高频电子线路参考答案课件市公开课一等奖省赛课微课金奖PPT课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高频电子线路习题参考答案,第7章参考习题答案,7-1,7-2,7-3,7-4,7-5,7-6,7-7,7-8,7-9,7-10,7-11,7-12,7-13,7-14,7-15,7-16,第1页,71,角调波u（t）=10cos(2,10,6,t+10cost),（V），试 确定:（1）最大频偏；（2）最大相偏；,（3）信号 带宽；（4）此信号在单位电阻上功率；,（5）能否确定这是FM波还是PM波？（6）调制电压。,解7-1,第2页,72,调制信号u,=2cos210,3,t+3cos3*10,3,t，调频灵敏,度k,f,=3kHZ/V，载波信号为u,c,=5cos210,7,t(V)，试,写出此FM信号表示式。,解7-2 由题意可知：,第3页,73,调制信号如图所表示。（1）画出FM波(t)和(t)曲线；（2）画出PM波(t)和(t)曲线；（3）画出 FM波和 PM波波形草图。,解7-3 波形以下列图所表示。,题73图,第4页,信号（a）在FM时，它们频率为线性改变，称为线性调频或扫频信号；,因为,积分限不定，所以 波形实际上可沿纵坐标上下移动；,第5页,信号（b）在PM时，它们频率为线性改变，称为线性调频或扫频信号；,第6页,信号（c）能够认为是数字信号，所以实现调制为数字调制，又因为是二元信号，对它进行 FM 和 PM分别称为 2FSK和 2PSK。,PM信号波形与DSB信号波形相同，故在数字调制中，可用产生DSB信号方法产生PM（或PSK）信号。,第7页,7,4,频率为,100 MHz,载波被频率被,5 kHz,正弦信号调 制，最大频偏为,50 kHz,。，求此时,FM,波带宽。若,U,加倍，频率不变，带宽是多少？若,U,不变，频率 增大一倍，带宽 怎样？若,U,和频率都增大一倍，带宽又怎样,解7-4,第8页,第9页,75,电视四频道伴音载频f,c,=83.75MHz，f,m,=50kHz，F,max,=15kHz。(1)画出伴音信号频谱图；（2）计算信号带宽；（3）瞬时频率改变范围是多少？,解7-5,因为没有给定伴音调制信号频谱，而且伴音是一个多频调制调频波。因为调频是非线性频谱搬移，多个频率分量调频所产生结果不能看作是每个频率分量单独调频所得结果线性叠加。所以，伴音信号频谱中除了包含载频与调制信号各频率分量n次谐波组合频率分量外，还包含着载频与调制信号每一频率分量各次谐波分量一起产生组合频率分量。所以伴音信号频谱很复杂，无法正确画出。,第10页,(3),(2)信号带宽为,第11页,76,有一个AM和FM波，载频均为1MHz，调制信号均为,（t）=0.1sin(210,3,t)V。FM灵敏度为k,f,=1kHz/V，动态范围大于20 V。（1）求AM波和FM波信号带宽；（2）若,（t）=20sin(2*10,3,t)V，重新计算AM波和FM波带宽；(3)由此(1)、（2）可得出什么结论。,解7-6,(1)依据已知条件，调制信号频率F=1000Hz,AM调幅时，信号带宽为B=2F=21000=Hz。,FM调制时，f,m,=0.1k,f,=100Hz,则调频信号带宽为,B,S,=2(f,m,+F)=2(100+1000)=2200Hz.,第12页,(3)比较（1）和（2）结果，能够看到，AM调幅时信号带宽只取决于调制信号频率，而与调制信号大小无关。对于FM调制，在窄带调制时，信号带宽基本上等于AM信号带宽，但在宽带调制时，主要取决于调制灵敏度和调制信号振幅，带宽基本不随调制信号频率而改变，能够看作是恒定带宽。,(2)若,（t）=20sin(2*10,3,t),则：,AM调幅时，信号带宽依然B=2F=21000=Hz。