高频电子线路杨霓清答案第七章-高频功
率放大器
本页仅作为文档封面，使用时可以删除
This document is for reference only-rar21year.March
思考题与习题
为什么高频功率放大器一般要工作于乙类或丙类状态为什么采用谐振回路作负
载为什么要调谐在工作频率上回路失谐将产生什么结果
答：高频功率放大器的输出功率高，其效率希望要高些，这样在有源器
件的损耗的功率就低，不仅能节省能源，更重要的是保护有源器件的安全
工作。乙类丙类放大器状态的效率比甲类高因此高频功率放大器常选用乙
类或丙类放大器。
乙类和丙类放大器的集电极电流为脉冲状，只有通过谐振电阻p R 相
乘，产生边疆的基波电压输出。回路调谐于工作频率是为了取出基波电压
输出。
丙类高频功率放大器的动态特性与低频甲类功率放大器的负载线有什么区别为
什么会产生这些区别动态特性的含义是什么
答：所谓动态特性是指放大器的晶体管（c g 、bz U ）、偏置电源（cc V 、
bb V ）、输入信号（bm U ）、输出信号或谐振电阻（cm U 或p R ）确定后，放
大器的集电极电流c i 随be u 和ce u 的变化关系。事实上，改变bb V 可以使放大
器工作于甲类、乙类或丙类。而工作在甲类，电流c i 是不失真的，所作的
负载线也是在确定动态特性，它的动态特性为一条负斜的直线，是由负载
线决定的。
而丙类放大器的bb V ＜bz V ，电流产生失真，是周期脉冲电流。而输出
电压是谐振回路的谐振电阻p R 与电流脉冲的基波电流相乘，即电流c i 的变
化为脉冲状，而输出电压是连续的基波电压，因此动态特性不能简单地用
谐振电阻p R 负载线决定。只能根据高频谐振功率放大器的电路参数用解析
式和作图法求得，它与甲类放大的负载线不同，其动态特性为。原因是电
流为脉冲状，有一段时间c i 是为0的
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
答：因为谐振功放的输出负载为谐振回路，该回路具有迁频特性，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迁频出来，在并联谐振
回路上形成不失真的基波余弦电压，而电阻听电阻特性输出负载不具备这样的
功能，因此不能在丙类工作。
放大器工作于丙类比工作于甲、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
答：与甲、乙类比较，丙类工作变压器的优点在于：
（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）丙类工作的变压器输出负载为并联谐振回路，具有迁频滤波特性，保证
了输出信号的不失真。
因此，丙类放大器只适宜于放大载波信号和高频窄带信号。
试求图7.2.1(a)所示电路的并联谐振回路各次谐波与基频的阻抗值之比。已知回路的品质因数10L Q r
ω==，回路谐振于基频。 某一晶体管谐振功率放大器，设已知CC V =24V ，CO I =250mA ，o P =5W ，电压
利用系数ξ=，试求D P 、c η、R ∑、1c m I 和θ。
答：(1)P = =cc V 0c I =24?250?103-=6W
(2)c η=o P / P ==5/6=%
(3)cm U =ξcc V =?=
o P =12cm p
U R p R =22cmo o
U P =222.825?=52Ω (4) o P =
121cm c m U I 1c m I =
2o cm P U =2522.8?=0.4386A= (5) 2c ηξc η=12
ξ()1c g θ ()1c g θ=2c
ηξ=20.8830.95
?=
查表得：c θ=660
某一3DA4高频功率晶体管的饱和临界线跨导cr g = 用它做成谐振功率放大器，
选定CC V =24V ，70o θ=，CM I =2.2A ，并工作于临界状态，试计算：R ∑、
D P 、o P 、C P 和c η。
答：由于工作于临界状态，其各参数的关系如图所示
由图可知CM I ＝cr g ()cc cm V U -
cc cm V U -＝cm cr I g ＝ 2.20.8
＝ cm U ＝ 2.75cc V -＝
P R =
1cm c m U I =1523467112c1c2c3c4c5Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr 2.8T T 1Z Z =Z Z =Z 3Ω?、、= 其中 ()170o α＝
（2）P =＝0cc c V I ＝cc CM V I ()170o α
＝??其中 ()170o α＝
（3）o P ＝112cm c m U I ＝12
cm CM U I ()170o α ＝12
???＝ （4）c P ＝P =－o P ＝
题
图解 临界工作状态
（5）c η＝o P /P ==% 高频功率放大器的欠压、临界、过压状态是如何区分的各有什么特点当CC V 、
cm V 、BB V 和R ∑四个外界因素只变化其中一个因素时，功率放大器的工作状态如
何变化
解:高频功率变压器的欠压、临界、过压状态是根据动态特性的A 点的位置来区
分。若A 点在max be u 和饱和临界线的交点上，这就是临界状态。若A
点在的延长线上（实际上不存在），动态特性为三段折线组成，则为过压状态。若A 点在max be u 线上，但是在放大区，输出幅度cm U 较小，则为欠压状态。三种工作状态也可用图所示动态特性来区分。其中2A 点对应于临界状态，1A 点在放大区是处于欠压状态。而3A 点是不存在的，它对应的动态特性为三的线是进入过压状态。
欠压区的特点是电流脉冲为尖顶，输出电压幅度相对较小，其输出功率较
小，效率也低，除在基极调幅电路中应用外，其它
应用较少。临界状态，输出电压田头在，电流为尖
顶脉冲，输出功率最大，效率较高，较多的应用于
发射机中的输出级。过压状态，电流为凹顶脉冲，
输出电压幅度大，过压区内输出电压振幅随R ｐ变化
小，常作为发射机的高频功率变压器的中间级应
用。
