1、 高频电子线路参考答案 第 2 章 小信号选频放大器 2.1 已知并联谐振回路的 1 H , 20 pF , 10 0 ,L C Q 求该并联回路的谐振频率 0f 、谐振电阻pR及通频带 0.7BW 。 解 90 - 6 1 211 0 . 0 3 5 6 1 0 H z 3 5 . 6 M H z2 2 1 0 2 0 1 0f LC HF 6312640 . 7101 0 0 2 2 .4 k 2 2 .3 6 1 0 2 2 .3 6 k2 0 1 03 5 .6 1 0 H z 3 5 .6 1 0 H z 3 5 6 k H z100pHRQFfBWQ 2.2 并 联谐振回路如图 P
2、2.2 所示，已知： 300 pF , 390 H , 100 ,C L Q 信号源内阻 s 100k ,R 负载电阻 L 200k ,R 求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。 解 0 11 4 6 5 k H z2 2 390 H 3 0 0 P Ff LC 0 . 7 0390 H1 0 0 1 1 4 k 3 0 0 PF/ /1 0 0 k /11 4 . k /20 0 k = 4 2 k 4 2 k 4 2 k 371 .1 4 k 390 H /3 0 0 PF/ 4 6 5 k H z /3 7 = 1 2 .6 k H zpe s p LeeeRQR R R RRQB W
3、f Q 2.3 已知并联谐振回路的 0 0 . 71 0 M H z , C = 5 0 p F , 1 5 0 k H z ,f B W求回路的 L和 Q以及600 kHzf 时电压衰减倍数。如将通频带加宽为 300 kHz，应在回路两端并接一个多大的电阻 ? 解 62 6 2 1 2011 5 1 0 5 H(2 ) ( 2 1 0 1 0 ) 5 0 1 0LHfC 6030 .7 1 0 1 0 6 6 .71 5 0 1 0fQ BW 2 23602 2 60 0 101 1 66 .7 8. 110 10poUf Q fU 1 当 0.7 300 kHzBW 时 6030 . 74
4、6 1 201 0 1 0 3 3 . 33 0 0 1 03 3 . 3 1 . 0 6 1 0 1 0 . 6 k2 2 1 0 1 0 5 0 1 0eeeefQBWQRQfC 而 47 1 26 6 . 7 2 . 1 3 1 0 2 1 . 2 k2 1 0 5 0 1 0pRQ 由于 ,pe pRRR RR 所以可得 1 0 .6 k 2 1 .2 k 2 1 .2 k2 1 .2 k 1 0 .6 keppeRRR RR 2.4 并联回路如图 P2.4 所示 ,已知： 360pF,C 1 280H,L =100,Q 2 50H,L 12= / 10,n N N L 1kR 。试求
5、该并联回路考虑到 LR 影响后的通频带及等效谐振电阻。 解 6 3122 8 0 1 01 0 0 8 8 1 0 8 8 k3 6 0 1 0pRQ 2263 3 31200.7 6 1 21 0 1 k 1 0 0 k/ 8 8 k / 1 0 0 k 4 6 .8 k2 8 0 1 04 6 .8 1 0 / 4 6 .8 1 0 / 0 .8 8 1 0 5 33 6 0 1 011 9 .4 6 k H z2 5 3 2 2 8 0 1 0 3 6 0 1 0LLe p Leee eR n RR R RRQfBWQ Q L C 2.5 并联回路如图 P2.5 所示，试求并联回路 2
6、3 两端的谐振电阻 pR 。已知：(a) 1 100HL 、 2 10HL 、 4HM ，等效损耗电阻 10r， 300pFC ； (b) 1 50pFC 、 2 100pFC ， 10HL 、 2r。 2 解 612122 ( 100 10 4 2) 10( a ) 39.3 k300 10 10p L L MLR c r Cr 61262222 ( 10 0 10 8 ) 10 8. 43( 10 4) 1039 .3 k 0. 55 k( 8. 43 )ppL L MnLMRRn 12121212126612121212122( 5 0 1 0 0 ) 1 0( b ) 3 3 . 3
