1、通信电路原理试题综合绪论1 在城市环境和移动情况下，多径传播和多普勒频率给接收信号带来什么影响？2 线性和非线性系统所产生的失真有什么本质差别？3 信号通过非线性系统的失真能否用另外的线性或非线性系统进行补偿？4 建议：认识一个通信系统。LC 串并联谐振回路串联回路如下图所示信号源频率 ，电压 ，将 1-1 端短接，电容 C 调到 100pF 时谐振。此1FMHz0.1V时，电容 C 两端的电压为 10V。如 1-1 端开路再串接一阻抗 Z（电阻和电容串联） ，则回路失谐，电容 C 调到 200PF 时重新谐振。此时，电容 C 两端的电压为 2.5V。1MHz0.V1LRCV Z试求：线圈的电
2、感 L，回路品质因数 Q 以及未知阻抗 Z。并联回路如下图所示已知 ， ， ， ， 。125H10128CpF40gRk1L12C1L2 LRgRR试求：无阻尼谐振频率；等效谐振电阻 R；不接 ，BW 如何变？L请分析下图（a）和（b）所示无损耗回路的电抗-频率特性，并计算出关键点的频率值。请分析下图所示网络有几个谐振频率，并写出它们的表达式。给定 1212,LC如下图，使并联谐振回路电感支路的电阻 加大，r则回路通频带 BW 加大 ；回路等效谐振电阻 减小 ；回路谐振角频率 减小 ；pRp当输入电流 不变时，回路输入电压 减小 ；回路品质因数 Q 减小 ；I0V（加大，减小，基本不变，不变）
3、思考题：（1）滤波器可以滤除某些频率分量。为什么还叫线性电路?（2）串、并联谐振回路是什么类型的滤波器?高频小信号放大器在共射连接的高频小信号放大器中，影响其增益带宽积的主要因素是什么？它们是如何影响放大器的增益带宽积的？答： （教材 P103）TLsbRGBPDr为获得较大的 GBP 和 值，应选用 小、 小而 高的晶体管；增大 ，可以增大hbcCbrTLR，但由于 D 因子增大， 将减小，因而 的选择应该兼顾 和 的要求；管子选完0ALR0Ah后，为提高 值，信号源内阻 应尽可能小，即放大器的输入信号应尽量接近恒压源。hs比较共基极和共发射极放大器的异同。 （习题 3-1）噪声求长度为 5
4、0m，衰减量为 0.082dB/m 的高频电缆的噪声系数。 （例 3.4.5）答： 50.824.1 LdB NF4.10.4157n一个输入电阻为 的接收机，噪声系数为 6dB，通频带为 1MHz，当要求输入信噪比为5010dB，那么接收机的灵敏度为 -98 dBm，最小接收信号电压为 5.66 V。（Boltzmann 常数为 ） （参考例 3.4.6）231.8/kJK下图的电阻网络中，若加大 则网络噪声系数 的变化是：2RnF图（a）中的 ； 图（b）中的 。 （增加，不变，减小）nFnF带宽为 BW=1MHz 的接收机高频部分由天线电缆、高放、混频和中放构成，在标准工作温度下（T=2
5、90K）使输出信噪比 。要求接收机灵敏度不小于 ，已2sonP14.90W知接收机输入端工作于匹配状态。 各单元电路的噪声系数和功率增益如下图所示50iR（Boltzmann 常数 ）231.8/kJK（1）指出接收机允许的最小可测电压为多少 。V（2）若天线负载采用特性阻抗为 ，衰减为 电缆构成，则电缆最长不500.18/dBm应超过多少米？高放 混频 中放F=3dBGP=10dBF=10dBGP =-6dBF=6dBGP =50dB非线性电路，这是某个非线性元件的伏安特性，加在该元件上的输入电压为250iiiav问电流中包含如下给出的哪些频率分量？12cositt121212(, 4 ,
