2.3解: 设放大电路的选频电路由简单lc并联回路构成。
则lc回路谐振频率465khz,为满足带宽要求,回路的品质因数应为。
此回路谐振电阻为 (k) 改为(k)
回路未接电阻时固有谐振电阻为(k)
改为(k)因此需并联电阻为 (k)改为(k)
解:为计算简化,这里与电容的容抗之比。
较大,可采用部分接入法公式。
电感。接入系数 p=
在两端等效为。
电感固有品质因数50,对应的固有谐振电阻。
端等效电阻为。
有载品质因数。
习题。3.1 高频功率放大器的主要作用是什么?应对它提出哪些主要要求?
答:高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号,将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。
3.2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载?若回路失谐将产生什么结果?若采用纯电阻负载又将产生什么结果?
答:因为丙类谐振功率放大器的集电极电流ic为电流脉冲,负载必须具有滤波功能,否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大,功率管有损坏的危险。
若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。
3.3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的?各有什么特点?
答:根据集电极是否进入饱和区来区分,当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态,在临界线上时高频功放工作临界状态,在临界线左方时高频功放工作于过压状态。
欠压状态的功率和效率都比较低,集电极耗散功率也较大,输出电压随负载阻抗变化而变化,较少使用,但基极调幅时要使用欠压状态。
临界状态输出功率大,管子损耗小,放大器的效率也较高。
过压状态下,负载阻抗变化时,输出电压比较平稳且幅值较大,在弱过压时,效率可达最高,但输出功率有所下降,发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。
3.4 分析下列各种功放的工作状态应如何选择?
1) 利用功放进行振幅调制时,当调制的音频信号加到基极或集电极时,如何选择功放的工作状态?
2) 利用功放放大振幅调制信号时,应如何选择功放的工作状态?
3) 利用功放放大等幅度信号时,应如何选择功放的工作状态?
答:(1) 当调制的音频信号加到基极时,选择欠压状态;加到集电极时,选择过压状态。
2) 放大振幅调制信号时,选择欠压状态。、
3) 放大等幅度信号时,选择临界状态。
3.5 两个参数完全相同的谐振功放,输出功率po分别为1w和0.6w,为了增大输出功率,将vcc提高。
结果发现前者输出功率无明显加大,后者输出功率明显增大,试分析原因。若要增大前者的输出功率,应采取什么措施?
答:前者工作于欠压状态,故输出功率基本不随vcc变化;而后者工作于过压状态,输出功率随vcc明显变化。在欠压状态,要增大功放的输出功率,可以适当增大负载或增大输入信号。
3.6 一谐振功放,原工作于临界状态,后来发现po明显下降,c反而增加,但vcc、ucm和ubemax均未改变(改为:vcc和ubemax均未改变,而ucm基本不变(因为即使ucm变化很小,工作状态也可能改变,如果ucm不变,则uce不变,故工作状态不应改变)),问此时功放工作于什么状态?
导通角增大还是减小?并分析性能变化的原因。
答:工作于过压状态(由于ucm基本不变,故功率减小时,只可能负载增大,此时导通角不变);导通角不变。
3.7 某谐振功率放大器,工作频率f =520mhz,输出功率po=60w,vcc=12.5v。
(1) 当c=60%时,试计算管耗pc和平均分量的值;(2) 若保持po不变,将c提高到80%,试问管耗pc减小多少?
解:(1) 当c=60%时,(2) 若保持po不变,将c提高到80%
3.8 谐振功率放大器电路如图3.1(c)所示,晶体管的理想化转移特性如题3.
8图所示。已知:,,回路调谐在输入信号频率上,试在转移特性上画出输入电压和集电极电流波形,并求出电流导通角及、、的大小。
解:由,可作出它的波形如图(2)所示。
根据ube及转移特性,在图中可作出ic的波形如题图3.8(s)。由于t=0时,则。
因为,所以。
则得。由于,,,则。
3.9 谐振功率放大器工作在欠压区,要求输出功率po=5w。已知vcc=24v,vbb= vbz,re=53,设集电极电流为余弦脉冲,即。
试求电源供给功率pd,集电极效率c。
解:, 3.10 已知集电极电流余弦脉冲,试求通角,时集电极电流的直流分量和基波分量;若,求出两种情况下放大器的效率各为多少?
