高频电子电路练习
一、非线性电路与功率放大电路
1、晶体管转移特性---非线性具有频率变换作用
如图所示放大电路原理图与转移特性曲线和集电极电流波形，该放大电路为那类电路？试简要分析该 电路工作原理。 2、传输特性 --- 非线性具有频率变换作用
v(t)?a0?a1vi(t)?a2vi2(t)v(t)?V1mcos?1t?V2mcos?2t i o
3、简述线性元件（器件）、非线性元件（器件）、时变参数元件（器件）的基本概念，并举例说明。
二、给定典型RLC并联谐振回路，fp=5MHzC=50pf 2?f0.7=150KHz 1) 求电感L、品质因数QP
2) 将负载电阻RL并联到回路上，此时有2?f0.7L=300KHz,求RL =？
L?fp1 ?20.2?HQ??33.33 P22?f0.7?PC根据QP?fp2?f0.7 与 QPL?fp2?f0.7L 有 QP?2QL
R?PC?2(R//RL)?PC R?2(R//RL) R?RL
三、1、根据?的表达式，请分析说明f?、fT和fmax的物理意义。为什么fmax最高fT次之f?最低？fmax受不受电路组态的影响？
f?
fT
fmax
?下降到低频值?0的1时所对应的频率。2??1时所对应的频率。晶体管的功率增益GP?1时的最高工作频率。频率参数的关系: fmax?fT?fβ三、2、某晶体管的特征频率fT=250MHz，静态?o=50。求该管在
f?1MHz、f?20MHz和f?50MHz时?的值。
有 fT??of?
据此求出f??50MHz，
可以求出：?(1)=50；?(20)=12；?(50)=5
根据公式???0?fT?1????f??β?2?1根据公式???0?f?1????f??β?2三、3、欲获得输出功率 5W的谐振功率放大器,若选择工作状态分别为甲类,乙类和丙类,其集电极转换效率分别为50%,65%和85%,则三种不同工作状态下的集电极损耗分别5;2.7;0.88
三、4 某高频谐振功率放大器,其工作频率为400MHz, 输出功率为15W, Vcc=38V 当?c?60% 时,集电极损耗和集电极电流值为10W0.66A.
四、被单一正弦波调制的调角波v?(t)，其瞬时频率为f(t)，调角波的振幅为10V，其中：f(t)?106?104cos2??103t
v?(t)?V?cos?t
v?(t)?V?sin?t1） 2） 3）
试分析该调角波是调频波还是调相波？ 写出此调角波的数学表达式；
求其频带宽度BW。如调制信号振幅加倍，求其频带宽度BW。
答案：1、该调角波是调相波，
?(t)??ot?kpV?sin?tf(t)?fo?kpV?Fcos?t?10?10cos?t64
632、v pm(t)?10cos(2??10t?10sin2??10t3、BW?2(mp?1)F?22kHz; 如调制信号振幅加倍则BW=44 kHz 五、填空
1．信号源和负载与谐振回路采用部分接入的目的是————————。
2：下图所示正弦波振荡回路的类型是_________, 其振荡频率范围是___________
3．单振荡回路小信号谐振放大器的Q值越高，则选择性越———，通频带越 ———。
4．某丙类功率放大器工作于临界状态，若输入信号增大，而其他条件不变，则放大器的工作状态将变为————状态。
5.若调制信号UΩ(t)=2cos2π*1000t(v)，载波Uc(t)=2cos2π*645*103t(v)，调幅灵敏度Sa=0.5/v,调制方式为普通调幅，则 （1）调幅波的数学表达式为
Uam(t)?2(1?0.5cos2??1000t)cos2??645?103t(v)（2）调幅波占据的频带宽度为 _2000_Hz;
（3）在调制信号一周期内调幅波在单位电阻上的平均功率为 _2.25_W； （4）若调制信号的振幅不变，频率提高一倍,则频带宽度为 _4000_Hz。
6.某调制波为 U ( ，调频波的数学表达式如下
?t)?U?cos?t
UO(t)?5cos(100??106t?3sin2??103t)31?10则载波频率fc为_____ 调制频率F为_____Hz,调频系数mf为____，调频波的最大频偏50Hz,?1063333?10为____Hz,占据的频带宽度BW为_____ Hz。 8?10
UO(t)?UOcos(?Ct?mfsin?t);5. 双耦合回路和单谐振回路相比，曲线出现双峰，频带加宽，矩形系数提高。
6.右图所示电路为 振荡电路，振荡频率表达式为 。
六. 选择题（将你认为正确的一项或多项选择的代号填入题后的括号中）
1.LC小信号谐振放大器中,谐振回路的Q值越高,则____. A.放大器的通频带越窄,选择性越差; B.放大器的通频带越宽,选择性越好; C.放大器的通频带越窄,选择性越好; D.放大器的通频带越宽,选择性越差.