6、3, 4)伏安特性为 的非线性器件当输入端加电压 时，230()itav 12cos()vttV电流 的频谱中含有下述频率中的 、 和 频率成分。121121212(,34)教材 P189190若非线性电路的输出-输入特性如下图所示折线表示。当偏置电压 ，激励信号2BV时，求输出电流的直流分量 和频率为 10MHz、20MHz 分量的75.2cos10()ivtV0I幅度。若想增大频率为 10MHz 分量的振幅，应如何改变 和激励信号的振幅？（习题 4-B5）-2 -1 0 1 2 v/V2010I/mA已知 012(54).97,(54)0.36,(54)0.723解：（1） ， ， 则电流
7、导通角为0BVonV.imcos.57onim由图可知： 10gS(cos)2miIVA直流分量的幅度为 ，0()4.2mIA基波和二次谐波的幅度为 ，1805Im2()6.01mIA（2）基波幅度： 1 sincosinco()()imgVI1(si0imdgV102si0BdI注意到在 的全变化范围内，均有 ， ，所以在 的范围0,1imIV10BI,内，增大 或 均可增大基波幅度 。im0B1I参考例 4.3.1若非线性元件伏安特性为 ，能否用它进行变频、调幅和振幅检波？为什301ibv么？（习题 4-8）答：不能用它进行变频、调幅和振幅检波，因为非线性元件伏安特性中的平方项系数为零。由
8、于场效应管具有十分接近于平方律的转移特性，三阶以上的非线性效应可以忽略，问混频器中使用场效应管会不会产生中频干扰、像频干扰、互调干扰和交调干扰？为什么？答：会产生的干扰：中频干扰、像频干扰、互调干扰；不会产生交调干扰。前三项是由三阶以下的非线性效应引起的，而交调干扰是由三阶以上的非线性效应引起的。请综述变频器电路中产生的变频干扰的种类，产生的原因及抑制干扰的办法。思考题由折线分析法可知，输入电压的波形是余弦信号，输出电流波形不再是一个余弦波，而只是余弦波的一部分，称其为尖顶余弦脉冲。尖顶余弦脉冲可以分解成基波和各次谐波。（1）为什么可以实现功率放大，输出电压可以得到余弦波？（2）如何实现功率放
9、大器和倍频器？习题 4-30 4-33振荡器画出互感反馈振荡器的高频等效电路。要使电路能产生振荡，请注明互感线圈各同名端的位置。图（a ）图（b）图（c ）振荡器的交流等效电路如下图所示，分别指电路图（a） ，图（b）所示电路振荡频率 与0f回路的自然谐振频率 和 的关系。 （第 5 章）112fLC221fL若已知： 1,LCQ?问：1. 更接近于 还是更接近于 ？0f1f2f2.各是什么类型的振荡电路?在串联型晶体振荡电路中，晶体等效为 高 Q 值短路器 ；在并联型晶体振荡电路中，晶体等效为 高 Q 值电感 。下图为某三次泛音晶体振荡器的高频等效电路，其输出频率为 5MHz，试说明晶体和
10、LC回路的作用；并注明符合相位平衡条件。 1(4.7,30)LHCpF答： 的并联是电容 C，满足相位平衡，也充当 在三次泛音工作的选择回路；1L TJ当 ce、be 为容性，bc 为感性。为什么在振荡电路中，晶体管大都用固定偏置与自偏置的混合偏置电路？答：采用固定偏置，使得晶体管的静态工作点位于放大倍数 A 较大的小信号放大状态，从而起振条件 得以满足，一般而言，环路增益 越大，振荡器越易于起振。当振荡1AFF器起振后，振荡幅度由于正反馈通路的存在随时间的增加而增加，必然会使得晶体管进入非线性状态，从而增益下降，最终达到平衡条件 ，正当幅度不再增加。1采用自偏置电路，使得振荡器在起振过程中，
