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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hC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hC1 = 40% 时，PD1 = Po/hC = 2500 W，PC1 = PD1 - Po=1500 W当hC2 = 70% 时，PD2 = Po/hC =1428.57 W，PC2 = PD2 - Po = 428.57 W可见，随着效率升高，PD下降，(PD1 - PD2) = 1071.43 WPC下降，(PC1 - PC2) = 1071.43 W1-6 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、hC（运用图解法）：（1）RL = 10W，Q点在负载线中点，充分激励；（2）RL = 5 W，IBQ同（1）值，Icm = ICQ；（3）RL = 5W，Q点在负载线中点，激励同（1）值；（4）RL = 5 W，Q点在负载线中点，充分激励。 解：(1) RL = 10 W 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，PD = VCC ICQ1 = 1.1 W，hC = PL/ PD = 24%(2) 当 RL = 5 W 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 ，PD = VCC ICQ2 = 1.3 W，hC = PL/ PD = 12%(3) 当 RL = 5 W，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，PD = VCC ICQ3 = 2.3 W，hC = PL/ PD = 6.26%(4) 当 RL = 5 W，充分激励时，Icm = I CQ3 = 460 mA，Vcm = VCC-VCEQ3 = 2.25 V所以 ，PD = VCC ICQ3 = 2.3 W，hC = 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 W，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， = 50 W，在负载匹配时，求相应的n、PLmax、hC；（2）保持（1）中VCCIbm不变，将ICQ增加一倍，求PL值；（3）保持（1）中ICQ、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，= 50 W，负载匹配时，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， ，(2) 是否变化没说明，故分两种情况讨论当不变时，因为ICQ增加一倍，因此，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(不变，斜率不变，ICQ增加，Q点升高)此时，由于VCC、Ibm、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 hC = PLmax/ PD = 25%当改变时，且 50 W，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 hC = 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 W，输入充分激励，试作交流负载线，并比较两放大器的Pomax、 PCmax、hC、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PomaxPCmax2Pomax = 30 W0.2Pomax = 6 W(单管)hC50%78.5%n(2)见表甲类乙类Pomax所以所以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=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= VCC Icm。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= PD=0.32 VCC Icm。已知正常工作时每只功率管的最大耗散功率为PCmax=0.2Pomax= VCC Icm=0.1 VCC IcmPC PCmax, 管子不安全。扬声器开路，即 ，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，VCEmax2 VCC，管子工作安全。（2）甲类功放中，变压器初、次级绕组接反，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 = 2sinwt（A），讨计算：（1）当RL = 8 W时的输出功率PL；（2）每管的管耗PC；（3）输出级的效率hC。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) (2) (3) 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，已知输入电压= 19v,输出电压= 12v，各管的导通电压| VBE(on)|均为0.7v，D的稳定电压=7v。（1）试说明比较放大器和输出级的工作原理。（2）试求向比较放大器提供的基准电压。（3）试求取样比n及。解：（1）基准电压和取样电压（由、的分压获得）分别加到由复合管（达林顿电路）、和、组成的差分放大器的两个输入端。输出电压发生变化时，将使该差分放大器的输出端（即集电极）电压发生相反的变化，以阻止输出电压的变化，达到稳定输出电压的目的。（2）= （+ VBE(on)）= （7v+0.7v）= 7.7v n=/=(7.7v)/(12v)=0.64因为 n=/(+)=0.64,所以=28.5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hC=60%时，试计算管耗PC和平均分量I CO值；（2）若保持P。不变，将hC提高到80%，试问PC减少多少？