作业
第 1 章 选频回路与阻抗变换
1-1
对于并联谐振回路,
令 ,代入 ,得
于是 .
1-2
首先有 ,并且 ,
于是 ,并且 .
从而 .
欲使通带增至 300 kHz,需要 ,
于是 ,从而需要并联 .
备注 以后约等于简写为等于.
1-5
由实际并联回路的谐振频率公式,
于是 ,从而 ,
考虑源电阻与负载电阻,
于是通频带为 ,
从而选择性为 .
1-6
首先计算 ,于是 ,
考虑源电阻与负载电阻,
从而通频带为 .
1-8
由于部分接入的阻抗变换网络 Q 值较高,
回路的总电容为 ,
于是 ,
从而空载谐振阻抗 ,
电容部分接入的接入系数为 ,
部分接入转全接入,有 ,
于是有载品质因数为
从而通频带为 .
备注 感觉题目中画了并联电阻 . 或者,我的理解是电感有损,等效于并联了电阻 .
1-9
并联谐振的 Q 值为 ,
由于为最大功率传输,并且线圈 Q0 视为无穷,
有 ,从而 ,
并且等效总电阻 ,
于是电容为 ,
从而 ,
由 和 解得 .
1-10
并联谐振的 Q 值为 ,
角频率 ,
于是并联电感为 ,
并且总电容值为 .
记并联回路的 Q 值为 ,则
解得 ,从而 ,
于是 ,由 解得 .
1-12
由于输入阻抗大于负载电阻,若采取 L 网络阻抗变换,则负载电阻与匹配网络中的电感串联,刚好可以与寄生电感合并,因此这里采用 L 网络阻抗变换。
大致思路如下图所示,负载与电感串联后变换为并联,从而增大负载电阻;而为了使输入阻抗为纯电阻,还需要并联电容。

由输入阻抗 ,解得并联回路的品质因数为 .
于是根据品质因数的定义式 ,解得 ,
串联总阻抗为 ,减去原有的阻抗,有 ,
因此需要新串联的元件为电容而非电感,其参数为 .
1-14
什么是归一化阻抗变换?如果取 的话:
(1).
,于是内接电感,且 ,
从而串联电感 ,并联电容 .
(2).
,于是外接电感,且 ,
先用串联电容 抵消负载感抗,
再并联电容 实现阻抗变换,
最后串联 从而使输入阻抗为纯电阻.
第 2 章 噪声与非线性变换
2-1*
(1)
.
.
(2)
.
2-2*
.
2-3
⭐️
,
.
2-4
,
.
.
2-5
,
,
.
2-6*
,,
,
备注 . 🌙
2-7
⭐️
(1)线性动态范围
,
,
以基底噪声为下限:.
以灵敏度为下限:.
(2)无杂散动态范围
,
以基底噪声为下限:.
以灵敏度为下限:.
2-8
,
2-9
与 2-8 同理得 20.8067 dBm.
2-12
.
.
.
2-13
,
,
.
第 3 章 调制和解调
3-1
⭐️
进行了两次 AM 调制,第一次将 的音频调制到载频 和 上,第二次再将其调制到主载频 上.
平均功率为
.
3-2
.
.
.
.
3-6
信号:
双边调制(AM);单边带信号(SSB);残留边带调幅.
包络检波或相干解调;相干解调(同步检波);相干解调.
3-9
调频(FM):相位为角频率的积分.
调相(AM):角频率为相位的导数.
3-11
.
.
.
.
.
3-12
🌙
,
,
,
.
,
,
,
.
(1)1.5 V, 2 kHz
调频波:.
调相波:.
(2)1.5 V, 4 kHz
调频波:1.5, 20 kHz.
调相波:4.5, 44 kHz.
(3)3 V, 2 kHz
调频波:6, 28 kHz.
调相波:9, 40 kHz.
备注 注意题目中给出了单位电压的频偏,而非最大电压.
3-13
.
频率:.
频谱分量的频率略.
第 4 章 发送机接收机结构
4-5
⭐️
.
.
.
.
4-10
噪声系数:
.
.
.
.
第 5 章 低噪声放大器
5-3
5-4
5-5
5-9
第 6 章 混频器
6-6
由于本振信号幅度较大,近似起到开关作用,即 ,
其中 ,由于平方可以直接得到乘积项,这里只取单向开关函数的直流分量,于是积化和差后得到中频信号 ,
从而变频跨导为 ,电压增益为 ,其中 为中频负载电阻.
备注 也可以直接研究时变跨导 .
6-7
,曲线如下图所示:

傅里叶级数略,可参考备注中的代码. 跨导含有基波分量,因此可以实现频谱搬移.
,此时 .

