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第 6 章参考习题答案 - PowerPoint PPT Presentation


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第 6 章参考习题答案. 6-1 6-2 6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 6-8 6-9 6-10 6-11 6-12 6-13 6-14 6-15 6-16 6-17 6-18 6-19 6-20 6-21 6-22 6-23 6-24 6-25 6-26 6-27 6-28 6-29 6-30. 6 - 1 已知载波电压 u c =U C sinω C t ,调制信号如图所示, f C >>1/T Ω 。分别画出 m=0.5 及 m=1 两种情况下所对应的 AM 波波形以及 DSB 波波形。. 题 6—l 图. 解 6-1 ,各波形图如下.

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6章参考习题答案

6-16-26-36-46-5

6-66-76-86-96-10

6-116-126-136-14 6-15

6-16 6-17 6-186-196-20

6-216-226-236-246-25

6-266-27 6-286-296-30


6 1 u c u c sin c t f c 1 t m 0 5 m 1 am dsb
6-1 已知载波电压uc=UCsinωCt,调制信号如图所示,fC>>1/TΩ。分别画出m=0.5及m=1两种情况下所对应的AM波波形以及DSB波波形。

题6—l 图


6-1,各波形图如下


6 2 r l 100 u 0 t 4 1 0 5cos t cos c t v p av p c p
6-2 某发射机输出级在负载RL=100Ω上的输出信号为u0(t)=4(1-0.5cosΩt)cosωct V。求总的输出功率Pav、载波功率Pc和边频功率P边频。

解6-2

显然,该信号是个AM调幅信号,且m=0.5,因此


6 3 1 am 2 dsb 3 ssb

X

+

+

X

滤波器

X

X

6-3 试用相乘器、相加器、滤波器组成产生下列信号的框图(1)AM波;(2) DSB信号;(3)SSB信号。

解6-3


6-4 在图示的各电路中,调制信号uΩ(t)=UΩ cosΩt,载波电压uC=UCcosωct,且ωc>>Ω,UC>>UΩ,二极管VD1和VD2的伏安特性相同,均为从原点出发,斜率为gD的直线。(1)试问哪些电路能实现双边带调制?(2)在能够实现双边带调制的电路中,试分析其输出电流的频率分量。

题6—4 图


6-4


所以,(b)和(c)能实现DSB调幅

而且在(b)中,包含了ωc的奇次谐波与Ω的和频与差频分量,以及ωc的偶次谐波分量。

在(c)中,包含了ωc的奇次谐波与Ω的和频与差频分量,以及ωc的基频分量。


6-5试分析图示调制器。图中,Cb对载波短路,对音频开路; uC=UCcosωct, uΩ=UΩcosΩt(1)设UC及UΩ均较小,二极管特性近似为i=a0+a1u2+a2u2.求 输出uo(t)中含有哪些频率分量(忽略负载反作用)? (2)如UC>>UΩ,二极管工作于开关状态,试求uo(t)的表示式。 (要求:首先,忽略负载反作用时的情况,并将结果与(1) 比较;然后,分析考虑负载反作用时的输出电压。

题6-5图


6-5

(1)设二极管的正向导通方向为他的电压和电流的正方向,则:


2)


在考虑负载的反作用时

与不考虑负载的反作用时相比,出现的频率分量相同,但每个分量的振幅降低了。


6 6 r t 13t c t c t
6-6 调制电路如图所示。载波电压控制二极管的通断。试分析其工作原理并画出输出电压波形;说明R的作用(设TΩ=13TC, TC、TΩ分别为载波及调制信号的周期)。

解题6-6

设二极管为过原点的理想二极管,跨导为gD,,变压器变比为1:1.。电阻R可看作两个电阻的串联R=R1+R2则:当在uc的正半周,二极管都导通,导通电阻RD和R1、R2构成一个电桥,二极管中间连点电压为零,初级线圈中有电流流过,且初级电压为uΩ。当在uc的负半半周,二极管都截止,变压器初级下端断开,初级线圈中电流为零。下图是该电路的等效电路图。因此在uc的正半周,次级获的电压为:

题6-6图


通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含ωC±Ω频率分量


在图中通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含R的作用是用来调整两个二极管的一致性,以保证在二极管导通是电桥平衡,使变压器下端为地电位。


6通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含-7 在图示桥式调制电路中,各二极管的特性一致,均为自原点出发、斜率为gD的直线,并工作在受u2控制的开关状态。若设RL>>RD(RD=1/gD),试分析电路分别工作在振幅调制和混频时u1、u2各应为什么信号,并写出uo的表示式。

解6-7

当u2的正半周,二极管全部导通,电桥平衡,输出为零。

当u2的负半周,二极管全部截止,,输出为电阻分压。

所以输出电压为:


当做通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含AM调制时,u1应为载波信号,u2应为调制信号.

