高频电子线路 张肃文第3章习题

ξ = tg
稳定系数 S=
ϕfe + ϕre −54 − 88.5 = tg ≈ −2.946 2 2
(g s + g ie )(g oe + G L )(1 + ξ 2 ) (794.96 + 2860)(200 + 3455)(1 + 2.9462 ) ×10 −12 = ≈ 9.27 y fe y re 45 × 0.31 ×10 −6
有载品质因数 QL =
2 f0 2 × 1.5 × 106 = = 46.6 2∆f 0.7 45.5 × 103
初次级回路的总电导 G′ p =
ω0C 2π × 1.5 × 106 × 500 × 10−12 = = 101.12 µS QL 46.6
初次级回路通过并联电导实现 Q0 → Q L ， 初级回路并联的电导 g 3 = G′ 电阻 R 3 = p − g1 = 101.12 − 60.5=40.62 µS ， 1 = 24.6 K Ω g3
kc =
C0 C0 = ⇒ C0 = 11 pF (C0 + C1 )(C0 + C2 ) C0 + C
p1 p2 y fe
2G′p = 0.3 × 0.2 × 36000 ×10 −6 = 10.7 2 ×101.12 ×10 −6
最后判断单级增益： Av 0 =
3.14 用晶体管 CG30 做一个 30MHz 的中频放大器，当工作电压 VCE = 8V ， I E = 2mA 时，其 y 参数是： yie = (2.86 + j3.4)mS ， yie = (0.08 + j0.3)mS ， yfe = (26.4 − j36.4)mS ， y oe = (0.2 + j1.3)mS 。求此放大器的稳定电压增益 (A v0 ） s， 要求稳定系数≥5。 解：1）由于前级与本级一样，所以有 g s + g ie = g oe + G L = g 和 g =
4
1001 m -1 < 1.9 ⇒ m > 3 21 m -1
因为中放前的变频器也采用双调谐回路做负载， 所以一共有 m=4 级双调谐回路。 三级中放采用同样形式的电路，且参数也相同时，要求每级增益大于 20dB。 总通频带要求为 30KHz， (2∆f 0.7 )4 = 4 20.25 − 1(2∆f0.7 ) = 30 ⇒ 2∆f0.7 =45.5kHz 单级等效电路如图：
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y fe ，稳定系数 A v0
5
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为S =
2 (g s + g ie )(g oe + G L )(1 + ξ 2 ) g 2 (1 + ξ 2 ) y fe (1 + ξ ) = = y fe y re y fe y e A2 v0 y e
稳定增益为 A v0 =
1 1 = ≈ 20.8228 ≈ 20.8 G Σωp L 178.5818 ×10 −6 × 2π ×10.7 × 4
2）回路有载品质因数 Q L = fp QL
回路通频带 2∆f 0.7 ≈
≈
10.7 × 106 ≈ 514kHz 20.8228
3）四级的总电压增益 (A v0 )4 = (19.2675∠ − 6.31� )4 ≈ 1.38 × 105∠ − 25.2� 4）四级的总通频带 (2∆f 0.7 )4 = 20.25 − 1 f0 10.7 × 106 ≈ 20.25 − 1 ≈ 223.5kHz QL 20.8228
谐振阻抗 G p =
ω0C 2π × 1.5 × 106 × 500 × 10−12 = ≈ 58.9 µS Q0 80
2 与初级回路 L1C1 的并联电导 g1 = p1 g oe +G p = 60.5µS 2 与次级回路 L2C2 的并联电导 g 2 = p2 g ie +G p = 98.9µS
注：此题隐含需要调 L 或 CΣ 使电路调谐于 10.7MHz 。由于 CΣ 较小，所以本题应 使用 L 求 QL，若用 CΣ 求 QL 将引起误差。 3.11 设计一个中频放大器。要求：采用电容耦合双调谐放大器，初次级抽头 p1=0.3，p2=0.2,；中频频率为 1.5MHz；中频放大器增益大于 60dB；通频带为 30KHz；矩形系数 Kr0.1<1.9；放大器稳定工作；回路电容 500pF，回路线圈品质 因数 Q0=80。已知晶体管在 f=1.5MHz， I E = 1mA 时参数如下： gie = 1000µS Cie = 74pF ， g oe = 18µS Coe = 18pF ， yfe = 36000∠ − 4.3� µ S ， y re = 33∠ − 93� µ S 另外中放前的变频器也采用双调谐回路做负载。 解：由于要求矩形系数 Kr0.1<1.9，当 η = 1 时根据 k r0.1 =
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单级回路总电导 G′ Σ =
