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高频参考答案.pdf

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.42M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    第 1 章 高频小信号谐振放大器 1.1 给定串联谐振回路的 0 若信号源电压振幅 电容电压振幅 ComU 。 解：（1）串联谐振回路的品质因数为 f = 1mV msU = C = ， 0 ，谐振时电阻 5R= Ω ，试求 0Q 和 0L 。又 1.5MHz ，求谐振时回路中的电流 0I 以及回路上的电感电压振幅 LomU 和 100pF 1 Q 0 = CRω 0 0 = 2 π × 1.5 10 × 6 1 100 10 × × − 12 × 5 ≈ 212 f 根据 0 = 1 LCπ 2 0 0 有： L 0 = 1 (2 = × （2）谐振时回路中的电流为 C fπ 0 100 10 ) 2 0 1 4 2 π 12 − × × 1.5 2 × 10 12 ≈ 1.1258 10 (H) 113μH × = 4 − msUI R = 0 回路上的电感电压振幅为 U QU= ms Lom 0 = = 1 5 0.2(mA) = 212 1 212(mV) × = 回路上的电容电压振幅为 U Com QU= − ms 0 = − 212 1 × = − 212(mV) f = 1.2 在图题 1.2 所示电路中，信号源频率 0 ，回路空载 Q值为 100， r是回路损耗电阻。将 1－1 端短路，电容 C调至100pF 时回路谐振。如将 1 －1 端开路后再串接一阻抗 xZ （由电阻 xR 与电容 xC 串联），则回路失谐；C调至 200pF 时 重新谐振，这时回路有载Q值为 50。试求电感 L、未知阻抗 xZ 。 ，信号源电压振幅 msU = 1MHz 0.1V L 1MHz 0.1V su r C 图题1.2 xZ 解：（1）空载时的电路图如图(a)所示。
    L su r C L r＋Rx C//Cx su (a) 空载时的电路 (b)有载时的电路 f 根据 0 = 1 LCπ 2 有： 1 = 2 ) 100 10 × − 12 1 × ≈ 4 2 π × 10 12 2.533 10 (H) × − 4 = 253μH 根据 Q 0 = L = C fπ (2 0 L ω 0 r = 1 Cr 1 ω 0 有： 1 r = = 10 × （2）有载时的电路图如图(b)所示。 CQω 0 2 π 0 1 1 6 × 100 10 × − 12 × 100 ≈ 15.92( Ω ) 空载时， C C= 1 = 100pF f 时回路谐振，则 0 = 1 LCπ 2 1 ， Q 0 = L ω 0 r = ； 100 有载时， C C= 2 = 200pF f 时回路谐振，则 0 = 2 π 1 LC C )x ( � 2 ， Q L = L ω 0 r R + x = 50 。 ∴根据谐振频率相等有 C C C x 1 = � 2 = CC x 2 C C + x 2 ，解得： xC = 200pF 。 根据品质因数有： r R x + r = 100 50 = ，解得 2 xR r= = 15.92( Ω 。 ) 1.3 在图题 1.3 所示电路中，已知回路谐振频率 0 LR = 匝， 2 B。 10N = 匝， 200pF 16kΩ sR = C= ， ， f = 1kΩ ， 0 Q = 40N = 465kHz 。试求回路电感 L、有载Q值和通频带 160N = 匝， 1 100 ， N N1 N2 LR sRsi C 图题1.3 解：本电路可将部分接入电路（图（a））等效成电路图（b）。
    3 1 2 4 5 LR si sR C 1 sPi sP g 2 1 C pR 3 L 1 2 LP g 2 图（a） 图（b） 图中， pR 为谐振电阻，部分接入系数 1 P N N= 1 = 40 160 1 4 = ， 2 P N N = 2 = 10 160 1 16 = 。 根据谐振频率有： 1 L = C fπ 0 (2 2 ) = 200 10 × 12 − × 1 4 2 π × 465 2 × 10 6 ≈ 5.857 10 (H) × − 4 = 586μH Q 根据空载时的品质因数 0 = R p L ω 0 = CR ω p 0 有： QR 0 Cω = p = × 根据图（b）有载时的品质因数为 2 π 0 100 465 10 3 × × 200 10 × − 12 ≈ 1.711 10 ( 5 × Ω ) C ω 0 + + P g g P g 2 L 1 2 2 p s Q L = ∴通频带为 = 2 π 1 × 465 10 3 × 200 10 − × 12 16 16 10 3 × × 1.711 10 5 + × 1 × ≈ 42.78 1 × 10 3 + 16 2 B = f 0 Q L = × 465 10 3 42.78 ≈ 1.087 10 (Hz) 10.87kHz × = 4 20pF ， Q = 。