（1）hC=60%时，PD= P。/hC=100WPC= PD- Po = 40 W, I CO= PD/ VCC=8A(2) hC=80%时, PD= P。/hC=75W, 所以 PC = PD- Po = 75W60W=15W PC= PC PC=40W15W=25W可见，P。一定时，hC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、hC及所需的Re。解：(1) 取wt = 0，30120，结果如下表wt03045607590120vBE/V0.740.710.670.620.560.50.38vCE/V12.474.226.59.151217.5(2)Re = Vcm/Ic1m = 204 W2-8 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，VBBVBE(on)，Re = 53 W，设集电极电流为余弦脉冲，即iC = 试求电源供给功率PD、集电极效率hC。解：因为VBB = VBE(on)，放大器工作在甲乙类，近似作乙类，因为 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hC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hC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、hC。（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；(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，wosc w1，组成电感三点式振荡电路。(e) 能振。计入结电容Cbe，组成电容三点式振荡电路。(f) 能振。但L1C1回路呈容性，wosc w1，L2C2回路呈感性，wosc w2，组成电容三点式振荡电路。3-6 试画出下图所示各振荡器的交流通路，并判断哪些电路可能产生振荡，哪些电路不能产生振荡。图中，CB、CC、CE、CD为交流旁路电容或隔直流电容，LC为高频扼流圈，偏置电阻RB1、RB2、RG不计。 解：画出的交流通路如图所示。(a)不振，不满足三点式振荡电路组成法则。(b) 可振，为电容三点式振荡电路。(c) 不振，不满足三点式振荡电路组成法则。(d) 可振，为电容三点式振荡电路，发射结电容Cbe为回路电容之一。(e) 可振，为电感三点式振荡电路。(f) 不振，不满足三点式振荡电路组成法则。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 fosc f01、f02，L3C3 呈感性，fosc fosc f01、f02。3-21 如图所示的晶体振荡电路中，试分析晶体的作用。已知晶体与CL构成并联谐振回路，其谐振电阻=80，/=2, 试问：为满足起振条件，R应小于何值？设集成运放是理想的。解：晶体呈感性，与CL构成并联谐振回路。电路中= ,为使振荡器起振，要求 ,即 ,求得R3，=3所以=17.32(2) =10,=0.01,=0.1;=5所以=4.47*rad/s因为=1+=13，=二级反相放大器总增益应大于13倍，求得=36.06第四章4-1 如图是用频率为1 000 kHz的载波信号同时传输两路信号的频谱图。试写出它的电压表达式，并画出相应的实现方框图。计算在单位负载上的平均功率Pav和频谱宽度BWAM。解：(1)为二次调制的普通调幅波。第一次调制：调制信号：F = 3 kHz 载频：f1 = 10 kHz，f2 = 30 kHz第二次调制：两路已调信号叠加调制到主载频fc = 1000 kHz上。令 W = 2p 3 103 rad/sw1 = 2p 104 rad/sw2= 2p 3 104 rad/swc= 2p 106 rad/s第一次调制：v1(t) = 4(1 + 0.5cosWt)cosw1tv2(t) = 2(1 + 0.4cosWt)cosw2t第二次调制：vO(t) = 5 coswct + 4(1 + 0.5cosWt)cosw1t + 2(1 + 0.4cosWt)cosw2t coswct = 51+0.8(1 + 0.5cosWt)cosw1t + 0.4(1 + 0.4cosWt)cosw2t coswct(2) 实现方框图如图所示。(3) 根据频谱图，求功率。 载频为10 kHz的振幅调制波平均功率Vm01 = 2V，Ma1 = 0.5 f2 = 30 kHzVm02 = 1V，Ma2 = 0.4 主载频fc = 1000 kHz Vm0 = 5V总平均功率Pav = P0 + Pav1 + Pav2 = 18.08 W BWAM由频谱图可知Fmax = 33 kHz得 BWAM = 2F = 2(1033 -1000) = 66 kHz4-2 试指出下列电压是什么已调信号？写出已调信号的电压表达式，并指出它们在单位电阻上消耗的平均功率Pav及相应的频谱宽度。（1）（t）=2cos（4p t ）0.1cos（3996p t）0.1cos（4004p t）（V）（2）（t）=4cos（2p t ）1.6cos2p()t0.4 cos2p()t1.6 cos2p()t0.4 cos2p()t(3) （t）=5cos()t5cos()t5cos()t5cos()t4cos()t4cos()t4cos()t4cos()t(V)其中=2prad/s =2prad/s =2p3rad/s =2prad/s解：（1）（t）为单音调制的普通调幅信号。（t）=210.1cos(4pt)cos(4pt)其中 =2V，Ma=0.1，=4prad/s，=4prad/s，所以=2W，=（1）=2.01W，=2F=4KHZ(2) （t）为双音调制的普通调幅信号。（t）=410.8(cos2pt)0.2(cos2pt)cos(2pt)其中=4V，=0.8，=0.2，=2prad/s，=2prad/s，所以=8W=（1）=10.72W，=2=20KHZ(3) （t）为二次调制的双边带调制信号。（t）=20cost cost16cost costcost由此可得=2（）=62KHZ。已知副载频的边带幅度=5V，副载频的边带幅度=4V，所以=4（）=82W。4-3 试画出下列三种已调信号的波形和频谱图。