高频电路计算题期末考试总结

解：否。还受功率管工作状态的影响，在极限参数中，PCM 还受功率管所处环境温度、散热条件等影响。

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1-2-1（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

1所以PLVcmIcm264mW，

2PD = 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

1所以 PLVcmIcm156mW，PD = VCC ICQ2 = 1.3 W，C = PL/ PD = 12

2(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 1所以PLVcmIcm144mW，PD = VCC ICQ3 = 2.3 W，C = PL/ PD = 6.26

2(4) 当RL = 5 ，充分激励时，Icm = I CQ3 = 460 mA，Vcm = VCCVCEQ3 =2.25 V

1所以 PLVcmIcm517.5mW，PD = VCC ICQ3 = 2.3 W，C = PL/ PD = 22.5

22-1 为什么谐振功率放大器能工作于丙类，而电阻性负载功率放大器不能工作于丙类？

解：因为谐振功放的输出负载为并联谐振回路，该回路具有选频特性，可从输出的余弦脉冲电流中选出基波分量，并在并联谐振回路上形成不失真的基波余弦电压，而电阻性输出负载不具备上述功能。

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.

22-4 试证如图所示丁类谐振功率放大器的输出功率Po2(VCC2VCE(sat))2，集电极

πRL效率C和C值。

VCC2VCE(sat)VCC。已知VCC = 18 V，VCE(sat) = 0.5 V，RL = 50 ，试求放大器的PD、Po

解：(1) vA为方波，按傅里叶级数展开，其中基波分量电压振幅Vcm通过每管的电流为半个余弦波，余弦波幅度Icm电流平均值

2(VCC2VCE(sat))。πVcm2(VCC2VCE(sat))， 其中平均分量RLπRL1Icm π12(VCC2VCE(sat))2 所以 PoVcmIcm22πRL2PDVCCIC02VCC(VCC2VCE(sat))

πRLIC0CPo/PD(2) PDVCC2VCE(sat)VCC

2VCC(VCC2VCE(sat))1.24W 2πRLPo22(V2V)1.17W CCCE(sat)π2RLCPo/PD94.36%

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

costvb0iiC = Cmax

0v0b试求电源供给功率PD、集电极效率C。

解：因为VBB = VBE(on)，放大器工作在甲乙类，近似作乙类，

2Po12PoIcmReIc1m434mA

2Re因为IC0121121 idti，IicostdtiCmax，CCmaxc1mCππ2π2ππ22ππ所以 IC02Ic1m276.3mA

CPo/PD75.42% 则 PDVCCIC06.63W，3-1 若反馈振荡器满足起振和平衡条件，则必然满足稳定条件，这种说法是否正确？为

什么？

解：否。因为满足起振与平衡条件后，振荡由小到大并达到平衡。但当外界因素(T、VCC)变化时，平衡条件受到破坏，若不满足稳定条件，振荡器不能回到平衡状态，导致停振。

3-2 一反馈振荡器，欲减小因温度变化而使平衡条件受到破坏，从而引起振荡振幅和振荡频率的变化，应增大

T()T(osc)和，为什么？试描述如何通过自身调节建立新平

Vi衡状态的过程（振幅和相位）。

解：由振荡稳定条件知：

振幅稳定条件：

T(osc)0

ViViA相位稳定条件：

T()0

osc若满足振幅稳定条件，当外界温度变化引起Vi 增大时，T(osc)减小，Vi 增大减缓，最终回到新的平衡点。若在新平衡点上负斜率越大，则到达新平衡点所需Vi的变化就越小，振荡振幅就越稳定。

若满足相位稳定条件，外界因素变化oscT() 阻止增大，

osc

osc

最终回到新平衡点。这时，若负斜率越大，则到达新平衡点所需osc的变化就越小，振荡频率就越稳定。

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；

(c)不振。不满足三点式振荡电路的组成法则；

(d)能振。但L2C2回路呈感性，osc <2，L1C1回路呈容性，osc>1，组成电感三点式振荡电路。

(e)能振。计入结电容Cbe，组成电容三点式振荡电路。

(f)能振。但L1C1回路呈容性，osc>1，L2C2回路呈感性，osc>2，组成电容三点式振荡电路。

3-7 如图所示电路为三回路振荡器的交流通路，图中f01、f02、f03分别为三回路的谐振频率，试写出它们之间能满足相位平衡条件的两种关系式，并画出振荡器电路（发射极交流接地）。