,但在FM调制时，f,m,=20k,f,=20Hz,则调频信号带宽为,B,S,=2(f,m,+F)=2(20+1)=42kHz.,第13页,77,调频振荡器回路电容为变容二极管，其压控特征为C,j=,C,j0,/（1+2,u,）1/2。为变容二极管反向电压绝对值。反向偏压E,Q,=4 V，振荡中心频率为10MHz，调制电压为(t)=costV。（1）求在中心频率附近线性调制灵敏度；（2）当要求K,f2,1时，求允许最大频偏值。,解7-7,(1)变容二极管等效电容为,第14页,第15页,第16页,78,调频振荡器回路由电感L和变容二极管组成。L=2uH，变容二极管参数为:C,j0,=225 pF，=0.5，,=0.6V,，,E,Q,=-6V，调制电压为,（t）=3cos(10,4,t)V。求输出调频波（1）载频；（2）由调制信号引发载频漂移；（3）最大频偏；（4）调频系数；（5）二阶失真系数。,解7-8,第17页,第18页,第19页,79,如图所表示变容管FM电路，f,c,=360MHz，=3，,=0.6V，,(t)=costV。图中Lc为高频扼流圈，C,3,、C,4,和C,5,为高频旁路电容。（1）分析此电路工作原理并说明其它各元件作用；（2）调整 R,2,使变容管反偏电压为6V，此时C,j,=20pF，求L；（3）计算最大频偏和二阶失真系数。,题79图,第20页,解7-9,（1）该电路是一个变容二极管部分接入直接调频电路，C,1,、C,2,、C,j,和L组成谐振回路，并与晶体管组成一个电容三点式振荡器。调制信号经L,c,加到二极管上，形成随调制信号改变反向偏压。当调制信号随时间改变时，振荡器频率也随之改变，到达了调频目标。L,c,为高频扼流圈，C,3,、C,4,和C,5,为高频旁路电容。L,c,、C,5,和L,c,、C,4,组成低通滤波器确保了高频正弦信号不会影响直流偏置，并防止了给电源带来高频干扰，C,3,对高频信号相当短路，从而提升了振荡器环路增益。调整R,2,，可改变变容二极管静态偏置电压，到达调整中心载波频率目标。,第21页,（2）,第22页,当调制信号不为0时,第23页,第24页,（3）,第25页,710,图示为晶体振荡器直接凋频电路，试说明其工作原理及各元件作用。,题710图,第26页,解7-10,在该电路中，由晶体管，和偏置电阻R,3,、R,4,、R,5,、耦合电容C,2,、旁路电容C,L,、高频扼流圈L,C1,和L,C2,、以及回路元件变容二极管C,j,、电容C,1,、C,2,、C,3,、石英晶体、电感L,1,组成了一个皮尔斯失迎晶体振荡电路。稳压二极管2CW4、电阻R,1,、R,2,、高频扼流圈L,C1,、电容C,L,、和电位器W组成变容二极管直流馈电电路，调整电位器W，可改变加在变容二极管上反偏电压，从而调整了调频电路中心频率和调制灵敏度。当加上调制电压后，变容二极管上反偏电压随调制信号改变，所以振荡频率也随调制信号改变，到达了调频目标。由高频扼流圈L,C1,、电容C,L,组成低通滤波器，确保了直流电压加在变容二极管上，同时又防止了高频振荡信号反馈到电源，从而确保了中心频率稳定，也消除了高频信号经过电源带来交叉耦合干扰。,电路中L,1,和C,1,是用来进行扩大频偏，其原理是加大了晶体串联频率和并联频率间隔，调整微调电容C,1,，可调整频偏大小。,该电路调频范围在晶体串联频率和并联频率。,第27页,711,变容管调频器部分电路如图所表示，其中，两个变容管特征完全相同，均为C,j,=C,j0,(1uu,),，ZL,1,及ZL,2,为高频扼流圈，C,1,对振荡频率短路。试推导：（1）振荡频率表示式；（2）基波最大频偏；（3）二次谐波失真系数。,题711图,第28页,解7-11,（1）从图中能够得到,第29页,（2）,（3）,振荡频率为,：,第30页,712,方波调频电路如图所表示，其中，E,c,=E,e,=E,1,=12V，E,2,=5V，E,3,=3V，R,1,=4.5k，R,2,=3k，C,1,=C,2,=1000pF，调制信号,(t)=1.5cos10,4,tV（V），晶体管100。