《高频实验》思考题.doc

1、高频实验 思考题 实验一 小信号调谐放大器 90139013R71kR24 . 7 kR18 . 2 kC1470pR320kR610kTC 1R5510R4100C50 . 0 1C30 . 0 1C40 . 0 1R 1 04 . 7 R820KR 1 21KC80 . 0 1W110KR 1 11KTC 2220pR 1 3510C 1 00 . 0 1C60 . 0 1R9100C 1 10 . 0 1C 1 2470pR 1 41kC70 . 0 1UiAC20 . 0 1K1BC1 2 VUoT1T2小信号调谐放大电路原理图 1如何判断并联谐振回路处于谐振状态？ 答： 判断方法有两

2、种： 1、用高频毫伏表观测 Uo，当 Uo得最大值时，并联谐振回路处于谐振状态； 2、用示波器监测 Uo，当波形最大不失真时，并联谐振回路处于谐振状态。 2引起放大器自 激 的主要因素有哪些？ 答：主要因素：负载电阻、振荡回路连接时的接入系数、静态工作点、内反馈大小。 3小信号谐振放大器的增益 AU与输入信号 Ui的大小有无关系？如何提高谐振放放大 器的稳定电压增益？ 答：与 Ui 大小无关 。因为 AUo=-p1p2yfe/g= -p1p2yfe/(P12goe+(P22gie+g)，要提高稳定电压增益，应增大 P1、 P2 减小 goe、 gie、 g 应增大 C。 4、 为什么说提高电压

3、放大倍数 AVO 时，通频带 BW 会减小？可采取哪些措施提高放大倍数Avo？实验结果如何？ ,o 0 答： 因为TfeU GYPPA 21 ，要提高 AV，则可适当增加接入系数，但因为接入系数过大导致GT 增加，由TGfBW 07.0 可知， GT增大， BW0.7 减小，即带宽 BW 减小。 5、 在 调谐谐振回路时，对放大器的输入信号有何要求？如果输入信号过大会出现什么现象？ 答： 由TfeU GYPPA 21 知 AV与输入信号大小无关。但由于 UO 的增大将可能超出小信号放大器的线形动态范围。引起信号失真，也会通过外部寄生耦合导致放大器工作不稳定。所以，输入信号不能太大，过大则引起信

4、号失真和放大器工作不稳定。 6、 影响调谐放大器稳定性的因素有哪些？你在调整放大器时，是否出现过自激振荡，其表现形式为何？采取什么措施解决的？ 答：主要因素：负载电 阻、振荡回路连接时的接入系数、静态工作点、内反馈大小。出现 自激振荡 的表现形式为：示波器观察的波形严重失真，出现各种频率成分，或模糊的波形图象；表现在毫伏表上则为指针指示的数值很大，远远大于正常条件下的 UO。 措施：课本 实验二 L、 C 振荡器 BG3 D G 68 0 5 0 / 9 0 1 3C50 . 0 1C20 . 0 1 C1200pC6470pC71000pC1047pC9100pL1 0 0 m H6 M C

5、C351pW100KC82 7 0 p / 1 2 0 pC 1 10 . 0 1C 1 20 . 0 1 1kC 1 30 . 0 1 / 6 2 0 0 pR22 2 K / 1 0 KR4560R31 0 K ( 3 0 K )R510R61kR84 . 7 kR711kR9560C41 0 0 FA( 90 1 3)BB1 B2 C1( 12 0 p)( 36 0 )Vo1 2 V中周C2A1112BG1、 在没有示波器的情况下，如何用万用表来判断振荡器是否起振 ？ 答：在短路电感和没短路电感情况下测量电压 UE ，如果 UE 相同则没有起振，不同则起振。表现为 EQE UU 2、 为

6、什么在发射极观察到的电压波形 (发射极接有负反馈电阻 )与输出电压波形不一样 ？ 答：起振后，随着幅度的增大，加到基极上的反馈电压也越来越大，从而使晶体管的基极和集电极电流产生了截止失真，同时正向偏置电压 VBE减小，甚至为负值，放大器的工作点向截止区移动，所以 ie在 Re 上的波形为截止失真波形。而 ic虽为脉冲波形但经 LC 谐振回路的选频作用，输出电压 V0和反馈到基极的输入电压 Vi 仍为正弦波。 3、 产生间歇振荡与哪些因素有关 ？ 答： 与电路的 RC 值和 Q值、反馈量有关。当电路的 RC 值过大，振荡电路 Q 值又比较低，或者反馈量过大时，电路很容易产生间歇振荡，避免产生间歇

