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通信电子线路答案.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.86M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    第一章 1-1 在性能要求上，功率放大器与小信号放大器比较，有什么不同？ 解：功率放大器的性能要求为：安全、高效率和失真在允许范围内的输出所需信号功 率。而小信号放大器的性能要求为：增益、输入电阻、输出电阻及频率特性等，一般对输出 功率不作要求。 1-3 一功率放大器要求输出功率 P。= 1000 W，当集电极效率C 由 40％提高到 70‰时， 试问直流电源提供的直流功率 PD 和功率管耗散功率 PC 各减小多少？ 解： 当C1 = 40 时，PD1 = Po/C = 2500 W，PC1 = PD1  Po=1500 W 当C2 = 70 时，PD2 = Po/C =1428.57 W，PC2 = PD2  Po = 428.57 W 可见，随着效率升高，PD 下降，(PD1  PD2) = 1071.43 W PC 下降，(PC1  PC2) = 1071.43 W 1-6 如图（b）所示为低频功率晶体管 3DD325 的输出特性曲线，由它接成的放大器如 图（a）所示，已知 VCC = 5 V，试求下列条件下的 PL、PD、C（运用图解法）：（1）RL = 10，Q 点在负载线中点，充分激励；（2）RL= 5 ，IBQ 同（1）值，Icm = ICQ；（3）RL= 5，Q 点在负载线中点，激励同（1）值；（4）RL= 5 ，Q 点在负载线中点，充分激 励。 解：(1) RL= 10  时，作负载线(由 VCE = VCC ICRL)，取 Q 在放大区负载线中点，充分 激励，由图得 VCEQ1 = 2.6V，ICQ1 = 220mA，IBQ1 = Ibm = 2.4mA 因为 Vcm = VCEQ1VCE(sat) = (2.6  0.2) V = 2.4 V，Icm = I CQ1 = 220 mA 所以 P L  1 2 IV cm cm  264 mW ，PD = VCC ICQ1 = 1.1 W，C = PL/ PD = 24 (2) 当RL= 5  时，由 VCE = VCC ICRL 作负载线，IBQ 同(1)值，即 IBQ2 = 2.4mA，得 Q2 点，VCEQ2 = 3.8V，ICQ2 = 260mA 这时，Vcm = VCCVCEQ2 =1.2 V，Icm = I CQ2 = 260 mA 所以 P L  1 2 IV cm cm  156 mW ，PD = VCC ICQ2 = 1.3 W，C = PL/ PD = 12 (3)当RL= 5 ，Q 在放大区内的中点，激励同(1)， 由图 Q3 点，VCEQ3 = 2.75V，ICQ3= 460mA，IBQ3 = 4.6mA， Ibm = 2.4mA
    相应的 vCEmin= 1.55V，iCmax= 700mA。 因为 Vcm = VCEQ3 vCEmin = 1.2 V，Icm = iCmax  I CQ3 = 240 mA 所以 P L  1 2 IV cm cm  mW144 ，PD = VCC ICQ3 = 2.3 W，C = PL/ PD = 6.26 (4) 当RL= 5 ，充分激励时，Icm = I CQ3 = 460 mA，Vcm = VCCVCEQ3 =2.25 V 所以 P L  1 2 IV cm cm  517 mW5. ，PD = VCC ICQ3 = 2.3 W，C = PL/ PD = 22.5 1-8 如图（a）所示为变压器耦合甲类功率放大电路，图（b）所示为功率管的理想化输 出特性曲线。已知 RL = 8 ，设变压器是理想的，RE 上的直流压降可忽略，试运用图解法： （1）VCC = 15 V， LR = 50 ，在负载匹配时，求相应的 n、PLmax、C；（2）保持（1）中 VCC．