第八章高频电路课后答案

第八章高频放大器8-1高频小信号放大器与高频谐振功率放大器各应用在什么场合？在性能指标、电路结构上有那些异同点？答：高频小信号放大器应常用于广播、电视、通信、雷达等接收设备中，一般处在接收机的前端，其主要功能是从所接收的众多电信号中，选出有用信号并加以放大，而对其他无用信号、干扰与噪声进行抑制，以提高信号的质量和抗干扰能力。主要性能包括：放大器的增益，频率选择性，工作稳定可靠。高频谐振功率放大器常应用于发射机的末端，主要用于放大高频信号或高频已调波（即窄带）信号。主要性能指标是发射信号的输出功率与放大器的转换效率。高频小信号放大器与高频谐振功率放大器在电路结构上的相同点是均采用谐振回路作负载，具有选频特性。不同的是高频小信号放大器是一个线性放大器，高频谐振功率放大器是一个非线性放大器，它在没有信号输入时晶体管工作在截止状态。8-2高频小信号放大器根据频带宽度的不同有那些分类？高频谐振功率放大器根据导通角的不同有哪些分类？C类功率放大器与A、B类相比有何不同？它适宜放大什么信号，为什么？答：高频小信号放大器根据频带宽度的不同可分为窄带放大器和宽带放大器。高频谐振功率放大器根据导通角的不同可分为A（甲）、B（乙）、AB（甲乙）、C（丙）四类。C类放大器是非线性放大器，要求采用谐振回路作为负载，一般用来放大信号相对频带比较窄的高频信号。A、B类放大器是线性放大器，一般采用非谐振回路作为负载，通常用来放大信号相对频带比较宽的低频信号。8-3写出图8.5中各元件在电路中的作用。答：21bbRR、、eR及电源CCV为晶体管提供直流工作点，保证晶体管工作在线性放大状态。电阻eR的接入是提供直流负反馈，是为了防止由于电源电压不足造成的晶体管工作点的不稳定而设置的。电容BC、EC对交流旁路。输入端采用变压器1T进行阻抗变换接入，使输入端阻抗匹配。输出端接LC选频回路，其作用主要是作为放大器的负载、实现选频、阻抗匹配。变压器2T进行阻抗变换，实现与下一级匹配。8-4在三级同步调谐（中心频率均相同）的LC单回路中频放大器中，中心频率为465kHz，每个回路的40eQ，试问总的通频带为多少？如果要使总的通频带为10kHz，则允许最大eQ为多少？解：每级回路的品质因素40eQ，因三级放大器级联，则回路的总通频带为：KHzQfBWneodB927.51240465123113为了使总的通频带为10KHz，则允许的品质因素为：71.231210465123113nDboeBWfQ8-5C类功率放大器中用谐振回路作为集电极负载的原因是什么？答：集电极电流Ci为余弦脉冲电流，依据傅立叶分解可以看出，它包含了众多的频谱分量，为了使输出信号与输入信号的频率相同，则集电极输出必须接有选频网络作为负载。该选频网络一般采用LC谐振回路，使其谐振频率LC10等于输入信号的频率，选频回路的通频带必须符合输入信号带宽的要求。8-6C类谐振功率放大器电路如图8.10所示，偏置VVBB2.0，输入信号Vtvicos2.1，回路调谐在输入信号频率上。晶体管的理想转移特性如下图P8-6所示，其中VVon7.0。试在转移特性上画出输入电压和输出电流波形。并求出电流导通角及mCmCCIII210,,的大小。若并联回路谐振阻抗50TR，等效品质因数10eQ，试求放大器输出基波电压和二次谐波电压的大小。图P8-6解：其输入电压与输出电流波形如下图所示。由图可知，导通角为：04.651252.12.07.0cosimBBonVVV，AiC7.0max依据图8.12可查表得，当04.65时，23.00，4.01，27.02AiCAiCVvBEivtt7.07.04.12.0000BBVmaxCi则各电流为：AiICCO161.023.07.00maxAiICmC28.04.07.01max1AiICmC189.027.07.02max2输出基波电压幅度为VRIVTmCCM145028.01。