7、1 0 p F = 3 3 . 3 p F( 5 0 1 0 0 ) 1 01 0 1 00 . 1 5 0 1 0 1 5 0 k3 3 . 3 1 0 2( 5 0 1 0 0 ) 1 035 0 1 01 5 0 k1 6 . 7 k3pppCCCCCLRCrCCnCRRn 2.6 并联谐振回路 如图 P2.6 所示。已知： 0 10MHzf ， 100Q ， 12ksR ，L 1kR ， 40pFC ，匝比 1 13 23/ 1.3n N N， 2 13 45/4n N N，试求谐振回路有载谐振电阻 eR 、有载品质因数 eQ 和回路通频带 0.7BW 。 解 将图 P2.6 等效为图
8、 P2.6(s)，图中 7 1 20 100 3 9 . 8 k2 2 1 0 4 0 1 0p QRQ fC 22122233 7 1 201 . 3 1 2 k 2 0 . 2 8 k4 1 k 1 6 k/ / / / ( 2 0 . 2 8 / / 3 9 . 8 / / 1 6 ) k 7 . 3 k7 . 3 1 0 7 . 3 1 0 2 1 0 4 0 1 0 1 8 . 3 41 / 2 ssLLe s p LeeR n RR n RR R R RRQfC 3 0 . 7 0 1 0 M H z/ 0 . 5 4 5 M H z1 8 . 3 4eB W f Q 2.7 单调
9、谐放大器如图 2.2.4(a)所示。已知放大器的中心频率 0 10.7 MHzf ，回路线圈电感 13 4HL ， 100Q ，匝数 13 20N 匝， 12 5N 匝， 45 5N 匝， 2mSLG ，晶体管的参数为： 200SoeG 、 7pFoeC 、m 45mSg 、 0bbr 。试求该大器的谐振电压增益、通频带及回路外接电容。 解 1 3 1 3121 2 4 52 0 2 04 , 455NNnn 6660 1 32 6 2 612 3 2 62663121 1 137.2 102 100 2 10.7 10 4 10/ 200 10 / 4 12.5 10/ 2 10 / 4 1
10、25 10( 37.2 12.5 125 ) 10 174 .7 1045 104 4 174 .7 10po e o eLLe p o e LmuoeGSQ Q f LG G n SG G n SG G G G SgAn n G 66 6 60 . 7 0122 6 2 60221161121174 .7 10 2 10.7 10 4 10/ 10.7 / 21 0.51 M H z1155.4 10 55.4(2 ) ( 2 10.7 10 ) 4 10755.4 554eeeToeTQGB W f QC F P FfLCC C P Fn 2.8 单调谐放大器如图 2.2.4(a)所示。中
11、心频率 0 30MHzf ，晶体管工作点电流EQ 2mAI ，回路电感 13 1.4HL ， 100Q ，匝比 1 13 12/2n N N， 2 13 45/ 3.5n N N，L 1.2mSG 、 0.4mSoeG ， 0bbr ，试求该放大器的谐振电压增益及通频带。 解 66611 3 8 1 01 0 0 2 3 0 1 0 1 . 4 1 0pGSQ 2 3 2 612 3 2 6266061260 13/ 0.4 10 / 2 10 0 10/ 1.2 10 / 3.5 98 10( 38 10 0 98 ) 10 23 6 10/ 26 2 m A / 26 m V 0.0 77
12、0.0 7746 .62 3.5 23 6 101123 6 10 2 3oe oeLLe p oe Lm E QmueeeG G n SG G n SG G G G Sg I SgAn n GQG w L 66600.7160 10 1.4 1030 101.8 8 M H z16efBWQ 4 第章 谐振功率放大器 3.1 谐振功率放大器电路如图 3.1.1 所示，晶体管的理想化转移特性如图P3.1 所示。已知： BB 0.2VV ， i 1.1 cos ( )u t V ，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 c0I 、c1mI 、
13、c2mI 的大小 。 解 由 B E B B 0 . 2 1 . 1 c o s ( ) 0 . 2 1 . 1 c o s ( ) ,iu V u V t V V t 可作出它的波形如图 P3.1(2)所示。 根据 BEu 及转移特性，在图 P3.1 中可作出 ci 的波形如 (3)所示。由于 0t 时， B E B E m a x (0 .2 1 .1 ) = 1 .3 ,u u V V 则 max 0.7CiA 。 因为 ()co sim BE on BBU U V ，所以 B E ( o n ) B Bim0 . 6 0 . 2c o s 0 . 3 6 4 ,1 . 1UVU 则得