11、加速进入非线性状态，使得尽早达到平衡条件，起振过程快。同时，由于自偏置电路的存在，使得增益随幅度变化的斜率增大，幅度稳定条件更加充实，振荡电路输出信号幅度的稳定性也提高了。习题 5-5 5-11 5-15 5-16调制与解调调频波中的中心频率分量功率 小于 未调载波功率；标准调幅波中的载波分量功率 等于 未调载波功率；调频波中的总功率 等于 未调载波功率。 （大于，等于，小于）下图所示标准调幅框图，已知相乘器的增益常数为 ，放大器的放大倍数为 A，1()KV为载波角频率， 为音频角频率， 为调幅度。问：0AmAcosVt0t()SAMVtKK 加大时， 加大 ；A 加大时 减小 ； 加大时 加
12、大 。 （加大，不变，减小）mAmVAm正常工作的峰值包络检波器如下图所示，若加大直流负载电阻 R，则检波电路参数的变化趋势为：输入电阻 增加 ；传输系数 增加 。 （增加，不变，减小）某已调波的频带为 ，若将调制信号频率 F 和信号幅度均放大一倍。该已调波的频带变BW为 ， ，请填写下列三种已调波的 值n n标准调幅波 2 ；宽带调频波 2 ；宽带调相波 4 。n由频谱结构确定调制指数调频波的幅度是 1V, 频谱结构示于下图。求调频波的频带 ；调频波的最大频偏0.1BWmf调制信号是： ，求调频波表示式中的 ， ，()cosfmvtVtFmc()cosin()FMFvt调制信号频率 的调频波
13、的频谱如下图所示，2FkHz共调指数 ；fm有效频带 kHz；0.1BW最大频偏 kHz。mf下图为变容管调频振荡器的高频等效电路和输出调频波 的频谱图。()oVt，变容管的静态电容 （无调制信号输入时）3()2cos10()VttV04DCPF（1）求输出调频波的中心频率 ；（2）求输出调频波的最大频偏 ；cf mf（3）求输出调频波的频带 ；（4）求输出调频波 的数学表达式；0.1BW()Ovt（5）求变容管两端电压 的数学表达式。 。()Cvt解：调频波的中心频率： ， ，12CpF0cfMHZ最大频偏： ， ， ，0.1()8FBWm33mFfkz7()2cossin()ovt ttV
14、3 734()20.co10sin210()C tV画出下图中 A、B、C 各点的频谱示意图。 （DSB 是抑制载波的双边带调制）信源 DSB 上边带 混频 放大振荡 1 振荡 25MHz 20MHzA B C0.3kHz 3kHzf f对以下三种已调信号进行解调（设调制信号是 ） 。3cos(210)(tV1. 73()3cos(210)cos(210)vtttV2. 7.8cs()(t3. 73()cs(5sin)vttt要求：1.请画出 的波形示意图，请分别指出分别是什么已调波信号。()vt2.如何实现无失真解调？请画出方框原理图。简述理由。下图 a 为变容管直接调频电路。假定晶体管的输
15、入、输出阻抗对振荡器的影响可以忽略，而且两个变容二极管的特性完全相同，如图 b 所示。图（a ）变频管调频电路（1）图中五个电感分别为 ，试说明这些电感的作用；1230,0ccLHLH（2）画出该调频振荡器的高频等效电路图；（3）计算中心频率 ；0f（4）如果调制信号的波形如图 c 所示，求上下频偏值；（5）说明该电路的优点和缺点。下图（a）所示为中频放大器和相位鉴频器的级联电路，耦合线圈的同名端如图所示。耦合电路初次级调谐正确后，S 曲线如图（b）所示。（1）若输入电压为： 73()3cos(210.5sin(10)(ivtttV请写出鉴频器输出电压的表示式。（2）若次级线圈的同名端由上端为
