高频复习题 第5章 频谱的线性搬移电路.docx

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高频复习题第5章频谱的线性搬移电路

第5章频谱的线性搬移电路

本章与第六章整合，参见第六章

第6章振幅调制、解调与混频

6.1自测题

6.1-1调制是                                   。

6.1-2调幅过程是把调制信号的频谱从低频搬移到载频的两侧，即产生了新的频谱分量，所以必须采用        才能实现。

6.1-3产生单边带信号的方法有             和           。

6.1-4大信号检波器的失真可分为      、      、       和        。

6.1-5大信号包络检波器主要用于              信号的解调。

6.1-6同步检波器主要用于                和              信号的解调。

6.1-7混频器的输入信号有          和          两种。

6.1-8变频电路功能表示方法有          和          两种。

6.1-9为了抑制不需要的频率分量，要求输出端的带通滤波器的矩形系数         。

6.2思考题

6.2-1为什么调制必须利用电子器件的非线性特性才能实现？

它和小信号放大在本质上有什么不同之处？

6.2-2写出图6.2-2所示各信号的时域表达式,画出这些信号的频谱图及形成这些信号的方框图,并分别说明它们能形成什么方式的振幅调制。

图6.2-2

6.2-3振幅检波器一般有哪几部分组成？

各部分作用如何？

6.2-4下列各电路能否进行振幅检波?

图中RC为正常值,二极管为折线特性。

图6.2-4

6.2-5变频作用是怎样产生的？

为什么一定要有非线性元件才能产生变频作用？

变频与检波有何相同点与不同点？

6.2-6如图思6.2-6所示。

设二极管的伏安特性均为从原点出发，斜率为gd的直线，且二极管工作在受uL控制的开关状态。

能否构成二极管平衡混频器？

求各电路输出电压u0的表示式。

图6.2-6

6.2-7.某混频器的中频等于465KHz,采用低中频方案（f1=fs+fi）。

说明如下情况是何种干扰。

（1）当接收有用信号频率fL=500KHz时,也收到频率为fM=1430KHz的干扰信号。

（2）当接收有用信号频率为fs=1400kHz时,也会收到频率为fM=700kHz的干扰信号。

（3）当收听到频率为fs=930kHz的信号时,同时听到fM1=690KHz,fM2=810kHz两个干扰信号,一个干扰信号消失另一个也随即消失。

6.2-8晶体三极管混频器,其转移特性或跨导特性以及静态偏压VQ、本振电压uL（t）如图思6.2-8所示,试问哪些情况能实现混频?

哪些不能?

图6.2-8

6.2-9什么是混频器的交调干扰和互调干扰？

怎样减小它们的影响？

6.2-10已知混频器的伏安特性为i=a0+a1u+a2u2。

问能否产生中频干扰和镜频干扰？

是否会产生交叉调制和互相调制？

6.2-11.某接收机的中频fi=500KHz,带宽为

3KHz。

当收听频率为1.501MHz的电台时,问将会有几阶的组合频率干扰,能形成频率大约为多少kHz的干扰啸声。

6.2-12.某接收机工作频率为0.55～25MHz,中频fi=455kHz,本振频率高于信号频率。

问在此频段之内哪几个频率点上存在着5阶以下的组合频率干扰,列出各频率点的fs值和组合频率干扰的p、q及阶数n。

6.2-13有一超外差接收机,中频为465kHz,当出现下列现象时,指出这些是什么干扰及形成原因。

（1）当调谐到580kHz时,可听到频率为1510kHz的电台播音;

（2）当调谐到1165kHz时,可听到频率为1047.5kHz的电台播音;