求调频方波瞬时表示式。,题712图,第31页,解7-12,在该电路中，V,5,、V,6,、R,1,、R,2,组成受控电流源，使I,1,、I,2,随调制信号u,而改变。,V,1,、V,2,、V,D1,、V,D2,和V,3,、V,4,、V,D3,、V,D4,以及电容C,1,、C,2,、组成一个多谐振荡器。其振荡频率受I,1,、I,2,控制。所以，当调制信号u,改变时，振荡频率也随之改变，到达了调频目标。输出LC回路是一个选频电路，对振荡器输出调频方波中心频率基频谐振，从而输出正弦调频信号。,V,3,截止时，V,E4,输出为高电平，V,OH,=V,E4,=E,2,=5V，V,3,饱和时，V,E4,输出为低电平，V,OL,=V,E4,=0V。,设在某个时刻V,3,开始导通，经过C,1,、C,2,耦合形成正反馈，使得V,3,很快由截止变为饱和，则V,E4,从高电平5V跳变为低电平0V，而V,1,由饱和变为截止，V,E2,从低电平0V跳变为高电平5V。,第32页,此时C,2,上电压为V,1,导通电压V,B1ON,-5V，然后C,2,充电，当充电到V,BE1,=V,B1ON,时，V,1,开始导通，经过C,1,、C,2,耦合形成正反馈，使得V,1,很快由截止变为饱和，则V,E2,输出从高电平5V跳变为低电平0V，而V,3,由饱和变为截止，V,E4,从低电平0V跳变为高电平5V。然后C,1,充电，当充电到V,BE3,=V,B1ON,时，V,3,又开始导通，开始下个周期，如此循环，形成振荡。,可见，C,1,、C,2,充电速度决定振荡频率。,设图中每个二极管导通电压和每个晶体管发射结导通电压相等。且忽略晶体管饱和压降。则：,第33页,第34页,第35页,713,设计一个调频发射机，要求工作频率为 160 MHz，最大频偏为 1MHz，调制信号最高频率为10kHz，副载频选 500 kHz，请画出发射机方框图，并标出各处频率和最大频偏值。,解7-13,从给定条件能够看出，相对频偏比较小，工作频率较高，如直接在高频端调频，要求电路Q值很高，所以，为了确保教好线性最好采取间接调频，实现在较低频率上调频，然后经过倍频器和混频器，来得到所需工作频率和最大频偏。,发射机基本框图以下。,第36页,晶体载波振荡器,调相器,积分器,倍频器,X50,混频器,晶体,振荡器,倍频器,X40,功率,放大器,第37页,714,在图示两个电路中，那个能实现包络检波，哪个能实现鉴频，对应回路参数怎样配置,题7-14图,第38页,解7-14,（b）电路能够实现包络检波，这时要求两个回路参数应该相等，首先电感抽头应位于中点，而且要使f,01,=f,02,=f,c,回路带宽要大于等于输入AM信号中调制信号最高频率分量2倍。,（a）电路能够实现鉴频，即用做一个平衡斜率鉴频器，利用两个回路对输入信号失谐而实现鉴频。为了减小失真，要合理选择两个回路谐振频率。当输入信号最大频偏为f,m,时，可选择,第39页,715,己知某鉴频器输入信号为 ,FM,（t）=3sin(,c,t+10sin210,3,t)(V)，鉴频跨导为S,D,=-5mV/kHZ，线性鉴频范围大2f,m,。求输出电压,o,表示式。解7-15,第40页,716,已知某互感耦合相位鉴频器耦合因数A=3，f,0,=10MHz，晶体管Y,fe,=30mA/V，回路电容C=20 pF，有效Q,e,=60，二极管检波器电流通角=20,o,，输入信号振幅为 Um=20 mV。求：（1）最大鉴频带宽B,m,；（2）鉴频跨导 S,D,。,解7-16,设互感耦合相位鉴频器简化电路以下列图所表示。而且初级和次级参数完全相同。,第41页,在忽略了晶体管Y,oe,和Y,re,影响后,第42页,第43页,第44页,