16、下端，S 曲线如何变化？（3）若耦合电路初次级调谐不正确（即初次级失谐） ，S 曲线如何变化？为什么幅度解调器必须由非线性元件和低通滤波器组成？（习题 6-9）答：因为需要产生新的频率分量，滤除不需要的分量（一般为 2 倍载波频率分量） 。请比较标准调幅波与调频波的主要区别。 （调制指数，波形，频谱结构，功率分配，抗干扰能力）从 Bessel 函数图分析调频波的频谱结构特点。答：（1）调频波的频谱中，除了载波频率分量之外，还包含了无穷多个旁频分量，各旁频分量之间的距离是调制信号角频率 ，各频率分量的幅度由 Bessel 函数 决定；()nFJm（2）调频波的频谱结构与调制指数 关系密切；Fm（
17、3）调频波所占的带宽，理论上说是无穷带宽的，因为它包含有无穷多个频率分量。但实际上，在调制指数一定时，超过某一阶数时的 Bessel 函数的值已经相当小，其影响可以忽略，这时则可认为调频波所具有的频带宽度是有限的。（4）各频率间的功率分配。思考题一：在用 1496 集成芯片构成的调幅器电路中，抑制载波调幅波的载漏是如何产生的？标准调幅波的过调制是如何产生的？思考题二：在单管功率放大器构成的调幅器电路中，标准调幅波的过调制是如何？请与上面比较。思考题三：标准调幅波和抑制载波调幅波，当采用相干解调与非相干解调时，解调结果如何？谐波输出的特点是什么？锁相环PLL 的频率特性为什么不等于其中环路滤波器
18、的频率特性？为什么在已锁定的一阶和二阶PLL 中，当输入信号产生相位阶跃时，环路仍能锁定，而且稳态相差为零？答：PLL 的频率特性是输出信号相位与输入信号相位之间的关系，而环路滤波器频率特性是输出信号电压与输入信号电压之间的关系，所以不相同。即一阶环路稳态相差为零；（P431）lim0espK， 所需的控制电压 ，要求鉴相器输出的误差电压 即可，evpAPvKPDvA在理想情况下， ，则稳态相差趋近于零。 （P432）v画出 PLL 环路的原理框图，并简述其基本原理。写出 PLL 的环路方程，画出 PLL 的相位模型。PLL 频率特性的测试电路下图为锁相环路频率特性的测试电路。LF 为无源比例
19、积分滤波器，21()FSHs()VsH求：画此电路的线性相位数学模型；求此电路的传递函数。， ，11()()KVss 22()Ks 122121()()()cKVssHHK锁相鉴频电路 是 。()pvt有 ()cs一阶环路的正弦鉴相器灵敏度为 ，压控振荡器调制灵敏度为2dKV电压幅度为 ，中心角频率为4210(/)Kradsom6021/orads（1）设输入信号为： 6sin(1.0)(ivt t求：环路锁定时的稳态相差 ，压控振荡器的直流控制电压。)e（2）设输入信号为： 63(si25sin(210)(imvtVttV求：环路锁定时压控振荡器的输出电压 ，环路的 3dB 带宽为多少 KH
20、z。()ovt解：（1）设输入信号为： 6()sin(21.0)(imvt tV602.10/i rad0/orads4ios4(/)PKrs求：环路锁定时的稳态相差 1()in()eP压控振荡器的直流控制电压 PVK（2）设输入信号为： 63()sin21.0.5sin(210)(imvt ttV环路锁定时压控振荡器的输出电压： 6 3()cos21.0().()i()(omeCvtVtHjt环路的 3dB 带宽为 /2PK一阶环路接通瞬间输入和输出信号分别为： 63()sin.01.5sin(10)(imvtVttVco(2)o V环路参数有两种组合：（1） 60.51(/)Krads1d