傅里叶级数见教材 58 页. 跨导含有基波分量,因此可以实现频谱搬移.
,此时为线性,跨导为常数,因此不能实现频谱搬移功能.
备注
6-8
(1)混频
当 为大信号、 为小信号时,可如题述表达式近似计算.
此时 保证工作在线性时变状态,以产生组合频率分量.
因此取 (本振大信号),(射频小信号).
于是输出电流包含的频率分量有 .
滤波器的中心频率为 ,带宽为 .
(2)双边带调制
与(1)的思路类似,取 (载波大信号),(调制小信号).
于是输出电流包含的频率分量有 .
滤波器的中心频率为 ,带宽为 .
(3)双边带调制波解调
对于频率为 的已调波,通过频率为 的参考信号与之相乘即可.
因此取 (参考信号),(双边带调制信号).
于是输出电流包含的频率分量有 .
滤波器为低通滤波器,带宽为 .
备注 双曲正切函数的泰勒展开式只包含奇次分量,并可用伯努利数表示为
6-9
该电路为单平衡混频器,输出电压由电容滤去直流分量,因此 即下式的交流分量:
其中
中频频率为 , 于是并联回路空载谐振阻抗为
从而等效负载阻抗为
在常温下,取 ,近似取 ,于是有
备注
应知道 时有 .
应当熟悉差分放大电路的输出电流公式,或者知道如何推导.
注意图中未画出并联回路的空载谐振阻抗,我的理解是电感 L 有损,可等效为并联电阻 .
6-14
由于本振信号可作为开关函数,当二极管导通时,有下左式:
当 时,可认为二极管都导通,反之则都截止. 于是有
当 时,,
当 时,.
其中 ,于是
注意 第一问涉及到多个变压器,需要列写回路方程,而不能直接使用单个变压器的阻抗变换公式.
6-15
同 6-15.1 分析可知,
于是中频电流为 ,
中频功率为 .
输入端射频信号电流分量为:,
于是射频信号功率为 ,
从而变频损耗为 .
第 7 章 振荡器
7-2
第一问
共基极输出电压同相,变压器同名端反相,故为负反馈,无法产生自激振荡.
共射极输出电压同相,变压器同名端反相,故为正反馈,有可能产生振荡,属于互感 LC 振荡器.
发射极相连两个电抗元件同性,但另一个电抗元件也为同性,故无法产生自激振荡.
ce 极接感性元件,因此 be 接感性,bc 接容性. 高频时趋于感性,因此满足
时可发生振荡.
考虑晶体管 be 间的 极间电容,可构成电容三点式振荡器.(但是振荡频率不稳定)
问题二
不可以,是负反馈.
不满足一般法则.
不合理...
备注
7-3
当 时,为电感三点式振荡器,.
当 时,为电容三点式振荡器,.
其余情况无法发生振荡.
备注 同 7-2,是我的问题还是答案的问题...
7-5
正反馈,故可能满足振幅条件.
环路增益的相位为零,故可能满足相位条件.
LC 并联回路保证了相频特性斜率为负,从而满足相位稳定条件.
因此电路可以发生振荡.
由矢量图法知,反馈电压与输入电压不同相,因此无法振荡.
T1 为共基极,T2 为共集电极.
T1 未引入反馈,T2 引入了负反馈,因此无法振荡.
7-7
7-10
7-13
7-2-1
教材例题,书上有详细解答. ⭐️
第 9 章 调制和解调电路
9-1
不妨认为各线圈匝数比均为 1 : 1.
(a)由
于是无法实现双边带调幅.
(b)由
解得
取双向开关函数基波分量,于是可实现双边带调幅.
包含的频率有:.
(c)可以实现双边带调幅:由
解得
取双向开关函数基波分量,于是可实现双边带调幅.
包含的频率有:.
(d)由
解得
于是无法实现双边带调幅.
备注 定性分析不需要考虑输出电压的影响. 定量分析则需要考虑(即上述过程)
9-3
若 为大信号,则 D1 和 D2 管始终无法导通,无法利用二极管桥式电路的特性.
因此 为小信号,大信号 起到开关作用.
(1)作为混频器(以下混频为例)
为射频小信号, 为本振大信号.
当二极管未导通时,有
当二极管导通时,由于 ,可认为 一路为开路.
由于二极管特性一致,可认为大信号 仅提供静态工作点,而不直接影响 .
二极管回路的等效阻抗为 ,于是此时的输出电压为
因此任意时刻的输出电压为
(2)用于振幅调制
由上述分析,,输出电压表达式与(1)完全相同.
9-5
晶体管由二极管组成,其电流方程为 ,于是
解得
选频回路中心频率 ,于是输出电压为
备注 标答错了吧?音频信号都能滤了,直流分量还滤不掉?还有一个符号反了.
9-10
由于输入大信号,忽略二极管导通电压. 于是
平均电流为 ,基波分量为 ,
于是电压传输系数为 ,基波输入阻抗为 .
9-12
最高工作频率时调幅波为 ,
(1)电容 的参数选择.
为滤除高频载波,应有 ,取 .
为使低频调制信号通过,应有 ,即 .
为避免惰性失真,应有 ,即 .
(2)ab 端的输入阻抗.
由于含二极管,从变压器输出端看去的阻抗为 ,
于是检波器的等效输入阻抗为 .
谐振回路的空载阻抗为 .
于是总输入阻抗为 .
备注 标答的惰性失真条件计算有误,不过不影响电容参数的范围.
9-13
并联检波器输入阻抗:,
并联谐振回路总负载:,
并联谐振回路输出电压:,
检波电容的平均电压:,其中检波效率 与电路参数有关.
于是检波器输出电压:.
9-23
(1)
(2)
备注 题目中的 最大应该就是 吧?如果按最大值 算的话,.
9-24
(1)
,满足积分条件,故输出调频波.
,不满足积分条件,故输出调相波.
(2)
,不满足微分条件,故输出调频波.
,满足微分条件,故输出调相波.
(3)
,,故为鉴频.
备注 这道题不太懂.
9-25
(1)该电路为双失谐回路斜率鉴频器,谐振频率 和 分别对输入信号频率 左右失谐,从而使得 在 处获得较大的线性鉴频范围.(详见第三版教材 339 页).
(2)该电路可等效为单失谐回路斜率鉴频器,线性鉴频范围较小,因此这里不作为鉴频器. 该电路也可看作串联型峰值包络检波器(详见第三版教材 310 页),此时要求 和 均等于载频频率 .
第 10 章 高频功率放大器
10-3
10-10
10-11