解：(1)L2C2、L1C1若呈感性，fosc f03，所以f03 (2)L2C2、L1C1若呈容性，fosc>f01、f02，L3C3 呈感性，fosc<f03，所以f03 >fosc >f01、f02。 3-13 在下图所示的电容三点式振荡电路中，已知L = 0.5 H，Cl = 51 pF，C2 = 3300 pF， C3

=（12 ~ 250）pF，RL = 5 k，gm = 30 mS，Cbe = 20 pF， 足够大。Q0 = 80，试求能够起振的频率范围，图中CB、CC对交流呈短路，LE为高频扼流圈。

解：在LE处拆环，得混合Ⅱ型等效电路如图所示。

1ngi (1) gLnC11C2Cbe3320pF，gm30mS。 0.015，其中C2式中nreC1C2由振幅起振条件知，gm0.443mS 代入(1)，得 gL由gL11，得Reo4.115kΩ RLReo则能满足起振条件的振荡频率为Reo102.9106rad/s。 LQoCC由图示电路知，CC312。

C1C2当C3 = 12pF时，C= 62.23 pF，omax1LC179.2106rad/s

当C3 = 250pF时，C= 300 pF。

可见该振荡器的振荡角频率范围min ~ max = (102.9 ~ 179.2)  106 rad/s， 即振荡频率范围fmin ~ fmax = 16.38 ~ 28.52 MHz。

3-16 如图所示为克拉泼振荡电路，已知L = 2 H，C1=1000 pF，C2 = 4000 pF，C3 = 70 pF，Q0 = 100，RL = 15 k，Cbe = 10 pF，RE = 500 ，试估算振荡角频率osc值，并求满足起振条件时的IEQmin。设很大。

解：振荡器的交流等效电路如图所示。由于C1>> C3，C2 >> C3，因而振荡角频率近似为

osc1LC384.52106rad/s

已知 Re0 = oscLQ0 =16.9 k

RL//Re07.95kΩ，C2Cbe4010pF RLC2

求得 C1,2n2C1C2800.4pF C1C2C32n250.88 0.08，RLRLC3C1,2又 nIEQIEQC11110.2，gigm C1C2REreREVTVTIEQgL1ngi，， 即求得IEQ > 3.21mA gLVTn(1n)n根据振幅起振条件，gm

4-6 何谓过调幅？为何双边带调制信号和单边带调制信号均不会产生过调幅？ 答：调制信号振幅大于载波信号振幅的情况称为过调幅。因为双边带和单边带调制信号已经将载波信号抑制，故均不会产生过调幅。

4-16 采用双平衡混频组件作为振幅调制器，如图所示。图中vc(t) = Vcmcosct，v(t) = Vmcost。各二极管正向导通电阻为RD，且工作在受vC(t)控制的开关状态。设RL>>RD，试求输出电压vO(t)表达式。

解：作混频器，且vC >>v，各二极管均工作在受vC控制的开关状态。 当vC > 0，D1、D2导通，D3、D4截止 当vC < 0，D3、D4导通，D1、D2截止 (1) 当vC > 0时，等效电路，iI = i1 i2 回路方程为：

vΩvCi1RD(i1i2)RL0vΩiIRLi2RDvC02( i1 i2)RL + 2 v+ ( i1 i2)RD =0

2vΩiIi1i2

2RLRD考虑vC作为开关函数K1(ct)

2vΩ(t)K1(ct) 所以 iI2RLRD(2)同理可求vC < 0时

2vΩ(t)K1(ctπ) iⅡi3i42RLRD(3)RL总电流 i = iⅠ iⅡ(4) vO(t) ∵ RL >>RD

①②1○2 ○

2vΩ(t)2vΩ(t)[K1(ct)K1(ctπ)]K2(ct)

2RLRD2RLRD∴vO(t)2RLvΩ(t)K2(ct)vΩ(t)K2(ct)

