS,Cie=142pF， goe=55μS，Coe=18pF， Yie=36.8mS,Yre=0， 回路等效电容C=200pF，中频变压 器的接入系数p1=N1/N=0.35， p2=N2/N=0.035,回路无载品质因数 Q0=80，设下级也为同一晶体管， 参数相同。试计算： （1）回路有载品质因数 QL和 3 dB带宽 B0.7; （2）放大器的电 压增益； (3) 中和电容值。（设Cb’c=3 pF）
步变化到过压状态。
3－9 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（略减）, 输出功率基本不变（略减） 。 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（略减） ，输出功率和基本不变（略减） 。 减小负载电阻RL ，集电极电流Ic1 增大，IC0 也增大，电压振幅 UC略减，输出功率上升。
所以 ZLn ZL1 1 n 1 1 jQ(n 2 1) 1 jQ n n 2 3Q n 2
ZLn n n 2 2 ZL1 Q(n 2 1) 1 [Q(n 1)]
因此，输出功率下降到原来的2/3Q倍。
3－16 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。
★
回路总电导为
2 g p12 goe p2 gie g0
0.352 55 106 0.0352 0.4 103 7.374 106 14.6 S
2 f 0C 2 465 103 202 10-12 品质因数QL 40.4 6 g 14.6 10 3dB带宽B0.7 f0 465 11.51kHz QL 40.4 p1 p2 | y fe | g 0.35 0.035 36.8 10 3 30.88 6 14.6 10
因为总带宽为B 0.7 B1 2 1 则每级带宽为B1 B 0.7
1 3
1 3
2 1 f0 有载品质因数QL 29.6 B1
8 15.7kHz 0.5098
答：每级带宽均为15.7kHz,有载品质因数为29.6。
3－8 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EC、Eb、Ub、RL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： 由动态特性曲线的A点位置处在放大区、临界线、饱和区来 区分： A点处于放大区时的工作状态叫欠压状态，该状态电压利用 率相对较低，输出功率和效率都比较低。 A点处于饱和区时的工作状态叫过压状态，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。 A点处于放大区和饱和区的分界线即临界线时，叫临界状态。 此时的输出功率和效率都比较高。
解：根据给定条件，可知 （1）fo1<f02<f03,因此，当满足fo1<f02<f<f03,就可能振荡，此 时L1C1回路和L2C2回路呈容性，而L3C3回路呈感性，构成 一个电容反馈振荡器。 （2）fo1>f02>f03,因此，当满足fo1>f02>f>f03,就可能振荡，此 时L1C1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）fo1=f02<f03, 因此，当满足fo1=f02<f<f03,就可能振荡， 此时L1C1回路和L2C2回路呈容性，而L3C3回路呈感性，构 成一个电容反馈振荡器。 （4）fo1>f02=f03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。
T C3 Re
L R C1
C0
C2
共基极交流电路
解:
C1C2 回路总电容C C0 C3 33.33 C0 C 3 C1 C 2 Cmin 33.33 10 C0 43.33 C0 Cmax 33.33 260 C0 293.33 C0 因此得到方程组如下 fmax 2 f min 2 解之得 1 LCmin 1 LCmax 1 6 20 10 2 L(43.33 C ) 0 , 代入数值后得 1 10 106 2 L(293.33 C0 )
解： 根据已知条件可知,能够忽略中和电容和yre的影响。得
★
回路总电容为
2 2 C C p1 Coe p2 Cie 200 0.352 18 0.0352 142 202 pF
固有谐振电导为 2 f 0C 2 465 103 202 10-12 g0 7.374 S Q0 80
因为 I C1 1i Cmax 1SC (EC UC ) 1 1 1 1 2 所以P1 = I C1U C 1SC (EC U C )U C 1S CEC U C 1S C U C 2 2 2 2
解之得到 UC 1S C EC (1S C EC )2 81S C P1 2 1S C
2 EC EC 2P1 2 4 1S C
代入数值后得到集电极电压振幅为 24 24 2 2 30 60 UC 12 144 12 8.06 o 2 4 1 (75 )1.67 0.455 1.67 20.06V( 取正值) 集电极效率 U C 20.06 = 0.836 EC 24
•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
2 UC 因为P1 ，所以 2R Lcr
或利用临界线方程：
cr 1 2 1 2P1 0.84 2 4 S c 1 ()Ec
R Lcr
2 U C 20.06 2 6.7 2P1 2 30
（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：
1 由 f0 = 得， 2 LC 1 1 L 2 5.07H 2 12 12 (2 f 0 ) C 4 25 10 200 10 R Lcr 0C 因Q L , 所以，p 2 p R Lcr 0C QL R Lcr 2f 0C QL
50 2 5 106 200 1012 50 103 2 0.125 20
2.
3.
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。
3－12 某高频功放工作在临界伏态，通角 θ=75o”，输出功率 为 30 W，Ec=24 V，所用高频功率管的SC=1.67V，管 子能安全工作。（1）计算此时的集电极效率和临界负载 电阻； （2）若负载电阻、电源电压不变，要使输出功 率不变。而提高工作效率，问应如何凋整？ (3）输入信 号的频率提高一倍，而保持其它条件不变，问功放的工作 状态如何变化，功放的输出功率大约是多少？ 解： （1）
4-9 图示是一电容反馈振荡器的实际电路，已知C1=50 pF， C2=100 pF，C3= 10～260pF，要求工作在波段范围， 即f=10～20MHz，试计算回路电感L和电容C。设回路 无载Q0=100，负载电阻R=1kΩ，晶体管输入电阻 Ri=500Ω．若要求起振时环路增益K0kF=3，问要求的跨 gm和静态工作电流 IcQ必须多大？
1 (r jL) C 回路阻抗为Z L 1 r j L C 在 0时，Z L1 在 n0时，Z Ln L rC L rC 1 1 jQ n n L rC L r 0 1 jQ 0
改正后的电路图
3—17 试画出一高频功率放大器的实际线路。要求 (1)采用NPN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：根据要求画出的高频功率放大器电路如下
3－18 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 MHZ，调谐时电容 C=200 PF， 回路有载品质因数QL=20，放大器要求的最佳负载阻抗 RLr=50 Ω，试计算回路电感L和接入系数 P。 解：