当做DSB调制时,u1应为调制信号,u2应为载波信号.

当做混频器时,u1应为输入信号,u2应为本振信号


6通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含-8 在图(a)所示的二极管环形振幅调制电路中,调制信号uΩ=UΩcosΩt,四只二极管的伏安特性完全一致,均为从原点出发,斜率为gd的直线,载波电压幅值为UC,重复周期为TC=2π/ωC的对称方波,且UC>>UΩ,如图(b)所示。试求输出电压的波形及相应的频谱。

题6—8图


通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含6-8


6通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含-9 差分对调制器电路如图所示。设:(1)若ωC=107rad/S,并联谐振回路对ωC谐振,谐振电阻RL=5kΩ,Ee=Ec=10V,Re=5kΩ,uC=156cosωCt mV, uΩ=5.63cos104t V。试求uo(t)。 (2)此电路能否得到双边带信号?为什么?


通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含6-9

(1)

(2)

该电路不能产生DSB信号,因为调制信号加在了线性通道,无法抑制载波分量。要想产生DSB信号,调制信号应该加在非线性通道,且信号幅度比较小(小于26Mv)。


6 10 u cos10 3 t v u c 50cos10 7 tmv 1 u o t 2 m
6通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含-10 调制电路如图所示。已知uΩ=cos103t V ,uC=50cos107tmV。试求:(1)uo(t)表示式及波形;(2)调制系数m。

题6—10图


通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含6-10(1)


可见,由通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含uC引起的时变电流分量是一个AM信号,而且调制深度m=0.5.输出电压为


6 11 a b c d
6通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含-11 图示为斩波放大器模型,试画出A、B、C、D各点电压波形。

题6—11图


通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含6-11


各点波形如下通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含


6 12 r c
6—12 通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含振幅检波器必须有哪几个组成部分?各部分作用如何?下列各图(见图所示)能否检波?图中R、C为正常值,二极管为折线特性。

题6-12图

解6-12

振幅检波器应该由检波二极管,RC低通滤波器组成,RC电路的作用是作为检波器的负载,在其两端产生调制电压信号,滤掉高频分量;二极管的作用是利用它的单向导电性,保证在输入信号的峰值附近导通,使输出跟随输入包络的变化。


(a)通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含不能作为实际的检波器,因为负载为无穷大,输出近似为直流,不反映AM输入信号包络。它只能用做对等幅信号的检波,即整流滤波。

(b)不能检波,因为没有检波电容,输出为输入信号的正半周,因此是个单向整流电路。

(c)可以检波

(d)不可以检波,该电路是一个高通滤波器,输出与输入几乎完全相同。


6 13 u s rc c g r g
6通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含-13 检波电路如图所示,uS为已调波(大信号)。根据图示极性,画出RC两端、Cg两端、Rg两端、二极管两端的电压波形。

题-13图

解6-13

各点波形如右图


6 14 u s 0 8 1 0 5cos t cos c tv f 5khz f c 465khz r d 125 r i k d
6通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含-14检波电路如图所示,其中us=0.8(1+0.5cosΩt)cosωCtV,F=5kHz,fC=465kHz,rD=125Ω.试计算输入电阻Ri、传输系数Kd,并检验有无惰性失真及底部切削失真。

解6-14

题6-14图


6通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含-15 在图示的检波电路中,输入信号回路为并联谐振电路,其谐振频率f0=106Hz,,回路本身谐振电阻R0=20kΩ, ,检波负载为10kΩ,C1=0.01μF,rD=100Ω.。(1)若is=0.5cos2πⅹ106t mA,,求检波器输入电压us(t)及检波器输出电压uo(t)的表示式; (2)若is=0.5(1+0.5cos2πⅹ103t)cos2πⅹ106t mA, 求uo(t)的表示式.


