1、2.3解: 设放大电路的选频电路由简单 LC 并联回路构成.则 LC 回路谐振频率 465kHz,为满足带宽要求,回路的品质因数应为58104637.0BWfQoL此回路谐振电阻为 (k ) 改为 (k ).92CfQRoL192LoQRfC回路未接电阻时固有谐振电阻为 (k )159fo改为 (k )342oQRfC因此需并联电阻为 (k )1RoL改为 (k )476oLR2.4解:为计算简化,这里 与电容 的容抗之比12C较大,可采用部分接入法公式21CXR)(1021pF电感 )(53.)(2mHCfLo接入系数 P= .021在两端等效为1R)(1kPRT电感固有品质因数 50,对应
2、的固有谐振电阻 )(58.792kCfQRo端等效电阻为 )(16kRoT有载品质因数 1023CfQL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 ic 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、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
4、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 Po 分别为 1W 和 0.6W，为了增大输出功率，将 VCC 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
5、者工作于欠压状态，故输出功率基本不随 VCC 变化；而后者工作于过压状态，输出功率随 VCC 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 Po 明显下降， C 反而增加，但 VCC、U cm和 uBEmax 均未改变（改为：V CC 和 uBEmax 均未改变，而 Ucm 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
6、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 Po=60W，V CC=12.5V。(1) 当C=60%时，试计算管耗 PC 和平均分量 的值；(2) 若保持 Po 不变，将 C 提高到 80%，c0I试问管耗 PC 减小多少？解：(1) 当 C=60%时， WD106.0PC40AVID85.120(2) 若保持 Po 不变，将 C 提高到 80%WPCD78.06153.8 谐振功率放大器电路如图 3.1(c)所示，晶体管的理想化转移特性如题 3.8 图所示。已知：， ，回路调谐在输入信号频率上，试在转移特性上画出输入B0
7、.2Vi.cos()utV电压和集电极电流波形，并求出电流导通角 及 、 、 的大小。c0I1mc2I0uB E/ V0 . 20 . 40 . 60 . 80 . 6 1 . 2iC/ A解：由 ，可作出它的波形如图(2)所示。Vti cos1.20根据 uBE 及转移特性，在图中可作出 iC 的波形如题图 3.8(s)。由于 t=0 时，则BEmax(.)=.3,。ax0.7CiA因为 ，所以()cosimBEonUV则得()i0.62.34,169由于 ， ， ，则0().241(69)0.432(69)0.2max12ax.7.1(69)0.269.08cCmcIi Ai题 3.8 图
8、 题 3.8(s)图3.9 谐振功率放大器工作在欠压区，要求输出功率 Po=5W。已知 VCC=24V，V BB= VBZ，R e=53，设集电极电流为余弦脉冲，即0u0tcosiiCmax试求电源供给功率 PD，集电极效率 C。解： ，95.319.0， ARIRemcec 43.0220101 icC86.5.431maxAiI 27.019.0ax0WVPCD624%756.03.10 已知集电极电流余弦脉冲 ，试求通角 ， 时集电极电流的直max10ACi1207流分量 和基波分量 ；若 ，求出两种情况下放大器的效率各为多少？0cI1cIC.95cUV解 (1) ， ，120().46
9、1()0.36%7.2952)(,46.010 cmc cVmAIAI(2) ， ，7.531()0.4360.2A,143.6mA1460.98.%.c cmI I3.11 已知谐振功率放大器的 ， ， ， ，试求该放大C24VC025I5WoPcmC0.9UV器的 、 、 以及 、 、 。DPCc1mIaxi解： 0.2546WIV1651W83.%20.4A.9CDoocmcPIU1 1().83.85,0?9CcmVg0max25.7().CIi A3.12 试画一高频功率放大器的实际电路，要求：(1) 采用 PNP 型晶体管，发射极直接接地；(2) 集电极并联馈电，与谐振回路抽头连接