Ibm 不变，将 ICQ 增加一倍，求 PL 值；（3）保持（1）中 ICQ、 LR 、Ibm 不变，将 VCC 增 加一倍，求 PL 值；（4）在（3）条件中，将 Ibm 增加一倍，试分析工作状态。 解：(1)由于放大器的直流负载近似为零， 故直流负载线为自VCC 出发的垂线，其工作点为 Q1。已知 VCC = 15 V， LR = 50 ，负载匹配时， I CQ1  I cm  V CC  R L  A3.0 由此得知 Q1 的坐标为 Q1(15V，0.3A)，Q1 点处于交流负载线 AB 的中点，其在坐标轴上的 截距为 A(32 V，0)，B(0，0.6A)。由图可见 Icm = ICQ1=0.3A，Vcm = VCC =15 V 此时， P Lmax  1 2 IV cm cm  W25.2 ， P D  IV CC CQ  W5.4
    P max L P D  C  25.2 5.4  %50 ， n  R R  L L  50 8  5.2 (2) LR 是否变化没说明，故分两种情况讨论 ○1 当 LR 不变时，因为 ICQ 增加一倍，因此， LR 已不是匹配值，其交流负载线平行移动， 为一条过 Q2 点的直线 EF ( LR 不变，斜率不变，ICQ 增加，Q 点升高) 此时，由于 VCC、Ibm、 LR 都不变，其 PLmax 亦不变，为 2.25 W (Ibm 不变，Icm 不变，Vcm 不变) 但 PD = VCC  ICQ= 9 W C  PLmax/ PD = 25% ○2 当 LR 改变时，且 LR < 50 ，交流负载线以 Q2 为中心顺时针转动，但由于 VCC、Ibm、 Icm 不变，因而 LR   PL C  当 LR > 50 ，交流负载线以 Q2 为中心逆时针转动，但由于激励不变，输出将出现饱和 失真。 (3)VCC =30 V，交流负载线平移到 EF，静态工作点为 Q3，因为 Ibm 不变，所以 Vcm 不 变，Icm 不变，因此 PL 不变，PL= 2.25 W，但 VCC =30 V，所以 PD = VCC  ICQ= 9 W C  PL/ PD = 25% (4)Ibm= 6 mA，以 Q3 点为静态工作点，出现截止失真。 1-9 单管甲类变压器耦合和乙类变压器耦合推挽功率放大器采用相同的功率管 3DD303、相同的电源电压 VCC 和负载 RL，且甲类放大器的 LR 等于匹配值，设 VCE(sat) = 0，ICEO = 0，RE 忽略不计。（1）已知 VCC = 30 V，放大器的 iCmax = 2 A，RL= 8 ，输入充分激励， 试作交流负载线，并比较两放大器的 Pomax、 PCmax、C、 LR 、n；（2）功率管的极限参数 PCM = 30 W，ICM = 3 A，V (BR)CEO= 60 V，试求充分利用功率管时两放大器的最大输出功率 Pomax。 解：(1)见表 甲类 乙类 交流负 载线 Pomax PCmax C LR n 1 2 IV cm cm  1 2 V CC 1 2 i  W15 Cmax 2Pomax = 30 W 50% V 2 CC 2/ P omax  30 R R  L L  30 8  94.1 1 2 IV cm cm  1 2 V CC 1 2 i  W30 Cmax 0.2Pomax = 6 W(单管) 78.5% V 2 cm 2/ P omax 15 R R  L L  15 8  37.1
    (2)见表 Pomax  P o max   P omax  甲类 1 2  W15W30  P CM  V (BR)CEO I CM A3V60   W5.22  1 2 1 8 1 8 所以 P omax  P o max  W15 乙类 I CM (BR)CEO A3V60   W45  5 W30  W150  P o max     P omax V 1 4 1 4 5 CM P  所以 P omax  P o max  W45 1-10 单管甲类变压器耦合和乙类变压器耦合推挽功率放大器采用相同的功率管 3DD303、相同的电源电压 VCC 和负载 RL,且甲类放大器的 LR 等于匹配值.。