（3）当调谐到930.5kHz时,约有0.5kHz的哨叫声。

6.3习题

6.3-1设某一广播电台的信号电压u（t）=20（1+0.3cos6280t）cos7.33×106t（mV），问此电台的载波频率是多少？

调制信号频率是多少？

6.3-2有一单频调幅波，载波功率为100W，求当ma=1与ma=0.3时的总功率、边频功率和每一边频的功率。

6.3-3在负载RL=100

某发射机的输出信号u（t）=4（1+0.5cos

t）cos

ct（V），求总功率、边频功率和每一边频的功率。

6.3-4二极环形调制如图6.3-4所示，设四个二极管的伏安特性完全一致，均自原点出点为gd的直线。

调制信号uΩ（t）=UΩmcosΩt，载波电压uc（t）如图所示的对称方波，重复周期为Tc=2π/ωc，并且有Ucm>Uωm,试求输出电流的频谱分量。

图6.3-4

6.3-5.画出如下调幅波的频谱,计算其带宽B和在100Ω负载上的载波功率Pc,边带功率PSB和总功率Pav。

。

（1）i=200（1+0.3cosπ×200t）cos2π×107t（mA）

（2）u=0.lcos628×103t+0.lcos634.6×l03t（V）

（3）图6.3-5所示的调幅波。

图6.3-5

6.3-6已知调幅波u1（t）和u2（t）的频谱分别如图6.3-6（a）和（b）所示。

试分别说明它们是何种调幅波,并写出其标准表达式。

图6.3-6

6.3-7.如图6.3-7是载频等于1MHz,同时传输两路信号的AM调幅信号的频谱。

（1）写出该普通调幅波的标准表示式,计算调制度、调制频率及信号带宽;

（2）画出产生这种信号的方框图；

（3）仿照此方式画出一个载频等于10MHz,能同时传送两路带宽等于5kHz的语音信号的上边带调制信号的频谱。

.

图6.3-7

6.3-8.已知调制信号如图6.3-8所示。

载波为频率等于1MHz的连续正弦波。

（1）画出最大幅度等于4V,最小幅度为0V的普通调幅波波形和信号的频谱图；

（2）画出双边带调制信号的波形和频谱图。

图6.3-8

6.3-9.某非线性器件的伏安特性的表示式为i=10+0.02u2（mA）。

当u=5sinωct+1.5sinΩt（V）,ωc>>Ω时,试画出i的频谱图,并说明利用该器件可以实现什么方式的振幅调制,写出其表示式,画出输出滤波器的幅频特性。

6.3-10.图6.3-10示出了某结型场效应管调制器的电路。

场效应管的转移特性为

。

输入载波uc=1.5cosωct（V），调制信号uΩ=0.5ωΩt（V），负载为LC并联谐振回路,调谐在ωc的谐振阻抗Re=5kΩ,带宽等于2Ω。

求输出电压uo。

6.3-11.图6.3-11（a）示出了某电路的框图。

输入信号u1=2•cos200πt（V）,u2如图6.3-11（b）所示。

（1）画出两信号相乘的积信号波形和它的频谱。

（2）若要获得载波为150OkHz的调幅波,试画出带通滤波器的幅频特性H〈ω〉,并写

出输出电压u。

的表示式。

图6.3-10

图6.3-11

6.3-12.在图6.3-12所示的电路中,uo=UΩmcosΩt,uc=Ucmcosωct，ωc>>Ω，Ucm>>UΩm二极管处于开关状态工作,VD1、VD2均可近似认为是理想二极管。

试写出uo的表达式,说明该电路能够实现何种振幅调制。

若uc与uo位置互换,结果又如何。

6.3-13.某晶体三极管电路如图6.3-13所示。

若三极管的转移特性ic=4

（mA）,输入信号ul=（1+0.lcos2π×103t）•cos2π×106t（mV）,u2=cos5π×l06t（V）。

（1）画出静态时变电流Io（t）和时变电导g（t）的波形,并写出它们的表达式。

（2）若要在负载上取得载频为6MHz的AM调幅波,对LC并联谐振回路有何要求。

输出电压uo的幅度Uom（t）等于什么?