10、；(3) 基极串联馈电，自偏压，与前级互感耦合。解：（略）3.13 谐振功率放大器电路如题 3.13 图所示，试从馈电方式，基极偏置和滤波匹配网络等方面，分析这些电路的特点。解：(a) 、 集电极均采用串联馈电方式，基极采用自给偏压电路， 利用高频扼圈中1V2 1V固有直流电阻来获得反向偏置电压，而 利用 获得反向偏置电压。输入端采用 L 型2VBR滤波匹配网络，输出端采用 型滤波匹配网络。(b) 集电极采用并联馈电方式，基极采用自给偏压电路，由高频扼流圈 中的直流电阻产BL题 3.13 图生很小的负偏压，输出端由 ， 构成 型和 型滤波匹配网络，调节 和23LC45LT34C使得外接 50
11、欧负载电阻在工作频率上变换为放大器所要求的匹配电阻，输入端由5C、 、 、 构成 和 型滤波匹配网络， 用来调匹配， 用来调谐振。121L6CT1C23.14 某谐振功率放大器输出电路的交流通路如图 T3.3 所示。工作频率为 2 MHz，已知天线等效电容 CA=500pF，等效电阻 ，若放大器要求 ，求 和 。8Ar80eRLCLCACRerA解：先将 、 等效为电感 ，则 、 组成 形网络，如题 3.14(s)图所示。由图可得LACALCL8013eeARQr由图又可得 ，所以可得/eL66221266381.901.9H1.H.39870F987p(0).10AeArQCL因为 ，所以1
12、A62 62126.90(10)514.5H145AC 3.15 一谐振功率放大器，要求工作在临界状态。已知 ， ， ，C0Vo.5WPL0R集电极电压利用系数为 0.95，工作频率为 10 MHz。用 L 型网络作为输出滤波匹配网络，试计算该网络的元件值。解：放大器工作在临界状态要求谐振阻抗 等于eR22(0.95)361cmeoURP由于 ，需采用低阻变高阻网络，所以eL题 3.14 图CRLLReLACRe rA题 3.14(s)图题 3.15(s)图662 212626312.4950810.98H1.9.3.40F0p(0).1eeLeRQHCL3.16 已知实际负载 ，谐振功率放大
13、器要求的最佳负载电阻 ，工作频率5LR12eR，试计算题 3.16 图所示型输出滤波匹配网络的元件值，取中间变换阻抗30MHzf。2LRRLL1ReC1C2RLL1 1ReC1C2L1 2R L解：将题 3.16 图拆成两个 L 型电路，如题 3.16(s)图所示。由此可得215014.927.LeeeLQR 122622291 612 94.95050pF3014.50H2n(301)7.8.08.eLeeLCRpFQR1221 126291121.nH3n7.039pF(30)88.5n13.eQCL参考答案4.1 答：(a) 同名端标于二次侧线圈的下端 (b) 同名端标于二次侧线的圈下端
14、(c) 同名端标题 3.16 图 题 3.16(s)图于二次侧线圈的上端 CV( a )CV( b )CV( c )4.2( a ) ( b ) ( c ) ( d )4.3答：（a）构成正反馈（ b）构成三点式 CV( a )CV( b )4.4 (a)不能 (b)不能 (c)可能4.5 同名端标于二次侧线圈的下端， 011820.4f kHzLCum图 P 4 . 35uFbR5uFo0.1u4mH4.6 （2） 耦合，隔直， 旁路BCEC（3）不能，不满足三点式条件（4） 012fL4.7（1）1 、 5 为 同 名 端（ 2）1354（3）影 响 反 馈 系 数 F； 影 响 Q； L
15、23 增 大 ： F 增 大 Q 减 小（4）C 1： 旁 路 ， 基 极 交 流 接 地 ； C2： 耦 合 ， 隔 直 ； C2： 对 振 荡 没 有 直 接 影 响 ；C1： 去 掉 后 ， 信 号 经 电 阻 衰 减 可 能 无 法 满 足 幅 度 平 衡 条 件 ， C1 不 应 去 掉 。（ 5）， ，345/C串 （ ） 453()C013453132()fLCC4.8 （1）旁路、耦合（2） ，12fCL45uH（3）耦合，阻抗变换4.9 （1）高频扼流（3） 12C（4）振荡频率4.10（1）高频扼流（3） 1 323 ()CC错 误（4）克拉泼振荡器4.11（2） 012(
16、)fLC（3）不能（4）可以4.12（a）不能（b） 则可能012fLC（c） 则可能0211fLCL（d） 则可能012min(,)f C4.13能；1MHz ；不能， ； ；101.372LCfMHz回 路 振 荡 频 率 01fz1LCMHz回 路 在 时 等 效 为 电 感；“,由 源 同 栅 反 原 则 形 成 电 感 三 点 式 :z晶 体 等 同 为 电 感振 荡 频 率4.1420p 10/3p20p ecbv130p 4.7H交 流 通 路交 流 通 路；06124.024.7103f Mz换 成 1M 时 ， LC 回 路 为 电 感 ， 不 能 起 振4.15 （1）4M