2.信号源和负载与谐振回路采取部分接入,其目的是____. A.提高放大器的放大倍数; B.提高回路Q值; C.提高矩形系数;
D.提高放大器的通频带.
3.计算下图所示振荡回路的Q值____. A.50; B.25;
C.75; D.100. D.158
L1400?Hr120?L2400?Hr220?1?H20pF20pF25k?C200pF
IS1?
4.多级LC单振荡回路小信号谐振放大器的矩形系数比单级单谐振回路小信号谐振放大器的矩形系数____.
A.高; B.低; C.相同.
5.单振荡回路小信号谐振放大器中,谐振回路的Q值越高,则__AB__.
A.通频带越窄; B.选择性越好; C.矩形系数越高; D.矩形系数越低.
6.以双耦合回路为选频网络的小信号谐振放大器的矩形系数比单振荡回路小信号选频放大器的矩形系数__A__.
A.高; B.低; C.相同.
6
七：对串、并联阻抗的等效互换电路，
?1?21）推导公式： Rp?1?QL??RX?X1?1sps?2??QL1?
RpXs其中： QL1??QL2?RXps
2）解释品质因数相等的物理意义。
??
八：三个电阻分别为R1R2R3, 工作温度分别为T1T2T3，试分别求三个电阻串联及并联后的等效阻值R及等效温度T。
九：某接收机的前端电路由高频放大器、晶体管混频器和中频放大器组成。已知晶体管混频器的功率传输系数Kpe=0.2，噪声温度Ti=60K，中频放大器的噪声系数Fni=6dB。现用噪声系数为3dB的高频放大器来降低接收机的总噪声系数。如果要使总噪声系数降低到10dB，则高频放大器的功率增益至少要几分贝？试画出系统结构图并计算。 十、有一调幅波，载波功率为100W，试求当Ma=1与Ma=0.3时每一边频的功率以及总功率。
十一、调频波中心频率为10MHz，最大频移为50kHz，调制信号为正弦波。试求调频波在以下三种情况的频带宽度。F??500kHz；
F??500Hz；F??10kHz
十二、若调制信号UΩ(t)=2cos2π*1000t(v)，载波Uc(t)=2cos2π*645*103t(v)，调幅灵敏度Ka=0.5/v,调制方式为普通调幅，求： 1调幅波的数学表达式为2调幅波占据的频带宽度3在调制信号一周期内调幅波在单位电阻上的平均功率
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1、有一个用硅NPN外延平面型高频功率管3DA1做成的谐振功率放大器，其基本电路原理图如下所示。已知ＶCC＝24Ｖ，Ｐｏ＝２Ｗ，工作频率＝１MHz。由晶体管手册已知其有关参数为fＴ≥70MHz ，Ap（功率增益）≥13 dB， ＩCmax＝750ｍＡ, ＶCE(sat)(集电极饱和压降)≥1.5Ｖ,ＰCM＝１W。试求该电路的能量关系，并判断电路是否工作在安全状态。
注：工作状态选用临界状态；?c=70o；且已知：
?0(?c)?0.253?1(?c)?0.436
解答：
vCmin?vCE(sat)?1.5V Vcm?VCC?vCmin?24?1.5V?22.5V R?V2cm(22.5)2p2P???126.5?o2?2 IVcm22cm1?R?.5A?0.178A?178mAp126.5
iIcm1Cmax???178mA?408mA?750mA 1(?c)0.436Icm0?iCmax?0(?c)?408?0.253mA?103mA P?3
??VCC?Ic0?24?103?10W?2.472WPc?P??Po?(2.472?2)W?0.472W?PCM(1W)
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1、某接收机的前端电路由高频放大器、晶体管混频器和中频放大器组成。已知晶体管混频器的功率传输系数Kpe=0.2，噪声温度Ti=60K，中频放大器的噪声系数Fni=6dB。现用噪声系数为3dB的高频放大器来降低接收机的总噪声系数。如果要使总噪声系数降低到10dB，则高频放大器的功率增益至少要几分贝？试画出系统结构图并计算。 解答：
根据多级网络级联噪声系数计算公式：
?c?Pi?Po2??81%P?2.472Po22??1?W?0.1WAlg(1.3)20lg?1(p)10
(Fn)1?2???n?Fn1?(Fn3?1)(Fnn?1)(Fn2?1) ??????ApH1ApH1?ApH2ApH1?ApH2???ApHn?1代入已知条件：F1=3dB=2；A2=Kpe=0.2；T2=Ti=60K；F2=1+T2/T0=1.21； F3=Fni=6dB=3.98；F=10dB=10 可以求出：A1 = 1.89 = 2.8dB
Fn1=F1 Fn2=F2 Fn3=F3 ApH1?A1?ApH2?A2...
