高频电子线路_阳昌汉_习题与解答

106第二章习题与解答2-1图2-18所示电路为一等效电路，其中L=0.8uH,Q0=100,C=5pF,C1=20pF,C2=20pF,R=10k,RL=5k，试计算回路的谐振频率、谐振电阻。题意分析此题是基本等效电路的计算，其中L为有损电感，应考虑损耗电阻0R(或电导0g)。解由图2-18可画出图2-19所示的等效电路。图2-18等效电路图2-19等效电路(1)回路的谐振频率0f由等效电路可知L=0.8H，回路总电容C为12122020515(pF)2020CCCCCC则061211220.8101510fLC45.97(MHz)(2)RL折合到回路两端时的接入系数p为211212121112CCpCCCCCC则1072233110.50.0510s510LPR电感L的损耗电导0g为0660011245.97100.810100gLQ643.3010s总电导23-3031110.0433100.05101010LggPRR30.193310s谐振电阻P15.17kRg2-2有一个RLC并联谐振电路如图2-20所示，已知谐振频率f0=10MHz,L=4μH,Q0=100,R=4kΩ。试求(1)通频带20.7f;(2)若要增大通频带为原来的2倍，还应并联一个多大电阻?题意分析此题是一个RLC并联谐振电路的基本计算，了解通频带的变化与回路电阻的关系。解(1)计算通频带电感L的损耗电导0g为图2-20RLC并联谐振回路066001121010410100gLQ639.810s回路总电导6031139.810410ggR6289.810s108回路的有载品质因数LQ为666011g21010410289.810LQL13.74回路通频带6600.7101020.72810Hz0.728MHz13.74LffQ(2)若通带增大一倍，即20.71.456MHzf，计算应再并多大电阻R根据题意要求通频带增大一倍，则回路的有载品质因数应减小一倍，即16.872LLQQ对应的'g应该增大一倍，即6'2579.610sgg因为0'11ggRR所以0''11ggggRR6289.810s则3.45kR图2-21单调谐放大电路1092-3单调谐放大器如图2-21所示。已知工作频率f0=30MHz,L13=1μH,Q0=80,N13=20,N23=5,N45=4。晶体管的y参数为yie=(1.6+j4.0)ms;yre=0;yfe=(36.4-j42.4)ms;yoe=(0.072+j0.60)ms。电路中Rb1=15kΩ,Rb2=6.2kΩ,Re=1.6kΩ,C1=0.01μF,Ce=0.01μF，回路并联电阻R=4.3kΩ，负载电阻RL=620Ω。试求：(1)画出高频等效电路；(2)计算回路电容C；(3)计算Au0,2Δf0.7,Kr0.1。题意分析此题的目的是说明负载不是晶体管而是RL时，分析等效电路要注意与晶体管为放大器负载的区别，具体计算仍然由实际等效电路来决定。解(1)画高频等效电路由题意已知晶体管的yre=0，可画高频等效电路如图2-22所示。图2-22高频等效电路图(a)是根据实际放大器画出的yre=0的高频等效电路，输入电压iU加在晶体管b、e之间，偏置电阻Rb1和Rb2以并联形式加在b、e之间，而晶体管的输入电导gie和输入电容Cie也是并联在b、e之间。因为yre=0，输出电压不会影响输入电流的变化，而输入电压iU已在电流源yfeiU中反映出，所以在进一步将各元件等效到回路两端时，前一半等效电路可以不再画出，可以直接画出如图(b)所示高频等效电路。其中各参数计算如下2311350.25;20NpN1104521340.2;20NpN0.072ms;oeg360.60103.18pF23010oeC2236.442.455.88msfey-42.4arctan49.3536.4fe066001166.35s2301011080gLQ221021gLoegpggpR26623110.25721066.35100.24.3106206367.9310s367.93s(2)计算回路电容C因为21oeCpCC，且226601311223010110CfL28.17pF所以22128.170.253.18oeCCpC27.97pF(3)计算Au0、2Δf0.7、Kr0.131249.3560e0.250.255.8810e367.9310fejfejuppyAg111-49.357.59ej07.59uA00.72LffQ6660131114.423010110367.9310LgLQ0.73022.08MHz14.4f0.199rK2-4单调谐放大器如图2-23所示。已知L14=1μH,Q0=100,N12=3,N23=3,N34=4，工作频率f0=30MHz，晶体管在工作点的y参数为gie=3.2ms,Cie=10pF,goe=0.55ms,Coe=5.8pF,yfe=53ms,φfe=-47°,yre=0。试求：图2-23单调谐放大电路(1)画高频等效电路；(2)计算回路电容C；(3)计算Au0、2Δf0.7、Kr0.1。