17、Hz ；（2） ； ；qsCLf1021CLfqp（3）并联型晶体振荡器，微调振荡频率5 章习题解答5.1 已知普通双边带调幅（AM）信号电压 ，试画出36()510.cos(210)cos(210)ut tt其时域波形图以及频谱图，并求其带宽 。 BW解：该 AM 调幅波的时域波形见题解图 5.1（a） ；（注：为便于观察，这里设载频为20kHz）频谱图见题解图 5.1（b） ；由（b）图见：该调幅波的带宽： 2BWFkHz（a ） (b)题解图 5.10()U /fHz61063106310()ut t5.2 已知调幅波表达式：，试求其调幅系数及带宽，5535311()3cos(20)co
18、s2(0)cos2(01)3utt t t画出该调幅波的时域波形和频谱图。 解： 调幅系数： acmU/9am带宽： 24BWFkHz根据表达式所画时域波形图见题解图 5.2（a） ；（注：为便于观察，这里设载频为30kHz） 。频谱图题解图 5.2（b） 。 0()U /fHz5105321053102(a) (b)题解图 5.2()utt5.3 已知调制信号 ，载波 ，且11()cos(250)cos(230)uttt3()5cos(210)cutt假设比例常数 。试写出普通双边带调幅波的表达式；求其带宽 。 ak BW解：普通双边带调幅波的表达式如下：311()5cos(250)cos(
19、230)cos2510AMut ttt而调幅波带宽为： 12BWFkHz5.4 题 5.4 图的(a)和(b)分别示意的是调制信号和载波的频谱图，试分别画出普通双边带（AM）调幅波、抑制载波的双边带（DSB）调幅波以及上边带（SSB ）调幅波的频谱图。解：相应的 AM、DSB、SSB（上边带）信号频谱见题解图 5.3。5.5 已知调幅波表达式, 假设比例常5()105cos(20)cos(210)ut tt数 。试求该调幅波的载波振幅 、调制信ak cmU号频率 、调幅系数 和带宽 。 FamBW解： 解析所给调幅波表达式可得：； ；cm10UV50Hz； a221BFk5.6 已知调幅波表达
20、式 ，试画出其波形和频谱图，求3()cos(0)cos(210)ut tt出频带宽度。若已知 ，试求载波功率、边频功率、调幅波在调制信号一周期内L1R平均总功率。 0()U 0()cU c（a） (b)题 5.4 图0 0()AMU c0 0()DSBU c0 0()SBU c题解图 5.3解：该 AM 调幅波的时域波形见题解图 5.4（a） ；频谱图见题解图 5.4（b） 。(a) (b)题解图 5.4()ut t0()U /fkHz1.0.9带宽： ；20BWFHz载波功率： ；21cmcLUPWR边带功率：；22110.54SBac20.5DSBPW总功率：.AMcDSBPW5.7 假设
21、调制信号电压 ，载波 ，试分别画出：两者的叠()osmutUt()coscmutUt加波；普通双边带调幅波；抑制载波的双边带调幅波的时域波形。解：画时域波形略。5.8 已知 AM 调幅波的频谱题 5.8 图所示，试写出信号的时域数学表达式。题 5.8 图f(kHz)50124984V1V22解：可以从题 5.8 图中读出以下参数：(a) (b) (c)题解图 5.5； ； ；cm4UV12acmV2acmUV50cfkHz1Fkz2kHz；1a334()4cos(10)cos(210)cos25102AMut ttt5.9 试分别画出下列电压表达式对应的时域波形和频谱图，并说明它们分别是哪一种
22、调幅信号。 （假设 ）c5(1) ；c()1os)uttt(2) ；cctt(3) ； c()os+)utt解：各自的时域波形见题解图 5.6（a）(b)(c)所示。(a) (b) (c)题解图 5.65.10 已知题图 5.10 示意的模拟乘法器的乘积系数 ，载波M0.1(/)AV，调制信号c 6()4os(2510)utt，试画出3.cos(230)t tt输出调幅波的频谱图，并求其频带宽度。 解：3 6663 63()2cos(.410)cos(20)4cos(2510)8514cst(5+.)cst(-.4)2o10oMMMutAtt ttAA2 2o2510其频谱如题解图 5.4 所