图6.3-12

图6.3-13

    6.3-14.图6.3-14示出了用差分对放大器构成的振幅调制器电路。

图中LC并联谐振回路的谐振频率ωo=10π×106rad/s,谐振阻抗Re=2kΩ,输入电压uc=100cos10π×106t（mV）,uΩ=5•cos2π×103t（V）,其他参数如图所示。

求输出电压uo。

6.3-15.图6.3-15示出了一单差分放大器电路,V1、V2的集电极之间负载是LC并联振荡回路,阻抗为Ze。

（1）导出电压UAB与u1和u2的关系式。

（2）分析该电路载波信号uc和调制信号uΩ分别从u1和u2输入或倒换位置输入两种情况下UAB的频谱。

分别说明它们能获得何种振幅调制,调制质量如何。

图6.3-14

图6.3-15

6.3-16.图6.3-16示出了4个二极管调制器电路,图中uc>>uΩ句。

试说明哪个电路能实现AM调制,哪个电路能实现双边带调制,并写出输出电压uo的表示式。

图6.3-16

6.3-17某已调波信号的波形如图6.3-17所示。

已知载波频率为调制信号频率的100倍,即ωc=1000Ω。

（1）写出该已调波的表达式。

（2）画出频谱图,注明各谱线的强度,并确定其带宽。

（3）求单位电阻上的载波功率和边带功率。

图6.3-17

6.3-18已知调制信号的波形如图6.3-18所示。

试分别按比例画出最大值为5V的AM波和DSB波的波形。

要求AM波的调制度ma=0.6,并标明最小值。

图6.3-18

6.3-19二极管调制电路如图6.3-19所示。

已知

ωc》Ω,UCm》UΩm。

二极管伏安特性为从原点出发的折线,即uD>0时,导通电阻为rD,

时,iD=0。

试求各电路的输出电流t,分析其电流分量,判别哪些电路能实现DSB调制。

图6.3-19

6.3-20在图6.3-20（a）所示的二极管调制电路中,四只二极管的伏安特性完全一致,均为从原点出发的折线,即un≤0时,i=0,uD>0时,倒通电阻为rD。

调制信号uΩ=UΩmcosΩt，载波为图（b）所示的对称方波，UC>>UΩm，且Tc<

试求uΩ，并画出其波形。

图6.3-20

6.3-21差分调制电路如图6.3-21所示。

并联回路对载频谐振,带宽大于调制信号带宽的两倍。

（1）若u1=uc=1.5cos2π×106tV,u2=uΩ=4cos2π×103tV，试求uo（t），并说明实现何种调制。

（2）为了实现DSB调制，则信号应如何输入，还需满足什么条件？

 6.3-22三极管平衡调制器如图7.2-22所示。

两管性能相同,其转移特性为UEQ>U’B时,ic=au2BE，uBE≤U’B时，ic=0。

uc=Ucmcosωct,uΩ=UΩmf（t）,UΩm≤Ucm,ωc≥Ωmax,。

Ωmax,为f（t）的最高频率分量。

（l）画出V2管的时变静态电流和时变电导的波形。

（2）写出输出电流io的表达式。

（3）为了获得载频为ωc的已调波电压,应对滤波器提出什么要求,并写出输出电压uo的表达式。

图6.3-21

图6.3-22

6.3-23在图6.3-23所示的包络检波器中,设检波二极管为理想二极管,RL>>Ro若输入电压分别为以下信号时,在满足ωc>>Ω条件下,试分别求uo1和uo。

（1）ui=2sin[ωct+ɸ（Ω）]V

（2）ui=-4[1+0.6f（t）]sinωctV

（3）ui=3cos（ωc-Ω）tV

（4）ui==3cosωct+0.5cos（ωc-Ω）t+0.5cos（ωc+Ω）tV

（5）若电阻R取值过大,会出现什么现象?

图6.3-23

6.3-24二极管检波电路如图6.3-24所示。

RL=1KΩ,输入信号电压（V）

图6.3-24二极管检波电路

试求:

（1）调幅波的调幅指数ma、调制信号频率F,并写出调幅波的数学表达式

（2）试问会不会产生惰性失真或负峰切割失真?