14、69 由于 0 (69 ) 0.249 ， 1(69 ) 0.432 ， 2 (69 ) 0.269 ，则 5 0 0 m a x1 1 m a x2 2 m a x( 6 9 ) 0 .2 4 9 0 .7 0 .1 7 4( 6 9 ) 0 .4 3 2 0 .7 0 .3 0 2( 6 9 ) 0 .2 6 9 0 .7 0 .1 8 8cCc m Cc m CI i AI i AI i A 3.2 已知集电极电流余弦脉冲 max 100 mACi ，试求通角 120， 70时集电极电流的直流分量 0cI 和基波分量 1cmI ；若 CC0.95cmUV ，求出两种情况下放大器的效率各为
15、多少？ 解 (1) 120， 0( ) 0.406 ， 1( ) 0.536 01100 . 4 0 6 1 0 0 4 0 . 6 m A , 0 . 5 3 6 1 0 0 5 3 . 6 m A()1 1 0 . 5 3 6 0 . 9 5 6 2 . 7 %2 ( ) 2 0 . 4 0 6c c mcmcCCIIUV (2) 70， 0( ) 0.253 ， 1( ) 0.436 010 . 2 5 3 1 0 0 2 5 . 3 m A, 0 . 4 3 6 1 0 0 4 3 . 6 m A1 0 . 4 3 60 . 9 5 8 1 . 9 %2 0 . 2 5 3c c mc
16、II 3.3 已知谐振功率放大器的 CC 24VV ， C0 250mAI ， 5WoP ， cm CC0.9UV ，试求该放 大器的 DP 、 CP 、 C 以及 c1mI 、 maxCi 、 。 解 0 0 .2 5 2 4 6 WD C C CP I V 16 5 1 W5 8 3 .3 %62 25 0 .4 6 3 A0 .9 2 4C D ooCDocmcmP P PPPPIU 1 1( ) 2 2 0 . 8 3 3 1 . 8 5 , 5 00 . 9CCC cmVg U 0m a x00 .2 5 1 .3 7( ) 0 .1 8 3CC IiA 3.4 一谐振功率放大器，
17、CC 30VV ，测得 C0 100mAI ， cm 28VU ， 70，求 eR 、 oP 和 C 。 解 0m a x0100 3 9 5 m A( 7 0 ) 0 .2 5 3cC Ii 1 m a x 1 ( 7 0 ) 3 9 5 0 . 4 3 6 1 7 2 m Ac m CIi 128 163 0 .1 7 2cmecmUR I 111 0 . 1 7 2 2 8 2 . 4 W22o c m c mP I U 2 .4 80%0 .1 3 0oCDPP 3.5 已知 CC 12VV ， BE(on) 0.6VU ， BB 0.3VU ，放大器工作在临界状态cm 10.5VU
18、，要求输出功率 o 1WP ， 60，试求该放大器的谐振电阻 eR 、输入电压 imU 及集电极效率 C 。 解 2 21 1 1 0 .5 552 2 1cme oUR P 6 10() 0 .6 ( 0 .3 ) 1 .8 Vc o s 0 .5( 6 0 )1 1 0 .3 9 1 1 0 .5 7 8 .5 %2 ( 6 0 ) 2 0 .2 1 8 1 2B E B BimcmCCCU o n VUUV 3.6 谐振功率放大器电路如图 P3.6 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) 1V 、 2V 集电极均采用串联馈电方式，基极采用自给
19、偏压电路， 1V 利用高频扼圈中固有直流电阻来获得反向偏置电压，而 2V 利用 BR 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 BL 中的直流电阻产生很小的负偏压，输出端由 23LC ， 345CCC 构成 L 型和 T 型滤波匹配网络，调节 34CC和 5C 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 1C 、 2C 、 1L 、 6C 构成 T 和 L 型滤波匹配网络， 1C 用来调匹配， 2C 用来调谐振。 3.7 某谐振功率放大器输出电路的交流通路如