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单级放大器的增益
Av′0 =
− p1 p2 y fe −0.3 × 0.3 × 38.2314 ×10 −3∠ − 6.31� = ≈ −8.38∠ − 6.3� −6 G′ 410.552 × 10 Σ
� 4 3 � 四级的总电压增益 (A′ v0 ) 4 = ( −8.380357∠ − 6.31 ) ≈ 4.93 × 10 ∠ − 25.2
等效谐振阻抗 G′ p =
2 2 G Σ = p1 g oe + G′ p + p 2 g ie = 0.09 × 82µ + 158µ + 0.09 × 150µ ≈ 178.5818µ S
谐振时的电压增益
Av 0 =
− p1 p2 y fe
GΣ
=
−0.3 × 0.3 × 38.2314 × 10 −3∠ − 6.31� ≈ −19.2675∠ − 6.31� ≈ −19.3∠ − 6.31� 178.5818 × 10−6
−6 2 -6

回路通频带 2∆f 0.7
10.7 × 106 ≈ ≈ ≈ 0.657MHz QL 16.278 fp QL 2 1 ) = ≈ 1.427 ， 10 lg K1 ≈ 1.54dB Q0 (1 − 16.278 /100) 2
4）回路插入损耗 K1 = 1/(1 −
5）GL 为本级负载，把 Gp 和下一级的输入电导 g ie 折算到本级晶体管的输出端： GL = Gp p
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4）四级的总通频带 (2∆f 0.7 )4 ；5）如四级的总通频带 (2∆f 0.7 )4 保持和单级的通频 带 2∆f 0.7 相同，则单级的通频带应加宽多少？四级的总电压增益下降多少？ 解：1）
谐振阻抗 Gp = 1 1 = ≈ 37.1857µS Q0ω0 L 100 × 2π ×10.7 ×106 × 4 ×10 −6 1 p2 p2 2 + Gp + + 2 = 158µ S R5 R1 R 2
p2 =
等效并联电阻 G p = 谐振时的电压增益 A v0 =
− p1p 2 yfe −0.25 × 0.25 × 45 ×10−3∠ − 54� = ≈ −12.3∠ − 54� 2 2 −6 2 -6 2 −6 G p + p1 g oe + p 2 g ie 37.185 × 10 + 0.25 × 200 × 10 + 0.25 × 2860 × 10 g ie1 ≈ 12.3122 ≈ 151.6 g ie2
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第三章习题 3.9 在图 3.1 中， 晶体管的直流工 作点是 VCE = 8V ， I E = 2mA ；工 作频率 f 0 = 10.7MHz ； 调谐回路采 用中频变压器 L1−3 = 4µ H ， Q0 = 100 ，其抽头为 N 2 −3 = 5 匝， N1−3 = 20 匝， N 4-5 = 5 匝。试计算放大器下列各值：电压增益、功率增益、通频 带、回路插入损耗和稳定系数 S（设放大器和前级匹配 g s = g ie ） 。晶体管在 VCE = 8V ， I E = 2mA 时参数如 下： gie = 2860µS Cie = 18pF ， g oe = 200µS Coe = 7pF ， y fe = 45mS ϕfe = −54� ， y re = 0.31mS ϕre = −88.5� 解：1）接入系数 p1 = N 2-3 5 = = 0.25 ， N1-3 20 N 4−5 5 = = 0.25 N1−3 20 1 1 = ≈ 37.185µS Q0ω p L 100 × 2π × 10.7 × 106 × 4 × 10−6
5）单级的品质因数 Q′ 20.25 − 1 L =
f0 10.7 × 106 0.25 ≈ 2 −1 ≈ 9.057486 ≈ 9.057 2∆f 0.7 513.86 × 103
′ ≈ 单级通频带 2∆f 0.7
f p 10.7 × 106 ≈ ≈ 1.181MHz Q′ 9.057486 L 1 1 = ≈ 410.552µS Q′ 9.057486 × 2π × 10.7 × 106 × 4 × 10−6 Lω0 L
C1 L1 p1 C0 L2 p2 C2
2 ′e = p1 回路电容 C1=C2=500pF， C0 Coe = 0.09 × 18pF=1.62pF ≪ C1
′ = p2 Cie 2 Cie = 0.04 × 74pF=2.96pF ≪ C 2
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2 2 ′ g′ oe = p1 g oe = 0.09 × 18µ = 1.62 µ S , g ie = p 2 g ie = 0.04 × 1000µ = 40 µ S