试求回路在有载情况下的谐振频率 0f 、谐振电阻 pR （不计 SR 和 LR ）、 C C= 2 10kΩ SC = LC = SR = 20pF 0.8μH ， 1 5pF L= ， ， ， = 1.4 在图题 1.4 所示电路中， LR = 100 LQ 值和通频带 B。 ， 0 5kΩ SC SR L 1C 2C LR LC 图题1.4 解：将 LR 、 LC 看作负载导纳，并折合至回路两端，则空载时和有载时的电路如下图所示。
    SC L 1C 2C pR SC SR L 1C 2C pR 2 LpC 2 Lp g 部分接入系数 图（a）空载时 图（b）有载时 Cp 1 = C C + 1 2 CC 1 2 C C + 1 2 20 20 20 20 20 20 20 + × + 1 2 C ， = = = = = 10(pF) 回路总电容 C C C pC L ∑ = + + S 2 = + 5 10 + × 1 4 20 = 20(pF) （1）有载时的谐振频率为 f 0 = 1 LCπ 2 ∑ = 1 6 − ≈ × 20 10 × 12 − 2 π 0.8 10 × Q （2）根据 0 = pR Lω 0 有 39.789 10 (Hz) 39.8MHz × = 6 pR Q Lω = 0 0 = 100 2 × π × 39.8 10 × 6 × 0.8 10 × 6 − ≈ 20005.6( Ω = ) 20.01kΩ （3）有载时的品质因数为 R R S p � � 1 p 2 L ω 0 R L = 1 + Q L = （4）通频带为 Q 0 + p 2 R p R S = 1 + R p R L 100 1 4 + × 20.01 10 ≈ 24.99 20.01 5 B = f 0 Q L = × 39.8 10 6 24.99 ≈ 1.592 10 (Hz) 1.592MHz × = 6 1.6（1）并联谐振回路如图题 1.6 所示。已知通频带 g g G G ∑ = L C= 4g f Cπ∑ = ∆ + 。试证明： f∆ 0.6MHz 2 ， 0.7 （2）若给定 20pF PR = 。 ， + = 0.7 P S 2B = ∆ ，电容为 C，若回路总电导 f 0.7 10kΩ ， SR = 10kΩ ，求 LR 。 Si SR C L LRpR 图题1.6 （1）证明：
    有载品质因数 Q L = R ∑ L ω 0 = R C ω 0 ∑ = C ω 0 g ∑ ……（1） 通频带 fB 0 = Q L = ∆ ……（2） 2 f 0.7 f （1）代入（2）中有： 0.7 ∆ 2 = f 0 × g ∑ C ω 0 = g ∑ C 2 π （2）解：根据（1）有： 故 f Cπ∑ = ∆ 。 4g 0.7 g 4 ∑ = ∆ π 1 = × × 10 10 3 = g S = 1 R S ∑= L R = L − 1 G L = 因此 = 1 f C 0.7 = 2 π 2 × ∆ 1 10 (S) 4 − ； G P f C × = 0.7 1 R P = = 2 π 1 × 10 10 3 = × 1 10 (S) − 4 × × 6 10 6 × 20 10 12 − × ≈ 7.5398 10 (S) × 4 − 故 G g G g S − P 7.5398 10 − × 4 − 4 10 − − 4 10 − = 5.5398 10 (S) × − 4 5.5398 10 × − 4 ≈ 1.8 10 ( 3 × Ω = ) 1.8kΩ 1.7 并联谐振回路与负载间采用部分接入方式，如图题 1.7 所示，已知 1 1L 、 2L 间互感可以忽略）， 500pF 电容 。计算谐振频率 0f 及通频带 B。 ，空载品质因数 0 LC = 10pF Q = ，负载电阻 100 L = C= 4μH ， 2 L = 1kΩ 4μH （ ，负载 LR = C 1L 2L LCLR 图题1.7 解：设回路的谐振电阻为 PR ，图题 1.7 可等效为图 1.7。 C 1L 2L PR LpC 2 LR p 2 图中的接入系数为 p = L 2 + L L 1 2 = 回路两端总电容 C C pC L ∑ = + 2 = 500 ；回路两端总电感 L L L 2 = + 1 = + = 4 4 8(μH) ； = 图1.7 4 1 4 4 2 + 1 4 + × 10 502.5(pF) = 。 （1）谐振频率为 f 0 = 1 LCπ 2 ∑ = 1 × ≈ 502.5 10 − × 12 2 π 8 10 × − 6 2.5102 10 (Hz) × 6 ≈ 2.51MHz
