《《射频通信电路设计》习题及解答》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《射频通信电路设计》习题及解答（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、习题 1：1.1 本书使用的射频概念所指的频率范围是多少？解：本书采用的射频范围是 30MHz4GHz1.2 列举一些工作在射频范围内的电子系统，根据表 1-1 判断其工作波段，并估算相应射频信号的波长。解：广播工作在甚高频（VHF）其波长在 101m 等1.3 从成都到上海的距离约为 1700km。如果要把 50Hz 的交流电从成都输送到上海，请问两地交流电的相位差是多少？解：844031.65723.2vkmfk1.4 射频通信系统的主要优势是什么？解：1.射频的频率更高，可以利用更宽的频带和更高的信息容量2.射频电路中电容和电感的尺寸缩小，通信设备的体积进一步减小3.射频通信可以提供更多
2、的可用频谱，解决频率资源紧张的问题4.通信信道的间隙增大，减小信道的相互干扰等等1.5 GSM 和 CDMA 都是移动通信的标准，请写出 GSM 和 CDMA 的英文全称和中文含意。（提示：可以在互联网上搜索。 ）解：GSM 是 Global System for Mobile Communications 的缩写，意为全球移动通信系统。CDMA 英文全称是 Code Division Multiple Address,意为码分多址。Code division multiple access (CDMA) is a channel access method used by various r
3、adio communication technologies. Wikipedia1.6 有一个 C=10pF 的电容器，引脚的分布电感为 L=2nH。请问当频率 f 为多少时，电容器开始呈现感抗。 解：11.1252wLfGHzCLC既当 f=1.125GHz 时，电容器为 0 阻抗，f 继续增大时，电容器呈现感抗。1.7 一个 L=10nF 的电容器，引脚的分布电容为 C=1pF。请问当频率 f 为多少时，电感器开始呈现容抗。解：思路同上，当频率 f 小于 1.59 GHz 时，电感器呈现感抗。1.8 1）试证明（1.2）式。2）如果导体横截面为矩形，边长分别为 a 和 b，请给出射频电
4、阻 RRF 与直流电阻 RDC 的关系。解：ls,s 对于同一个导体是一个常量当直流时，横截面积 2DCSa当交流时，横截面积 A得：2DCAR2）直流时，横截面积 DCSab当交流时，横截面积 ()Ab得： ()DCAR1.9 已知铜的电导率为 6.4510/uSm，铝的电导率为 64.01/AlSm，金的电导率为 64.8510/AuSm。试分别计算在 100MHz 和 1GHz 的频率下，三种材料的趋肤深度。解：趋肤深度 定义为： f在 100MHz 时：Cu 为 2 mmAl 为 2.539mmAu 为 2.306mm在 1GHz 时：Cu 为 0.633 mmAl 为 0.803mm
5、Au 为 0.729mm1.10 某个元件的引脚直径为 d=0.5mm，长度为 l=25mm，材料为铜。请计算其直流电阻RDC 和在 1000MHz 频率下的射频电阻 RRF。解：ls得到它的直流电阻 31.9750DCZ 这里要用到 Cu，可以参见 1.9 题它的射频电阻 2Fld70 2341201rRFDCadlllfdlf 1.11 贴片器件在射频电路中有很多应用。一般使用数字直接标示电阻、电容和电感。有三个电阻的标示分别为：“203” 、 “102”和“220R” 。请问三个电阻的阻值分别是多少？（提示：可以在互联网上查找贴片元件标示的规则）解：203 是 2010320K，102
6、是 101021K，220R 是 22100221.12 试编写程序计算电磁波在自由空间中的波长和在铜材料中的趋肤深度，要求程序接收键盘输入的频率 f，在屏幕上输出波长 和趋肤深度。解：float f;float l,h;printf(Input the frequency: f=);scanf(%f,l=3e8/f;h=1/sqrt(3.14*f*6.45*4*3.14) ;printf(wavelength:%fn,l);printf(qufushendu%fmn,h);getch() ;习题 2：1 射频滤波电路的相对带宽为 RBW=5%，如果使用倍数法进行表示，则相对带宽 K为多少？解
7、答：HLfRBWf（中心频率：0210%5def HLf）02defLHK= LfK(dB)=20 lgHLfK=1.05K(dB)=0.42 dB2 一个射频放大电路的工作频率范围为：f L=1.2GHz 至 fH=2.6GHz。试分别使用百分法和倍数法表示该放大电路的相对带宽，并判断该射频放大电路是否属于宽带放大电路。解答： 02HLHLffRBWfK= Lf=2.1K(dB)=0.3dB由于 K2， 它属于宽带放大电路3 仪表放大电路的频带宽度为：DC 至 10MHz。请分别计算该放大电路的绝对带宽和相对带宽，并判断该放大电路是否属于宽带放大电路。解答:绝对带宽： 10HLBWfMz相对
