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1、第3章 高频信号放大器3.1自测题3.1-1晶体管的截止频率f是指当短路电流放大倍数|下降到低频 0的 时所对应的工作频率。3.1-2矩形系数是表征放大器 好坏的一个物理量。3.1-3消除晶体管yre的反馈作用的方法有 和 。3.1-4.为了提高效率，高频功率放大器应工作在 状态。3.1-5.为了兼顾高的输出功率和高的集电极效率，实际中多选择高频功率放大器工作在 状态。3.1-6.根据在发射机中位置的不同，常将谐振功率放大器的匹配网络分为 、 、 三种。3.2 思考题 3.2-1 影响谐振放大器稳定性的因素是什么？反向传输导纳的物理意义是什么？3.2-2声表面波滤波器、晶体滤波器和陶瓷滤波器各
2、有什么特点,各适用于什么场合?3.2-3说明f、fT、f和fmax的物理意义。分析说明它们之间的关系3.2-4为什么晶体管在高频工作时要考虑单向化或中和,而在低频工作时,可以不必考虑?3.2-5. 谐振功率放大器工作于欠压状态。为了提高输出功率，将放大器调整到临界状态。可分别改变哪些参量来实现？当改变不同的量时，放大器输出功率是否一样大？3.2-6.为什么高频功率放大器一般要工作于乙类或丙类状态？为什么采用谐振回路作负载？谐振回路为什么要调谐在工作频率？3.2-7.为什么低频功率放大器不能工作于丙类？而高频功率放大器可以工作于丙类？3.2-8.丙类高频功率放大器的动态特性与低频甲类功率放大器的
3、负载线有什么区别？为什么会产生这些区别？动态特性的含意是什么？3.2-9.一谐振功放如图3.2-9所示,试为下列各题选取一正确答案：(1)该功放的通角为：(a)90。； (b)=90。；(c)90o。(2)放大器的工作状态系：(a) 由Ec、EB决定；(b)由Um、Ubm决定；(c)由uBEmax、uCEmin决定。(3)欲高效率、大功率工作,谐振功放应工作于：(a)欠压状态(b)临界状态(c) 过压状态(4)当把图中的A点往上移动时,放大器的等效阻抗是：(a)增大；(b)不变；(c)减小。相应的工作状态是：(a)向欠压状态变化；(b)向过压状态变化；c不变。图3.2-9 图3.2-103.2
4、-10.一谐振功率放大器如图3.2-10所示。工作于丙类,试画出图中各点的电压及流过的电流波形。3.2-11.定性画出上题两种情况下的动特性曲线及电流ic、电压uCE波形。又若工作到过压状态,该如何画法?3.2-12.采用两管并联运用的谐振功率放大器,当其中一管损坏时,发现放大器的输出功率约减小到原来的1/4,且管子发烫,试指出原来的工作状态。3.2-13对图3.2-10所示的高频功率放大器,试回答下列问题：(1)当ub=Ubcosct时,uc=Ucmcos5ct,应如何调整电路元件参数?(2)若放大器工作在欠压状态,为了使输出功率最大,应调整哪一个参数?如何调整?(3)若放大器工作在欠压状态
5、,在保持P。不变的前提下为进一步提高效率,应如何改变电路参数?(4)为实现基极调幅,放大器应调整在什么状态?为实现集电极调幅,放大器又应调整在何状态?(5)若放大器工作在过压状态,分别调整哪些参数可退出过压?如何调整?(6)为实现对输入信号的线性放大,应如何调整电路参数和工作状态?(7)为实现对输入的限幅放大,又应如何调整参数及工作状态?3.2-14某谐振功放的动特性曲线如图题3.2-14所示。试回答以下问题:(1)判别放大器的工作类型,并说明工作在何种状态。(2)为了使输出功率最大,应如何调整负载RL,并画出此时的动特性曲线。(3)确定调整后的最大输出功率与原输出功率的比值Pomx/Po。图
6、3.2-143.2-15某谐振功率放大器及功放管的输出特性如图3.2-15所示。已知u b=1.2cost V,测得uo的振幅Um=12V。测得uo的振幅Uom=12V。(1)画出动特性曲线,说明电路的工作状态。(2)为了提高输出功率,将电感抽头A点向上移动。当移到中间点时，放大器刚好工作在临界状态,试画出此时的动特性曲线。(3)求临界状态下的Po。(4)若负载RL不慎开路,试问放大器的工作状态、输出电压和输出功率有何变化?图3.2-153.2-16.一谐振功率放大器,原来工作在临界状态,后来发现该放大器性能变化：Po明显下降,而c反而增加,但Ec、Ucm、uBEmax不变。试问此时放大器工作
7、在什么状态?导通时间是增大还是减小?并分析其性能变化的原因。3.3 习题 3.3-1 晶体管3DG6C的特征频率fT=250MHZz，0=80，求f=1MHz和20MHz、50MHz时该管的值。3.3-2.已知某高频管在UCEQ=6V,IEQ=2mA时的参数为fT=250MHz，rbb=50,Cbc=3pF,o=60,试求f=465KHz时的共发射极Y参数值。3.3-3.晶体管组成的单谐振回路中频放大器如图3.3-3所示。已知fo=465kHz,晶体管经中和后的Y参数为:gie =0.4mS,Ce=142pF,gie=55S,Coe=18pF,yfe=36.8mS,yre=0。回路电容C=20
8、0pF,中频变压器接入系数p1=N1/N=0.35,p2=N2/lV=0.035,回路无载品质因数Qo=80,设下一级也为上述参数的同一晶体管。试计算图3.3-3(1)回路有载QL值和3dB带宽B0.7(2)放大器的电压放大倍数;(3)中和电容CN的值。3.3-3.三级相同的谐振放大器级联,中心频率fo=465kHz,若要求总带宽B0.7=10kHz,试求每级回路的带宽和有载QL值。;3.3-5在图3.3-5中,放大器的工作频率fo=10.7MHz,谐振回路L13=4H、Qo=100,N23=5、N13=20、N45=6,晶体管在直流工作点的参数为goe=200S,Ceo=7PF,gie=28
