高频电子线路_高瑜翔_gyx_答案2.3解: 设放大电路的选频电路由简单LC 并联回路构成.则LC 回路谐振频率465kHz,为满足带宽要求,回路的品质因数应为5810810465337.0≈⨯⨯==BW f Q o L 此回路谐振电阻为5.922==C f Q R o Lπ (k Ω) 改为1992L o Q R f Cπ== (k Ω)回路未接电阻时固有谐振电阻为1592≈=Cf Q R o oo π (k Ω)改为3422oo o Q R f Cπ=≈ (k Ω)因此需并联电阻为221=-=RR RR R o oL (k Ω)改为476oL o RR R R R==- (k Ω)2.4解:为计算简化,这里1R 与电容2C 的容抗之比π221=C X R 较大,可采用部分接入法公式 )(1002121pF C C C C C =+=∑电感 )(253.0)2(12mH C f L o ≈=∑π接入系数 P=5.0212=+C C C1R 在两端等效为)(2021Ω==k PR R T 电感固有品质因数50,对应的固有谐振电阻)(58.792Ω≈=∑k C f Q R o oo π端等效电阻为)(16Ω≈+k R R R R oT oT有载品质因数10101623=⨯⨯=∑C f Q o L π习 题3.1 高频功率放大器的主要作用是什么?应对它提出哪些主要要求?答:高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号,将直流电能转换成交流输出功率。
要求具有高效率和高功率输出。
3.2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载?若回路失谐将产生什么结果?若采用纯电阻负载又将产生什么结果?答:因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c 为电流脉冲,负载必须具有滤波功能,否则不能获得正弦波输出。
若回路失谐集电极管耗增大,功率管有损坏的危险。
若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。
3.3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的?各有什么特点?答:根据集电极是否进入饱和区来区分,当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态,在临界线上时高频功放工作临界状态,在临界线左方时高频功放工作于过压状态。
欠压状态的功率和效率都比较低,集电极耗散功率也较大,输出电压随负载阻抗变化而变化,较少使用,但基极调幅时要使用欠压状态。
临界状态输出功率大,管子损耗小,放大器的效率也较高。
过压状态下,负载阻抗变化时,输出电压比较平稳且幅值较大,在弱过压时,效率可达最高,但输出功率有所下降,发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。
3.4 分析下列各种功放的工作状态应如何选择? (1) 利用功放进行振幅调制时,当调制的音频信号加到基极或集电极时,如何选择功放的工作状态?(2) 利用功放放大振幅调制信号时,应如何选择功放的工作状态? (3) 利用功放放大等幅度信号时,应如何选择功放的工作状态?答:(1) 当调制的音频信号加到基极时,选择欠压状态;加到集电极时,选择过压状态。
(2) 放大振幅调制信号时,选择欠压状态。
、 (3) 放大等幅度信号时,选择临界状态。
3.5 两个参数完全相同的谐振功放,输出功率P o 分别为1W 和0.6W ,为了增大输出功率,将V CC 提高。
结果发现前者输出功率无明显加大,后者输出功率明显增大,试分析原因。
若要增大前者的输出功率,应采取什么措施?答:前者工作于欠压状态,故输出功率基本不随V CC 变化;而后者工作于过压状态,输出功率随V CC 明显变化。
在欠压状态,要增大功放的输出功率,可以适当增大负载或增大输入信号。
3.6 一谐振功放,原工作于临界状态,后来发现P o 明显下降,ηC 反而增加,但V CC 、U cm 和u BEmax 均未改变(改为:V CC 和u BEmax 均未改变,而U cm 基本不变(因为即使Ucm 变化很小,工作状态也可能改变,如果Ucm 不变,则Uce 不变,故工作状态不应改变)),问此时功放工作于什么状态?导通角增大还是减小?并分析性能变化的原因。
答:工作于过压状态(由于Ucm 基本不变,故功率减小时,只可能负载增大,此时导通角不变);导通角不变3.7 某谐振功率放大器,工作频率f =520MHz ,输出功率P o =60W ,V CC =12.5V 。
(1) 当ηC =60%时,试计算管耗P C 和平均分量c0I 的值;(2) 若保持P o 不变,将ηC 提高到80%,试问管耗P C 减小多少?解:(1) 当ηC =60%时,W P P CD 1006.060===η W P P P D C 40601000=-=-=A V P I CC D C 85.121000===(2) 若保持Po 不变,将ηC 提高到80%W P P CD 758.060===η W P P P D C 1560750=-=-=3.8 谐振功率放大器电路如图3.1(c)所示,晶体管的理想化转移特性如题3.8图所示。
已知:BB 0.2V V =,i 1.1cos ()u t V ω=,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θ及c0I 、c1m I 、c2m I 的大小。