7、振荡的条件 为 RC1 . C 振荡器的电路形式： （ 1）反馈型 LC 振荡器 ： 优点：调整反馈时，基本上不影响振荡频率。劣：工作频率不宜过高。 （ 2）石英晶体振荡器 ： 优点：频率稳定度高；劣：单频性，即每次晶体只能提供一个稳定的振荡频率。 （ 3）负阻振荡器 优点：噪音低，对温度变化、核辐射不敏感，电路简单、体积较小和成本低等。 劣：输出功率和电压都低，频 率稳定度和幅度稳定都不如反馈式振荡器。 （ 4）集成电路振荡器 优点：振荡频率与频率比较稳定，输出波形失真也比单管振荡电路要低得多。 （ 5） RC 振荡器 优点：构造简单，经济方便。劣： RC 相移振荡器改变频率不方便。 5、

8、试讨 论晶振稳频的原理 ？ 答： A、石英晶体的物理和化学性能都十分稳定，因此，它的等效谐振回路有很高的标准性。 B、它具有正、反压电效应，而且在谐振频率附近，晶体的等效参数 Lq 很大， Cq很小，rq也不高。因此，晶体的 Q 值可高达数百万量级。 C、在串、并联谐振频率之间很狭窄的工作频带内，具有 极陡峭的电抗特性曲线，因而不能直接用于波段振荡器。 6、通过 实验 解释为什么反馈系数 Kf、静态电流 ICQ 过大或过小对振荡都不利？而要恰当选取这两个参数？ 答：因为 Kf增大到一定值，利于起振，但会使 gie对回路影响增大，回路 Q 值因而下降，等效谐振电导增大，不利于起振。因为振荡器工作

9、的频率范围内，不同频率时呈现的谐振阻抗不同，在晶体管的输出端呈现的等效阻抗也不同，放大器的增益也将不同，起振条件随之变化，所以必须考虑能正常起振，即 gmgmmax（理论），所以 ICQ= gm*26mv, ICQgmmax 7、 比 较 LC 振荡器、晶体振荡器优缺点，分别说明其应用范围。 答：晶体振荡器 优点：极高的 Q 值；良好的稳定性和很高的标准性，接入系数很小 缺点：要求稳定度高的湿度；需外接一定的负载电容； LC 振荡器 优点：较高的 Q值、稳定性；电路形式多样，适应不同需要； 适用范围： LC：一般稳定度要求不高的场合，低频段； 晶振应用于高稳定度的场合，高频段； 8 通过 实验

10、 说明射极输出器在电路信号测量中的意义。 答：射极输出器具有高输入阻抗，低输出阻抗且电压增益接近于 1 的特点，因而在信号测量中得到广泛应用。 9振荡器起振后的 Ue 为什么不同于静态工作点时 UeQ ？什么情况下 Ue UeQ？什么情况下，Ue UeQ？ 答：起振后， IB将比 IBQ增加 IB，而 IB通过 RB产生的压降 IBRB与 UB极性相反，使 UB电位降低，同时 ie 的直流成分 Ie也比 IeQ增加 Ie，使射极对地直流电位升高。所以 Ue不同于UeQ， Ue UeQ。 若由于 Re、 Ce 值过大，使偏压变化不能跟上振荡幅度的变化，则 IB、Ie 为负，使 AFLC 振荡器的

11、 Q，所以稳定度高。 12、若用电容量变化范围 更大的可变电容器 C10，能否进一步提高波段复盖系数？ 答：不能。本电路中，)/( 1 10980 CCCLf /2， C10 变化过大，则 f 变化范围加大，但这将导致放大器的增益将不同，起振条件随之改变，所以必须满足起振条件。不能进一步提高波段复盖系数。 13、为什么负载的变化会引起振荡幅度、频率的变化，实际应用中如何减小这种影响？ 答：任何与振荡器相耦合的电路，将吸取其振荡频率，成为负载，而将负载折算到振荡回路中， 成为了振荡回路参数的一部分，因而降低了 Q，还直接影响回路谐振频率和相角。在负载和振荡 器之间加射极跟随器作为缓冲，减小负载变

12、化带来的影响。 14、 根据 实验 结果分析外因温度、电源电压、负载电阻分别是通过哪些 内因影响振荡频率的？ 并扼要说明提高频率稳定度措施。 答： 温度变化影响：（）改变谐振回路的电感线圈和电容器的几何尺寸，电容的介电常数 （）严重影响有源器件的参数和工作点 电压变化影响：有源器件特性都是非线形的，它们的参数与各极电压和工作点相关 负载阻抗变化：负载阻抗反射到振荡回路之中，成为回路参数的一部分，将降低，直接影响回路谐振频率和相角 其他：机械振动、湿度、气压、外界磁场感 应等。 所以总的是（ 1）改变振荡回路元件参数和品质因数；（ 2）改变晶体管及电路其他元件的参数。 主要措施：（ 1）尽量减少