9、60S,Cie=18PF,|yfe|=45mS,fe=-54o，yre=0。试求:(1)画高频等效电路;(2)计算C、Au0、2f0.7、Kr0.1。s图3.3-53.3-6单调谐放大器如图3.3-5所示。已知工作频率fo=10.7MHz,因路电感L=4H,Qo=100,N13=20,N坦=6,N=5。晶体管在直流工作点和工作频率为10.7MEfz时,其参数为yie=(2.86+j3.4)mS;yre=(0.08-j0.3)mS，yfe=(26.4-j36.4)mS，yoe=(0.2+j1.3)mS。试求: （1）忽略yre,(1)画高频等效电路;(2)计算电容C;(3)计算单级| Auo|、
10、2f0.7，Kr0.1;(4)计算四级放大器的总电压增益、通频带、矩形系数。（2）考虑yre,(1)若S5,计算|Auo|s,(2)判断并说明此放大器稳定否? 图3.3-63.3-7单级小信号调谐放大器的交流电路如图3.3-7所示。要求谐振频率fo=10.7MHz, 2f0.7=500KHz, |Auo|=100。晶体管的参数为yie=(2+j0.5)mS;yre0; yfe=(20-j5)mS;yoe=(20+j40)S; 如果回路空载品质因数Qo=100,试计算谐振回路的L、C、R。图3.3-73.3-8试画出图3.3-8所示电路的中和电路,标出线圈的同名端,写出中和电容的表示式。图3.3
11、-83.3-9 有一共射-共基级联放大器的交流等效电路如图3.3-9所示。放大器的中心频率f0=10.7MHz, Rl=1k，回路电容C=50pf，电感的Q0=60，输出回路的接入系数P2=0.316。试计算谐振时的电压增益AU0，通频带2f0.7。晶体管的y参数为yie = (2.86+j3.4)ms; yre = (0.08-j0.3)ms; yfe = (26.4-j36.4)ms; yoe = (0.2+j1.3)ms.图3.3-93.3-10.用电容C2代替晶体Z2的差接桥型晶体滤波器如图3.3-10所示,试画出电抗特性并确定滤波器的通频带。图3.3-103.3-11.设一谐振功放,
12、其通角分别为180o、90o和60o。(1)若上述三种情况下,放大器均工作于临界状态,且Ec、icmax相同,试在同一图上画出各自的动特性,并分别计算它们的效率之比以及输出功率之比(皆取=180o时为1)。(2)放大器的Ec、Re、uBEmax均相同,但仅当=180o时工作于临界,重复(1)题之计算。3.3-12 某高频功率放大器，晶体管的理想化输出特性如图3.3-12所示。已知Vcc=12V, Vbb=0.4V, ub=0.3costV, uc=10costV 试：（1）作动态特性，画出ic与uce的波形,并说明放大器工作于什么状态? （2）求直流电源Vcc提供直流输入功率P=、高频输出功率
13、Po、集电极损耗功率Pc、集电极效率c。图3.3-123.3-13.有一谐振功放,设计时希望其工作于临界状态,然而实测时发现其输出功率Po仅达设计值之20%,集电极交流电压振幅Ucm=0.3EC,而集电极直流电流则略大于设计值,试问该功放实际工作于什么状态?其原因可能是什么?3.3-14.一谐振功放的输出功率Po=5W,Ec=24V。(1)当集电极效率=60%时,求其集电极功耗Pc和集电极电流直流分量Ico；(2)若保持Po不变,将提高到80%,问此时Pc为多少?3.3-15.一谐振功放,偏压EB等于截止电压UB,分别用如图3.3-15所示的正弦波和方波两种输入信号作激励。若保持两种情况下的激
14、励电压振幅、电源电压Ec相同,且均工作于临界状态,求此两种情况下的集电极效率之比：正：方。图3.3-153.3-16.一谐振功放原工作于临界,0=75o,若保持激励信号的幅度不变,但频率降低一半。问：此时将工作于何种状态?并求两者输出功率之比,即PO倍： Po放。3.3-17.一谐振功放的晶体管转移特性如图3.3-17所示。(1)作放大器时,给定icm=500mA, =70o,求EB Ubm的值；(2)作三倍频器时,若icm=500 rnA,试求三次谐波输出最大时的EB Ubm值。图3.3-173.3-18.已知晶体三极管的转移特性如图3.3-18 (a)所示,管子饱和压降UCES1V。不计基
15、调效应,用该晶体管构成的谐振功率放大器如图3.3-18 (b)所示,与负载耦合的变压器效率T=1。(1)若放大器工作于欠压状态,输入电压的ub=1.2cos2106t(V)，RL=4,求输出功率Po、集电极效率。若要达到输出功率最大,负载电阻RL应如何变化?此时的最大输出功率等于多少? (2)若输入信号ub=1.2cos20.5106t(V),使放大器临界状态工作,LC数值不变,计算：输出功率Po、集电极效率及相应的负载电阻RL。图3.3-18图3.3-193.3-19.一谐振功放导通期间的动特性曲线如图3.3-19中的AB段,坐标为：A点:uCE=5.5V; ic=600mA。B点:uCE=20V;ic=0已知集电极直流电源Ec=24V,试求出这时的集电极负载电阻Re及输出功率Po的值。 3.3-20 图3.3-20是用于谐振功放输出回路的L型网络,已知天线电阻rA=8,线圈L的品质因数Qo=100,工作频率f=
