高频复习题 第3章 高频信号放大器

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fß是指当短路电流放大倍数|ß|下降到低频ß0的       时所对应的工作频率。3.1-2矩形系数是 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 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有什么特点,各适用于什么场合?3.2-3说明fβ、fTβ、fɑ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θ为：(a)θ>90。；(b)θ=90。；(c)θ<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3.2-103.2-10.一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=Ubcosωct时,uc=Ucmcos5ωct,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,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ub=1.2cosωtV,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ηc反而增加,但Ec、Ucm、uBEmax不变。试问此时放大器工作在什么状态?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’=50Ω,Cb’c=3pF,βo=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=55μS,Coe=18pF,yfe=36.8mS,yre=0。回路电容C=200pF,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 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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=4μH、Qo=100,N23=5、N13=20、N45=6,晶体管在直流工作点的参数为goe=200μS,Ceo=7PF,gie=2860μS,Cie=18PF,|yfe|=45mS,Φfe=-54o，yre=0。试求:(1)画高频等效电路;(2)计算C、Au0、2Δf0.7、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=4μH,Qo=100,N13=20,N坦=6,Nω=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|、2Δf0.7，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S≥5,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,2Δf0.7=500KHz,|Auo|=100。晶体管的参数为yie=(2+j0.5)mS;yre≈0;yfe=(20-j5)mS;yoe=(20+j40)μS;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3.3-83.3-9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=1kΩ，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2△f0.7。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,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θ=180o时为1)。(2)放大器的Ec、Re、uBEmax均相同,但仅当θ=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=0.3cosωtV,uc=10cosωtV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Po、集电极损耗功率Pc、集电极效率ηc。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η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：η正：η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,θ=70o,求EBUbm的值；(2)作三倍频器时,若icm=500rnA,试求三次谐波输出最大时的EBUbm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UCES≈1V。不计基调效应,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ηT=1。(1)若放大器工作于欠压状态,输入电压的ub=1.2cos2π×106t(V)，RL=4Ω,求输出功率Po、集电极效率η。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=1.2cos2π×0.5×106t(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η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=8Ω,线圈L的品质因数Qo=100,工作频率f=2MHz若放大器要求的Re=40Ω,求L、C。                                                  