解] (1),,
3.11 已知谐振功率放大器的,,,试求该放大器的、、以及、、。
解:3.12 试画一高频功率放大器的实际电路,要求:
1) 采用pnp型晶体管,发射极直接接地;
2) 集电极并联馈电,与谐振回路抽头连接;
3) 基极串联馈电,自偏压,与前级互感耦合。
解:(略)3.13 谐振功率放大器电路如题3.13图所示,试从馈电方式,基极偏置和滤波匹配网络等方面,分析这些电路的特点。
解:(a)、集电极均采用串联馈电方式,基极采用自给偏压电路,利用高频扼圈中固有直流电阻来获得反向偏置电压,而利用获得反向偏置电压。输入端采用l型滤波匹配网络,输出端采用型滤波匹配网络。
b) 集电极采用并联馈电方式,基极采用自给偏压电路,由高频扼流圈中的直流电阻产生很小的负偏压,输出端由,构成型和型滤波匹配网络,调节和使得外接50欧负载电阻在工作频率上变换为放大器所要求的匹配电阻,输入端由、、、构成和型滤波匹配网络,用来调匹配,用来调谐振。
3.14 某谐振功率放大器输出电路的交流通路如图t3.3所示。工作频率为2mhz,已知天线等效电容ca=500pf,等效电阻,若放大器要求,求和。
解:先将、等效为电感,则、组成形网络,如题3.14(s)图所示。由图可得。
由图又可得,所以可得。
因为,所以。
3.15 一谐振功率放大器,要求工作在临界状态。已知,,,集电极电压利用系数为0.95,工作频率为10 mhz。用l型网络作为输出滤波匹配网络,试计算该网络的元件值。
解:放大器工作在临界状态要求谐振阻抗等于。
由于》,需采用低阻变高阻网络,所以。
3.16 已知实际负载,谐振功率放大器要求的最佳负载电阻,工作频率,试计算题3.16图所示型输出滤波匹配网络的元件值,取中间变换阻抗。
解:将题3.16图拆成两个l型电路,如题3.16(s)图所示。由此可得。
参***。4.1答:(a) 同名端标于二次侧线圈的下端 (b) 同名端标于二次侧线的圈下端(c) 同名端标于二次侧线圈的上端。
答:(a)构成正反馈(b)构成三点式。
4.4 (a)不能 (b)不能 (c)可能。
同名端标于二次侧线圈的下端,
2)耦合,隔直,旁路。
3)不能,不满足三点式条件。
为同名端。
影响反馈系数f;影响q;l23增大:f增大q减小。
4)c1:旁路,基极交流接地;c2:耦合,隔直;c2:对振荡没有直接影响;
c1:去掉后,信号经电阻衰减可能无法满足幅度平衡条件,c1不应去掉。
1)旁路、耦合。
3)耦合,阻抗变换。
1)高频扼流。
4)振荡频率。
1)高频扼流。
4)克拉泼振荡器。
3)不能。4)可以。
a)不能。b)则可能。
c)则可能。
d)则可能。
能;1mhz;不能。
换成1m时,lc回路为电感,不能起振。
1)4mhz;
3)并联型晶体振荡器,微调振荡频率。
5章习题解答。
5.1 已知普通双边带调幅(am)信号电压,试画出其时域波形图以及频谱图,并求其带宽。
解:该am调幅波的时域波形见题解图5.1(a);(注:为便于观察,这里设载频为20khz)
频谱图见题解图5.1(b);由(b)图见:该调幅波的带宽:
5.2 已知调幅波表达式:
试求其调幅系数及带宽,画出该调幅波的时域波形和频谱图。
解:∵ 调幅系数。
带宽: 根据表达式所画时域波形图见题解图5.2(a);(注:为便于观察,这里设载频为30khz)。
频谱图题解图5.2(b)。
5.3 已知调制信号,载波,且假设比例常数。试写出普通双边带调幅波的表达式;求其带宽。
解:普通双边带调幅波的表达式如下:
而调幅波带宽为:
5.4 题5.4图的(a)和(b)分别示意的是调制信号和载波的频谱图,试分别画出普通双边带(am)调幅波、抑制载波的双边带(dsb)调幅波以及上边带(ssb)调幅波的频谱图。
解:相应的am、dsb、ssb(上边带)信号频谱见题解图5.3。
5.5 已知调幅波表达式, 假设比例常数。试求该调幅波的载波振幅、调制信号频率、调幅系数和带宽。
解: 解析所给调幅波表达式可得:
5.6 已知调幅波表达式,试画出其波形和频谱图,求出频带宽度。若已知,试求载波功率、边频功率、调幅波在调制信号一周期内平均总功率。
解:该am调幅波的时域波形见题解图5.4(a);频谱图见题解图5.4(b)。
带宽: ;载波功率: 边带功率:
总功率:5.7 假设调制信号电压,载波,试分别画出:①两者的叠加波;②普通双边带调幅波;③抑制载波的双边带调幅波的时域波形。
解:画时域波形略。
5.8 已知am调幅波的频谱题5.8图所示,试写出信号的时域数学表达式。
解:∵可以从题5.8图中读出以下参数:
5.9 试分别画出下列电压表达式对应的时域波形和频谱图,并说明它们分别是哪一种调幅信号。(假设)
解:各自的时域波形见题解图5.6(a)(b)(c)所示。
5.10 已知题图5.10示意的模拟乘法器的乘积系数,载波,调制信号,试画出输出调幅波的频谱图,并求其频带宽度。
电路理论习题答案第二章
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