高频电子技术王卫东第三版-课后题答案

一．。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。高频电路中,LC谐振回路可分为并联回路和串联回路.LC单谐振回路又可分为电流谐振回路和电压谐振回路.(1)选频网络的通频带指归一化幅频特性由1下降到1√2时的两边界频率之间的宽度.理想选频网络的矩形系数𝐾0.1=1.(2)所谓谐振是指LC谐振回路的总电抗X(串联回路)或总电纳B(并联回路)为0.(3)设𝑓0为串联和并联谐振回路的谐振频率,当工作频率f𝑓0时,串联谐振回路呈电容性;当工作频率f𝑓0时,串联谐振回路呈电感性;当工作频率f=𝑓0时,串联谐振回路呈电阻性.当工作频率f𝑓0时,并联谐振回路呈电感性;当工作频率f𝑓0时,并联谐振回路呈电容性;当工作频率f=𝑓0时,并联谐振回路呈电阻性.(4)串并谐振回路的Q值越大,回路损耗越小,谐振曲线就越陡峭,通频带就越窄.当考虑LC谐振回路的信号源内阻和负载后,其回路的损耗增大,品质因数下降.(5)串并谐振回路的矩形系数𝐾0.1=9.95,所以频率的选择性较差.(6)设R为LC并联谐振回路中电感L的损耗电阻,则该谐振回路谐振电阻为𝑅𝑝=L𝑅𝐶,品质因数为Q=𝑅𝑝𝐿𝐶,谐振频率为12π√𝐿𝐶.谐振时流过电感或电容的谐振电流是信号源电流的Q倍(7)设R为LC串联谐振回路中电感L的损耗电阻,则品质因数为LC𝑅谐振频率为12π√𝐿𝐶.谐振时电感或电容两端的谐振电压是信号源电压的Q倍.(8)Q值相同时,临界耦合时双谐振回路的通频带是单谐振回路的3.1倍,矩形系数K0.1=3.16,选择性比单谐振回路好.(9)高频小信号放大器采用谐振回路作负载,因此,该放大器不仅有放大作用,而且也具有滤波或选频的作用.而且由于输入信号较弱,因此放大器中的晶体管可视为线性元件.高频电子电路中常采用Y参数等效电路进行分析.衡量高频小信号放大器选择性两个重要参数分别是𝑖𝑏,𝑖𝑐.(10)不考虑晶体管y𝑖𝑒的作用,高频小信号调谐放大器的输入导纳𝑌𝑖=y𝑖𝑒,输出导纳Y𝑜=y𝑜𝑒.(11)单级单调谐放大器的通频带B=√101/𝑛−1𝑓0/𝑄𝐿,矩形系数𝐾0.1=9.95.(12)随着级数的增加,多级单调谐放大器(各级的参数相同)的增益变大,通频带变窄,矩形系数变小,选择性变好.(13)高频小信号谐振放大器不稳定的原因是Y参数中𝑦𝑟𝑒参数的存在.(14)由于晶体管存在着𝑦𝑟𝑒的内反馈,使晶体管成为一个”双向元件”,从而导致电路的不稳定.为了消除𝑦𝑟𝑒的反馈作用,常采用单向化的办法变”双向元件”为”单向元件”.单向化的方法主要有中和法和失配法.(15)晶体管单向化方法中的失配法是以牺牲增益来换取电路的稳定的,常用的失配法是共发-共基.第二章．。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1按照电流导通角θ来分类,θ=180°的高频功率放大器称为甲类功放,θ90°的高频功率放大器称为甲乙类功放,θ=90°的高频功率放大器称为乙类功放,θ90°的高频功率放大器称为丙类功放.(1)高频功率放大器一般采用谐振回路作为负载,属丙类功率放大器.其电流导通角θ90°.兼顾效率和输出功率,高频功放的最佳导通角为θ=70°.高频功率放大器的两个重要的性能指标是效率和输出功率.(2)高频功放通常工作于丙类状态,因此其晶体管是非线性器件,常用静态特性曲线方法进行分析.对高频功放通常用图解法进行分析,常用的曲线除晶体管输入特性曲线外,还有输出特性曲线和转移特性曲线.(3)若高频谐振功率放大器的输入电压为余弦波,则其集电极电流是尖顶余弦脉冲,基极电流是尖顶余弦脉冲,发射极电流是尖顶余弦脉冲,放大器输出电压为余弦波形式的信号.(4)为使输出电流最大,二倍频的最佳导通角θ=60°,三倍频的最佳导通角θ=40°.(5)D类功放中的晶体管工作在开关状态,其效率高于C类功放的效率.理想情况下D类功放的效率η=100%.D类功放有电压开关型和电流开关型两种基本电路.