通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含6-15(1)

(2)


6通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含-16 并联检波器如图所示。输入信号为调幅波,已知C1=C2=0.01μF,R1=1kΩ,R2=5kΩ调制频率F=1kHz,载频fC=1MHz,二极管工作在大信号状态。(1)画出AD及BD两端的电压波形;(2)其它参数不变,将C2增大至2μF ,BD两端电压波 形如何变化?

题6-16图


通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含6-16

(1)此时低通网络的截止频率为

因为F<fH<fC,所以电路是正常检波。各点波形如下:


通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含2)当C2增大到2μF时

因为fH<<F,所以,BD端输出信号已不在是调制信号,而是直流,其大小约为输入AM信号中载波信号分量的振幅。


6 17 u s u s cos c t u r u r cos r t u r u s
6通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含-17 图示为一平衡同步检波器电路,us=Uscos(ωC+Ω)t,ur=Urcosωrt,Ur>>Us。求输出电压表达式,并证明二次谐波的失真系数为零。

解6-17

设二极管为过零点的理想折线特性 .检波效率为Kd

题6-17图


同样求锝通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含


因此通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含

当忽略高次项后,得到:

另外从上式可见,由于Ω二次谐波都是由coΩt的偶次方项产生的,但平衡输出后,n为偶次方项被彻底抵消掉了,所以输出只有调制信号的基频和奇次谐波分量,偶次谐波分量为0;而二次失真系数定义为Ω的二次谐波振幅与基频分量振幅之比,所以二次失真系数为0。


6 18 a b u 1 u 2 u 3 u 4 c
6通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含-18 图(a)为调制与解调方框图。调制信号及载波信号如图(b)所示。试写出u1、u2、u3、u4的表示式,并分别画出它们的波形与频谱图(设ωC>>Ω)。

题6-18图


通过次级谐振回路,选出所需要的频率。输出电压的只包含6-18


当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为2Ω时,得

经过低通滤波器后,


各点波形如下当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为


6当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为-19 已知混频器晶体三极管转移特性为:iC=a0+a2u2+a3u3,式中,u=UScosωSt+ULcosωLt,UL>>US,求混频器对于及(ωL-ωS)及(2ωL-ωS)的变频跨导。

解6-19

根据已知条件,电路符合线性时变条件。则线性时变跨导为


6当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为-20 设一非线性器件的静态伏安特性如图所示,其中斜率为a;设本振电压的振幅UL=E0。求当本振电压在下列四种情况下的变频跨导gC。(1)偏压为E0; (2)偏压为E0/2; (3)偏压为零; (4)偏压为-E0/2。

解6-20

设偏压为EQ,输入信号为uS=UScosωSt,且UL>>US,即满足线性时变条件。根据已知条件,则电流可表示为

题6-20图


6当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为-21 图示为场效应管混频器。已知场效应管静态转移特性为iD=IDSS(1-uGS/VP)2,式中,IDSS=3mA,VP=-3V.。输出回路谐振于465kHz,回路空载品质因数Q0=100,RL=1kΩ,回路电容C=600pF,接入系数n=1/7,电容C1、C2、C3对高频均可视为短路。现调整本振电压和自给偏置电阻Rs,保证场效应管工作在平方律特性区内,试求:(1)为获得最大变频跨导所需的UL;(2)最大变频跨导gC和相应的混频电压增益。

题6-21图


当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为1)为获得最大的不失真的变频跨导,应该调整自给偏压电阻,使场效应管的静态偏置工作点位于平方律特性的中点上。


输出回路在谐振时,它两端的总电导为当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为


6当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为-22 N沟道结型场效应管混频器如图所示。已知场效应管参数IDSS=4mA,Vp=-4V,本振电压振幅UL=1.8V,源极电阻Re=2kΩ。试求; (1)静态工作点的gmQ及变频跨导gC; (2)输入正弦信号幅度为lmV时,问漏极电流中频率为ωs、ωL、ωI的分量各为多少? (3)当工作点不超出平方律范围时,能否说实现了理想混频而不存在各种干抚。

题6-22图


当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为6-2(1)


当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为2)

因此可以看出:

(3)当工作点不超过平方律范围时,仍然会出现其他频率分量,如ωL、ωS、2ωS、2ωL、ωL+ωS,所以仍有失真。


6当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为-23 一双差分对模拟乘法器如图所示,其单端输出电流

试分析为实现下列功能(要求不失真):

(1)双边带凋制;

(2)振幅已调波解调;

(3)混频。

各输入端口应加什么信号电压?输出端电流包含哪些频率分量?对输出滤波器的要求是什么?


