北京工業(yè)大學通信電路原理第112章習題答案.pdf
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1 通 信 電 路 原 理 第 一 章 習 題 答 案l-12 已 知 調 制 信 號 的 頻 率 范 圍 為 40Hz～ 4.5kHz。 用 這 個 信 號 去 調 制 載 頻 為640kHz的 高 頻 信 號 ， 求 調 幅 后 ， 電 臺 所 占 的 頻 帶 寬 度 是 多 少 ？解 ： 調 制 信 號 頻 譜 ： 640kHz載 頻 頻 譜 ：∵ Fmax=4.5kHz∴ 調 幅 后 : BAM=BDSB=24.5=9kHzB SSB=4.5kHzAM： DSB：SSB： 注 意 ： 載 頻 和 Fmin(40Hz)與 帶 寬 無 關 。1-13 設 短 波 波 段 的 波 長 是 16.7～ 136.5m， 各 調 制 信 號 的 最 高 頻 率 為 4.5kHz，問 在 此 波 段 內 最 多 能 設 置 多 少 個 調 幅 電 臺 ？解 ： fmax=C/λmin=(3108)m/16.7m=17964kHzfmin=C/λmax=(3108)m/136.5m=2197.8kHz信 道 頻 率 范 圍 ： fmax ?fmin≈15766kHz∵ Fmax=4.5kHz， B 雙 邊 帶 =24.5=9kHz， B 單 邊 帶 =4.5kHz∴ 雙 邊 帶 調 幅 電 臺 設 置 數(shù) ：理 論 值 （ 最 多 ） ： 15766/9≈1751 個實 際 （ 設 各 電 臺 間 隔 10kHz） ： 15766/(9+10)≈829 個單 邊 帶 調 幅 電 臺 設 置 數(shù) ：理 論 值 （ 最 多 ） ： 15766/4.5≈3503個實 際 （ 設 各 電 臺 間 隔 10kHz） ： 15766/(4.5+10)≈1087 個 2 1-14 某 電 視 臺 的 圖 像 載 頻 的 頻 率 是 57.75MHz， 它 的 波 長 是 多 少 ？ 如 果 用 最高 頻 率 為 6MHz 的 視 頻 信 號 去 作 雙 邊 帶 調 幅 。 問 這 個 電 視 頻 道 所 占 的 頻 率 帶 寬是 多 少 MHz？解 ： λ=C/fo =(3108)/(57.75106)≈5.1948mB=26=12MHz注 意 ： 載 頻 與 帶 寬 無 關1-17 一 個 單 頻 率 調 幅 信 號 ， 設 調 幅 系 數(shù) m A=0.3和 l時 ， 邊 頻 功 率 和 載 頻 功率 之 比 為 多 少 ？ 能 量 利 用 率 η為 多 少 ？解 ： 由 單 頻 F調 制 幅 度 頻 譜 ： 令 ： 單 位 電 阻 上 的 功 率m A=1時 ：m A=0.3時 ：m A=0.5時 ： 3 l-20 用 頻 率 40Hz~15kHz的 調 制 信 號 （ 振 幅 不 變 ） 進 行 調 頻 、 調 相 ， 調 頻時 最 大 頻 偏 Δfmax=50kHz， 為 常 數(shù) ； 調 相 時 ， 調 相 系 數(shù) m P=0.5rad， 也 為 常 數(shù) 。試 求 調 頻 時 ， 調 頻 系 數(shù) m F的 變 化 以 及 調 相 時 頻 偏 Δf的 變 化 ？解 ： 已 知 ： F： 40Hz~15kHz變 化 ， 振 幅 VΩm不 變FM:∵ Δfm=Fm F =50kHz（ 不 變 ）∴ m Fmax=Δfm/Fmin =50kHz/40Hz=1250m Fmin=Δfm/Fmax =50kHz/15kHz=3.33B FMmax=2(Δfm +Fmax)=2(50k+15k)=130kHzBFMmin=2(Δfm +Fmin)=2(50k+0.04k)=100.08kHz（ 因 為 隨 m F隨 F反 比 變 化 ， Δfm不 變 ， BFM變 化 范 圍 較 小 ）PM:∵ m P=0.5rad（ 不 變 ）∴ Δfm max=Fmaxm F=40Hz0.5=20HzΔfm min=Fminm F=15kHz0.5=7.5kHzBPMmax=2(Δfm max +Fmax)=2(7.5k+15k)=45kHzBPMmin=2(Δfm min +Fmin)=2(0.02k+0.04k)=0.12kHz（ 因 為 m F不 變 ， Δfm隨 F正 比 變 化 ， BFM變 化 范 圍 很 大 ）1-23 畫 一 個 超 外 差 式 調 頻 接 收 機 的 框 圖 ， 并 畫 出 各 主 要 點 的 波 形 圖 與 頻 譜圖 。 