u BE /V0.20.40.60.80.6 1.2i C /A解:由V t u V u i BB BE ωcos 1.12.0+=+=,可作出它的波形如图(2)所示。
根据u BE 及转移特性,在图中可作出i C 的波形如题图3.8(s)。
由于t=0时,BE BE max (0.2 1.1)=1.3,u u V V ==+则max 0.7C i A =。
因为()cos im BE on BB U U V θ=-,所以BE(on)BBim0.60.2cos 0.364,1.1U V U θ--===则得 69θ=︒由于0(69)0.249α︒=,1(69)0.432α︒=,2(69)0.269α︒=,则题3.8图题3.8(s)图00max 11max 22max (69)0.2490.70.174(69)0.4320.70.302(69)0.2690.70.188c C c m C c m C I i A I i A I i Aααα=︒=⨯==︒=⨯==︒=⨯= 3.9 谐振功率放大器工作在欠压区,要求输出功率P o =5W 。
已知V CC =24V ,V BB = V BZ ,R e =53Ω,设集电极电流为余弦脉冲,即⎩⎨⎧≤>ω=0u 00u t cos i i i i Cmax C试求电源供给功率P D ,集电极效率ηC 。
解: 90=θ,5.0319.010==αα,A R P I I R P e m c e m c 434.0535222101201=⨯==⇒=A I i mc C 868.05.0434.011m ax ===α A i I C C 277.0319.0868.00m ax 0=⨯==α W I V P C CC D 65.6277.0240=⨯==%7565.650===D C P P η 3.10 已知集电极电流余弦脉冲max 100mA C i =,试求通角120θ=︒,70θ=︒时集电极电流的直流分量0c I 和基波分量1c m I ;若CC 0.95cm U V =,求出两种情况下放大器的效率各为多少? [解] (1) 120θ=︒,0()0.406αθ=,1()0.536αθ=%7.6295.0406.0536.021)()(216.53100536.0,6.40100406.00110=⨯⨯=⨯⨯==⨯==⨯=cc cm c m c c V U mAI mA I θαθαη(2) 70θ=︒,0()0.253αθ=,1()0.436αθ=010.25310025.3mA,0.43610043.6mA 10.4360.9581.9%20.253c c m c I I η=⨯==⨯==⨯⨯=3.11 已知谐振功率放大器的CC 24V V =,C0250mA I =,5W o P =,cm CC 0.9U V =,试求该放大器的D P 、C P 、C η以及c1m I 、max C i 、θ。
解: 00.25246W D C CC P I V ==⨯=1651W583.3%62250.463A 0.924C D o o C D o c m cm P P P P P P I U η=-=-====⨯===⨯11()220.833 1.85,.50?09CC C cm V g U θθη==⨯⨯=︒= 0max 00.25 1.37()0.183C C I i A αθ=== 3.12 试画一高频功率放大器的实际电路,要求: (1) 采用PNP 型晶体管,发射极直接接地; (2) 集电极并联馈电,与谐振回路抽头连接; (3) 基极串联馈电,自偏压,与前级互感耦合。
解:(略)3.13 谐振功率放大器电路如题3.13图所示,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B R 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B L 中的直流电阻产题3.13图生很小的负偏压,输出端由23L C ,345C C C 构成L 型和T 型滤波匹配网络,调节34C C 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。
3.14 某谐振功率放大器输出电路的交流通路如图T3.3所示。
工作频率为2 MHz ,已知天线等效电容C A =500pF ,等效电阻8A r =Ω,若放大器要求80e R =Ω,求L 和C 。
LC A CR er A解:先将L 、A C 等效为电感A L ,则A L 、C 组成L 形网络,如题3.14(s)图所示。
由图可得801138e e A R Q r =-=-= 由图又可得/e A A Q L r ω=,所以可得6622122626381.9110 1.91μH 2π210111 1.91μH 12.122μH 311298710F 2987pF (2π210) 2.12210e AA A A e A Q r L H L L Q C L ωω---⨯===⨯=⨯⨯⎛⎫⎛⎫'=+=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭===⨯='⨯⨯⨯⨯ 因为1A AL L C ωωω=-,所以 6262126111.9110(2π210)5001014.5910H 14.59μHA A L L C ω---=+=⨯+⨯⨯⨯⨯=⨯=3.15 一谐振功率放大器,要求工作在临界状态。