高频电路原理与分析（曾兴雯 - 第四版）课后习题答案 - 图文

第一章 绪论

1－1 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分的功用。

答：

话筒音频放大器调制器变频器激励放大输出功率放大载波振荡器天线开关扬声器音频放大器解调器中频放大与滤波混频器高频放大本地振荡器上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图，它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器（不一定必须）、功率放大器和发射天线组成。

低频音频信号经放大后，首先进行调制后变成一个高频已调波，然后可通过变频，达到所需的发射频率，经高频功率放大后，由天线发射出去。接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。由天线接收来的信号，经放大后，再经过混频器，变成一中频已调波，然后检波，恢复出原来的信息，经低频功放放大后，驱动扬声器。

1－2 无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？

答： 高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。 采用高频信号的原因主要是：（1）频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间的干扰；（2）高频信号更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距离，也可获得较高的接收灵敏度。

1－3 无线通信为什么要进行凋制？如何进行调制？

答：因为基带调制信号都是频率比较低的信号，为了达到较高的发射效率和接收效率，减小天线的尺寸，可以通过调制，把调制信号的频谱搬移到高频载波附近；另外，由于调制后的信号是高频信号，所以也提高了信道利用率，实现了信道复用。 调制方式有模拟调调制和数字调制。在模拟调制中，用调制信号去控制高频载波的某个参数。在调幅方式中，AM普通调幅、抑制载波的双边带调幅（DSB）、单边带调幅（SSB）、残留单边带调幅（VSSB）；在调频方式中，有调频（FM）和调相（PM）。 在数字调制中，一般有频率键控（FSK）、幅度键控（ASK）、相位键控（PSK）等调制方法。 1－4 无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传播特性和应用情况如何？ 答: 无线电信号的频段或波段的划分和各个频段的传播特性和应用情况如下表

第二章 高频电路基础

2－1对于收音机的中频放大器，其中心频率f0=465 kHz．B0.707=8kHz，回路电容C=200pF，试计算回路电感和 QL值。若电感线圈的 QO=100，问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求。 解2-1： 1由f0?得： 2?LC11

L??222（2?f0）C4??465?106?200?10?12

106??0.586mH22 4??465?200

f 由B0.707?0得：QL

f0465?103QL???58.1253

B0.7078?10 Q0100109因为：R0????171.22k? ?0C2??465?103?200?10?122??465?2 ?C?0CQ0QL?0??Rg?g0?gL 1?0RL

Q0QL58.125 所以：R?（?1）R?R??171.22?237.66k?L00QQ?Q100?58.125L0L

答：回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联236.66kΩ的电阻。

2－2 图示为波段内调谐用的并联振荡回路，可变电容 C的变化范围为 12～260 pF，Ct为微调电容，要求此回路的调谐范围为 535～1605 kHz，求回路电感L和Ct的值，并要求C的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。

题2－2图

根据已知条件，可以得出：

回路总电容为C?C?Ct,因此可以得到以下方程组

11?3? ?1605?10?2?LCmin2?L(12?10?12?Ct)???11?535?103?? ?1 )2?LCmax2?L(260?10?12?Ct?

1605260?10?12?Ct260?10?12?Ct?9?12 535?12?10?12?C，12?10?Ctt

?12?128C?260?10?9?12?10t

260?108

Ct??10?12?19pF8

1

L?2（2??535?103）（260?19）?10-12

106??0.3175mH 3149423435

答：电容Ct为19pF，电感L为0.3175mH.

2－3 图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐振频率f0=1MHz，C1=400 pf，C2=100 pF 求回

路电感L。若 Q0=100，RL=2kΩ，求回路有载 QL值。

题2－3图

解2-3

CC40000C?12??80pF,

C1?C2500

1L? (2?f0)2C 1??0.317mH6 (2??10)280?10?12

C1400 负载RL接入系数为p=??0.8C1?C2500

R2??L??3.125k? 折合到回路两端的负载电阻为RL2p0.64

Q0100回路固有谐振阻抗为R???199k? 02?f0C6.28?106?80?10?12

Q0100有载品质因数QL???1.546R01991?1??3.125R 2 L

答：回路电感为0.317mH,有载品质因数为1.546

2－4 石英晶体有何特点？为什么用它制作的振荡器的频率稳定度较高？ 答2-4：石英晶体有以下几个特点

1. 晶体的谐振频率只与晶片的材料、尺寸、切割方式、几何形状等有关，温度系数非

常小，因此受外界温度影响很小 2. 具有很高的品质因数

3. 具有非常小的接入系数，因此手外部电路的影响很小。

4. 在工作频率附近有很大的等效电感，阻抗变化率大，因此谐振阻抗很大 5. 构成震荡器非常方便，而且由于上述特点，会使频率非常稳定。 2－5 一个5kHz的基频石英晶体谐振器， Cq=2.4X10－2pF C0=6pF，，ro=15Ω。求此谐振器

的Q值和串、并联谐振频率。 解2-5： C0Cq6?0.024总电容C???0.024pF?Cq C0?Cq6?0.024 f0f0串联频率fq???0.998f0?4.99kHz 0.024Cq???1??1?12 2C0?? 11109品质因数Q????88464260 2?f0Crq2??5?103?0.024?10?12?153.6?

答：该晶体的串联和并联频率近似相等，为5kHz，Q值为88464260。 2－6 电阻热噪声有何特性？如何描述

答2-6：电阻的热噪音是由于温度原因使电阻中的自由电子做不规则的热运动而带来的，因此热噪音具有起伏性质，而且它具有均匀的功率谱密度，所以也是白噪音，噪音的均方值与电阻的阻值和温度成正比。

2 噪音电压功率谱SU?4kTR,噪音电压均方值En?4kTRB 噪音电流功率谱S?4kTG，噪音电流均方值I2?4kTGBIn2－7 求如图所示并联电路的等效噪声带宽和输出均方噪声电压值。设电阻R=10kΩ，C=200

pF，T=290 K。

题2－7图 解2-7：

3

网络传输函数为

1R H(j?)??,H0?R11?j?CR?j?C

R

则等效噪音带宽为 ? |H(j?)|2df??1 Bn=0?df22?H01?(?CR)0

?11 ??df?arctan(2?fCR)?021?(2?fCR)2?CR 0 11106????125kHz 4CR4?104?200?10?128

输出噪音电压均方值为

12 U2?4kTGBH?4kTBnR2?4kTRBnnn0R

?23432?4?1.37?10?290?10?125?10?19.865(?V)

答：电路的等效噪声带宽为125kHz，和输出均方噪声电压值为19.865μV2.

2－8 如图所示噪声产生电路，已知直流电压 E=10 V，R=20 kΩ,C=100 pF，求等效噪声带

宽B和输出噪声电压均方值（图中二极管V为硅管）。

题2－8图

解2-8：

此题中主要噪音来自二极管的散粒噪音，因此

流过二极管的电流为

E-VD9.3??0.465mA, I0=R20000 26mV二极管电阻为RD??56? I0 网络传输函数为 RD11H(j?)???,H0?RD 111?j?CRD?j?C?j?CR//RR DD

4

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