题意分析此题是采用了自耦变压器构成的调谐回路，通过画高频等效电路，掌握画高频等效电路的方法，并熟习计算方法。解(1)画高频等效电路由于晶体管的yre=0，输出对输入不会产生影响，因此画高频等效电路时可将输入端的等效电路忽略而只画出输出端的高频等效电路，而输入电压iU在电流源yfeiU中已有反映。图2-24(a)为高频等效电路，图2-24(b)是将晶体管及后级负载等效到回路1、4两端112后的等效电路。其中等效电路各元件参数的计算如下：3114160.610NpN2124130.310NpN60660140115310s23010110100gLQ图2-24高频等效电路22221022223311210310ieoegpggpppg22223110.60.550.0530.30.30.33.210230.614ms(2)计算回路电容C因为22112oeieCpCCpC，且113226601411=28.17pF223010110CfL所以222212228.170.65.80.31025.18pFoeieCCpCpC(3)计算Au0、2Δf0.7、Kr0.1312034747e0.60.35310e15.54e0.61410jfefejjuppyAg015.54uA00.72LffQ66301411g230101100.61410LQL8.640.73023.47MHz8.64f0.199rK2-5单调谐放大器如图2-25所示。已知工作频率f0=10.7MHz,谐振回路的L13=4μH,Q0=100,N23=5,N13=20,N45=6，晶体管的参数为yie=(2.86+j3.4)ms;yre=(0.08-j0.3)ms;yfe=(26.4-j36.4)ms;yoe=(0.2+j1.3)ms。试求：图2-25单调谐放大器1.忽略yre，(1)画高频等效电路；(2)计算电容C；(3)计算单级Au0、2Δf0.7、Kr0.1。2.考虑yre，(1)若S≥5稳定，计算0usA，(2)判断并说明此放大器稳定与否?114题意分析本题是通过计算结果来判断放大器的稳定性能。通过计算0usA的数值与实际放大器的0uA比较来判断放大器的稳定与与否。解1.忽略yre，认为yre=0。(1)画高频等效电路如图2-26所示。等效电路中各元件参数计算如下：图2-26高频等效电路2311350.2520NpN4521360.320NpN066013011210.710410100gLQ637.210s37.2s0.2msoeg11531261.31019.3510F19.35pF210.710oeC2.86msieg31263.41050.6010F50.60pF210.710ieC2226.436.445msfey-36.4arctan5426.4fe22236231020.250.21037.2100.32.8610oeiegpggpg6307.110s307.1s(2)计算电容C因为2212oeieCpCCpC，且2266013112210.710410CfL1255.3710F55.37pF则22221255.370.2519.350.350.6049.61pFoeieCCpCpC(3)计算Au0、2Δf0.7、Kr0.131254060.250.34510307.110fejuppyAeg5410.99ej66601311g210.710410307.110LQL12.1111600.710.720.884MHz12.11LffQ0.199rK2.考虑yre，且S≥5为稳定，则220.080.30.31msrey0.3arctan750.08re021cosfeureferesyASy-3-32451050.31101cos547512.52由于实际放大器的010.99uA小于0usA，则放大器是稳定的。也可以用0uA代入0usA中可得202=1cosferefereuySAy3232451010.990.31101cos-54756.48可见010.99uA的单调谐放大器是稳定的。2-6电阻网络如图2-27所示。SU为信号源，SR是信号源内阻。求：⑴此网络额定输出功率soP；⑵此电阻网络的额定功率增益PHA；⑶当SR、R均为有噪电阻时，求温度为T时，在负载LR处产生的噪声功率；⑷网络输出的额定噪声功率；⑸求电阻网络的噪声系数FN。题意分析本题是纯电阻网络的噪声有关计算。解图2-27117⑴根据戴维南定理，SR和R组成网络可等效为SS0SS,oRRURURRRRR网络额定输出功率U42soooPR，则4()2ssossURPRRR⑵SU的额定输入功率42sissPUR，则网络的额定功率增益为2s2s44PHsssosissURRRRPRAPURRR⑶在sR、R均为有噪电阻时，其等效电阻ossRRRRR的噪声电压方均值为42nonUKTRf。在LR处产生的噪声功率为242nnoLnoLoLoLUKTfRRPRRRRR⑷网络输出的额定噪声功率是在oLRR条件下得到，则nonPKTf⑸网络噪声系数方法111sFPHR