13、外界因素的变化：恒温、稳压、屏蔽、减振、密封工艺、缓冲 （ 2）提高谐振回路的标准性 实验三 三极管混频器 T3 D G 1 3 0R41 . 5 kR3 . 3 kC30 . 0 1C40 . 0 1C 1 510pC2100pW680KR5 . 6 KC10 . 0 1C70 . 0 1C80 . 0 1C6100PR1KR5100f i ( f )uR31 . 5 KfA ( u )T 1 2 Vfv ( f )uT （ TT F - 2 - 9 ）123123213L1211实现下变频的混频器，其输出信号频率和输入信号及本信号的频率关系怎样？此作用 如何产生的？ 答：输出信号频率为本振

14、信号频率与输入信号频率之差，输入信号电压与本振电压相叠加，并加到晶体三极管的发射结上，利用发射结伏安特性的非线形产生频率分量而后经三极管放大，由输出调谐回路滤取其中频 率分量。 2常用晶体管混频电路有哪几种形式？它们各自有何优缺点？ 答： 有四种形式： （ 1） 信号电压由基极输入，本振电压由发射结注入，优点是容易起振，需要的本振输入功率也较小，缺点是可能产生牵引现象； （ 2） 输入信号和本振信号分别从基极和发射极输入功率； 3 和 4 都是共基混频电路，优点是在较高频率工作时，变频增益较大，缺点是在较低工作频率时，变频增益低。 3晶体管混频器的变频增益与哪些参量有关？如何提高变频器的变频增

15、益 ？ 答： 晶体管混频器的变频增益与本振电压振幅，晶体管直流工作点有关，要提高变频器的变频增益， 可以使本振电压在一个最佳值（ 50mv-200mv）可以使三极管发射极工作点电流 IEQ在 0.21mA。 4、 为什么晶体三极管混频器的混频增益与本振电压幅度和直流工作点电流有关？应该怎样选择本振电压幅度和直流工作点？ 答： 由于 变频跨导 :imimim gUIg 21，它取决于三极管时变跨导的基波分量的振幅 gm,所以g与晶体管特性 ,直流工作点和本振电压有关 . 为了减小失真和组合频率的干扰 ,须使 g 与 UBE 的关系曲线为直线 ,即要求转移特性曲线为平方曲线 ,所以应适当调整混频管

16、的静态工作点和本振电压振 幅 ,使电路的工作范围基本处于三极管曲线的线形区 . 5、 为什么测量变频增益和 A UL曲线时，必须经常微调本振信号的频率 fL？ 答：测量 A UL曲线时， 晶体管特性是非线形的 ,其参数与各极电压和工作点由密切联系 ,引起 fL频率的变化 ,因此须经常微调本振信号的频率。 6、 如果混频管的静态电流 IcQ 选择不合适（过大或过小）出现哪些现象？为什么？试说明之。 答： IcQ 过大 ，则混频管工作于接近饱和区，则由转移特性曲线知， IcQ 过大不满足其平方曲线的特性，超过三极管曲线的线形区。则导致 g下降，即基波分量下降，所以增益减小。同理， IcQ 过 小也

17、引变频跨导和增益的减小。 7、 混频级静态工作状态与动态（信号输入）时的工作状态有何区别？对输入信号与本振信号的频率及电压幅度有何要求？ 答：两者区别在于：静态工作点的输出为直流分量，无混频作用；而动态下，三极管可看成小信号工作点随大信号变化而变化的线形元件，具有混频作用，有中频电压输出。 本振电压 UO为大信号，高频输入信号为小信号，即满足 Usm1，有可能超出线性范围而进入截止区，出现在某个频率负半周时，某时间内晶体管截止从而输出电压 VCC为 0的现象。 当 相乘器调幅 出现过调幅时，由 twVVtVktV oWOOm c o s)c o s()(0 ，知 OVtV cos 由正到负后，

18、高频载波相位反相 180度。如图所示： 相乘器调幅 出现过调幅 2、 如果平衡调幅波出现如图 4-7 所示波形，是何缘故？ （ ma1） 图 4-7 平衡调幅波 DSB 平衡调幅波 AM 调幅波 3、 检波电路的电压传输系数 Kd如何定义？ 答： Kd 是电压传输系数，是指检波器输出电压和输入高频电压振幅之比。 imad VmVK ， V 是输出电压振幅； maVim为输入端电压包络振幅， ma 为调幅系数。 4、 惰性失真与负峰切割失真有什么不同？如何避免产生这两种失真？ 答： 惰性失真是由于电容的惰性产生。负峰 切割失真 是由于检波器的直流负载电阻与交流负载电阻不相等引起。 消除惰性失真的