两放大器中若维 持激励不变，试问：当发生下列情况时，放大器的输出功率将如何变化？功率管是否安全？ （1）两功率放大器的扬声器突然短路或者断路；（2）在甲类放大器中将初、次级变压器绕 组对换；（3）在乙类功率放大器中，一管突然损坏（开路）。 解：（1）对于甲类，扬声器短路即 RL= LR =0；Vcm=0。由于激励不变因而 ICM 不变，从 而得 Po=0，PD=VCC ICQ 不变，PCmax =PD，表明管子安全工作。 对于乙类，ICM 同理不变，所以，Po=0。直流电源提供的总直流功率 PD= 该功率将全部消耗在两只功率管中，每只功率管消耗的功率 PC= 常工作时每只功率管的最大耗散功率为 1 2 2  VCC Icm。 PD=0.32 VCC Icm。已知正 PCmax=0.2Pomax= 0.2* VCC Icm=0.1 VCC Icm 1 2 PC> PCmax, 管子不安全。 扬声器开路，即 LR   ，Po=0。但初始线圈中仍有直流通过，所以，PD 仍然存在， 且 PC =PD。 甲类：虽然 Po  0，但由于变压器线圈的感生电压使 VCEmax 显著增大，且其值远大于 V (BR)CEO，从而导致晶体管击穿，工作不安全。 乙类：管子导通时，交流负载线总是从 2 VCC 出发，因此，VCEmax  2 VCC，管子工作安 全。 （2）甲类功放中，变压器初、次级绕组接反， LR 显著减小，导致 Po 减小效率降低。 （3）乙类功放中，一管损坏开断，输出半波信号，严重失真，工作安全。 1-14 如图所示为两级功放电路，其中，Tl、T2 工作于乙类，试指出 T4、R2、R3 的作用。 当输人端加上激励信号时产生的负载电流为 iL= 2sint（A），讨计算：（1）当 RL = 8 时的 输出功率 PL；（2）每管的管耗 PC；（3）输出级的效率C。设 R5、R6 电阻不计。
    解：T4、R2、R3 组成具有直流电压并联负反馈的恒压源，给 T1、T2 互补管提供克服交 越失真的直流正偏压。 (1) P L  (2) P D (3)   1 2  2 RI cm L  W16 ) cm ( IV CC π  ，W47.25  P C P D P L  2  W74.4 V V CC cm 2/  8.0 ，   C )4/π(   %83.62 压 1-31 如图所示为 SW7900 三端式负电压输出的集成稳压器内部原理电路，已知输入电 OV = —12v，各管的导通电压| VBE(on)|均为 0.7v，D 的稳定电压 1V = —19v,输出电压 2ZV =7v。 （1）试说明比较放大器和输出级的工作原理。 REFV 。 （2）试求向比较放大器提供的基准电压 （3）试求取样比 n 及 19R 。 解：（1）基准电压 REFV 和取样电压（由 17R 、 19R 的分压获得）分别加到由复合管
    （达林顿电路） 10T 、 11T 和 16T 、 变化时，将使该差分放大器的输出端（即 电压的变化，达到稳定输出电压的目的。 17T 组成的差分放大器的两个输入端。输出电压发生 17T 集电极）电压发生相反的变化，以阻止输出 （2） 2ZV + VBE(on)）= —（7v+0.7v）= —7.7v REFV = —（ REFV / n= 19R /( 因为 n= OV =(—7.7v)/(—12v)=0.64 17R + 19R )=0.64,所以 19R =28.5 k 第二章 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。 2-3 由高频功率晶体管 2SC3102 组成的谐振功率放大器，其工作频率 f=520MHz，输出 功率 P。= 60 W，VCC=12.5v。（1）当C=60%时，试计算管耗 PC 和平均分量 I CO 值；（2）若 保持 P。不变，将C 提高到 80%，试问 PC 减少多少？ （1）C=60%时，PD= P。/C=100W PC= PD Po = 40 W, (2) C=80%时, PD’= P。/C=75W, 所以 I CO= PD/ VCC=8A PC’ = PD’ Po = 75W—60W=15W ΔPC= PC —PC’=40W—15W=25W 可见，P。一定时，C 提高，PD 和 PC 将相应减小。 2-5 谐振功率放大器原理电路和功率管输出特性曲线如图所示，已知 VCC = 12 V，VBB = 0.5 V，Vcm = 11 V，Vbm = 0.24 V。试在特性曲线上画出动态线。若由集电极电流 iC 求得 IC0 = 32 mA，IcIm = 54 mA，试求 PD、Po、C 及所需的 Re。 解：