8、带宽： 2lgKf2所以它属于宽带放大电路。4 某射频信号源的输出功率为 POUT=13dBm，请问信号源实际输出功率 P 是多少mW？解答:()10lg20outPdBmmw5 射频功率放大电路的增益为 Gp=7dB，如果要求输出射频信号功率为 POUT=1W，则放大电路的输入功率 PIN 为多少？l9outPINIG6 在阻抗为 Z0=75的 CATV 系统中，如果测量得到电压为 20dBV，则对应的功率P 为多少？如果在阻抗为 Z0=50的系统中，测量得到相同的电压，则对应的功率P 又为多少？解答：0()91lg()VdBuvPdBm0()lm当 0Z=75 时， =-88.7 dBm当
9、 =50时， =-86.9 dBm7 使用（2.30）式定义的品质因数，计算电感 L、电容 C、电阻 R 并联电路的品质因数 Q0。解答：假设谐振频率时，谐振电路获得的电压为 0()cosVtwt2200001()(cos)4TTCEtdVwtdt 20204LILC电阻 R 损耗的平均功率为20losP因此并联谐振电路的品质因数 0Q为00LClosEQw8 使用图 2-12（b）的射频开关电路，如果 PIN 二极管在导通和截止状态的阻抗分别为 Zf 和 Zr。请计算该射频开关的插入损耗 IL 和隔离度 IS。解答：插入损耗02lgfZIL隔离度0lrS9 请总结射频二极管的主要种类、特性和
10、应用领域。解答：种类特性 应用范围肖特基二级管具有更高的截止频率和更低的反向恢复时间用于射频检波电路，调制和解调电路，混频电路等PIN 二极管正偏置的时候相当于一个电流控制的可变电阻，可呈现非常低的阻抗，反偏置的是相当于一平行平板电容应用于射频开关和射频可变电阻变容二极管从导通到截止的过程中存在电流突变，二极管的等效电容随偏置电压而改变主要用于电调谐，还可用作射频信号源10 雪崩二极管、隧道二极管和 Gunn 二极管都具有负阻的特性，尽管形成负阻的机理完全不一致。请设计一个简单的电路，利用二极管的负阻特性构建一个射频振荡电路。解答：DZ 0 = 5 0 0 . 1 0 8 Z 0 = 5 0
11、0 . 1 3 5 5 0 11 1）试比较射频场效应管与射频双极型晶体管结构和特性上的差异。2）试讨论晶体管小信号模型和大信号模型的主要区别。请问能否使用晶体管大信号模型分析射频小信号。解答：场效应管是单极性器件，只有一种载流子对通道电流做出贡献，属于压控器件，通过栅极-源极的电压控制源极-漏极电流变化；使用 GaAS半导体材料 MISFET 的截止频率可以达到 6070GHz,，HEMT 可以超过 100GHz，因此在射频电路设计中经常选用它们作为有源器件使用；双极型晶体管分为 PNP 和 NPN 两种类型，其主要区别在于各级的参杂类型不一致，属于电流控制器件，正常工作时，基极-发射极处于
12、正偏，基极-发射极处于反偏；通过提高掺杂浓度和使用交指结构，可以提高其截止频率，使其可以在整个射频频段都能正常工作大信号模型是一个非线性模型，晶体管内部的等效的结电容和结电阻会发生变化，小信号模型是一个线性模型，可认为晶体管的个参数保持不变。能使用晶体管的大信号模型分析射频小信号。12 肖特基二极管的伏安特性为 1ASVIRSIe其中反向饱和电流为 120，电阻 RS=1.5。试编写计算机程序，计算当 VA 在 0V10V 之间变化时，肖特基二极管电流 I 的变化。#include math.hfloat dl(float Va)float i1;if(Va1e-3)u=wl/h;qiua()
13、;qiub();qiuef() ;qiuf();zl=qiuz();u=wh/h;qiua();qiub();qiuef() ;qiuf();zh=qiuz();w=(wl+wh)/2;u=w/h;qiua();qiub();qiuef() ;qiuf();z=qiuz();t=(z-z0)/z0;if(zz0)if(zhz0)wh=w;elsewl=w;elseif(zlz0)wh=w;elsewl=w; printf(%10.6f,w);getch() ;子函数同上21. 有一款免费的 Smith 圆图软件，大小只有几百 kB 字节。请在互联网上搜索并下载该软件，通过帮助文件学习软件的使用
14、方法，然后验证习题中利用 Smith 圆图计算的结果。解答:电子资源网可以找到.习题 4：1 比较两端口网络阻抗矩阵、导纳矩阵、转移矩阵、混合矩阵的定义，讨论四种网络参数的主要特点和应用。解答:见表 4-12 分析如图 4-26 所示 T 形网络的阻抗，求该两端口网络的矩阵 Z、导纳矩阵Y和转移矩阵A。Z2v1i1i2v2+Z1Z3图 4-26 T 形网络解答:转移矩阵13122ZABCDZ阻抗矩阵12123Z导纳矩阵32122 1132ZYZ3 一段电长度为l 特性阻抗为 Z0 的无耗传输线的转移矩阵A 为00cossin1icljZlAj当传输线终端连接阻抗为 ZL 的负载时，试分析该传输
15、线输入阻抗 ZIN 与负载 ZL的关系。解答:01 20cossiniljlvvji iZ1220cossinivljlij01lINlZjtgi4 在射频放大电路设计中，为了提高放大电路的性能经常采用共基极晶体管放大电路，如图 4-27 所示。根据射频晶体管的等效电路模型，请计算分析给出等效电路的两端口网络的混合参数h。B BCEIEICB J TB BCEIBICB J TrB ErC EI B I BrB CvE BvC B图 4-27 晶体管共基极放大电路解答:混合矩阵 11212vihiv2100|()CBBECEvvrhii112|1BiiCEBr001|()CBvvhii2 1|1BiiCEBCrr5 通过转移矩阵A 可以方便地计算级联两端口网络的电路，因此经常涉及到转移矩阵与其他网络参数的相互转换。请计算分析给出转移矩阵A与导纳矩阵Y 之间的相互转换计算公式。解答: 转移