当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为6-23图


当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为6-23

(1)要实现双边带调幅,u1应为载波信号,u2应为调制信号,此时单端输出电流为


当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为2)要实现对AM信号的解调,u1应为插入载波信号,u2应为AM信号,此时单端输出电流为


当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为3)要实现混频,u1应为本振信号,u2应为输入信号,此时单端输出电流为


6 24 am dsb ssb u 1 u 2 f 0 b
6当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为-24 图示为二极管平衡电路,用此电路能否完成振幅调制(AM、DSB、SSB)、振幅解调、倍频、混频功能?若能,写出u1、u2应加什么信号,输出滤波器应为什么类型的滤波器,中心频率f0、带宽B如何计算?

题6-24图

解6-24

设输出滤波器的谐振频率为f0,调制信号最高频率为Fmax.

当满足U2>>U1的条件下,输出电流iL=2gDK(ω2t)u1,因此,


当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为1)将u1,加载波信号,u2,加调制信号,可实现AM调制。此时要求滤波器为带通滤波器,中心频率为载波频率,f0=fC,带宽为2倍的调制信号最高频率,B0.7=2Fmax,即输入信号的带宽。

(2)将u1,加调制信号,u2,加载波信号,可实现DSB或SSB调制。滤波器为带通滤波器DSB调制时,f0=fC,B0.7=2Fmax.。SSB调制时,B0.7=Fmax.- Fmin.≈Fmax,,

中心频率f0=fC+0.5( Fmax+ Fmin)。

(3)将u1,加调幅信号,u2,加插入载波信号,可实现振幅解调。此时要求滤波器为低通滤波器,滤波器的高频截止频率fH> Fmax. 。


当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为4)将u1,加正弦信号信号,u2不加信号,可实现倍频。此时要求滤波器为窄带滤波器,中心频率为所需倍频的频率。

(5)将u1,加调幅信号,u2,加本振信号,可实现混频。此时要求滤波器为带通滤波器,中心频率为中频频率,f0=fI=fL-fC,带宽为2倍的调制信号最高频率,B0.7=2Fmax.,即输入信号的带宽


6 25 300 3000 hz
6当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为-25 图示为单边带(上边带)发射机方框图。调制信号为 300~3000 HZ的音频信号,其频谱分布如图中所示。试画出图中各方框输出端的频谱图。

题6-25图


当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为6-25

各点频谱如下


6 26 f i 500 khz f l f s f s 1 501 mhz
6当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为-26 某超外差接收机中频fI= 500 kHz,本振频率fL<fs,在收听人fs =1.501 MHz的信号时,听到哨叫声,其原因是什么?试进行具体分析(设此时无其它外来千扰)。

解6-26

由于混频电路的非线性作用,有用输入信号和本振信号所产生的某些组合频率分量接近中频频率,对有用中频形成干扰,经检波后差拍出音频频率,即干扰哨声。

根据已知条件,得,本振频率fL=fs-fI=1501-500=1001kHz

根据


可以找出,当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为

p=2,q=1时产生3阶干扰,2fL-fS=2002-1501=501kHz

p=4,q=3时产生7阶干扰;3fS-4fL=4503-4004=503kHz

p=5,q=3时产生8阶干扰;5fL-3fS=5005-4503=502kHz

p=7,q=5时产生12阶干扰,5fS-7fL=7505-7007=498kHz

等等,尤其是3阶干扰最为严重。


6当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为-27 试分析与解释下列现象: (1)在某地,收音机接收到 1090 kHz信号时,可以收到 1323 kHz的信号; (2) 收音机接收 1080 kHz信号时,可以听到 540 kHz信号; (3)收音机接收 930 kHz信号时,可同时收到 690 kHz和 810 kHz信号,但不能单独收到其中的一个台(例如另一电台停播)。

解6-27

(1)