(6)高频功放的动态特性曲线是斜率为𝑔𝑑的一条直线.(7)对高频功放而言,如果动态特性曲线和𝑢𝐵𝐸𝑚𝑎𝑥对应的静态特性曲线的交点位于放大区就称为欠压工作状态;交点位于饱和区就称为过压工作状态;动态特性曲线,𝑢𝐵𝐸𝑚𝑎𝑥对应的静态特性曲线和临界饱和线三线交于一点就称为临界工作状态.(8)高频功放的基极电源电压-𝑈𝐵𝐵(其他参数不变)由大到小变化时,功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化.高频功放的集电极电源电压𝐸𝑐(其他参数不变)由小变大变化时,功放的工作状态由过压状态到临界状态到欠压状态变化.高频功放的输入信号幅度𝑈𝑏𝑚(其他参数不变)由小到大变化时,功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化.高频功放的负载𝑅𝑝(其他参数不变)由小到大变化时,功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化.(9)C类功放在欠压工作状态相当于一个恒流源;而在过压工作状态相当于一个恒压源.集电极调幅电路中的高频功放应工作在过压工作状态;而基极调幅电路中的高频功放应工作在欠压工作状态.发射机末级通常是高频功放,此功放工作在临界工作状态.(10)高频功率放大器在临界工作状态时输出功率最大,在过压工作状态时效率最高.(11)当高频功率放大器用作振幅限幅器时,放大器应工作在过压工作状态;用作线性功率放大器时应应工作在欠压工作状态.当高频功率放大器放大振幅调制信号时,放大器应工作在过压工作状态,放大等振幅信号时应工作在欠压工作状态.(12)假设高频功放开始工作于临界状态,且负载回路处于谐振状态,当回路失谐时,功放会进入弱过压工作状态.高频功率放大器通常采用𝐼𝑐𝑜指示负载回路的调谐.(13)高频功放中需考虑的直流馈电电路有集电极馈电电路和基极馈电电路两种.集电极馈电电路的馈电方式有串联和并联两种.基极馈电电路的馈电方式有串联和并联两种.对于基极馈电电路而言,采用并联电路来产生基极偏置电压.第三章、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、(1)振荡器是一个能自动地将直流能量转换成一定波形交流能量的转换电路,所以说振荡器是一个能量转换器.(2)按照形成振荡原理来看,振荡器可分为反馈式振荡器和负阻式振荡器;按照所产生的波形来看,振荡器可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器;按照选频网络所采用的器件来看,振荡器可分为LC振荡器,晶体振荡器,RC振荡器和压控振荡器;按照反馈网络的构成器件来看,正弦波振荡器可分为互感耦合LC正弦波振荡器,电容三点式正弦波振荡器,电感三点式正弦波振荡器.(3)一个正反馈振荡器必须满足三个条件,即起振条件,平衡条件,稳定条件.(4)正弦波振荡器的振幅起振条件是|T(ω0)|1,相位起振条件是φ𝑇(ω0)=2πn.正弦波振荡器的振幅平衡条件是|T(ω0)|=1,相位平衡条件是φ𝑇(ω0)=2πn.正弦波振荡器的振幅平衡状态的稳定条件是(∂T(ω0)/∂u𝑖)|u𝑖0,相位平衡状态的稳定条件是∂φ𝑇/∂ω0.(5)振荡器在起振初期工作在小信号甲类线性状态,因此晶体管可以用Y参数等效电路进行简化,达到等幅振荡时,放大器进入丙类工作状态.(6)LC三点式振荡器电路组成原则是与发射极相连接的两个电抗元件必须性质相同,而不与发射极相连接的电抗元件与前者必须为相反元件.(7)电容反馈三点式振荡器的输出波形比较好,电感反馈三点式的输出波形比较差.但是两种三点式振荡器的共同缺点是频率稳定度不高.(8)石英晶体具有一种特殊的物理性能,即压电效应和反压电效应.当f𝑞ff𝑝时,石英晶体阻抗呈电感性;f=f𝑞时,石英晶体阻抗为电阻性;ff𝑝时,石英晶体阻抗呈电容性.(9)晶体谐振器与一般LC谐振回路相比,它具有如下特点,石英晶振品质因数非常高,所以其频率稳定度高;晶体的接入系数非常小.