（3）uA=?

uB=?

。

（4）画出A、B点的瞬时电压波形图。

6.3-25二极管包络检波电路如图6.3-35所示。

已知:

fc=465Hz,单频调制指数ma=0.3,R2=5.1kΩ,为不产生负峰切割失真,R2的滑动点应放在什么位置?

6.3-26某二极管峰值包络检波器如图6.3-26所示。

图中检波二极管为理想二极管,R=10KΩ。

输入为AM调幅波,载波频率fc=465kHz,最高调制频率Fmax=4.5kHz,最低调制频率fmin=40Hz,调制度ma≤0.3。

求检波电容C和检波器的输入电阻Ri。

若检波器输入为图6.3-26（b）所示的AM调幅波,求检波电容C。

图6.3-26.二极管峰值包络检波器

6.3-27某二极管峰值包络检波器电路如图6.3-27所示。

信号输入回路的谐振频率fo=106Hz,回路的无载谐振阻抗Reo=10kΩ,检波器的电阻R=l0kΩ,Cl=0•01μF,检波二极管内阻RD=100Ω。

（1）若is=0.5cos2π×106t（mA）,求检波器的输入电压us（t）和输出电压uo（t）。

（2）若is=0.5（1+0.5cos2π×103t）cos2π×106t（mA）,求输出电压uo（t）。

6.3-28试分析图6.3-28检波电路的工作原理。

当us为AM调幅波时,试画出us、uc、u1和uo的波形。

说明其功能。

图6.3-28.二极管峰值包络检波器

图6.3-28.二极管峰值包络检波器

6.3-29图6.3-29示出了某电器的方框图。

试写出图中A、B、C、D各点的电压表示式并画出它们的时域波形。

图6.3-29某电器的方框图

6.3-30.分析图6.3-30电路的功能。

图6.3-30某电器的方框图

6.3-31已知兼容立体声信号形成电路的框图如图6.3-31（a）所示。

左、右声道分别用sL（t）和sR（t）表示，其频谱如图6.3-31（b）所示。

写出A、B、C各点的函数关系式，画出输出信号uo频谱图，说明信号传输的原理。

图6.3-31某电器的方框图

6.3-32.根据题6.3-31的结论，试画出兼容立体声信号解调电路的框图。

6.3-33二极管平衡检波电路如图6.3-33所示,设二极管均为理想的。

若us和ul分别为如下信号时,试求输出电压uo1、uo2和uo。

（1）us=3（1-0.5cosΩt）sinωctV,ul==0

（2）us=（1+0.6sinΩt）cosωctV，u1=2cosωctV

（3）us=0.5f（t）coωctV,ul=3cosωctV

（4）us=0.3cos（ωc-2π×103）tV,u1=-3cosωctV

图6.3-33二极管平衡检波电路

6.3-34检波电路如图6.3-34所示,二极管的rd=1000,Ubz=0（V）,输入电压

试计算输出电压uA和uB,并判断能否产生负峰切割失真和惰性失真。

图6.3-34

6.3-35二极管检波电路如图6.3-35所示。

已知输入电压

（V）,检波器负载电阻R=5kΩ,二极管导通电阻rd=80Ω,Ubz=0,试求:

（1）检波器电压传输系数Kd;

（2）检波器输出电压uA;（3）保证输出波形不产生惰性失真时的最大负载电容C。

图6.3-13二极管检波电路

6.3-36二极管检波器如图6.3-36所示。

已知R=5kΩ,RL=10kΩC=0.01μF,Cc=20μF,输入调幅波的载波为465kHz,最高调制频率为5kHz,调幅波振幅的最大值为20V,最小值为5V,二极管导通电阻rd=60Ω,Ubz=0试求

（1）uA、uB;

（2）能否产生惰性失真和负峰切割失真。

图6.3-36

  6.3-37同步检波电路如图6.3-37所示,乘法器的乘积因子为K,本地载频信号电压

。

若输入信号电压ui为:

（1）双边带调幅波

（2）单边带调幅波

试分别写出两种情况下输出电压ui（t）的表示式。

并说明有否失真。

假设:

图6.3-37

6.3-38设乘积同步检波器中,

而

并且

试画出检波器输出电压频谱。

在这种情况下能否实现不失真解调?

