高频电子线路 邹传云 第一章作业解答
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其余的功率、电压的转换关系如下表：
3W 10mW 20μW
34.77dBm 10 dBm -17 dBm
17.32V
1.0 V
0.047V
144.77 dBμV
120 dBμV
93 dBμV
1.17 某卫星接收机的线性部分如题图 1.8 所示，为满足输出端信噪比为 20dB 的要求， 高放 I 输入端信噪比应为多少？
放大器的线性动态范围也可以定义为它的 1dB 压缩点的输入功率与灵敏度之比，
则线性动态范围为 DRl = −10 − (101) = 91dB
3
NF3 −1 GPA2GPA3
= 1.078（8 注意：此公式一定应用于线性值）
10 lg NF
= 10 lg
SNRAi SNRAo
=
SNRAi (dB) − SNRAo (dB)
∴ SNRAi (dB) = 10 lg NF + SNRAo (dB) = 20.33dB
1.19 接 收 机 带 宽 为 30kHz ， 噪 声 系 数 为 8dB ， 解 调 器 输 人 要 求 的 最 低 信 噪 比
低频音频信号经放大后，首先进行调制后变成一个高频已调波，然后可通过变频，达 到所需的发射频率，经高频功率放大后，由天线发射出去。接收设备由接收天线、高频小 信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。由天线接收来 的信号，经放大后，再经过混频器，变成一中频已调波，然后检波，恢复出原来的信息， 经低频功放放大后，驱动扬声器。
1.8 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分的功用。
话 筒
扬 声 器
答：
音频 放大器
音频 放大器
调制器 载波
振荡器
解调器
变频器
激励放大
输出功 率放大
中频放大 与滤波
混频器
本地 振荡器
天线开关 高频放大
上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图，它由发射部分、接收部分以及 无线信道三大部分组成。发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器（不一定必 须）、功率放大器和发射天线组成。
SNRmin=15.5，接收天线的等效噪声温度为 900K。求接收机最低输人信号功率需多少?
解：该题目的天线温度不是标准噪声温度，故需将噪声系数转化为噪声温度：
NF=8dB=6.3
Te = (NF −1)T0 = (6.3 −1) × 290 = 1537
则基底噪声为：
Fr = k(Ta + Te )BW = 1.38 ×10−23 × (900 +1537) × 30 ×103 = 1.0 ×10−15 = −120dBm
噪声底数为
Fr = −174dBm / Hz + NF (dB) + 10log BW = −174 + 3 + 10log105 = −121dBm
Biblioteka Baidu
放大器的线性动态范围可以定义为它的 1dB 压缩点的输入功率与噪声底数之比，即
DRl = −10 − (121) = 111dB 若 (SNR)o,min = 20dB 则灵敏度 Pin,min = Ft + (SNR)o,min = −101dBm
解调器要求的输入信噪比
SNRmin = 15.5 = 11.9dB
灵敏度为 Pin,min = Fr + SNRmin = −120 +11.9 = −108dBm=1.58×10-11mW
1.24 放大器的噪声带宽为 100kHz，NF =3dB，求噪声底数。若 1 dB 压缩点的输人功
率为-10dBm，此接收机的线性动态范围是多少(若要求输出信噪比 SNRo,min=20dB) 解：
1.11 巳知某电视机高放管的 fT =1000MHz，β0=100，假定要求放大频率是 1MHz、 10MHz、100MHz、200MHz、500MH 的信号，求高放管相应的|β|值。
解：
1
高频电子线路
已知：fT =1000MHz，β0=100， 则：fβ = fT /β0 =1000MHz/100 = 10 MHz f 工作= 1MHz 时， ∵f 工作< < fβ ∴|β| =β0 =100（低频区工作） f 工作= 10MHz 时， ∵f 工作= fβ ∴|β| =0.7β0 =70 （极限工作） f 工作= 100MHz 时，∵ f 工作>> fβ ∴|β| ≈fT / f 工作=1000/100 =10 f 工作= 200MHz 时，∵ f 工作>> fβ ∴|β| ≈fT / f 工作=1000/200 = 5 f 工作= 500MHz 时，∵ f 工作>> fβ ∴|β| ≈fT / f 工作=1000/500 = 2