解 ： 超 外 差 式 調 頻 接 收 機 框 圖 ， 各 主 要 點 的 波 形 圖 與 頻 譜 圖 。 4 通 信 電 路 原 理 第 四 章 習 題 答 案4-4有 人 說 “晶 體 管 的 β值 是 個 常 數(shù) ， 基 本 不 變 ”， 請 問 這 種 說 法 有 沒 有 條 件 限制 ， 有 什 么 條 件 限 制 ？解 ： 有 限 制 。當 f 工 作 fβ時 ， 隨 著 f 工 作 ↑， β↓， |β|≈fT /f 工 作4-5 巳 知 某 電 視 機 高 放 管 的 fT =1000MHz， βo=100， 假 定 要 求 放 大 頻 率 是1MHz、 10MHz、 100MHz、 200MHz、 500MH的 信 號 ， 求 高 放 管 相 應 的 |β|值 。解 ： 已 知 ： f T =1000MHz， βo=100，則 ： fβ=fT /βo=1000MHz/100=10MHz（ 1） f 工 作 =1MHz時 ， ∴ f 工 作 <>fβ ∵ |β|≈fT /f 工 作 =1000/100=10f 工 作 =200MHz時 ， ∴ f 工 作 >>fβ ∵ |β|≈fT /f 工 作 =1000/200=5f 工 作 =500MHz時 ， ∴ f 工 作 >>fβ ∵ |β|≈fT /f 工 作 =1000/500=2 5 4-10巳 知 一 調 諧 放 大 器 加 題 圖 4-45所 示 ， 回 路的 諧 振 頻 率 為 465kHz， 回 路 電 感 L的 Qo =100， 放大 管 的 Coe =10pF， Roe=30kΩ， Yfe=50mA/V， 其 他 參數(shù) 如 圖 中 所 列 ， 試 求 ：（ 1） 畫 出 放 大 器 的 高 頻 等 效 電 路 ；（ 2） 回 路 電 感 L值 ；（ 3） 放 大 器 的 通 頻 帶 寬 度 ；（ 4） 為 使 電 路 穩(wěn) 定 ， 請 在 適 當 地 方 加 上 中 和 電 路 ，并 標 出 中 和 元 件 的 大 致 值 ；（ 5） 計 算 本 放 大 器 諧 振 時 的 電 壓 增 益 。 圖 4-45解 ：（ 1） 放 大 器 的 高 頻 等 效 電 路 （ 2） 計 算 回 路 電 感 L值 mHCfL pfCpCpCC TTpTTp CfLkHzLCf o Loe oo 58.0106.202104654 14 1 6.2022525110254200 5110020,5210040 4 14652 1 1223222 22211 21 22 ??????? ????????? ???? ???? ?）（代 入則且 總 ?? ??? 6 （ 3） 計 算 放 大 器 的 通 頻 帶 寬 度 kHzQfB LCgQ sgpgpgg sRgsRg sLQg LL Loe oeoeLL oo 4.192410465 248.5 6.202245.0 11058.0 106.20210245.0 11 )(10245.010312411031244109.5 )(10311,)(10311 )(109.51058.0104652100 11 307.0 3124 434622210 43 6330 ???? ??????? ?????????????? ?????? ????????? ??? ???? ?? ??通 頻 帶有 載則且 回 路 總總總 ???（ 4） 中 和 電 容 C N的 位 置 如 圖 中 所 示 ， CN的 大 致 值 為 0.5~5pf（ 5） 放 大 器 諧 振 時 的 電 壓 增 益 1630245.0 410245.0 10505152 4 321 ??? ????? ? ?