二次谐波02时的谐波阻抗为：33.321210150221122200002000eTeTQRQRZ输出二次谐波电压幅度为VZIVmCMC63.033.3189.02012。8-7已知一个高频功率放大器，VVCC12，负载谐振电阻25TR，其集电极脉冲电流的参数为AiC1max，65，236.0650，414.0651。试求输出功率0P，电源提供的功率dcP及集电极的效率C。解：AiICCO236.0236.010maxAiICmC414.0414.011max1输出功率：WRIPTmC1425.225414.021212210电源提供功率：WVIPCCCOdc832.212236.0集电极效率：%65.75832.21425.20dcCPP8-8有一用硅NPN外延平面型高频功率管3DA1做成的谐振功率放大器，已知WPVVCC2,240，工作频率为1MHz，mAIWPVVCMCsatCE750,1,5.1max。求CdcCCTcmPPIRV,,,,,0。解：VIPVCMCM33.51075022230，11.7CMCMTIVR%67.66122000CdcCPPPPP，WPPPCdc3120AVPICCdcC125.024308-9已知C类功率放大器的供电电源VVCC20，输出功率WPo1，负载电阻50LR，集电极电压利用系数为0.95，工作频率MHzf100。用L网络作为输出网络的匹配网络，试计算该匹配网络的元件取值。解：其L型匹配网络如图所示。放大器的负载阻抗为：5.18022095.02220202PVPVRCCCMopt匹配网络中的品质因素为：616.11505.1801小大RRQoptRLRLCnHXLQRXLLL6.12810100278.8078.80616.1506pFXCQRXCoptC25.147.111101002117.111616.15.10868-10试说明利用魔T网络进行功率合成和功率分配的原理。（略）8-11某功率合成电路等效图如图P8-11所示，两个输入信号电压的有效值均是10伏，求负载电阻LR上的电压有效值。若OA'短路，则负载电阻LR上的电压有效值又为多少？10VO(b)100Ω100Ω50Ω10VA’ACBiRL200Ω图P8-11解：LR电阻上的功率是AO、BO两输入功率的反向合成，则有：LR电阻上的得到的功率：WRVRVPPPBARL5.0100410100410442222LR电阻上的有效值电压：VRPVLRRLL102005.0若OA'短路，BO仍输出，则BO输出的功率平均分配到CO臂及DD臂。LR电阻上的得到的功率：WRVPPBRL125.0421212LR电阻上的有效值电压：VRPVLRRLL5200125.08-12图P8-12所示为用传输线变压器构成的魔T网络，试分析其工作原理。已知50LR，试指出321RRRRi，，，各阻值。RiO(b)100Ω50Ω10VA1C3B1Tr4iRL50ΩC2Tr1Tr2C1Tr3RiA2B2RiRiR1R2R3图P8-12解：4rT为4:1传输线，则在3C点的输入阻抗为5.1243LCRR3rT为同相功率合成，它是将21,CC的功率合成到3C，3R为平衡电阻，50433CRR，2521321RRRCC2rT为同相功率合成，它是将22,BA的功率合成到2C，2R为平衡电阻，100422CRR，1rT为同相功率合成，它是将11,BA的功率合成到1C，2R为平衡电阻，100411CRR，50211RRi8-13一功率分配器如图P8-13所示，试分析电路的工作原理，并写出1LR与各电阻之间的关系。解：31~rrTT均为同相分配网络，31~ddRR为平衡电阻，则有：LddRRR232，32,rrTT的输入等效电阻为LiRR212，并作为1rT的负载。LidRRR212。则有：LdLRRR414111。Rd1RiOi2i1RLiS(b)RL1100Ω50Ω10VA1C3B1Tr4iRL50ΩC2Tr1CTr2C1Tr3RiA2B2Ri图P8-13RiR1R2R3Rd2i4i3Rd3i6i5RLRLRL