19、方法：amaRC m 2max 1 适当选择数值，使放 电加快，能跟上高频信号电压包络的变化即可。 消除负峰 切割失真 方法：RRma ，即适当调整和的大小通常取（ 5 10）。 5、 当调制信号电压幅度一定而改变调制信号频率 F 时，调幅系数 ma 为什么多少会有些变化、怎样减小这种变化？ 答：一般地，由于器件的非线形，导致输出信号产生各次谐波分量，应尽量滤除。而调制器的调制曲线也决定 ma。当低频调制信号改变，则引起非线形失真的各次谐波仍然或多或少地影响 V0，所以 ma 会改变。应当使器件工作于平方律部分，且尽量滤除无用的谐波 分量。 6、 实用二极管检波电路（如收音机、电视机中检波电路

20、）为什么多用锗管并加正向偏置？为什么负载电阻 RL要选几 K ？ 答： （）截止失真是由于调幅波幅度太小，不能使检波二极管导通。 应满足： da vmv )1(0 V0 调幅波幅度 VD 检波二极管导通电压，正由于 锗管 导通电压小于硅管。所以多用锗管。同时，加正向偏置是为了避免产生截止失真，使二极管处于导通状态 （）为了满足不产生惰性失真、提高输入阻抗，提高滤波能力，提高检波效率，须满足： aii mRRR 2 ，m a x21105ac maRCf m。 综合可知：选几千欧姆 7、 在高质量的收音机和电视接收机检波器大都加有屏蔽罩，其原因是什么？ 答：为了屏蔽外界电磁干扰；避免检波器受其它

21、工作于高频的前级电路干扰。 8、通 过实验说明检波与整流有何异同之处？ 答：检波是幅度调制的逆过程，从调幅波中解调出低频调制信号； 整流是将交变电压转换成直流电压，滤除交流成分而保留直流成分。 可见不同之处：工作原理；工作频段；输出量 9、如果 ma 0.5, Fmax 10KHz、试确定 本实验电路不会产生惰性失真和负切割失真的 RL和RL。 答：由公式：max21amaRC m， aL mRR ， LL RRR / 实验五 锁相环路与锁相倍频器 1、为什么说鉴相器输出信号波形是稳定的方波，此时是否表明环路锁定？判断环路锁定的方法还有哪些？ 2、锁相环能否实现无频差、无相差的锁定？为什么？

22、3、说明同步带和捕捉带的关系，简述其测试方法？ 4、采用锁相环倍频时，哪些因素影响倍频的精度？ 答： 影响因数有：鉴相器的 鉴相灵敏度、的控制特性、环路滤波器的滤波特性， 5、 10 倍频、 100倍频时怎样连接？ 答： 10 倍频时，对压控振荡器的输出信号进行 10 分频， 100 倍频时，对压控振荡器的输出信号进行 100 分频，且压控振荡器的中心频率 f0满足 ： ro Nff ， fr 是输入信号的参考频率。 6、 锁相环调频时，外加载波信号的频率与压控振荡器的中心频率，哪个频率的稳定度要求 高？ 答： 外加载波信号的频率的稳定度要求高。 7、 锁相环调频与锁相拜鉴频均有低通滤波器，它

23、们的特性有何不同？ 答： 锁相环调频低 通滤波器只保证压控振荡中心频率与载波频率锁定时所产生的相位误差电压通过，它与调制信号通过合成电路二者叠加在一起去控制压控振荡器的频率。 8、 同步带与捕捉带哪个宽些？ 答： 对无滤波器的锁相环，同步带与捕捉带相同。对有滤波器的锁相环，由于低通滤波器的惰性，同步带大于捕捉带。 9、锁相环的基本工作原理、组成和应用； 答： 锁相环由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器三个部分组成 锁相环实际是一个相位自动调节系统 锁相环的工作过程可归纳为两种方式：即环路由失锁进入锁定状态的捕捉过程与环路保持锁定状态的同步和跟踪过程。 10、锁相环路各个基本结构的特征研究和测量方法

24、、锁定和失锁的鉴别和判断方法。 答： 鉴相器：比较两个信号的相位并产生与相位差成比例的电压 滤波器：选出反映相位差的直流分量去控制 VCO、为比例滤波器。 ：由三极管组成的基极定时多谐振荡器，它的振荡频率相位受到控制得以调整输出反馈到鉴相器。 锁定时鉴相器输出直流电压，而失锁时鉴相器输出一个交变的交流电压。 实验六 频率调制器和解调器 1、用普通的二极管能否代替变容二极管实现调频，为什么？ 答：不能。虽然 PN 结有结电容，但变容器的结电容能灵敏地随反向偏压电压 的变化而变化。普通二极管则灵敏度不足，实现调频性能差。 4、 如果鉴频特性曲线在 fo 附近的线性很差，或者鉴频宽度不够，电路应如何调整？ 答： f0附近线形很差或者鉴频宽度不够，对互感耦合回路则容易超出通频带范围，初、