7.8题图解 三种工作状态的区分 改变cc V 时，cc V 由
小变大，工作状态由过压到临界然后到欠压。改变bm U 时，由小变大，工作状态由欠压到临界然后到过压。改变bb V ，负向正变，工作状态由欠压到临界然后到过压。改变R ｐ时，由小到大变，工作状态由欠压到临界然后到过压。
已知集电极电流余弦脉冲max C i =100mA ，试求导通角θ=120°，θ=70°时集电极
电流的直流分量CO I 和基波分量1c m I ；若cm V =CC V ，求出两种情况下放大器的效率各为多少
谐振功率放大器原来工作于临界状态，它的导通角θ为70o ，输出功率为3W ，
效率为60％，后来由于某种原因，性能发生变化，经实测发现效率增加到68％，而输出功率明显下降，但CC V 、cm V 、max BE υ不变，试分析原因，并计算实际输出功率和导通角θ。
解：由题意知cc V 、c m U 、max be u 不变，即电压利用系数ξ不变
因为效率 c η=()1c 1g 2
ξθ 所以 ()o 70c η=()o 11g 702
ξ 查表知()o 1g 70=，则
思考题与习题 3.3 若反馈振荡器满足起振和平衡条件，则必然满足稳定条件，这种说法是否正确？为什 么？ 解：不正确。因为满足起振条件和平衡条件后，振荡由小到大并达到平衡。但当外界因素（温度、电源电压等）变化时，平衡条件受到破坏。若不满足稳定条件，振荡起就不 会回到平衡状态，最终导致停振。 3.4 分析图 3.2.1(a)电路振荡频率不稳定的具体原因？ 解：电路振荡频率不稳定的具体原因是晶体管的极间电容与输入、输出阻抗的影响，电路的工作状态以及负载的变化，再加上互感耦合元件分布电容的存在，以及选频回路接在基极回路中，不利于及时滤除晶体管集电极输出的谐波电流成分，使电路的电磁干扰大，造成频率不稳定。 3.7 什么是振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件？各有什么物理意义？振荡器输出信号 的振幅和频率分别是由什么条件决定的？ 解：（ 1）起振条件： 振幅起振条件A0 F 1 相位起振条件 A F 2n (2) 平衡条件： 振幅平衡条件AF=1 相位平衡条件 A F 2n （ 3）平衡的稳定条件：（n=0,1, ）（n=0,1,） A 振幅平衡的稳定条件0 U 0 相位平衡的稳定条件Z0 振幅起振条件A0F 1 是表明振荡是增幅振荡，振幅由小增大，振荡能够建立起来。振幅平衡条件AF=1 是表明振荡是等幅振荡，振幅保持不变，处于平衡状态。 相位起振条件和相位平衡条件都是 馈，是构成反馈型振荡器的必要条件。 A F2n（n=0,1,），它表明反馈是正反 振幅平衡的稳定条件A/U0<0表示放大器的电压增益随振幅增大而减小，它能 保证电路参数发生变化引起 A 、F 变化时，电路能在新的条件下建立新的平衡，即振幅 产生变化来保证AF=1 。相位平衡的稳定条件Z /<0 表示振荡回路的相移Z 随频率增大而减小是负斜率。它能保证在振荡电路的参数发生变化时，能自动通过频率的变 化来调整 A F = YF Z =0，保证振荡电路处于正反馈。 显然，上述三个条件均与电路参数有关。A是由放大器的参数决定，除于工作点 I
红色题目必做（共8个题目） 1-1 解： ⑴ 1011LC f = 2021LC f = 12120102C C LC LC f f = = 921=C C 而 520100= ， 1625 400= 所以应选 25pF~400pF 的电容器； ⑵ 电容：需要9倍，实际是16倍。需串联一个电容或并联一个电容。 ⅰ) 并联：由 *2*1)(9C C C C +=+ 得 *C =21.87 pF 取 *C =22 pF ⅱ）串联：由 C C C C C C C C +=+22119 得 C =457 pF 实际电容范围：C C C C ++21~ =47~422 pF C f L 2)2(1π==210uH ⑶ （略） 1-2 解： 由C w L w 00r 1r Q == ⑴ C w 0r 1Q ==199 0r Q w L ?= =63 uH
或由 LC w 0= 求出 ⑵ r 0E I ==0.5 mA ==00C L V V 398 mV 1-3 解： ⑴ C w L ?=201=253 uH ⑵ =0Q 100 ⑶ 求X wC j R 1X + 由C C C C +?X X = 100 pF 知 C =200 pF X C ∴=200 pF 由L Q =25 )(r Q X 0L R L w +==25 可得：)2525 1r 0X R L w -=（ 而由R L w 00Q ==100 )100 25251r 00X L w L w -=（=47.66Ω≈48Ω 1-4 解： ⑴ LC f π21 0==503.5 k Ω
⑵ 由：L w 00Q = 得)(Q 00L w R ?==101 k Ω 谐振电阻*R =R //s R //L R =40.1 k Ω L w R 0L Q * ==31.8 L f B Q 0==15.8 kHz ⑶ 由20)2(Q 11 )(f f f N ?+==0.625 20)(lg f N = 20lg0.625 = -4 dB 1-5 解： 由：g C f B f ?==002Q π 得：B C g ??=π2=5.2752×10-5 Q 0 f B = ∴B 和Q 成反比，B 扩大1倍，Q 减小1倍。 而 g C w 0Q = ∴g 应加大1倍，所以应并一个导纳为5.2752×10-5的 电导 ∴并联电阻= =g 118.9 k Ω
高频电子线路期末复习 第一章： 信源（information source）：需要传送的原始信号，一般为非电物理量。 输入变换器(input converter)：将非电信号转换为电信号，其输出称为“基带信号”(baseband signal)。 基带信号实质：电信号，且直接表示了原始信息。 发送设备(transmitter)：将基带信号变成适合于信道传输的“频带信号” (frequency band signal) 。 接收设备(receiver)：完成发送设备功能的反变换——解调，其输出为基带信号。 输出变换器(output converter)：将接收设备输出的基带信号变换成原来形式的信号。 信宿(information sink)：原始信号的接收者。 将低频基带信号装载到高频振荡信号上的过程称为调制(modulating)。 将低频信号从被调制过的高频振荡信号上卸取下来的过程称为解调(demodulating)。 未经调制的高频振荡信号称为载波信号。 (carrier signal) （蓝色框） 无线电波长公式：
