西工大高频课后习题部分答案

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2 5、谐振功率放大器原理电路和功率管输出特性曲线如图所示, 已知VCC 12V , VBB 0.5V , Vcm 11V , Vbm 0.24V。试在特性曲线上 画出动态线。若由集电极电流i C求得I C0 32mA ，I c Im 54mA, 试求 PD、P 0 、 C以及所需的R e。
能振
能振
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不振
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( g ） osc 0 1 LC ，电路同时存在两种反馈，其中通 过LC形成正反馈，通过R形成负反馈。由于LC串联谐振回路在
其谐振频率
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0 上呈现最小的阻抗，正反馈最强，因而在 0
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上产生振荡。
3-7
f 01、f 03 f osc f 02电感三点式 f 02 f osc f 01、f 03电容三点式
I
.
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3-5 试判断图 NP3-5 所示交流通路中，哪些可能产生振荡，哪
些不能产生振荡：若能产生振荡，则说明属于哪种振荡电路。



解：(a）不振。同名端 接反，不满足正反馈；


( b ）能振。变压器耦合反馈振荡器；
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(C）不振。不满足三点式振荡 电路的组成法则；
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3-6 试画出图NP3-6所示各振荡器的交流通路,并判断哪些电路 可能产生振荡，哪些电路不能产生振荡。图中，CB、Cc、CE、CD 为交流旁路电容或隔直流电容，LC为高频扼流圈，偏置电阻 RB1、 RB2、RG不计。
不振
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能振
不振
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第三章
正弦波振荡器
3-3 并联谐振回路和串联谐振回路在什么激励（电压激励还是
电流激励）才能产生负斜率的相频特性？
解：并联谐振回路在电流激励下，该回路的端电压 特性才会产生负斜率的相频特性。其电路如图NP3-3(a）所示，
V
.
的频率
而串联谐振回路必须是电压激励下回路电流
的频率特性才
能产生负斜率的相频特性如图NP3-3(b）所示。
图（b）中反馈线中串接隔直电容CC，隔断电源电压VCC。
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图（c）中去掉CE，消除CE对回路影响，加已CB和CC以保证基极 交流接地并隔断电源电压VCC；L2改为C1，构成电容三点式振荡 电路。
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图（d）中L2改为C1，构成电容三点式电路；去掉原电路中 的C1，保证栅极通过L1，形成直流通路。
O
该放大器处于何种工作状态？分析产生这种状态的原因。
e
I C 0 却略大于设计值。试问
解：R 小，导致放大器进入欠压状态。原因是放大器由临界状
态进入欠压状态时，集电极电流脉冲高度增大，导致 I C 0 和I c1m
略有增大，但 Vcm 因 Re 而减小，结果是 P 减小， C PD 增大， O 减小。
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1-24 一功率四分配器如图NP1-24所示，试分析电路 工作原理，写出RL1与各电阻之间的关系。
解：Tr1-Tr3均为同相分 配网络，输入功率经两次 分配在四只RL上，各输出 四分之一的功率，接在 Trl、 Tr2、Tr3的输出各 负载为Rd1、Rd2、Rd3； 且Rd2=Rd3，作为同相功 率放大器，得：