习题解
第 1 章习题
1.1（略） 1.7 给出调制的定义。什么是载波？无线通信为什么要用高频载波信号？给出两种理 由。 答：调制是指携带有用信息的调制信号去控制高频载波信号。载波指的是由振荡电路 输出的、其频率适合天线发射、传播和接收的射频信号。采用高频信号的原因主要是： （1）可以减小或避免频道间的干扰；而且频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信 道容量就越大。 （2）高频信号更适合天线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比 拟时，才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距 离，也可获得较高的接收灵敏度。
1.12 将下列功率：3W、10mW、20μW，转换为 dBm 值。如果上述功率是负载阻抗 50Ω 系统的输出功率，它们对应的电压分别为多少 V？转换为 dBμV 值又分别为多少？
解 ： 3W 转 换 为 dBm 值 ： 10lg3×103 = 10lg3 +10lg103 = 4.7 + 30 = 34.7dBmW
（其余的类似）
电压如果是最大值，则： Um = 2RP ，当功率为 3W 时，则 Um = 2 ×100 × 3 = 24.5V ， 转为 dBμV 为： 20 lg 24.5×106 = 120 + 27.7 = 147.7dBμV ； 电压如果是有效值，则： Um = 2RP ，当功率为 3W 时，则 U = 100 × 3 = 17.32V ，转为 dBμV 为： 20 lg17.32×106 = 120 + 24.7 = 144.7dBμV ；
解：先将 dB 转化为线性值：
GPA1 = 25dB ：根据10lg10x = 25dB ⇒ x = 102.5 = 316
GPA2 = 20dB ：100； NF2 = 6dB ：4；
NF3 = 12dB ：16
2
习题解
NF1
= 1+ Te T0
= 1.0689
NF
=
NF1 +
NF2 −1 + GPA1
3W 10mW 20μW
34.77dBm 10 dBm -17 dBm
17.32V
1.0 V
0.047V
144.77 dBμV
120 dBμV
93 dBμV
1.17 某卫星接收机的线性部分如题图 1.8 所示，为满足输出端信噪比为 20dB 的要求， 高放 I 输入端信噪比应为多少？
放大器的线性动态范围也可以定义为它的 1dB 压缩点的输入功率与灵敏度之比，
则线性动态范围为 DRl = −10 − (101) = 91dB
3
NF3 −1 GPA2GPA3
= 1.078（8 注意：此公式一定应用于线性值）
10 lg NF
= 10 lg
SNRAi SNRAo
=
SNRAi (dB) − SNRAo (dB)
∴ SNRAi (dB) = 10 lg NF + SNRAo (dB) = 20.33dB
1.19 接 收 机 带 宽 为 30kHz ， 噪 声 系 数 为 8dB ， 解 调 器 输 人 要 求 的 最 低 信 噪 比
低频音频信号经放大后，首先进行调制后变成一个高频已调波，然后可通过变频，达 到所需的发射频率，经高频功率放大后，由天线发射出去。接收设备由接收天线、高频小 信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。由天线接收来 的信号，经放大后，再经过混频器，变成一中频已调波，然后检波，恢复出原来的信息， 经低频功放放大后，驱动扬声器。
1.8 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分的功用。
话 筒
扬 声 器
答：
音频 放大器
音频 放大器
调制器 载波
振荡器
解调器
变频器
激励放大
输出功 率放大
中频放大 与滤波
混频器
本地 振荡器
天线开关 高频放大
上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图，它由发射部分、接收部分以及 无线信道三大部分组成。发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器（不一定必 须）、功率放大器和发射天线组成。
SNRmin=15.5，接收天线的等效噪声温度为 900K。求接收机最低输人信号功率需多少?