ISM(Industrial Scientific and Medical)频段为公用频段许可频段。 在USA ， FCC （Federal Communications Commission ），规定在RF 范围内，有三个免许可频段： 900MHz （902～928MHz ） 2.4GHz （2.4～2.4835GHz ） 5.8GHz （5.725～5.850GHz 第二章： 串联谐振回路的基本原理： )1 (1 C L j R C j L j R jX R Z s ωωωω- +=+ +=+= LC 1 0= ω；谐振频率：LC f π210= 当晶体受外力作用而变形时，就在它对应的表面上产生正负电荷，呈现出电压，称为正压电效应。 当在晶体两面加交变电压时，晶体就会发生周期性的振动，振动的大小基本上正比于电压幅度，振动的性质决定于电压的极性，这称为反压电效应。 第三章： 谐振放大器是采用谐振回路作负载的放大器，具有放大、滤波、选频、阻抗、匹配的作用。 高频小信号放大器的主要质量指标： 1、 增益（放大系数） 2、 通频带 放大器的电压增益下降到最大值的0.707（即1/ )倍时，所对应的频率范围称为放大器 的通频带，用 表示。2?f 0.7也称为3分贝带宽。 i V V A o V =电压增益：i o P P P A =功率增益：i o V lg 20V V A =i o p lg 10P P A =分贝表示： 2
第4章 正弦波振荡器 分析图所示电路，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 60126 0.87710Hz 0.877MHz 2π2π3301010010f LC --= = =?=??? (b) 同名端标于二次侧线的圈下端 60612 0.77710Hz 0.777MHz 2π1401030010f --= =?=??? (c) 同名端标于二次侧线圈的下端 606 12 0.47610Hz 0.476MHz 2π5601020010 f --= =?=??? 变压器耦合LC 振荡电路如图所示，已知360pF C =，280μH L =、50Q =、20μH M =，晶体管的fe 0?=、5 oe 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(s)所示。
略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于 06 12 Hz =0.5MHz 2π2π2801036010 f LC --= = ??? 略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为 566 1 1 21042.7μS 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 EQ V 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 m uo e i U g A G U -= = g g g 而反馈系数为 f o U j M M F j L L U ωω-= ≈ =-g g g 这样可求得振荡电路环路增益值为 60.023203842.710280 m e g M T A F G L -== ==?g g g g 由于T >1，故该振荡电路满足振幅起振条件。 试检查图所示振荡电路，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。改正图如图(s)(a)所示。
第6章 角度调制与解调电路 6.1 已知调制信号38cos(2π10)V u t Ω=?，载波输出电压6o ()5cos(2 π10)V u t t =?，3f 2π10rad/s V k =?，试求调频信号的调频指数f m 、最大频偏m f ?和有效频谱带宽BW ， 写出调频信号表示式 [解] 3m 3m 2π108 810Hz 2π2π f k U f Ω???===? 3m 3 3632π1088rad 2π102(1)2(81)1018kHz ()5cos(2π108sin 2π10)(V) f f o k U m BW m F u t t t Ω??===Ω?=+=+?==?+? 6.2 已知调频信号72()3cos[2π105sin(2π10)]V o u t t t =?+?，3f 10πrad/s V k =，试：(1) 求该调频信号的最大相位偏移f m 、最大频偏m f ?和有效频谱带宽BW ；(2) 写出调制信号和载波输出电压表示式。 [解] (1) 5f m = 5100500Hz =2(+1)2(51)1001200Hz m f f m F BW m F ?==?==+?= (2) 因为m f f k U m Ω= Ω ，所以3 52π100 1V π10f m f m U k ΩΩ??= = =?，故 27()cos 2π10(V)()3cos 2π10(V) O u t t u t t Ω=?=? 6.3 已知载波信号m c ()cos()o u t U t ω=，调制信号()u t Ω为周期性方波，如图P6.3所示，试画出调频信号、瞬时角频率偏移()t ω?和瞬时相位偏移()t ??的波形。 [解] FM ()u t 、()t ω?和()t ??波形如图P6.3(s)所示。