解：( 1 )Tr1为不平衡--平衡变换器，Tr6为反相功率分配器，Tr2、Tr3为9:1 阻抗变换器， Tr7 为反相功率合成器， Tr4 为平衡—不平衡变换器， Tr5为 l : 4 1-23 图P1 — 23所示为工作在（ 2~30 ）MHz频段上、输出功率为 阻抗变化器 。 50w的反相功率合成电路，试指出各传输线变压器功能及 ( 2 ) Trl 输出端呈现的电阻为50Ω ，经 9:1阻抗变化器后的电阻为 —Tr3 传输线变压器的特性阻抗，并估算功率晶体管输入阻 50Tr1 Ω/9=5.6 Ω，因此晶体管 T1、T2 的输入电阻均为2.8Ω。 Ll、L2的作用不予考虑。 ( 抗和集电极等效负载阻抗。图中， 3 ）输出负载为50Ω。经Tr4和Tr5变换后的电阻为 50Ω/4 =12.5Ω因此，T1、 T2管的输出负载电阻均为6.25Ω。 ( 4 ) Tr1~ Tr5的特性阻抗：Zc1=50Ω，Zc4＝12.5Ω, Zc5=25 Ω Zc2=Zc3=1/3Ri=1/3*50Ω=16.7Ω。
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2 4、试证图2 1 4 （a）所示丁类谐振功率放大器的输出功率 2(VCC 2VCE ( sat) ) 2 VCC 2VCE ( sat) PO , 集电极效率C 。已知VCC 2 RL VCC 18V ,VCE ( sat) 0.5V , RL 50, 试求放大器的PD、PO 和 C 值。
4i
v
i
v v v v
4v 3v 2v
i
i i i
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1
Ri 4v , RL v , i 4i Z C1 2v 8RL , i Z C 2 v 2 RL , 2i Z C Z C1Z C 2
4v
i
2i 2i
2v
i
4i
v
i
v
2i
vi 2v, ii i, vo v, io 2i, 1 Ri 4 RL , Z C Ri 2 RL 2
(d）能振。当 1 osc 2 ，即L1C1 回路呈容性， L2C2回路呈感性，组 成电感三点式振荡电路；
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( e ）能振。计入结电容 C ' ，组成 be 电容三点式振荡电路；
( f ）能振。当
1 , 2 osc 时，L1C1
回路呈容性，L2C2回路呈感性，组成电 容三点式振荡电路。
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3-9 试运用反馈振荡原理，分析图NP3-9所示各交流通路能否振荡。





解：图NP3-9(a）满足正反 馈条件，LC并联回路保证
C CE
, 而通
不成
C
正比，故描述 i
在过压状态下，晶体管进入饱和区，但由于谐振回路的
选频特性，其上电压仍是基波电压，该余弦电压进入饱和区， i 将下降，因此过压状态下形成集电极脉冲电流中间凹陷。
C
C
的动态线必定是曲线。
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2 - 10 一谐振功率放大器，设计在临界工作状态，经测试得输 出功率 P 仅为设计值的 60 % ，而
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Baidu Nhomakorabea
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2-14 根据图( a ）所示的谐振功率放大器原理电路，按下列要 求画出它的实用电路。（ l ）两级放大器共用一个电源； ( 2 ） T2管的集电极采用并馈电路，基极采用自给偏置电路； ( 3 ) T1 管的集电极采用串馈电路，基极采用分压式偏置电路。
解：根据题意要求 画出的电路如图 ( b ） 图中，两级共用一 个电源。电源线必 须串接电源滤波网 络 RC1 、 CCl 、LC1、 CC2。T2管基极接高 频扼流圈 LD1 ，提供 直流通路，并利用 扼流圈的直流电阻 产生自给偏压。T2 管集电极接高频扼 流圈 LD2，组成并馈 电路。在L2 和 L3 的 接点上并接电容 C3， 构成 T 型匹配滤波 网络。
i
3v
i i
3i v v
v
2i
2v
i
3i
i
v
2v
i
v
i i
v
i i
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1-21 试证明图P1-21所示传输线变压器的输入电阻Ri＝25RL， 传输线的特性阻抗Zc=5RL
vi 5v, ii i, vo v, io 5i, vi Ri 25 RL , ii v Z C 5 RL i
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图（e）中反馈线中串接隔直电容CB，隔断VCC，使其不能直接 加到基极上，L2换为C3。
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图（f）中L改为C1L1串接电路，构成电容三点式振荡电路。 或L、C互换，L中心接射极。