20、图 P3.7 所示。工作频率为2 MHz， 已知天线等效电容 500PFAC ，等效电阻 8Ar ，若放大器要求 80eR，求 L 和 C 。 7 解 先将 L 、 AC 等效为电感 AL ，则 AL 、 C 组成 L 形网络，如图 P3.7(s)所示。由图可得 801 1 38eeARQ r 由图 又可得 /e A AQ L r ，所以可得 6622122 6 2 638 1 . 9 1 1 0 1 . 9 1 H2 2 1 0111 1 . 9 1 H 1 2 . 1 2 2 H311 2 9 8 7 1 0 F 2 9 8 7 p F(2 2 1 0 ) 2 . 1 2 2 1 0eAA
21、AAeAQrLHLLQCL 因为 1A ALLC，所以 62 6 2 1 26111 . 9 1 1 0(2 2 1 0 ) 5 0 0 1 01 4 . 5 9 1 0 H 1 4 . 5 9 HA ALL C 3.8 一谐振功率放大器，要求工作在临界状态。已知 CC 20VV ， o 0.5WP ，L 50R ，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 eR 等于 2 2(0 .9 5 2 0 ) 3612 2 0 .5cme oUR P 由于 eR LR ，需采用低阻变高阻网络
22、，所以 6622122 6 2 63611 1 2 .4 9 4502 .4 9 4 5 01 .9 8 6 1 0 1 .9 8 6 H2 1 0 1 0111 1 .9 8 6 1 2 .3 1 H2 .4 9 4111 1 0 1 0 F 1 1 0 p F(2 1 0 1 0 ) 2 .3 1 1 0eeLeLeRQRQRLHL L HQCL 3.9 已知实际负载 50LR ，谐振功率放大器 要求的最佳负载电阻121eR，工作频率 30MHzf ，试计算图 3.3.9(a)所示 型输出滤波匹配网络的元件值，取中间变换阻抗 2LR。 8 解 将图 3.3.9(a)拆成两个 L型电路，如图
23、 P3.9(s)所示。由此可得 21501 1 4.921211 1 7.7 12LeLeeLRQRRQR 1222 622 222912 2 6 2 1 229111 64 .95 2 0 1 0 5 2 0 p F2 3 0 1 0 5 0111 5 2 0 1 5 4 2 p F4 .9115 2 1 0 H 5 2 n H(2 3 0 1 0 ) 5 4 2 1 07 .7 1 28 1 .8 1 0 H 8 1 .8 n H2 3 0 1 0eLeeLQCFRC C p FQLCQRL 1 1 1 1 221121 2 6 2 9111 1 1 1 2111 81.8 nH 1 83
24、 nH7.7111 339 10 339 pF(2 30 10 ) 83 10( 81.8 52) nH 133 .8 nHeLL QCFLL L L 3.10 试求图 P3.10 所示各传输线变压器的阻抗变换关系及相应的特性阻抗。 解 (a) 11 4 1 14, 4 , , 44 4 4 1 6 4cii c L c c i LLcZRUUR Z R Z Z R RI I R Z (b) 22 1 12 , , 2 , 42 2 2 / 2ici c L c c i L LcRZUUR Z R Z Z R RI I R Z 9 3.11 功率四分配网络如图 P3.11 所示，试分析电路的工
25、作原理。已知75LR ，试求 1dR 、 2dR 、 3dR 及 sR 的值。 解 当 1rT a 与 b端负载电阻均等于 2sR ， a 与 b端获得信号源供给功率的一半。同理， 2rT 、 3rT 两端负载 LR 都相等 ，且等于 4sR 时， a、 b端功率又由 2rT 、 3rT 平均分配给四个负载，所以每路负载 LR 获得信号源供给功率的 1/4，故图 P3.11 构成功率四分配网络。 1 2 37 5 , 1 5 0 , 1 8 . 7 5d d d sR R R R 3.12 图 P3.12 所示为工作在 230 MHz频段上、输出功率为 50 W的反相功率合成电路。试说明： (1) 1rT 5rT 传输线变压器的作用并指出它们的特性阻抗；(2) 6rT 、 7rT 传输线变压器的作用并估算功率管输入阻抗和集电极等效负载阻抗。 解 (1) 说明 1rT 5rT 的作用并指出它们的特性阻抗 1rT 为 1:1 传输线变压器，用以不平衡与平衡电路的转换， 1 50cZ 。 2rT 和 3rT 组成 9:1 阻抗变换电路， 23 5 0 / 3 1 6 .7ccZZ 。 4rT 为 1:1 传输线变压器，用以平衡与不平衡电路的转换， 4 12.5cZ 。