谐振功率放大器，其基本电路原理图如下所示。
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iC =gc(vBE–VBZ) (vBE ＞VBZ)
?Po1c?PVcm?Icm1??21V??g1(?c)CCIc02 2 P1?Vcmo?2Vcm?Icm12R?12I2cm1Rpp
P==VCC? Ic0
cos?BB?VBZc?V Vbm I?1 π???ccmn??iCcosnωωd?t?iCmax?cn(?c) iC?Ic0?Icm1cos?t?Icm2cos2?t?? ?Icmncosn?t??
gIcm11(?c)?
Ic0??Vcm VCC vCE?VCC?Vcmcos?t vBE??VBB?Vbm
cos?t
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例 有一个用硅NPN外延平面型高频功率管3DA1做成的谐振功率放大器，设已知ＶCC＝24Ｖ，Ｐｏ＝２Ｗ，工作频率＝１MHz。试求它的能量关系。由晶体管手册已知其有关参数为fＴ≥70MHz ，Ap（功率增益）≥13 dB，ＩCmax＝750ｍＡ,ＶCE(sat)(集电极饱和压降)≥1.5Ｖ,ＰCM＝１W。
工作状态选用临界状态；?c=70o ?0(?c)?0.253?1(?c)?0.436 vCmin?vCE(sat)?1.5V Vcm?VCC?vCmin?24?1.5V?22.5V2 RV(22.5)2cmp?2P???126.5?o2?2 IVcmcm1?R?22.5A?0.178A?178mAp126.5
iIcm1Cmax???178436mA?408mA?750mA 1(?c)0.Icm0?iCmax?0(?c)?408?0.253mA?103mA PI ??VCC?c0?24?103?10?3W?2.472WPc?P??Po?(2.472?2)W?0.472W?PCM(1W)
?Poc??2?81% P?2.472
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例 有一个用硅NPN外延平面型高频功率管3DA1做成的谐振功率放大器，设已知ＶCC＝24Ｖ，Ｐｏ＝２Ｗ，工作频率＝１MHz。试求它的能量关系。由晶体管手册已知其有关参数为fＴ≥70MHz ，Ap（功率增益）≥13 dB，ＩCmax＝750ｍＡ,ＶCE(sat)(集电极饱和压降)≥1.5Ｖ,ＰCM＝１W。
工作状态选用临界状态；?c=70o ?0(?c)?0.253?1(?c)?0.436 vCmin?vCE(sat)?1.5V Vcm?VCC?vCmin?24?1.5V?22.5V2 RV(22.5)2cmp?2P???126.5?o2?2 IVcmcm1?R?22.5A?0.178A?178mAp126.5
iIcm1Cmax???178436mA?408mA?750mA 1(?c)0.Icm0?iCmax?0(?c)?408?0.253mA?103mA PI ??VCC?c0?24?103?10?3W?2.472WPc?P??Po?(2.472?2)W?0.472W?PCM(1W)
?Poc??2?81% P?2.472
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