總g YppA feV4-18 在 調 諧 放 大 器 的 LC回 路 兩 端 并 接 一 電 阻 ， 會 對 放 大 器 的 諧 振 增 益 、 、選 擇 性 、 穩(wěn) 定 性 等 各 項 指 標 產 生 什 么 影 響 ？解 ： ∴ 原 調 諧 放 大 器 LC并 聯(lián) 回 路 沒 有 并 接 電 阻 ， 可 以 認 為 并 接 電 阻 無 窮 大∵ 并 接 電 阻 后 ， R↓(g↑)→ 回 路 Q↓∴ R↓(g↑)→ 回 路 Q↓ ∵（ 1） 諧 振 增 益 AV=(P1P2|Yfe|)/g， g↑→AV↓（ 諧 振 增 益 下 降 ）（ 2） B0.7=fo/Q， Q↓→B0.7↑（ 通 頻 帶 變 寬 ）（ 3） B0.7和 B0.1同 時 ↑， K0.1=B0.1/B0.7不 變 ，但 隨 著 Q↓， B0.7↑， 抑 制 比 ↓（ 帶 外 衰 減 變 慢 ） ， （ 選 擇 性 變 差 ）（ 4） 隨 著 諧 振 增 益 AV↓， （ 穩(wěn) 定 性 變 好 ）4-19一 收 音 機 的 中 放 電 路 ， 共 有 三 級 調 諧 回 路 ， 頻 率 均 為 465kHz， 被 放 大的 信 號 帶 寬 為 9kHz， 試 求 每 級 放 大 器 的 通 頻 寬 度 及 品 質 因 數(shù) 。解 ： 已 知 ： f o =465kHz， B 信 號 =9kHz設 ： 三 級 單 調 諧 回 路 放 大 器 ， 帶 寬 壓 縮 系 數(shù) 為 0.51每 級 ： B0.7=B 信 號 /0.51=9kHz/0.51≈18kHz每 級 ： Q=fo /B0.7=465/18≈25.8 7 4-21請 在 圖 4-18（ a） 的 單 調 諧 放 大 電 路 中 加 中 和 電 容 ， 并 標 明 中 和 電 容 的大 致 值 。解 ： 如 圖 所 示正 確 連 接 CN：② 點 ， 同 名 端 正 確 選 擇 后 ， 經(jīng) 由 CN反 饋 的 Vf與 經(jīng) 由 C b’c反 饋 的 Vo（ Vce） 反 相 180o， 實 現(xiàn) 負反 饋 ， CN在 0.5~5pf 范 圍 內 取 值 ， 當 CN取 值 等于 C b ’c時 ， 可 消 除 的 C b’c影 響 ， 使 放 大 器 穩(wěn) 定工 作 。不 正 確 連 接 CN：① 點 ， Vcc交 流 接 地 ；③ 點 ， Vf與 Vo（ Vce） 同 相 ， 為 正 反 饋 ；④ 點 ， 直 流 、 交 流 均 接 地 。通 信 電 路 原 理 第 五 章 習 題 答 案5-8 已 知 題 圖 5-4所 示 的 兩 個 小 信 號 放 大 系 統(tǒng) ， 試 回 答 ： 題 圖 5-4（ 1） 輸 出 噪 聲 功 率 Pno=PniAPA1APA2APA3 對 不 對 ？ 為 什 么 ？不 對 ， 沒 有 考 慮 3個 單 元 電 路 各 自 產 生 的 噪 聲 Pnn1、 Pnn2、 Pnn3正 確 ： Pno=PniAPA1APA2APA3+Pnn1APA2APA3+Pnn2APA3+Pnn3（ 2） 兩 個 系 統(tǒng) 各 自 的 噪 聲 系 數(shù) ？系 統(tǒng) 1： Nf=Nf1+(Nf2-1)/APA1+(Nf3-1)/(APA1APA2)=1.5+(3-1)/20+(4-1)/(2015)=1.5+2/20+3/300=1.61系 統(tǒng) 2： N f=Nf1+(Nf2-1)/APA1+(Nf3-1)/(APA1APA2)=3+(4-1)/15+(1.5-1)/(1510)=3+3/15+0.5/150=3.2003（ 3） 這 兩 個 系 統(tǒng) 的 指 標 分 配 哪 個 較 合 理 ？ 為 什 么 ？系 統(tǒng) 1指 標 分 配 合 理 ， 因 為 前 級 的 Nf1小 和 APA1大 ， 所 以 Nf 為 1.61（ 比系 統(tǒng) 2的 Nf=3.2更 接 近 于 1） ， 則 系 統(tǒng) 1的 噪 聲 性 能 優(yōu) 于 系 統(tǒng) 2。 