第八章 反馈控制电路 8－8。一个简单锁相环的实际电路图如题图8－8所示。（它用于彩色电视接收机中，去掉一 些次要原件和连线。请画出它的方框图，说明各级电路原理。 题图8－8 【解】：题图所示电路为彩色电视接收机中的色同步电路，（APO 方式）其作用是使本 机产生基准负载波，频率和相位要与发送端负载波频率和相位有正确的关系，以便控制同步检波器，对延时解调器分离出来的色度信号分量进行同步检波，解调出对应的色差信号。该电路可画成如下方框图。 8－9。锁相可变倍频环路如图所示。已知鉴相器的灵敏度 。压控振荡器 的灵敏度。环路输入端的基准信号（由晶振产生）频率为 12.5kHz ，反馈支路中的固定分频器的分频比P ＝8。可变分频器的分频比为653～793。 试求 输出信号的频率范围及频道间隔。 rad v A cp /1.0=v s rad A c ??=/101.17 CO V
题图8－9 【解】：环路锁定时。有 因而 频道间隔 8－10。频率合成器的方框图如图所示。图中，是高稳定晶体振荡器产生的标准频率， 改变各分频器的分频比，就可输出所要求的振荡频率，且振荡频率的稳定度与标准 频率的稳定度相同。试导出振荡频率 与输入振荡频率 之间的关系式。 r y f MP f =MHz MPf f r y )3.793.65(105.128)793653(3 ～～=???==kHz Pf f r 100105.1283 =??+=?r f y f r f
题图8－10 【解】：设压控制动器输出信号频率为 由 有 故 8－11。锁相环路如图所示，晶体振荡器的频率为100kHz ，固定分频器I 的分频比Q ＝10， 固定分频器II 的分频比N ＝10，可变分频器的分频比M ＝760～960。试求压控振荡器的可控频率范围及输出的频道间隔。 题图8－11 【解】：因 故 8－12。如图所示的锁相环路用作解调调频信号。设环路的输入信号为 已知： ，放大器的增益，有 源理想积分滤波器的参数为 。试求放 大器输出的1kHz 的音频电压振幅 为多大？ y f ' 2 3 N f N f r y = ' r y f N N f 2 3= 'r r y y f N N N N f f f )1( 1231± =± ' =kHz Q f MN f r y 1010 1003 =?= =kHz Nf f MHz MNf f r r y 100)9676(101010)960760(3 ==?=???==～～) 102sin 10sin()(3 t t U t u r r r ?+=πωv s rad A rad mv A c cp ???==/10252,/2503 πuF c k R k R 03.0,94.0,7.1721=Ω=Ω=Ω U
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 6012 6 11 0.87710Hz 0.877MHz 2π2π33010 10010 f LC --= = =?=??? (b) 同名端标于二次侧线的圈下端 60612 1 0.77710Hz 0.777MHz 2π1401030010f --= =?=??? (c) 同名端标于二次侧线圈的下端 60612 1 0.47610Hz 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 0?=、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 0612 11 Hz =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 566 1 1 21042.7μS 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 EQ V 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 m uo e i U g A G U -= = 而反馈系数为 f o U j M M F j L L U ωω-= ≈ =- 这样可求得振荡电路环路增益值为 60.02320 3842.710280 m e g M 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。改正图如图P4.3(s)(a)所示。
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，可从输出的余弦脉冲电流中选出基波分量，并在并联谐振回路上形成不失真的基波余弦电压，而电阻性输出负载不具备上述功能 2-2 放大器工作于丙类比工作于甲、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：(1)丙类工作，管子导通时间短，瞬时功耗小，效率高。 (2) 丙类工作的放大器输出负载为并联谐振回路，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。 2-4 试证如图所示丁类谐振功率放大器的输出功率2)sat (CE CC L 2o )2(π2 V V R P -=，集电极 效率CC ) sat (CE CC C 2V V V -= η。已知V CC = 18 V ，V CE(sat) = 0.5 V ，R L = 50 Ω，试求放大器的P D 、 P o 和ηC 值。 解：(1) v A 为方波，按傅里叶级数展开，其中基波分量电压振幅。)2(π 2 )sat (CE CC cm V V V -=通过每管的电流为半个余弦波，余弦波幅度，)2(π2 )sat (CE CC L L cm cm V V R R V I -== 其中平均分量电流平均值 cm C0π 1I I = 所以 2)sat (CE CC L 2cm cm o )2(π2 21V V R I V P -== )2(π2 )sat (CE CC CC L 2C0CC D V V V R I V P -== CC ) sat (CE CC D o C 2/V V V P P -= =η