6.3-39设乘积同步检波器中,

既ui为单边带信号,而

试问当

为常数时能否实现不失真解调?

8-3设乘积同步检波器中，ui（t）=Uimcos

tcos

it，而u0=Uomcos（

i+△

）t，并且△

＜

，试画出检波器输出电压频谱。

在这种情况下能否实现不失真解调？

6.3-40设乘积同步检波器中，ui=Uimcos（

i+

）t，即ui为单边带信号，而u0=Uomcos（

it+

），试问当

为常数时能否实现不失真解调？

6.3-41某组合器件的转移特性为i=g|u|,若用它构成混频器,本振电压UL=ULMcosωLt,输入信号Us=Usm[1+maf（t）]cosωstj，Usm<

试分别画出下面两种情况下的时变跨导波形,并求混频跨导gc。

（1）EQ≥ULm；

（2）EQ=0。

6.3-42某时变混频电路的时变跨导g（t〉=8+6cosωLt-2cos3ωLtrnS,输出中频回路调谐在fI=fL-fs,带宽大于输入信号的带宽,谐振阻抗RL=5KΩ。

在下列输入信号下试求输出电压uo（t）。

（1）Us=0.1[1+0.6f（t）]cosωstV

（2）Us=0.2cos（ωs-Ω）tV

（3）Us=0.5sinkωst+mcosΩt+ɸ）V

如果输出回路调谐在fI=3fL+fs,则以上输出电压有何变化?

6.3-43三极管混频电路及三极管的转移特性如图6.3-43所示。

已知uL=0.2cos2π×106tV,

Us=30cos2π×103t•cos∏×106tmV,集电极回路调谐在fI=1.5MHL

（1）画出时变跨导的波形,并写出表达式。

（2）求混频跨导gc和输出电压uo。

图6.3-43

6.3-44场效应管混频器及其转移特性如图6.3-44所示。

已知u1=cos2π×1.2×106tV,回路的谐振电阻RL=l0KΩ,ul>>u2。

（1）画出时变跨导gm（t）的波形,并写出表示式。

（2）若u2=0.2（1+0.5sin2π×103t）cos2π×735×103tV,输出回路的谐振频率fo=465KHz。

试求混频跨导gc和输出电压uo。

图6.3-44

6.3-45差动混频电路如图6.3-45所示，已知本振信号uL=2cos8π×106tV，输入信号us=（1+0.4sin3π×103t）cos7π×106tV。

图6.3-45

（1）导出ic2与uL和Us的关系式。

（2）画出ic2的频谱图。

（3）当LC回路调谐在fo=500KHz,带宽B=20kHz时,求混频跨导gc和uo。

6.3-46.已知某非线性器件的伏安特性如图6.3-46所示。

若用它构成混频器,本振电压u1=U1mcosω1t,信号电压us=Usmo（l+macosΩt）•cosωst,外加静态偏置电压EB。

试分析混频跨导gc与EB大小的关系,并画出它们之间的关系曲线。

图6.3-46

图6.3-47

6.3-47.图6.3-47为一场效应管混频器。

场效应管的静态转移特性为iD=IDSS（1-uGS/Up）2,其中,IDSS=3mA,Up=-3V。

输出回路调谐于465kHz,回路空载品质因数Qo=100,RL=1kΩ,回路电容C=600pF,接入系数n=l/7,c1、C2、C3对高频呈现的阻抗可近似为零。

若场效应管处于平方律区内工作,试分析混频跨导gc与本振电压幅度U1m的关系,求最大混频跨导gc和混频器的电压增益kVc。

6.3-48.某三极管平衡混频器如图6.3-48所示。

图中Cl、C2、C3、C4为隔直流电容,us=[1+mf（t）]cosωst（mV）,u1=cosω1t（V）。

V1、V2晶体管特性相同,转移特性斜率Sc=0.8mA/V,每管的直流偏置电压为0.2V。

（1）画出该混频器交流等效电路;