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图（g）去掉C，以满足相位平衡条件。 或LC1换为RC。
Rd 2 Rd 3 2 RL 8 RL1
1 Rd 1 Rd 2 RL 4 R L1 2
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第二章谐振功率放大器
2 - 1 为什么谐振功率放大器能工作于丙类，而电阻性负载功 率放大器不能工作于丙类？ 解：因为谐振功放的输出负载为并联谐振回路．该回路具有选 频特性，可以从晶体管的余弦脉冲电流中，将不失真的基波电 流分量选频出来，在并联谐振回路上形成不失真的基波余弦电 压，而电阻性负载功率放大器的电阻性输出负载不具备这样的 功能，因此不能在丙类工作。 2 - 2 放大器工作于丙类比作于甲、乙类有何优点？为什么？ 丙类工作的放大器适宜于放大哪些信号？ 解：与甲、乙类比较，丙类工作放大器的优点在于： （1）由于丙类工作时晶体管的导通时间短，使管子的瞬时功耗 减少因而效率得到提高。 （2）丙类工作的放大器输出负载为并联皆振回路，具有选频滤 波特性，保证了输出信号的不失真。 为此，丙类放大器只适宜于放大载波信号和高频窄带信号。 8 2014-11-8
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2 - 6 设一谐振功率放大器的谐振回路具有理想的滤波性能，试
说明它的动态线为什么是曲线？在过压状态下集电极脉冲电流波 形为什么会中间凹陷? 解：由于谐振功率放大器的谐振回路具有理想的滤波性能，
因此谐振回路上电压为余弦波，其幅度为 Vcm I c1m RC 过谐振回路的集电极电流 与 i 为脉冲波，显然 v i
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＋
v v
＋ － ＋
i i
－
v
i
v 2
－
v 2
i
2i
2
v i 3v , ii i , v o v , io 3i , 1 Ri 9 RL , Z C Ri 3 RL 3
vi v, ii 3i, vo vo1 3v, io io1 i, Ri v , RL 3v , 3i i Z C1 Z C 2 ZC3 vo io 1 v 3Ri RL , i 3 RL 9 Ri
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3-8 试改正图NP3-8所示各振荡电路中的错误，并指出电路类型。
图中CB、CD、CE均为旁路电容或隔直流电容，LC、LE、LB均为高
频扼流圈。
图（a）中L改为C1,C1改为L1，构成电容三点式振荡电路。LC 为扼 流圈，交流时，隔断晶体三极管集电极与地之间的联系。
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第一章
1-20 试求图 P1-20 所示各传输线变压器的阻抗变换关系（ Ri / RL）及相应的特性阻抗Zc 表达式。
解：设每根传输线变压器的端电压为v，电流为i；
vi v, ii 4i, io i, vo 4v vi v 1 4vo 1 所以：Ri RL , ii 4i 16 io 16 v 1 Z c 4 Ri RL i 4
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5v 4v 3v 2v
i
i i i i
i i i i
v
5i
v
4
1-22 图PI-22所示为用传输线变压器构成的魔T混合网络，试 分析工作原理。已知 RL=50Ω ，试指出Ri、R1、R2、R3各阻值。 解： Tr1 -Tr3均为魔 T 混合同相功率合成网络， Tr4为 l : 4 传输线变压 器 。Tr4输入端呈现电 阻 Ri 4 1 RL 12.25，这个 4 电阻就是混合网络Tr3C端 呈现的电阻，而R3即为接 在Tr3 D—D 端的电阻。 因此，根据隔离条件 R 4 R 50 ，同理混合网络 Trl 和 3 C3 Tr2的C端呈现的电阻 RC1 RC 2 2 RC 3 25 。 1 R1 R2 4 RC1 100, Ri R1 50 2 5 2014-11-8
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2-16 一谐振功率放大器工作于临界状态，已知f=80MHz，RL=50Ω， PO=5W，Vcm=17.5V , C0=20pF ，试按教材中表2-3-l中的Π 型滤波匹 配网络设计回路各元件值,设网络的有载品质因数Qe1=5。
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