23、示。由该图可见： max.6.8BWFkHzMAXYY(t)0uuc题图 5.10题解图 5.4f(MHz)5BW4MA4MA225.11 二极管平衡相乘器如题 5.11 图（a）和(b) 所示，其中 为大信号，cmoscuUt为小信号（即 ） ，使两只性能完全相同的二极管工作在受 控mcosuUtcmU: cu制的开关状态下。 （注：假设两只二极管导通时的正向导通电阻 ，截止时的反向0dr电阻趋于无穷大）（1）试写出两电路输出电压 的表达式。0u（2）问它们能否实现调幅？解：（1）分析（a）图得： ；011()(ccukt022()(ccukt2 12)()(oaoccccc ktutt分析
24、（b）图得： ；011)ccukt021()(cckt2111()()()obocccccutuktt （2）将 和 代入（a）图或（b）图的输出电压的得式，且将msuUtcmscUt开关函数用傅里叶级数展开并代入可得：u LR2DVcu LR1Di2Di 01u02uc 1V u LR2DVc LR1Di2Di 01u02uc 1V（a） (b)题 5.11 图cmmcmm m4()oscos(cos3)4os 322cos()cos()cos(3)cos(3)oacc cc ccuktUttttUttt tt 由该式可见，含有载频以及上下边频分量， （a ）电路可以实现调幅。1cmcm2c
25、cm22()s(1cscs3)os(o3)442sosob cccccuktUttttttt 由该式可见，未含有上下边频分量， （b）电路无法实现调幅。5.12 二极管环形相乘器如题 5.12 图所示，其中 为大信号， 为mosccuUtmcosuUt小信号（即 ） ，使四只性能完全相同的二极管工作在受 控制的开关状态下，cmU: c试写出输出电压 的表达式并分析其含有的频率成分。 （注：假设四只二极管导通时0u的正向导通电阻 ，截止时的反向电阻趋于无穷大） 。0dr解：因该电路可以人为视作由两个二极管调制器组成（参见题解图 5.12）因此，由此可得： 3DV4 u 3Di4Diu u 2DV
26、cu 1Di2Di LR cu cucLRou ou题解图 5.12 LR2DV3D4 cuu1rT 2rT1:2 12:1DV 题 5.12 图由左图： 21()()()()()occccccuktuktutkt由右图： ccccccttttmmm()()()()24cos(scos3)8844cs()cs()cos(3)cos(3)oocuuktuktUttUtt tt 由该式可见，输出电压中含有 等分量。1,2cn5.13 二极管构成的电路如题 5.13 图（a）(b) 所示，其中 为大信号， mcoscuUt为小信号（即 ） ，使两只性能完全相同的二极管工作在受 控mcosuUtcmU
27、: cu制的开关状态下，试分析两电路输出电压中的频谱成分，说明它们是否具有相乘功能？（注：假设几只二极管导通时的正向导通电阻 ，截止时的反向电阻趋于无穷大）0dr解：分析（a ）图得： ；011()(ccukt022()(ccukt121212cmmmm mcm()()()()()4oscosscos3422oscos()cos()3o c cccc c ccuktttktutUt Uttttt os()cos(3)cctt由此可见（a ）电路含有 和 等频率成分，具有相乘器功能。c1,cn1DV LR2DVu1rT1:2icu1Di2Di u c LR1Di2Di 0u0u1V2V（a ）
28、（b）题 5.13 图分析（b）图得： ；011()(ccukt021()(ccukt2oo由此可见（b）电路没有相乘器功能。5.14 题 5.14 图所示原理方框中，已知 ， ，调制信号 频谱如图，c150kHzfc20Mzf()ut其频率取值范围为（ ） ，试画图说明其频谱搬移过程，并说明总输出信号minaxF是哪种调幅信号。0()ut0()utu正 弦 波振 荡 器 11cf MAXYY MAXYY正 弦 波振 荡 器 22cf带 通 1 带 通 211max(, )ccffF 221max(,cccfffFmaxFinab de f题 5.14 图解：分析各部件功能可得 a、b、c 、
29、d、e、f 各点频谱如题解图 5.6 所示。5.15 已知理想模拟相乘器中的乘积系数 ，若两输入信号分别为：M0.1(/)AVfa点信号频谱 ffc1b点信号频谱 fc1 fc点信号频谱 fd点信号频谱 fc2 fe点信号频谱f点信号频谱 载频为f c2=20MHz的SSB(上边带 )信号题解图 5.6， 。试写出相乘器输出电压表达式，说明如Xc3osutY12c2cosso3uttt果该相乘器后面再接一低通滤波器，问它将实现何种功能？ 解：（1）相乘器输出信号表达式为： 0 1212 12.13coscossco3.0.15coss0.5cossco33Mxy cutAuttttttttt（