8 通 信 電 路 原 理 第 六 章 習 題 答 案6-5若 非 線 性 器 件 的 伏 安 特 性 為 i=αo+α1 v+α2v2能 否 用 它 進 行 混 頻 、 調 幅 和 振 幅檢 波 ？ 并 說 明 原 因 。解 ： 由 i=αo+α1 v+α2v2 ， （ v 為 輸 入 電 壓 ， i為 輸 出 電 流 ， i與 v為 非 線 性 關 系 ）（ 1） 外 加 兩 個 頻 率 的 信 號 電 壓 ： v=V1mcosω1t+V2mcosω2t將 v帶 入 上 式 ， 得 ： 將i=αo+α1(V1mcosω1t+V2mcosω2t)+α2(V1mcosω1t+V2mcosω2t)2=α o+α1V1mcosω1t+α1V2mcosω2t+α2 (V21mcos2ω1t+V22mcos2ω2t+2V1mV2mcosω1tcosω2t)=αo+α1V1m cosω1t+α1V2m cosω2t+α2[(V21m/2)(1+2cos2ω1t)+(V22m/2)(1+2cos2ω2t)]+α2V1mV2m[cos(ω1+ω2)t+cos(ω1?ω2)t]可 見 ：輸 出 電 流 i中 ， 含 有 cos2ω1t， cos2ω2t項 ， 由 窄 帶 BPF選 出 ， 可 實 現(xiàn) 2倍 頻 ；含 有 [cos(ω1+ω2)t+cos(ω1?ω2)t]， 由 一 定 帶 寬 BPF選 出 ， 可 實 現(xiàn) 混 頻 、 調 幅 ；（ BPF： 帶 通 濾 波 器 ）（ 2） 外 加 任 意 調 幅 信 號 ， 由 一 定 帶 寬 LPF選 出 ， 可 實 現(xiàn) 檢 波 （ 見 6-6題 ） 。6-6 上 題 中 ， 若 所 加 電 壓 是 調 幅 波 信 號 ， 即 v=V m (1+m cos?t)cosωot試 分 析 i中 是 否 含 cos?t調 制 信 號 分 量 ， 若 要 將 調 制 分 量 取 出 ， 應 增 接 什 么 濾 波電 路 ？解 ： 由 i=αo+α1 v+α2v2將 v帶 入 上 式 ， 得 ：i=αo+α1[Vm (1+m cos?t)cosωot]+α2[Vm (1+m cos?t)cosωot]2=αo+α1 Vm [cosωot+m cos?tcosωot]+α2[V2m (1+m cos?t)2cos2ωot]=α o+α1 Vm [cosωot+m cos?tcosωot]+α2 V2m [(1+2m cos?t+m 2cos2?t)1/2(1+cos2ωot)]=αo+α1 Vm [cosωot+m cos?tcosωot]+(α2V2m)/2[1+2m cos?t+m 2cos2?t+cos2ωot+2m cos?tcos2ωot+m 2cos2?tcos2ωot]可 見 ：輸 出 電 流 i中 ， 含 有 2m cos?t(調 制 信 號 電 壓 )項 ， 由 一 定 帶 寬 的 LPF 選 出 ，可 實 現(xiàn) 檢 波 。LPF帶 寬 要 求 ： （ ?=2πF） BLPF =fH ≥F（ LPF： 低 通 濾 波 器 ， BLPF： LPF帶 寬 ， fH： LPF上 限 截 止 頻 率 ） 9 6-8題 圖 6－ 1是 晶 體 管 的 轉 移 特 性 ， 用 它 來 作 二 倍頻 ， 為 了 使 ic中 的 二 次 諧 波 振 幅 達 到 最 大 值 ， 工 作點 應 如 何 取 定 。 （ 已 知 輸 入 信 號 振 幅 為 2V）解 ： ∵ φ=60o時 ， ic中 的 二 次 諧 波 振 幅 Ic2最 大又 ∵ cosφ=(VD?VQ)/Vm∴ VQ =VD?Vmcosφ=0.7?2cos60o=0.7?20.5=?0.3V6-9上 題 ， 若 作 三 倍 頻 ， 在 其 他 條 件 均 相 同 時 ， 工 作 點 應 在 二 次 倍 頻 的 工作 點 之 左 還 是 之 右 ， 為 什 么 ？