2RLRD4-23 晶体三极管混频器的输出中频频率为fI = 200 kHz，本振频率为fL = 500 kHz，输人信号频率为fc = 300 kHz。晶体三极管的静态转移特性在静态偏置电压上的幂级数展开式为iC

= I0＋avbe＋

bv2be＋

cv3be。

设还有一干扰信号vM＝VMmcos（2×3.5×105t），作用于混

频器的输人端。试问：（1）干扰信号vM通过什么寄生通道变成混频器输出端的中频电压？

（2）若转移特性为ic＝I0＋avbe＋

bv23cvbe＋be+

dv4be，求其中交叉调制失真的振

幅。（3）若改用场效应管，器件工作在平方律特性的范围内，试分析干扰信号的影响。

解：(1) fM = 350 kHz，fc = 300 kHz，由

qp1fcfMfI得知，p = pp1，q = 2时，2fM 2f2 = 300 kHz，表明频率为fM的干扰信号可在混频器输出，它由静态转移特性三次方项中

3cvv2LM项产生。

(2) 静态特性四次方项

dvd(vSvLvM)4be4中产

2SLM产生中频I分生分量，而中分量

12212dvSvLvM12dvSMvLMcosctcosLtvL[VMm(1cos2Mt)]211212d*vSMvLM[cos(ctLt)cos(ctLt)][VMm(1cos2Mt)]2223dvSMvLMVMm[cos(ctLt)cos(ctLt)](1cos2Mt)12vvV2SLM12vvV量，其幅值为失真。

(3)由于干扰频率只能通过器件特性的三次方以上项才能产生中频频率，所以工作在平方律特性曲线内，无干扰信号的影响。

4-24 混频器中晶体三极管在静态工作点上展开的转移特性由下列幂级数表示：iC = I0＋

3dVsmVV2LmMm，包含了干扰信号包络变化造成的交叉

234avbe＋bvbe＋cvbe+dvbe。已知混频器的本振频率为fL = 23 MHz，中频频率fI = fL fc = 3 MHz。

若在混频器输人端同时作用fM1 = 19.6 MHz和fM2＝19.2 MHz的干扰信号。试问在混频器输出端是否会有中频信号输出？它是通过转移特性的几次项产生的？

解：组合频率分量通式fp,q,r,spfLqfcrfM1sfM2中，当p = 1，q = 0，r = 2，s = 1时，fp,q,r,sfL(2fM1fM2)3MHz， 产生中频信号输出。可见它是由转移特性四次方项

42vbe4(vLvM1vM2)4中12vLvM1vM2分量产生的，被称为互调失真，其振幅为12dVLmVMm1VMm2。 2

4-30 包络检波电路如图所示，二极管正向电阻RD = 100 ，F =（100 ~ 5000）Hz。图（a）中，Mamax = 0.8；图（b）中Ma = 0.3。试求图（a）中电路不产生负峰切割失真和惰性失真的C和Ri2值。图（b）中当可变电阻R2的接触点在中心位置时，是否会产生负峰切割失真？

解：(1)图(a)中，已知RL = RL1 + RL2 = 5 k，max = 2 5000 rad/s，Mamax = 0.8，根据不产生惰性失真条件，得

RLΩmaxMamax(2)根据不产生负峰切割失真条件得ZL() MaZL(0) =MamaxRL = 4 k 因为ZL() = RL1 + RL2 // Ri2，

Z(Ω)RL1RL2//Ri214//Ri2，Ri212kΩ Mamax = 0.8 RRZL(Ω)R12//Ri1211.5Ω，ZL(0)R122860Ω

22Z(Ω)0.420.3 故不产生负峰切割失真。 所以LZL(0)5-2 已知载波信号vC(t) = Vcmcosct，调制信号为周期性方波和三角波，分别如图（a）和（b）所示。试画出下列波形：（1）调幅波，调频波；（2）调频波和调相波的瞬时角频率偏移(t)。瞬时相位偏移(t)（坐标对齐）。

解：(1)对应两种调制信号画出调幅波和调频波的波形分别如图(a)、(b)所示。

C1Ma2max4775pF

(2)对应两种调制信号调频波FM和调相波PM的 (t)和(t)分别如图(a)、(b)所示。