30、 ）（2）低通滤波器（假设其通带范围内的传递函数为 1）的输出信号为：012.scosutt可见，它实现了 AM 调幅波的解调。5.16 二极管峰值包络检波电路如题 5.16 图所示，已知输入调幅波的中心载频 ，c465kHzf单音调制信号频率 ，调幅系数 ，直流负载电阻 ，试决定滤波电4kHzFa13m5kR容 的大小，并求出检波器的输入电阻 。CiRDVCR0uiu题 5.16 图解：由式 5.48 示意的无惰性失真和频率失真条件可得电容 C 的取值域为：2 3333max1065 51/9,.84104053.42.410(F)C CRR 即： 3 33/96.8525得： 0.FpFC
31、输入电阻： 125kiR5.17 二极管峰值包络检波电路如题 5.17 图所示，已知输入调幅信号电压为：3 3 3()2cos(460).4cos(6910).4cos(2610)iut t t t(1)试问该电路会不会产生惰性失真和负峰切割失真？(2)如果检波效率 ，试按对应关系画出 A、B 、 C 各点电压的时域波形，并标出电1dk压的大小。DV 0u20FiuABC题 5.17 图解：（1）先求调幅系数： 3 3 3()2cos(46510).4cos(26910).4cos(2610)iut t t t(25cmaU其中： ；0.4ccmUV 0.4a33()21.cos(2410)c
32、os(246510)iut t t又无惰性失真条件为： max5cRC其中： 3125.10683.4680R2 53max.9.4显然，满足无惰性失真的条件。低频交流负载电阻: .13.85LRk而直流负载电阻: .k ；而 ，显然不满足 的无底部切割失真条件。0.37R04amaRm（2）A、B、C 各点波形由题解图 5.7 示意。题解图 5.7 A、B、C 各点波形5.18 二极管峰值包络检波电路如题 5.18 图所示，已知调制信号频率 ，载304HzF:波频率 ，最大调幅系数 ，要求电路不产生惰性失真和负峰切割失10MHzcfamx0.8真，试求满足上述要求的 和 的值。CLRDV 0
33、u20Fiu 26.Rk1.2kLC题 5.18 图解：由无频率失真和无惰性失真条件推得 C 的取值范围为：2max12ax10CRR即： a1273 3,00.646.281.4.871CpF解得： 6p又 21LR 216.26.2110.87.47.4LL LRRR即 ：解得： 19.78(k)LR5.19 已知某理想模拟乘法器的乘积系数 ，如果输入信号M0.1(/)AV，63cos(21.50)Xut，试画出 及输出电6cos(210)cos(20)cos(210)3y tttyu压 的频谱图。0u解： 5.20 假设混频电路的输入信号 ，本振信号 ，输出ssmac()1()osutU
34、kuttLmc()osutUt端的带通滤波器调谐在 上，试写出混频输出中频电压 的表达式。LciIt解：(1)乘法器的输出电压为：0()()1()coscs1()2MsLMsmaLmmaLutAtukutttUt (2)输出中频电压的表达式为： ()()cos1()cosiIaLcImaIutkuttUkutt5.21 电路模型如题 5.21 图所示，其中， 为输入信号， 为参考信号，假设相乘特性和Xuy滤波特性都是理想的，且相乘系数 AM = 1。（1）如果输入信号 ，参考信号 ；试写出 的表达式并说明cosxmuUtcosymtO()ut电路功能，并说明滤波器的类型。（2）如果输入信号 ，
35、参考信号 ；试写出 的表达式并sxmctsyrmcuUtO()t说明电路功能，并说明滤波器的类型。（3）如果输入信号 ，参考信号 ；试写出 的表达式并cosxmcuUtosyLmtO()ut说明电路功能，并说明滤波器的类型。滤 波 器()xut ()yut0()ut 0()ut题 5.21 图解：（1） ；调幅功能；带通滤波器。cosomcuUt（2） ；乘积型检波功能；低通滤波器。t（3） ；混频功能；带通滤波器。cosomIut5.22 晶体三极管混频电路如题 5.22 图所示，已知中频 ，输入信号1465kHzf。试画出 A、B、C 三点对地电压波形并指出36s1()0cos(20)cos(210)mVut tt其特点，并说明 、 、 三个 LC 回路调谐在什么频率上。1LC23L2.7k10k1L 2L2C1TVIu cV()sut 3LA 2TV1C CBC题 5.22 图解：（1）电压波形说明：A 点为中心载频=1MHz 的单音 AM 信号；B 点为等幅正弦波（本振信号） ；C 点为中心频率为 465kHz 的单音 AM 信号。（2） 回路应调谐于输入 AM 信号 1MHz 的中心载频； 应调谐于输入1L 2LC465kHz 中频； 应调谐于本振频率 1MHz+465kHz；3