（2）画出该混频器的时变电导g（t）的波形;

（3）若集电极回路调谐于和频,回路带宽高于f（t）最高频率的两倍,求其混频跨导gc及混频电压增益KVc。

图6.3-48

6.3-49.某推挽式场效应管混频器如图6.3-49所示。

两只场效应管特性完全相同,静态偏置电压EG=Up,场效应管转移特性

。

输入电压us=Usmcosωst,u1=U1mcosω1t,U1m>>Usm。

试导出时变电导g（t）的表示式,求该混频器的混频跨导gc和混频器的功率增益（回路的自身损耗认为是零）。

图6.3-49

6.3-50.某接收机工作频率范围内fs=2～30MHz,中频fi=1.3MHz,f1=fs+fi。

现有一频率等于fM=7MHz的干扰串入接收机,问当接收机在信号频率范围内调整时,会在哪几个频率点上收听到该干扰信号（至少举出4个）。

6.3-51.某单边带发射机（上边带）的框图如图6.3-51所示。

调制信号为300~3000Hz的音频,其频谱如图所示。

试画出圈中各方框输出端的频谱图。

图6.3-51

6.3-52外差式调幅广播接收机的组成框图如图6.3-52所示。

采用低中频,中频频率fI=465kHz

（1）填出方框1和2的名称,并简述其功能。

（2）若接收台的频率为810kHz,则本振频率fL=?

已知语音信号的带宽为300~3400Hz,试分别画出A、B和C点处的频谱示意图。

图6.3-52

 6.3-53混频器的本振电压

试分别写出下列情况的混频器输入及输出中频信号表示式

（1）AM;  

（2）DSB;  （3）SSB;.  （4）FM;   （5）PM。

6.3-54设某非线性器件的伏安特性为

如果

并且

试求这个器件的时变跨导g（t）、变频跨导gc以及中频电流的幅值。

6.3-55设某非线性器件的转移特性为

。

若

且本振

试求变频跨导gc。

6.3-56乘积型混频器的方框图如图6.3-56所示,相乘器的特性为

若

=0.1mA/V2,

（V）

（V） 。

（1）试求乘积型混频器的变频跨导；

（2）为了保证信号传输,带通滤波器的中心频率（中频取差频）和带宽应分别为何值?

图6.3-56

6.3-57已知混频器件的伏安特性为

 。

问能否产生中频干扰和镜频干扰?

是否会产生交叉调制和互相调制?

6.3-58某接收机中频fI=465kHz, fL>fs,当接收fs=931kHz的信号时,除听到正常的声音外,还同时听到音调为1kHz的干扰声,当改变接收机的调谐旋钮时,干扰音调也发生变化。

试分析原因,并指出减小干扰的途径。

6.3-59有一超外差接收机,中频fI=fL-fs=465kHz试分析说明下列两种情况是何种干扰?

（1）当接收fs1=550kHz的信号时,也听到fm1=1480kHz的强电台干扰声音;

（2）当接收fs2=1400kHz的信号时,也会听到700kHz的强电台干扰声音。

6.3-60设混频器输入端除了作用有用信号fs=20MHz外,还同时作用有两个干扰电压,它们的频率分别为fm1=19.2MHz,fm2=19.6MHz已知混频器中频为fI=3MHz,本振频率为fL=23MHz,试问是否有这两个干扰组成的组合频率分量能通过中频放大器?

如何减小这种干扰?

6.3-61什么是混频器的交调干扰和互调干扰?

怎样减小它们的影响?

6.3-62二极管平衡混频器如图6.3-62所示。

L1C1、L2C2、L3C3