接收到 1090 kHz信号时,同时可以收到 1323 kHz的信号;证明1323kHz是副波道干扰信号,它与本振信号混频,产生了接近中频的干扰信号。此时本振频率为fL=1090+465=1555kHz,根据pfL-qfJ=±fI的判断条件,当p=2,q=2时,2fL-2fJ=3110-2646=464≈fI。因此断定这是4阶副波道干扰。


(2)当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为

接收到 1080 kHz信号时,同时可以收到540 kHz的信号;证明也是副波道干扰信号,此时本振频率为fL=1080+465=1545kHz,当p=1,q=2时, fL-2fJ=1545-1080=465=fI。因此断定这是3阶副波道干扰。

(3)

当接收有用台信号时,同时又接收到两个另外台的信号,但又不能单独收到一个干扰台,而且这两个电台信号频率都接近有用信号并小于有用信号频率,根据fS-fJ1=fJ1-fJ2的判断条件,930-810=810-690=120kHZ,因此可证明这可是互调干扰,且在混频器中由4次方项产生,在放大器中由3次方项产生,是3阶互调干扰。


6 28 0 55 25 mhz f i 455 khz f l f s 6
6当带通滤波器的中心频率为载波频率,且带宽为-28 某超外差接收机工作频段为 0.55~25 MHz,中频fI=455 kHZ,本振fL>fs。试问波段内哪些频率上可能出现较大的组合干扰(6阶以下)。

解6-28

可以看出,因为没有其他副波道干扰信号,所以可能出现的干扰只能是干扰哨声。根据


上述结果说明,一旦接收信号频率和中频确定后,那么形成干扰哨声的点也就确定了,而且最严重的是那些阶数较低的干扰。上述结果说明,一旦接收信号频率和中频确定后,那么形成干扰哨声的点也就确定了,而且最严重的是那些阶数较低的干扰。


6上述结果说明,一旦接收信号频率和中频确定后,那么形成干扰哨声的点也就确定了,而且最严重的是那些阶数较低的干扰。-29 某发射机发出某一频率的信号。现打开接收机在全波段寻找(设无任何其它信号),发现在接收机度盘的三个频率(6.5 MHz、7.25 MHz、7.5 MHZ)上均能听到对方的信号,其中以 7.5 MHZ的信号最强。问接收机是如何收到的?设接收机人fI=0.5 MHZ,fL>fs.

解6-29

(1)从给定的题可以看出,7.5MHz信号最强,说明发射频率就是7.5MHz。而调谐到在6.5 MHz和7.25 MHz时听到的信号是7.5MHz信号对其形成的干扰

(2)在调谐到6.5 MHz时

此时,fS=6.5 MHz,本振频率fL=fS+fI=6.5+0.5=7MHz,干扰信号频率fJ=7.5MHz,且fJ-fL=7.5-7=0.5 MHz = fI,所以7.5MHz信号正好是6.5 MHz信号的镜像干扰信号。


上述结果说明,一旦接收信号频率和中频确定后,那么形成干扰哨声的点也就确定了,而且最严重的是那些阶数较低的干扰。3)在调谐到7.25 MHz时

此时,fS=7.25 MHz,本振频率fL=fS+fI=7.25+0.5=7.75MHz, 干扰信号频率fJ=7.5MHz,且有 2fL-2fJ=15.5-15=0.5 MHz= fI,显然,这是干扰信号与本振信号的组合频率产生的4阶副波道干扰。


6 30 f s 20 mhz f j1 19 6 mhz f j2 19 2 mhz f i 3 mhz
6上述结果说明,一旦接收信号频率和中频确定后,那么形成干扰哨声的点也就确定了,而且最严重的是那些阶数较低的干扰。-30 设变频器的输入端除有用信号(fS=20 MHz)外,还作用着两个频率分别为fJ1=19.6 MHz,fJ2=19.2 MHz的电压。已知中频fI=3 MHz,问是否会产生干扰?干扰的性质如何?

解6-30

由于有两个干扰信号,而且这两个信号频率都接近并小于有用的信号频率。所以可能会产生互调干扰。因为fS- fJ1=20-19.6=0.4MHz, fJ1- fJ2=19.6=19.2=0.4MHz,满足fS- fJ1= fJ1- fJ2的条件,因此将产生3阶互调干扰。


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