    cos 11 12(  5.0( 24.0  t  cos V) t  V) 60 0.62 6.5 75 0.56 9.15 90 0.5 12 120 0.38 17.5 (1) v   v  CE BE   V V CC BB   V V cm bm cos cos t  t    取t0，30120，结果如下表 t vBE/V vCE/V 0 0.74 1 30 0.71 2.47 45 0.67 4.22 (2)   P D mW384 IV  C0 CC 1 IV P cm cm o 2 / D %34.77 PP  C Re = Vcm/Ic1m = 204 mW297   o 2-8 谐振功率放大器工作在欠压区，要求输出功率 Po = 5 W。己知 VCC = 24 V，VBB＝ VBE(on)，Re = 53，设集电极电流为余弦脉冲，即 t  i  Cmax  0  试求电源供给功率 PD、集电极效率C。 iC = cos b v v b   0 0 解：因为 VBB = VBE(on)，放大器工作在甲乙类，近似作乙类， P o  因为 I C0  1 π2  π i 2 π C 2 d t   1 2 1 π 2 RI cm e I c1m  2 P o R e  434 mA i ，Cmax I c1m  I C0  I 2 c1m  cos t  d t π 1  i 2 π C π 2 276 mA3.  1 2 i ，Cmax P D  IV CC C0  ，W63.6 / D PP  C o  %42.75 所以 则 2-10 一谐振功率放大器，设计在临届工作状态，经测试得输出功率 Po 仅为设计值的 60%，而 却略大于设计值。试问该放大器处于何种工作状态？分析产生这种状态的原因。 解：Re 小，导致放大器进入欠压状态。原因是放大器由临界状态进入欠压状态时，集 电极电流脉冲高度增大，导致 和 略有增大，但 Vcm 因 Re 而减小，结果 Po 减小，PD 增大， 减小。
    2-11 设计一工作于临界状态的谐振功率放大器，实测得效率C 接近设计值，但 、 Po、PC 均明显小于设计值，回路调谐于基波，试分析电路工作状态。现欲将它调到临界状 态，应改变哪些参数？不同调整方法所得的功率是否相同？ 解：根据题意可确定放大器工作于过压状态，因为由临界状态进入过压状态时C 变化 不大，但由于集电极电流脉冲出现凹陷，使 、 Ic1m 减小，从而使 Po、PD、PC 减小。为 了使谐振功放处于临界状态可改变下列电量； （1）保持 VBB、Vbm、VCC 不变，减小 Re，使其趋向临界状态，在这种状态下，由于 VBEmax 和管子导通时间不变，iC 凹陷消失，高度增加，使 、 Ic1m 上升，导致 Po、PD、C。 （2）增大 VCC，保持 Re、VBB、Vbm 不变，使放大器的工作状态回到临界状态，由于 Re 不变，所以输出功率较（1）大。 （3）其它不变，减小 Vbm，导致 Vcm 减小，使放大器的工作状态从过压趋向临界，这 时，由于 VBEmax 和导通时间减小，导致 iC 的高度减小，宽度变窄，结果是 、 Ic1m 减小， 输出功率比前两种情况都小。 （4）其它不变，减小 VBB，即 VBB 向负值方向增大，结果与减小 Vbm 相同。 第三章 3-5 试判断下图所示交流通路中，哪些可能产生振荡，哪些不能产生振荡。若能产生振 荡，则说明属于哪种振荡电路。 解： (a)不振。同名端接反，不满足正反馈； (b)能振。变压器耦合反馈振荡器；
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