第7章 反馈控制电路 7.1 图7.3.1所示的锁相环路，已知鉴相器具有线性鉴相特性，试述用它实现调相信号解调的工作原理。 [解] 调相波信号加到鉴相器输入端，当环路滤波器(LF )带宽足够窄，调制信号不能通过LF ，则压控振荡器(VCO )只能跟踪输入调相波的中心频率c ω，所以()o c t t ?ω=，而 Ωm ()cos ()()()cos ()()cos cos i c p e i o p D d e d p t t m t t t t m t u t A t A m t U t ?ω????=+Ω=-=Ω==Ω=Ω 所以，从鉴相器输出端便可获得解调电压输出。 7.2 锁相直接调频电路组成如图P7.2所示。由于锁相环路为无频差的自动控制系统，具有精确的频率跟踪特性，故它有很高的中心频率稳定度。试分析该电路的工作原理。 [解] 用调制信号控制压控振荡器的频率，便可获得调频信号输出。在实际应用中，要求调制信号的频谱要处于低通滤波器通带之外，并且调制指数不能太大。这样调制信号不能通过低通滤波器，故调制信号频率对锁相环路无影响，锁相环路只对VCO 平均中心频率不稳定所引起的分量(处于低通滤波器之内)起作用，使它的中心频率锁定在晶体振荡频率上。 7.3 频率合成器框图如图P7.3所示，760~960N =，试求输出频率范围和频率间隔。
50 [解] 因为0100 1010 f N = ，所以1010100kHz=(76.0~96.0)MHz o f N N =?=?，频率间隔=100 kHz 7.4 频率合成器框图如图P7.4所示，200~300N =，求输出频率范围和频率间隔。 [解] 1222 505MHz,0.01NMHz 2020f f N = ?==?= 12(50.01)MHz o f f f N =-=- 所以 max min 52000.01 3.00MHz 53000.01 2.00MHz =0.01MHz o o f f =-?==-?=频率间隔 7.5 三环节频率合成器如图P7.5所示，取r 100kHz f =，110~109N =，22~20N =。求输出频率范围和频率间隔。 [解] 由于 11 10100r f f N ?=，则 111100kHz=(10~109)0.1kHz 10001000 r N f f N ==? 由于22 10r f f N =，所以 222100 kHz=(2~20)10kHz 1010 r f f N N ==? 而
习题 高频功率放大器的主要作用是什么应对它提出哪些主要要求 答：高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载若回路失谐将产生什么结果若采用纯电阻负载又将产生什么结果 答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c为电流脉冲，负载必须具有滤波功能，否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的各有什么特点 答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态，在临界线左方时高频功放工作于过压状态。 欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。 临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高。 过压状态下，负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。 分析下列各种功放的工作状态应如何选择 (1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加到基极或集电极时，如何选择功放的工作状态 (2) 利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态 (3) 利用功放放大等幅度信号时，应如何选择功放的工作状态 答：(1) 当调制的音频信号加到基极时，选择欠压状态；加到集电极时，选择过压状态。 (2) 放大振幅调制信号时，选择欠压状态。、 (3) 放大等幅度信号时，选择临界状态。 两个参数完全相同的谐振功放，输出功率P o分别为1W和，为了增大输出功率，将V CC提高。结果发现前者输出功率无明显加大，后者输出功率明显增大，试分析原因。若要增大前者的输出功率，应采取什么措施 答：前者工作于欠压状态，故输出功率基本不随V CC变化；而后者工作于过压状态，输出功率随V CC明显变化。在欠压状态，要增大功放的输出功率，可以适当增大负载或增大输入信号。 一谐振功放，原工作于临界状态，后来发现P o明显下降，C反而增加，但V CC、U cm和u BEmax 均未改变（改为：V CC和u BEmax均未改变，而U cm基本不变（因为即使Ucm变化很小，工作状态也可能改变，如果Ucm不变，则Uce不变，故工作状态不应改变）），问此时功放工作于什么状态导通角增大还是减小并分析性能变化的原因。 答：工作于过压状态（由于Ucm基本不变，故功率减小时，只可能负载增大，此时导通角不变）；导通角不变 某谐振功率放大器，工作频率f =520MHz，输出功率P o=60W，V CC=。(1) 当C=60%时，试计算管耗P C和平均分量 I的值；(2) 若保持P o不变，将C提高到80%，试问管耗P C减小多 c0 少 解：(1) 当C=60%时，