3.3-21.一谐振功放工作于临界状态,已知f=175MHz，Re=46Ω,rA=50Ω,Co=40pF,集电极采用如图3.3-21所示的Ⅱ型网络来实现阻抗匹配,试计算C1、C2和L。图3.3-20图题3.3-213.3-22一谐振功放工作于临界状态,电源电压EC=24V,输出电压Ucm=22V,输出功率Po=5W,集电极效率可ηc=55%,求：(1)集电极功耗Pc,电流Ico、Ic1m，回路谐振电阻Re。(2)若Re增大一倍,估算Po;若Re减小一倍,估算Po。(3)若增加一管组成并联型谐振功放,且保持两管均处于临界工作,此时总输出功率Po∑=10w,问此时的回路谐振电阻Re=?3.3-23.一谐振功放,其动特性曲线为折线ABC,如图3.3-23所示。各点坐标值为:图3.3-23求：(1)集电极电源电压Ec。(2)集电极电流通角θ。(3)基极直流偏压EB。(4)放大器此时工作于什么状态?                           3.3-24.已知某谐振功率放大器电路如图3.3-24(a)所示,晶体管特性如图3.3-24(b)所示,且EC=26V,EB=UB’,icm=500mA,谐振回路元件参数如图3.3-24所标。问:(1)放大器这时工作于什么状态?画出动特性曲线。(2)若在放大器输出端接一负载电阻RL=400Ω(如图3.3-24(a)中所示),问：此时放大器将工作在什么状态?画出动特性曲线。图3.3-243.3-25.某晶体三极管的转移特性、输出特性以及用该管构成的谐振功率放大器如图3.3-25所示。已知该放大器导通期间的动特性为图中之AB段,β=20。求：图3.3-25放大器的直流偏压EB以及激励电压振幅Ubm；(2)为使放大器输出功率最大,负载电阻RL应改为多大(其他条件不变)?并计算此时放大器输出功率Po、直流电源供给功率PE、集电极效率ηc。3.3-26.有两个功率放大器,采用相同的功率管,一个是双电源供电的乙类OTL电路,其集电极负载为RL,另一个是乙类工作的单管谐振功率放大器,在集电极上呈现的谐振电阻为Re。设RL=Re,且两放大器的Ec、Ubm均相同。(1)若功率管导通时工作在放大区,试画出它们的集电极电流和集电极电压波形,并比较两放大器的输出电压幅值；(2)增大RL和Re,使功率管进入特性的饱和区,试画出它们的集电极电压和电流波形。3.3-27.已知某谐振功率放大器,基极偏置电压EB=-0.2V,晶体管导通电压UB’=0.6V,临界饱和线斜率Scr=0.4S。放大器的电源电压为Ec=24V。集电极回路负载谐振电阻Re=50Ω,激励电压振幅Ubm=1.6V,输出功率Po=lW。试求：集电极电流最大值icmaz,输出电压幅度Ucm,集电极效率ηc；放大器工作在什么状态?当Re变为何值时,放大器可以工作于临界状态?这时输出功率Po、集电极效率ηc分别等于多少?3.3-28.某高频功放的动特性曲线如图3.3-28中的折线ABC所示,(1〉画出ic和uCE的波形。(2)试求偏置电压EB和激励电压ub的振幅Ubm。(3)求输出功率Po和效率η。图3.3-283.3-29某谐振功率放大器调整在临界状态,输出功率为25W,通角θ=60o电源电压Ec=30V,功放管的临界饱和线的斜率Scr=1.8A/V。分解系数αo(60o〉和α1〈60o)可查表确定。(1)求电源提供功率PE、效率市和管耗PC。(2)求匹配网络应提供的最佳负载电阻儿Recr。(3)若负载回路发生失谐,有何危险?3.3-30某一晶体管谐振功率放大器,设已知Vcc=24V,Ico=250mA,Po=5W,电压利用系数ξ=0.95。试求P=、ηc、Rp、Iclm和θc。3.3-31晶体管谐振功率放大器工作于临界状态,Rp=200Ω,Ico=90mA,Vcc=30V,。θc=90o。试求Po和ηc。3.3-32谐振功率放大器的Vcc、Ucm和谐振电阻Rp保持不变,当集电极电流的通角由100o减少为60o时,效率将怎样变化?变化了多少?相应的集电极电流脉冲的振幅怎样变化?变化了多少?3.3-33某一3DA4高频功率晶体管的饱和临界线跨导gcr=0.8S,用它做成谐振功率放大器,选定Vcc=24V,。θc=70o,IcM=5.2A,并工作于临界工作状态,试计算:Rp、P=P。、Pc和ηc。3.3-34高频功率放大器的欠压、临界、过压状态是如何区分的?各有什么特点?当Vcc、Ubm、Vbb、和Rp四个外界因素只变化其中一个因素时,功率放大器的工作状态如何变化?3.3-35某高频功率放大器工作于临界状态,输出功率Po=3W,θc=70o,已知晶体管的gcr=0.33S,gc=0.24S,Ubz=0.65V,Vcc=24V。计算出集电极电流脉冲振幅IcM、Ico、Iclm功率P=、效率ηc、谐振电阻以及Vbb、Ubm等值。3.3-36.谐振功率放大器原来工作于临界状态,它的通角θc为70o,输出功率为3W,效率为60%。后来由于某种原因,性能发生变化。经实测发现效率增加到68%,而输出功率明显下降,但Vcc、Ucm、ubemax不变,试分析原因,并计算这时的实际输出功率和通角。3.3-37谐振功率放大器原工作于欠压状态。现在为了提高输出功率,将放大器调整到临界工作状态。试问,可分别改变哪些量来实现?当改变不同的量调到临界状态时,放大器输出功率是否都是一样大?3.3-38有一谐振功率放大器工作于临界状态,已知Vcc=30V,Vbb=Ubz=0.6V,Ubm=0.35V,5=0.96,ξ=0.4S。试求Rp、Po、Pc、P=和ηc。在调试过程中,为保证管子安全工作,往往将输出功率减小一半,试问在不变动Rp和Vcc的条件下,能采用什么样的措施?3.3-39谐振功率放大器工作于临界状态。已知Vcc=18V,gcr=0.6S,θc=90o若Po=1.8W,试计算P=、Pc、ηc和Rp。若θc减小到80o。,各量又为何值?3.3-40图3.3-40是L型网络,它作为谐振功率放大器的输出回路。已知天线电阻rA=8Ω,线圈Qo=100,工作频率为2MKz,若放大器要求匹配阻抗Rp=40Ω，试求:L、C值。 图3.3-403.3-41.图3.3-41所示电路的负载为RL,则输入阻抗应为多大?图3.3-41