解：该题目的天线温度不是标准噪声温度，故需将噪声系数转化为噪声温度：
NF=8dB=6.3
Te = (NF −1)T0 = (6.3 −1) × 290 = 1537
则基底噪声为：
Fr = k(Ta + Te )BW = 1.38 ×10−23 × (900 +1537) × 30 ×103 = 1.0 ×10−15 = −120dBm
噪声底数为
Fr = −174dBm / Hz + NF (dB) + 10log BW = −174 + 3 + 10log105 = −121dBm
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放大器的线性动态范围可以定义为它的 1dB 压缩点的输入功率与噪声底数之比，即
DRl = −10 − (121) = 111dB 若 (SNR)o,min = 20dB 则灵敏度 Pin,min = Ft + (SNR)o,min = −101dBm
解调器要求的输入信噪比
SNRmin = 15.5 = 11.9dB
灵敏度为 Pin,min = Fr + SNRmin = −120 +11.9 = −108dBm=1.58×10-11mW
1.24 放大器的噪声带宽为 100kHz，NF =3dB，求噪声底数。若 1 dB 压缩点的输人功
率为-10dBm，此接收机的线性动态范围是多少(若要求输出信噪比 SNRo,min=20dB) 解：
1.11 巳知某电视机高放管的 fT =1000MHz，β0=100，假定要求放大频率是 1MHz、 10MHz、100MHz、200MHz、500MH 的信号，求高放管相应的|β|值。
解：
1
高频电子线路
已知：fT =1000MHz，β0=100， 则：fβ = fT /β0 =1000MHz/100 = 10 MHz f 工作= 1MHz 时， ∵f 工作< < fβ ∴|β| =β0 =100（低频区工作） f 工作= 10MHz 时， ∵f 工作= fβ ∴|β| =0.7β0 =70 （极限工作） f 工作= 100MHz 时，∵ f 工作>> fβ ∴|β| ≈fT / f 工作=1000/100 =10 f 工作= 200MHz 时，∵ f 工作>> fβ ∴|β| ≈fT / f 工作=1000/200 = 5 f 工作= 500MHz 时，∵ f 工作>> fβ ∴|β| ≈fT / f 工作=1000/500 = 2
习题解
第 1 章习题
1.1（略） 1.7 给出调制的定义。什么是载波？无线通信为什么要用高频载波信号？给出两种理 由。 答：调制是指携带有用信息的调制信号去控制高频载波信号。载波指的是由振荡电路 输出的、其频率适合天线发射、传播和接收的射频信号。采用高频信号的原因主要是： （1）可以减小或避免频道间的干扰；而且频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信 道容量就越大。 （2）高频信号更适合天线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比 拟时，才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距 离，也可获得较高的接收灵敏度。
1.12 将下列功率：3W、10mW、20μW，转换为 dBm 值。如果上述功率是负载阻抗 50Ω 系统的输出功率，它们对应的电压分别为多少 V？转换为 dBμV 值又分别为多少？
解 ： 3W 转 换 为 dBm 值 ： 10lg3×103 = 10lg3 +10lg103 = 4.7 + 30 = 34.7dBmW
（其余的类似）
电压如果是最大值，则： Um = 2RP ，当功率为 3W 时，则 Um = 2 ×100 × 3 = 24.5V ， 转为 dBμV 为： 20 lg 24.5×106 = 120 + 27.7 = 147.7dBμV ； 电压如果是有效值，则： Um = 2RP ，当功率为 3W 时，则 U = 100 × 3 = 17.32V ，转为 dBμV 为： 20 lg17.32×106 = 120 + 24.7 = 144.7dBμV ；
解：先将 dB 转化为线性值：
GPA1 = 25dB ：根据10lg10x = 25dB ⇒ x = 102.5 = 316
GPA2 = 20dB ：100； NF2 = 6dB ：4；
NF3 = 12dB ：16
2
习题解
NF1
= 1+ Te T0
= 1.0689
NF
=
NF1 +
NF2 −1 + GPA1