(10)并联型晶体振荡器中,晶体等效为电感元件,其振荡频率满足f𝑞ff𝑝;串联型晶体振荡器中,晶体等效为短路元件,其振荡频率为f𝑞(11)并联型晶体振荡器中,晶体若接在晶体管c,b极或b,e之间,这样组成的电路分别称为皮尔斯振荡器和密勒振荡器.(12)密勒振荡电路通常不采用双极型晶体管,而是采用输入阻抗高的场效应管.密勒振荡电路比皮尔斯振荡电路稳定度低.第四章．。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。(1)频率变换电路可分为线性变换电路和非线性变换电路.(2)在高频电路中常用的非线性元器件有PN结二极管,晶体三极管,变容二极管等.(3)非线性器件的基本特征是:伏安特性曲线不是直线;会产生新的频率分量;不满足叠加原理(4)高频电路中常用的非线性电路分析方法有:图解法,幂级数分析法,线性时变电路分析法,开关函数分析法等(5)当非线性器件正向偏置,又有两个幅值相差较大的信号作用时,可采用幂级数分析法进行分析;当非线性器件正向偏置,且激励信号较小时,可采用线性时变电路分析法进行分析.当非线性器件反向偏置,且激励信号较大时,可采用开关函数分析法进行分析.(6)大信号u𝑐(t)=U𝑐𝑚cosω𝑐t,小信号uΩ(t)=UΩmcosΩt同时作用于非线性元器件时,根据幂级数分析法分析可知流过非线性元件的电流所含有的频率成分有pωc,qΩ及其组合频率分量qωc±pΩ.(7)非线性器件的伏安特性为i=a1u+a2𝑢2,其中信号电压为u=U𝑐𝑚cosω𝑐t+UΩmcosΩt+12UΩmcos2Ωt式中,ω𝑐Ω,则电流i中的组合频率分量为ωc±Ω,ωc±2Ω.(8)相乘器是实现两个信号的相乘,在频域中完成搬移功能的器件,在高频电子电路中具有十分广泛的用途.(9)Gilbert相乘器单元电路是一个四象限模拟乘法器,其缺点是线性范围小.具有设计负反馈的Gilbert相乘器是一个四象限模拟乘法器,它相比于Gilbert相乘器单元电路改进之处在于线性范围扩大.线性化Gilbert相乘器是一个四象限模拟乘法器,它相比于具有设计负反馈电阻的Gilbert相乘器改进之处在于温度稳定性好.二象限变跨导模拟相乘器的电路结构实际上是一个恒流源差分放大电路;它只能实现二象限相乘.(10)模拟乘法器芯片MC1596的那本电路是一个具有射级负反馈的双平衡Gilbert相乘器电路;BG314的内部电路是一个线性化双平衡Gilbert相乘器电路.第五章。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。(1)高频信号的某一参数随消息信号的规律发生变化的过程称为调制,其逆过程称为解调.其中消息信号称为调制信号,高频信号称为载波信号.调制后的信号称为已调波信号.(2)按照调制信号的形成可将调制分为模拟调制和数字调制.按照载波信号的形式可将调制分为正弦波调制和脉冲调制.(3)正弦波调制可分为振幅调制,频率调制和相位调制.脉冲调制可分为脉幅调制,脉宽调制和脉位调制.(4)频率调制和相位调制统称为角度调制.(5)幅度调制是指已调信号的幅度参数随调制信号的大小而线性变化;频率调制是指已调信号的角频率参数随调制信号的大小而线性变化;相位调制是指已调信号的相位角参数随调制信号的大小而线性变化.(6)调幅信号,调频信号和调相信号的逆过程分别简称为检波,鉴频和鉴相.(7)从频域的角度看,振幅调制和振幅解调都属于频谱的线性搬移电路,混频属于频谱的线性搬移电路,检波属于频谱线性搬移电路.(8)根据调幅信号频谱分量的不同,调幅可分为三种:普通调幅AM,双边带调幅DSB,单边带调幅SSB.(9)AM信号的频谱包含三个频率分量:载波分量,上边频分量,下边频分量.其中上边频分量和下边频分量包含调制信号的信息.AM信号的频谱中的载波分量占了整个AM信号功率的绝大部分,因此AM信号的效率很低.当100%调幅时,效率η=50%.AM信号的带宽是调制信号带宽的2倍.(10)DSB信号的包络变化规律正比于|