已知wcW(1) v(t) = 5cosWtcoswct(V)；(2) v(t) = 5cos(wc+W) t；(3) v(t) = (5 + 3cosWt) coswct。解：(1) 双边带调制信号(a)；(2) 单边带调制信号(b)；(3) 普通调幅信号(c)。4-4当采用相移法实现单边带调制时，若要求上边带传输的调制信号为，下边带传输的调制信号为，试画出其实现方框图。解：方框图如下所示。（t）=）t）t4-15试求图所示的单平衡混频器的输出电压（t）表示式。设二极管的伏安特性均为从原点出发，斜率为的直线，且二极管工作在受控制的开关状态。解：图（a）电路中，（t）正半周期间导通，列出下列方程联立求解得=，=所以=，图（b）电路中，正半周期间导通，列出下列方程联立求解得=，=，图（c）电路中，因为=，=p）所以=，（t）=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) = Vcmcoswct，vW(t) = VWmcosWt。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RLRD，试求输出电压vO(t)表达式。解：作混频器，且vC vW，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时，等效电路，iI = i1 - i2回路方程为： - 2( i1 - i2)RL + 2 vW + ( i1 - i2)RD = 0考虑vC作为开关函数K1(wct)所以 (2) 同理可求vC RD4-21在一超外差式广播收音机中，中频率=465KHZ。试分析下列现象属于何种干扰，又是如何形成的。（1）当收到频率=931KHZ的电台时，伴有频率为1KHZ的哨声；（2当收听频率）=550KHZ的电台时，听到频率为1480KHZ的强电台播音；（3）当收听=1480KHZ的电台播音时，听到频率为740KHZ的强电台播音。解：（1）为干扰哨声。引起干扰哨声的频率为，当p=1，q=2时，=2930KHZ，所以在930KHZ上可听到哨叫声；（2）为镜像频率干扰。因为，所以当p=1，q=1时，=2=1480KHZ；（3）为寄生通道干扰。当=1480KHZ时，p=1，q=2，=740KHZ4-22超外差式广播收音机得接收频率范围为5351605KHZ，中频频率=465KHZ。试问：（1）当收听=702KHZ电台的播音时，除了调谐在702KHZ频率刻度上能收听到该台得信号外，还可能在接收频段内的哪些频率刻度上收听到该台信号（写出最强的两个）？并说明它们各自通过什么寄生通道形成的。（2）当收听到=600KHZ的电台信号时，还可能同时收听到哪些频率的电台信号（写出最强的两个）？并说明各自通过什么寄生通道形成的。解：（1）=702KHZ，由可知，当p=1，q=2，=1404KHZ，p=1，q=3时，=1176KHZ。可见在1404KHZ和1176KHZ频率刻度上可听到702KHZ电台的信号。（2）在频率=600KHZ上，由可知，当p=1，q=1时=1503KHZ（镜频）；p=1，q=2时，=765KHZ。可见在收听600KHZ电台信号时，可以同时受到1503KHZ和765KHZ电台信号。4-30 包络检波电路如图所示，二极管正向电阻RD = 100 W，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 kW，Wmax = 2p 5000 rad/s，Mamax = 0.8，根据不产生惰性失真条件，得(2) 根据不产生负峰切割失真条件得 ZL(W) MaZL(0) = MamaxRL = 4 kW 因为ZL(W) = RL1 + RL2 / Ri2，Mamax = 0.8 (3) RL在中间位置时，所以 故不产生负峰切割失真。 第五章5-1 一已调波v(t) = Vmcos(wc + Aw1t)t，试求它的Dj(t)、Dw (t)的表示式。如果它是调频波或调相波，试问，它们相应的调制电压各为什么？解：Dj(t) = Aw1t2，Dw(t) =若为调频波，则由于瞬时频率变化Dw (t)与调制信号成正比，即Dw (t) = kfvW(t) = 2Aw1t，所以调制电压若为调相波，则由于瞬时相位变化Dj(t)与调制信号成正比，即Dj(t) = kpvW(t) = Aw1t2，所以调制电压5-2 已知载波信号vC(t) = Vcmcoswct，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Dw(t)。瞬时相位偏移Dj(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。(2) 对应两种调制信号调频波FM和调相波PM的Dw (t)和Dj(t)分别如图(a)、(b)所示。5-3已知（1） 若为调频波，试求载波频率、调制频率F、调频指数、最大频偏、有效频谱宽度和平均功率（设负载电阻=50）。（2） 若为调相波，试求调相指数，调制信号（设调相灵敏度=5rad/v），最大频偏。解：根据表达式，求得（1） FM波：=20rad，=F=20KHZ所以=2（+1）F=42KHZ,，=2.5mw（2） PM波：=20rad因为 =20sin（t）所以=sin（t）=4 in（t）（V）=F=20KHZ5-4已知载波信号调制信号，（1） 若为调频波，且单位电压产生的频偏为4KHZ，试写出、和调频波表达式。（2） 若为调相波，且单位电压产生的相移为3rad，试写出、和调频波表达式。（3） 计算上述两种调角波的，若调制信号频率F改为4KHZ，则相应频谱宽度有什么变化？若调制信号频率不变，而振幅改为3v，则相应的频谱宽度又有什么变化？解：(1)FM波已知=4KHZ/V，=1.5V，所以=6KHZ（2）PM波已知=3rad/v，=1.5v，所以=4.5rad（3）因为=2（M+1）F，当F=2KHZ，F=4KHZ时，其相应频谱列表如下：当由1.5v改为3v，F仍为2KHZ时，相应频谱列表如下：5-14一调频设备如图所示。要求输出调频波的载波频率=100MHZ，最大频偏=75KHZ。本地频率=40MHZ，已知调制信号频率F=100HZ15KHZ，设混频器输出频率=，两倍频器倍频次数=2，=10，试求：（1）LC直接调频电路输出的和（2）两放大器的通频带、解：（1）因为所以由此求得（2）当=1.5KHZ，=75KHZ时，调频波得频谱宽度分别为两放大器的通频带分别大于和