第一章作业参考解答 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。 1.11巳知某电视机高放管的f T=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： f工作= 1MHz时，∵f工作< < f T /β0∴|β| =β0 =100（低频区工作） f工作= 10MHz时，∵f工作= f T /β0∴|β| =0.7β0 =70 （极限工作） f工作= 100MHz时，∵f工作>> f T /β0∴|β| ≈f T / f工作=1000/100 =10 f工作= 200MHz时，∵f工作>> f T /β0∴|β| ≈f T / f工作=1000/200 = 5 f工作= 500MHz时，∵f工作>> f T /β0∴|β| ≈f T / f工作=1000/500 = 2 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？ 3W 34.77dBm 17.32V 144.77 dBμV 10mW 10 dBm 1.0 V120 dBμV 20μW -17 dBm 0.047V 93 dBμV 1.17某卫星接收机的线性部分如题图1.20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？ 解： 1 3 2 1 123 1 1.0689 1 1 1.0788 10lg10lg()() ()10lg()20.33 e a a a i i o o i o T NF T NF NF NF NF G G G SNR NF SNR dB SNR dB SNR SNR dB NF SNR dB dB =+= - - =++= ==- ∴=+= 1.20接收机带宽为3kHz，输人阻抗为70Ω，噪声系数为6dB，用一总衰减为6dB，噪声系数为3dB的电缆连接到天线。设各接口均已匹配，则为使接收机输出信噪比为10dB，其最小输人信号应为多少?如果天线噪声温度为3000K，若仍要获得相同的输出信噪比，其最小输人信号又该为多少? 解：系统如框图所示： G1= –6dB NF1=3dB BW=3KHz NF2=6dB R
高频电子线路教案 说明： 1. 教学要求按重要性分为3个层次，分别以“掌握★、熟悉◆、了解▲”表述。学生可以根据自己的情况决定其课程内容的掌握程度和学习目标。 2. 作业习题选自教材：张肃文《高频电子线路》第五版。 3. 以图表方式突出授课思路，串接各章节知识点，便于理解和记忆。
1. 第一章绪论 第一节无线电通信发展简史 第二节无线电信号传输原理 第三节通信的传输媒质 目的要求 1. 了解无线电通信发展的几个阶段及标志 2. 了解信号传输的基本方法 3.熟悉无线电发射机和接收机的方框图和组成部分 4. 了解直接放大式和超外差式接收机的区别和优缺点 5. 了解常用传输媒质的种类和特性 讲授思路 1. 课程简介： 高频电子技术的广泛应用 课程的重要性课程的特点 详述学习方法 与前导课程(电路分析和模拟电路)的关系课程各章节间联系和教学安排参考书和仿真软件 2. 简述无线电通信发展历史 3. 信号传输的基本方法： 图解信号传输流程 哪些环节涉及课程内容两种信号传输方式：基带传输和调制传输 ▲三要素：载波、调制信号、调制方法 各种数字调制和模拟调制方法 ▲详述AM、FM、PM（波形） 4. 详述无线电发射机和接收机组成: ◆图解无线电发射机和接收机组成（各单元电路与课程各章对应关系） 超外差式和直接放大式比较 5. 简述常用传输媒质： 常用传输媒质特点及应用 有线、无线 双绞线、同轴电缆、光纤天波、地波 各自适用的无线电波段（无线电波段划分表） 作业布置 思考题： 1、画出超外差式接收机电路框图。 2、说明超外差式接收机各级的输出波形。
1. 第二章选频网络 第一节串联谐振回路 第二节并联谐振回路 第三节串、并联阻抗的等效互换与回路抽头时的阻抗变换 目的要求 1. 掌握串联谐振回路的谐振频率、品质因数和通频带的计算 2. 掌握串联谐振回路的特性和谐振时电流电压的计算 3.掌握串联谐振回路的谐振曲线方程 4.了解串联谐振回路的相位特性曲线 5.了解电源内阻和负载电阻对串联谐振回路的影响 6.掌握并联谐振回路的谐振频率、品质因数和通频带的计算 7.掌握并联谐振回路的特性和谐振时电流电压的计算 8.掌握并联谐振回路的谐振曲线方程 9.了解并联谐振回路的相位特性曲线 10.了解电源内阻和负载电阻对并联谐振回路的影响 11.了解低Q值并联谐振回路的特点 12.熟悉串并联电路的等效互换计算 13.了解并联电路的一般形式 14.熟悉抽头电路的阻抗变换计算 讲授思路★◆▲ 1. 选频网络概述： 选频网络(后续章节的基础) 谐振回路（电路分析课程已讲述）滤波器 单振荡回路耦合振荡回路（耦合回路+多个单振荡回路） 并联谐振回路 2. 详述串联谐振回路： 串联谐振回路电路图 详述回路电流方程的推导（运用电路分析理论） 谐振状态特性 ★计算谐振频率、特性阻抗、能量关系、★幅频特性曲线、▲相频特性曲线阻抗特性、电压特性、空载品质因数 ▲计算有载品质因数★计算通频带 （电源内阻和负载电阻对品质因数的影响） 串联谐振回路适用场合 3. 简述并联谐振回路： 参照串联谐振回路的讲述过程 运用串联、并联电路的对偶性
3-1 若反馈振荡器满足起振和平衡条件，则必然满足稳定条件，这种说法是否正确？为什么？ 解：否.因为满足起振与平衡条件后，振荡由小到大并达到平衡。但当外界因素(T 、V CC )变化时，平衡条件受到破坏，若不满足稳定条件，振荡器不能回到平衡状态，导致停振。 3-2 一反馈振荡器，欲减小因温度变化而使平衡条件受到破坏，从而引起振荡振幅和振荡频率的变化，应增大 i osc )(V T ??ω和ω ω???) (T ，为什么？试描述如何通过自身调节建立新平衡状态的过程（振幅和相位）。 解：由振荡稳定条件知： 振幅稳定条件： 0) (iA i osc
高频电子线路杨霓清答案第七章-高频功 率放大器 本页仅作为文档封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