解 ： ∵ φ=40o時 ， ic中 的 二 次 諧 波 振 幅 Ic3最 大又 ∵ 二 次 倍 頻 φ=60o時 ， 工 作 點 為 ?0.3V∴ 工 作 點 由 ?0.3V左 移 ， 可 使 導 通 角 φ由 60o減 小 到 40o驗 證 ：VQ =VD?Vmcosφ=0.7?2cos40o=0.7?20.766=?0.832V 10 6-15已 知 電 路 框 圖 如 題 圖 6-5所 示 ， 試 問（ 1） 若 v1=V1mcos?t， v2=V2mcosωot， 輸 出vo可 否 得 到 平 衡 調 幅 波 ， 濾 波 器 應 有 何 要求 ？（ 2） 若 v1=V1m(1+m cos?t)cosωt，v2=V2mcosωt， 要 求 實 現(xiàn) 同 步 檢 波 、 還 原 出調 制 信 號 cos?t， 則 濾 波 器 應 如 何 要 求 ？（ 3） 要 實 現(xiàn) 二 倍 頻 ， 使 v1=v2=Vm cosωt， 對 嗎 ？ 為 什 么 ？解 ：（ 1） 若 v 1=V1mcos?t， v2=V2mcosωot∵ v=kv1 v2=kV1mcos?tV2mcosωot=(kV1mV2m)/2[cos(ωo+?)t+cos(ωo??)t]∴ 經(jīng) BPF可 以 得 到 平 衡 調 幅 波BPF要 求 ： （ ?=2πF， ωo =2πfo)BPF中 心 頻 率 =fo ， BPF通 頻 帶 BBPF≥2Fvo=(kV1mV2m)/2[cos(ωo+?)t+cos(ωo??)t]（ 2） 若 v1=V1m(1+m cos?t)cosωt， v2=V2mcosωt，∵ v=kv 1 v2=kV1mV2m (1+m cos?t)cosωtcosωt=kV1m V2m (1+m cos?t)cos2ωt=(kV1m V2m)/2[(1+m cos?t)(1+cos2ωt)]=(kV1m V2m)/2[1+m cos?t+cos2ωt+m cos2ωtcos?t]=(kV1m V2m)/2[1+m cos?t+cos2ωt+(m/2)cos(2ω+?)t+(m/2)cos(2ω??)t]∴ 含 有 cos?t(調 制 信 號 電 壓 )項 ， 由 一 定 帶 寬 的 LPF 選 出 ， 可 實 現(xiàn) 同 步 檢 波 。LPF帶 寬 要 求 ： （ ?=2πF） BLPF =fH ≥Fvo=[(km V1m V2m)/2]cos?t（ 3） 要 實 現(xiàn) 二 倍 頻 ， 使 v 1=v2=Vm cosωt∵ v=kv1 v2=cos2ωt=(kV2m)/2(1+cos2ωt)=(kV2m)/2+[(kV2m)/2]cos2ωt∴ 含 有 cos2ωt項 ， 由 窄 帶 BPF 選 出 ， 可 實 現(xiàn) 2倍 頻 。BPF要 求 ：BPF中 心 頻 率 =fo ， BPF通 頻 帶 很 窄vo=[(kV2m)/2]cos2ωt 11 通 信 電 路 原 理 第 七 章 習 題 答 案7-2低 頻 功 率 放 大 器 能 工 作 在 丙 類 嗎 ？ 為 什 么 ？解 ：（ 1） 無 法 直 接 工 作 于 丙 類 ， 因 為 基 帶 低 頻 信 號 正 、 負 變 化 ， 且 幅 度 變 化 劇 烈 ，丙 類 電 路 輸 出 的 余 弦 脈 沖 序 列 的 基 波 信 號 中 ， 只 含 有 部 分 幅 度 較 大 的 基 帶 低 頻 信號 。 一 般 采 用 乙 類 或 甲 乙 類 放 大 。（ 2） 特 殊 情 況 下 ， 若 將 基 帶 低 頻 信 號 轉 換 為 PDM信 號 后 ， 可 以 工 作 在 丙 類 ，但 很 少 采 用 。 而 將 基 帶 低 頻 信 號 轉 換 為 PDM信 號 后 ， 一 般 采 用 丁 類 放 大 。7-4丙 類 放 大 器 為 什 么 一 定 要 用 調 諧 回 路 作 為 負 載 ？ 回 路 若 失 諧 將 產 生 丙 類 怎 樣結 果 ？ 回 路 改 用 純 阻 將 產 生 怎 樣 結 果 ？丙 類 放 大 器 的 導 通 角 φfo時 ，L2C2回 路 為 電 感 特 性 ；滿 足 fL1C1
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