21、K（2） 0.7求：（1）上述两种环路参数下，哪一种能使环路锁定？为什么？（2）计算环路锁定后的稳态相差。（3）写出输出信号 的表示式和环路的 3dB 带宽。()ovt一阶环路接通瞬间输入和输出信号分别为：63()sin2.01.5sin(210)(imvtVttV6)cos(210)(omvttV44/8./ioradrads（1） 能使环路锁定。()PdKs（2） 不能使环路锁定。417.50/r环路锁定后的稳态相差： 1()sin()ePK输出信号： 6 3()cos2.01()0.5()sin(210)(omeCvtVtHjtV环路的 3dB 带宽： /PK一阶 PLL 的压控灵敏度为
22、 ，鉴相灵敏度为 。在开机时，410/()radsV 2dKV压控振荡器的输出信号为： ，6()co2omvtt（1）当输入信号为： 时，该环路是否可以锁定？若4sin3)(iV能锁定，则求出稳态误差和此时 VCO 的控制电压。（2）该环路的同步带和捕捉带各为多少 kHz。（3）其他条件不变，若在环路中加入放大倍数可从 0.1 到 10 连续变化的可变增益放大器，描述放大器的放大倍数从 1 到 10，从 10 到 1 和从 1 到 0.1，从 0.1 到 1 这两个变化过程中环路的锁定情况。思考题一：从电路原理方框图， PLL 的非线性分析表现在那里？思考题二：从锁相环路的两种工作状态（捕获状
23、态锁定状态） ， PLL 的线性分析表现在那个工作状态？思考题三：PLL 的线性分析如何使用 PLL 线性化模型中的传递函数？思考题四：PLL 的线性分析是求出跟踪特性和频率特性。习题 7-5 7-6 7-7 7-8 7-9频率合成例 8.4.1（P517）一个外带（64/65）双模前置分频器的锁相频率合成器集成芯片中，两个可编程分频器 N和 A 的位数分别为 10 位和 6 位。如果鉴相器的参考信号频率设置为 100kHz，要求 VCO的输出频率为 885.4MHz，则应设置两个分频比分别为：N 138 ，A 22 。综合题在 C 类谐振功率放大器和稳定的 LC 振荡器中，集电极电流都是余弦
24、电流脉冲，请问这两种电路的直流偏置应该如何设置？有什么区别？答：LC 振荡器起振前电路的静态工作点 Q 位于伏安特性段的中点，随着振荡幅度的增加，导致工作点向负偏压方向移动，是正偏压；C 类谐振功率放大器设置 ，是负偏压。0BV请画出接收机 RF 前端电路的方框原理图，简述工作原理和对个电路框图的要求。答：高放 混频器 中放 解调器 低放本振()cft0()ft0icff利用本地振荡器产生的正弦信号 与输入信号 在混频器中混频，得到中频信0()ft()cft号 ，中频频率 。如果输入信号载波频率改变，则相应改变本地振荡频率，()ift 0icff使之保持混频后的中频频率不变。要求良好的接收质量
25、，很高的集成度，降低功耗，减小体积和重量，尽可能做到无调整或少调整。请简述通信电路中常用的相乘器电路的工作原理，典型电路和具体应用。下图是一个多信道导频单边带接收机的方框原理图。其中，射频输入范围为：430MHz，VCO 自身频率通过外部信道 开关在 632MHz 之间进行1.对应图中，四处位置的中心频率分别是多少？2.描述接收机从天线接收下来的射频信号变换为基带信号的变换过程。低噪声放大器及带通滤波器第一检波器（混频器）低频放大器200KHz晶体振荡器中频放大器及带通滤波器第二检波器（混频器）第三检波器（混频器）中频放大器及带通滤波器9 倍频器缓冲器鉴相器环路滤波器压控振荡器接收天线信道选择开关基带信号输出 632MHz430MHz答：接收机从天线上接收到射频信号，经过高频放大器放大，和由本地振荡器产生的振荡信号在混频器中进行混频，再经过中频放大器放大中频信号，再经过解调器解调信号从而变换为基带信号。