思考题与习题 为什么高频功率放大器一般要工作于乙类或丙类状态为什么采用谐振回路作负 载为什么要调谐在工作频率上回路失谐将产生什么结果 答：高频功率放大器的输出功率高，其效率希望要高些，这样在有源器 件的损耗的功率就低，不仅能节省能源，更重要的是保护有源器件的安全 工作。乙类丙类放大器状态的效率比甲类高因此高频功率放大器常选用乙 类或丙类放大器。 乙类和丙类放大器的集电极电流为脉冲状，只有通过谐振电阻p R 相 乘，产生边疆的基波电压输出。回路调谐于工作频率是为了取出基波电压 输出。 丙类高频功率放大器的动态特性与低频甲类功率放大器的负载线有什么区别为 什么会产生这些区别动态特性的含义是什么 答：所谓动态特性是指放大器的晶体管（c g 、bz U ）、偏置电源（cc V 、 bb V ）、输入信号（bm U ）、输出信号或谐振电阻（cm U 或p R ）确定后，放 大器的集电极电流c i 随be u 和ce u 的变化关系。事实上，改变bb V 可以使放大 器工作于甲类、乙类或丙类。而工作在甲类，电流c i 是不失真的，所作的 负载线也是在确定动态特性，它的动态特性为一条负斜的直线，是由负载 线决定的。 而丙类放大器的bb V ＜bz V ，电流产生失真，是周期脉冲电流。而输出 电压是谐振回路的谐振电阻p R 与电流脉冲的基波电流相乘，即电流c i 的变 化为脉冲状，而输出电压是连续的基波电压，因此动态特性不能简单地用 谐振电阻p R 负载线决定。只能根据高频谐振功率放大器的电路参数用解析 式和作图法求得，它与甲类放大的负载线不同，其动态特性为。原因是电 流为脉冲状，有一段时间c i 是为0的 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 答：因为谐振功放的输出负载为谐振回路，该回路具有迁频特性，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迁频出来，在并联谐振 回路上形成不失真的基波余弦电压，而电阻听电阻特性输出负载不具备这样的 功能，因此不能在丙类工作。
思考题与习题 6.1 有哪几种反馈控制电路，每一类反馈控制电路控制的参数是什么，要达到的目的是什 么？ 答：自动增益控制（AGC ）电路、自动频率控制（AFC ）电路、自动相位控制（APC ）电 路三种 控制参量分别为信号的电平、频率、和相位 AGC 电路可用于控制接收通道的增益，它以特性增益为代价，换取输入信号动态范 围的扩大使输出几乎不随输入信号的强弱变化而变化。 AFC 电路用于稳定通信与电子系统中的频率源利用频率误差信号来调节输出信号 的频率，使输出频率稳定。 APC 电路以相位误差去消除频率误差。 6.2 AGC 的作用是什么？主要的性能指标包括哪些？ 答： AGC 电路可用于控制接收通道的增益，它以特性增益为代价，换取输入信号动态范围的扩大使输出几乎不随输入信号的强弱变化而变化。 其性能指标有两个：动态范围和响应时间 6.3 AFC 的组成包括哪几部分，其工作原理是什么？ 答：AFC 由以下几部分组成：频率比较器、可腔频率电路、中放器、鉴频器、滤波器 工作原理：在正常情况下，接收信号的载波为s f ，本振频率L f 混频输出的中频为I f 。若由于某种不稳定因素使本振发生了一个偏移＋L f ?。混频后的中频也发生同样的偏移，成为I f ＋L f ?，中频输出加到鉴频器的中心频率I f ，鉴频器就产生了一个误差电压，低通滤波器去控制压控振荡器，使压控振荡器的频率降低从而使中频频率减小，达到稳定中频的目的 6.4 比较AFC 和AGC 系统，指出它们之间的异同。 6.5 锁相与自动频率微调有何区别？为什么说锁相环路相当于一个窄带跟踪滤波器？ 6.6 有几种类型的频率合成器，各类频率合成器的特点是什么？频率合成器的主要性能指标 有哪些？ 答：频率合成器有三种：直接式频率合成器、锁相频率合成器（包括倍频锁环、混频锁相 环、除法降频锁相环）、直接数字式频率合成器。 直接式频率合成器是直接对参考频率源进行混频分频和倍频得到所需频率是一个开 环系统；锁相频率合成器是锁相环进行频率合成，是一个闭环譏数字频率合成器是一种全数字化的频率合成器，是一个开环系统。 频率合成器的主要性能指标有：频率准确度和频率稳定度、频率分辨率（频率步长）、 频率范围、频率转换时间（或频率时间）、相位噪声和杂散、功耗和体积等 6.7 PLL 的主要性能指标有哪些？其物理意义是什么？ 答：我们可以用“稳”、“准”、“快”、“可控”、“抗扰”五大指标衡量PLL 的优劣。（a ）“稳”是指环的稳定性。PLL 的稳定是它工作的前提条件，若环路由负反馈变成了正反馈，就不稳定了。理论分析表明，一、二阶环路是无条件千金之子环。（b ）“准”是指环路的锁定精度。PLL 锁定后没有频差，只有剩余相差，所以锁定精度由剩余相差来表征，我们希望相差越小越好，（c ）“快”是环路由失锁进入锁定状态的时间，所以锁定时间由捕获时间来表征，我们希望快捕时间与捕获时间越短越好。（d ）“可控”指环路能进入锁定与维持锁定的频差范围，通常前者以快捕带与捕获带来表征，而后者以同步带来表征。我们希望捕获带和同步带越大
习题 3.1 高频功率放大器的主要作用是什么?应对它提出哪些主要要求？ 答：高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。 3.2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载？若回路失谐将产生什么结果？若采用纯电阻负载又将产生什么结果？ 答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c为电流脉冲，负载必须具有滤波功能，否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。 3.3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的？各有什么特点？ 答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态，在临界线左方时高频功放工作于过压状态。 欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。 临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高。 过压状态下，负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。 3.4 分析下列各种功放的工作状态应如何选择？ (1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加到基极或集电极时，如何选择功放的工作状态？ (2) 利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态？ (3) 利用功放放大等幅度信号时，应如何选择功放的工作状态？ 答：(1) 当调制的音频信号加到基极时，选择欠压状态；加到集电极时，选择过压状态。 (2) 放大振幅调制信号时，选择欠压状态。、 (3) 放大等幅度信号时，选择临界状态。 3.5 两个参数完全相同的谐振功放，输出功率P o分别为1W和0.6W，为了增大输出功率，将V CC提高。结果发现前者输出功率无明显加大，后者输出功率明显增大，试分析原因。若要增大前者的输出功率，应采取什么措施？ 答：前者工作于欠压状态，故输出功率基本不随V CC变化；而后者工作于过压状态，输出功率随V CC明显变化。在欠压状态，要增大功放的输出功率，可以适当增大负载或增大输入信号。 3.6 一谐振功放，原工作于临界状态，后来发现P o明显下降，ηC反而增加，但V CC、U cm 和u BEmax均未改变（改为：V CC和u BEmax均未改变，而U cm基本不变（因为即使Ucm变化很小，工作状态也可能改变，如果Ucm不变，则Uce不变，故工作状态不应改变）），问此时功放工作于什么状态？导通角增大还是减小？并分析性能变化的原因。 答：工作于过压状态（由于Ucm基本不变，故功率减小时，只可能负载增大，此时导通角不变）；导通角不变 3.7 某谐振功率放大器，工作频率f =520MHz，输出功率P o=60W，V CC=12.5V。(1) 当ηC=60%时，试计算管耗P C和平均分量 I的值；(2) 若保持P o不变，将ηC提高到80%，试问管耗 c0 P C减小多少？ 解：(1) 当ηC=60%时，
第一章 一、选择题 1、LC单振荡回路的矩形系数值与电路参数的大小（） A、有关 B、成正比 C、成反比 D、无关 2、图示电路负载为，则输入阻抗为（） A、B、 C、D、 第二章 一、选择题 1、高频小信号调谐放大器的级数愈多，其总的通频带（）。 A、愈宽 B、愈窄 C、不变 2、对于高频小信号放大，我们通常采用（）和（）相结合的方式来实现。
A、非线性放大器，集中选频放大器 B、非线性放大器，LC谐振回路 C、集成线性放大器，集中选频放大器 D、集成线性放大器，LC谐振回路 3、高频小信号谐振放大器不稳定的主要原因是：（） A、增益太大 B、通频带太宽 C、晶体管集电结电容的反馈作用 D、谐振曲线太尖锐 4、为了提高高频小信号谐振放大器的稳定性，通常采用的方法是：（） A、中和法 B、失配法 C、负反馈方法 D、选择小的晶体三极管 E、选择特征频率高的三极管 5 ．在调谐放大器的LC 回路两端并上一个电阻R ，可以（）
A ．提高回路的Q 值。 B ．加宽放大器的通频带。 C ．增大中心频率。 D ．增加谐振电阻。 6 ．某接收机中放级的中心频率=10.7MHz ，谐振回路的谐振电容C=51pF 。当电路产生自激时，采用下述方法之一有可能消除自激而使电路仍能工作，试问哪种方法是无效的。（） A ．加接中和电容。 B ．回路两端并接一个电阻R 。 C ．微调电感磁芯，使回路谐振频率略微偏高。 D ．将51pF 的回路电容换成47pF ，并重新调整磁芯位置，使之谐振于。 7 ．小信号谐振放大器不稳定的主要原因是（） A ．增益太大。 B ．通频带太宽。 C ．晶体管集电结电容的反馈作用。 D ．谐振曲线太尖锐。 8 ．双调谐回路小信号谐振放大器的性能比单调谐回路放大器优越，主要是在于（） A ．前者的电压增益高。 B ．前者的选择性好。 C ．前者电路稳定性好。 D ．前者具有较宽的通频带，且选择性好。
第6章习题 6.1有一调角波数学表示式u =10cos(2π×106t +10cos2000πt )V ，试问这是FM 波还是PM 波？求中心角频率、调制角频率、最大角频偏、信号的带宽以及在单位负载上的功率。 解：(1)由于M 大于π，因此是调频信号； (2) 中心角频率rad/s 10×π2=6C ω,调制角频率rad/s 10×π2=3?、最大角频偏rad 1023m ×π=Ω=ωΔM ，信号的带宽kHz 22=)1+(2=F M BW ，在单位负载上的功率W 50=P 。 6.2调制信号33cos 2102cos310u t t Ω=π×+π×，载波为7C 10cos 210u t =π×，调频灵敏度 f 3kHz/V k =。试写出FM 波的数学表达式。 解：t t v k ωt ω33337?f C 10×π3cos 10×6+10×π2cos 10×3+10×π2=+=)( t t t t t ωt φ33710×π3sin 4+10×π2sin 3+10×π2=d )(=)(∫ V )10×π3sin 4+10×π2sin 3+10×π2cos(10=337FM t t t v 3．已知调制信号的频率kHz 1=F ，调频、调相指数为f p 10M M ==。试求： (1) 两种调制信号的最大频偏m Δf 和带宽BW 。 (2) 若m U Ω不变，F 增大一倍，两种调制信号的m Δf 和BW 如何变化？ (3) 若F 不变，m U Ω增大一倍，两种调制信号的m Δf 和BW 如何变化？ 解： (1)调频： kHz 10==Δf m F M f ,kHz 22=)1+(2=f F M BW 调相 ：kHz 10==Δf m F M f ,kHz 22=)1+(2=f F M BW (2) 若m U Ω不变，F 增大一倍， 调频：kHz 10m =Δf 不变，5f =Δ=F f M m ，kHz 24=)1+(2=f F M BW 调相： 10=P M 不变，kHz 20==ΔP m F M f ,kHz 44=)1+(2=P F M BW (3)若F 不变，m U Ω，20=f M 调频 ：kHz 20m =Δf 增大一倍, 20f =Δ=F f M m ，kHz 42=)1+(2=f F M BW 调相： 20=P M 增大一倍，kHz 20==ΔP m F M f ,kHz 42=)1+(2=P F M BW 6.4 为什么调幅波的调制系数不能大于1，而角度调制的调制系数可以大于1？ 解：因为当调幅波的调制系数1>a M 时会产生过调幅失真，而角度调制波的调制系数大于1时，只要频偏不过分大，就可以获得线性调制。