    （2）由 0 PRQ Lω = 0 有 PR Q Lω = = 0 0 100 2 × π × 2.51 10 6 × × × 8 10 − 6 ≈ 1.2617 10 ( 4 × Ω ≈ ) 12.6kΩ ∴ Q L = R P R L � 1 p 2 L ω 0 Q 0 p 2 = 1 + ∴通频带 B = f 0 Q L = × 2.51 10 24.06 = 1 100 1 12.6 4 1 + × ≈ 24.06 1.043 10 (Hz) 104.3kHz × = 5 R P R L 6 ≈ 第 2 章 高频功率放大器 2.1 为什么低频功率放大器不能工作于丙类，而高频功率放大器则可工作于丙类？ 答：两种放大器最根本的不同点是：低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽， 因而只能采用无调谐负载，工作状态只能限于甲类、甲乙类至乙类（限于推挽电路），以免 信号严重失真；而高频功率放大器的工作频率高，但相对频带宽度窄，因而可以采用选频网 络作为负载，可以在丙类工作状态，由选频网络滤波，避免了输出信号的失真。 2.2 丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载？回路为什么一定要调到谐振状 态？回路失谐将产生什么结果？ 答：选用调谐回路作为集电极负载的原因是为了消除输出信号的失真。只有在谐振时，调谐 回路才能有效地滤除不需要的频率，只让有用信号频率输出。此时，集电极电流脉冲只在集 电极瞬时电压最低区间流通，因而电流脉冲最小，平均电流 coI 也最小。若回路失谐，则集 电极电流脉冲移至集电极瞬时电压较高的区间流通，因而电流脉冲变大， coI 上升，同时， 输出功率下降，集电极耗散功率将急剧增加，以致烧损放大管。因此，回路失谐必须绝对避 免。 2.3 提高高频放大器的效率与功率，应从哪几方面入手？ 答：（1）使放大器工作于丙类，并用选频网络作为负载； （2）适当选取电流导通角 cθ 。 2.9 晶体管放大器工作于临界状态， pR = 200 Ω ， coI = 90mA ， CE = 30V ， cθ = 90 ° 。试求 oP (90 ) 1.57 ° = 与η。 cg ) 解：查课本后附录得： 1 90 1.57 141.3(mA) × 1 (141.3 10 ) = × 2 × I g θ 1( co c 1 I R 2 cm p 2 ( θ = = I c m1 P o 2.7(W) g 1 ∴ 3 2 = = = × × = = ) 3 − 1 = P E I C co D P o = η= P D ∴ × 30 90 10 − 2 2.7 × 100% 74.1% ≈ 200 1.997(W)=2W ≈ 2.10 已知谐振功率放大器的导通角 cθ 分别为180° 、 90° 和 60° 时，都工作在临界状态，且三 种情况下的 CE 、 maxcI 也都相同。试计算三种情况下效率η的比值和输出功率 oP 的比值。
    解：（1） η = P o P D = 1 I R I 2 2 cm p c max E I E I 2 2 C co C c = α θ c 2 1 R I R ( ) p p ( ) α θ c c max E 2 C = 0 max × 2 ( ) α θ c 1 ( ) α θ c 0 ∵ CE 、 maxcI 、 pR 相同，因此有 η η η 3 1 2 : : = 2 α 1 α 0 (180 ) ° (180 ) ° : 2 α 1 α 0 (90 ) ° (90 ) ° : 2 α 1 α 0 (60 ) ° (60 ) ° = 2 0.5 2 0.5 0.391 2 0.5 0.319 0.218 : : = 1:1.567 :1.403 1:1.57 :1.40 ≈ （2） P o = 1 2 I R 2 cm p 1 = 1 2 I Rα θ ) 2 c c max ( p 2 1 ∴ P P P α 2 o 1 1 = o 2 o 3 : : (180 ) : ° 2 α 1 (90 ) : ° 2 α 1 (60 ) 0.5 : 0.5 : 0.391 2 ° = 2 2 2.11 已知谐振功率放大器电路， 保持 oP 不变，η提高到 80% ，则 CP 和 coI 减小为多少？ 解：（1） CE = 24V ， 5WoP = 。当 60% η= ≈ 1:1: 0.61 时，试计算 CP 和 coI 。若 PP o η = D = 5 0.6 ≈ 8.33(W) C 1 = η= P o + P o P P P o D 1 0.6 5 3.33(W) − Pη − P C 0.6 η PI D E C 0.35(A) × ≈ = × = = = co o ∴ ∴ ≈ 8.33 24 Pη − η 6.25 24 × ≈ o 1 = （2） P = C PI D E C = co ∴ = 1 0.8 5 1.25(W) − 0.8 × = 0.26(A) PP o η = D = 5 0.8 = 6.25(W) 2.12 实测一谐振功放，发现 oP仅为设计值的 20％ ， coI 却略大于设计值。试问该功放工作在 什么状态？如何调整才能使 oP 和 coI 接近于设计值？ 解：通常功放设计工作在临界状态，则： oP P= I ×临界 ％， co 20 I≈ 临界 。 co 根据 P73 图 2.17 知：此功放工作于欠压工作状态。故增大 pR 就可使此功放工作于临界 状态， oP 及 coI 都可接近于设计值。 2.14 某一晶体管谐振功率放大器，已知 24V ， 1ξ = 。试求 DP 、η、 pR 、 m1cI 和电流导通角 cθ 。 解：（1） 24 250 10 3 − 6(W) CE = P E I D C co = × × = （2） η= × 100% = × 5 6 100% 83.3% ≈ = P o P D coI = 250mA ， 5WoP = ，电压利用系数 （3） 1 cm U Eξ= × C = 24V UR 2 cm 1 P 2 o = p = 24 2 2 5 × = 57.6( Ω )
    I （4） m1 c = 0.417(A) = P o 2 U cm 1 I c m1 I co ≈ 2 5 × 24 0.417 0.25 = （5） g 1 ( θ = c ) ≈ 1.67 查附录知： 1(78 ) 1.67 g ° = ，故 cθ = 78 ° 。 2.15 一 高 频 功 放 以 抽 头 并 联 谐 振 回 路 作 负 载 ， 谐 振 回 路 用 可 变 电 容 调 谐 。 工 作 频 率 f = LQ = ，放大器要求的最佳负载阻 ，谐振时电容 200pF C= 5MHz pcrR = Ω 。试计算回路电感 L和接入系数 Lp 。 50 ，回路有载品质因数 20 抗 f 解：（1）根据 0 = 1 LCπ 2 1 = C fπ 0 (2 2 ) L = 有： 200 10 × 12 − × 1 (2 π ≈ × × 5 10 ) 6 2 5.066 10 (H) × − 6 = 5.066μH （2）设并联谐振回路谐振阻抗为 pR ，则有： Q L = R p L ω 0 = CR ω p 0 ∴ QR 0 Cω = p 0 = 2 π × × 5 10 20 6 × 200 10 × 12 − ≈ 3183.1( Ω ) ∴ p L = R pcr R p = 50 3183.1 ≈ 0.125 2.16 某高频谐振功率放大器工作于临界状态，输出功率为15W ，且 CE = ，导通角 24 cθ = 70 ° 。 功放管参数为： crg = 1.5A/V ， CMI = 。试问： 5A （1）直流电源提供的功率 DP 、功放管的集电极损耗功率 CP 、效率η和临界负载电阻 pcrR 各是多少？（注： 0(70 ) α ° = 0.253 ， 1(70 ) α ° = 0.436 ） （2）若输入信号振幅增大一倍，功放的工作状态将如何改变？此时的输出功率约为多 少？ （3）若负载电阻增大一倍，功放的工作状态将如何改变？ （4）若回路失谐，会有何危险？如何指示调谐？ 解：仿照 P72 例 2-1，先求 crξ 。 ∵ max I c = g E cr C (1 − ξ cr ∴ P U I o cm cm 1 1 = E I ξ C cr c max ) α θ c ( 1 = = 1 2 ( ) − = g E U c cr C m1 1 2 P 2 o E g ) 2 α θ C cr c + ( 1 即 2 ξ ξ cr cr − = 0 ) 1 2 E g E ξ C cr cr C (1 − ) ξ α θ cr c ) ( 1 ∴ ξ cr = + 1 2 1 4 − P 2 o E g 2 α θ C cr c ( 1 = + 1 2 ) 1 4 − 2 15 × 1.5 0.436 × 2 24 × ≈ 0.9127 （1） 1 cm U E ξ= C cr = 24 0.9127 × ≈ 21.9(V) I cm 1 = P o 2 U cm 1 = 2 15 1.3699(A) × 21.9 ≈
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