關于高頻電子線路課后

7－1

角調(diào)波u（t）=10cos(2

ⅹ106t+10cos2000πt)

（V），試確定:（1）最大頻偏；（2）最大相偏；（3）信號帶寬；（4）此信號在單位電阻上的功率；（5）能否確定這是FM波還是PM波？（6）調(diào)制電壓。解7-1第2頁,共45頁，2024年2月25日，星期天7－2

調(diào)制信號uΩ=2cos2πⅹ103t+3cos3π*103t，調(diào)頻靈敏度kf=3kHZ/V，載波信號為uc=5cos2πⅹ107t(V)，試寫出此FM信號表達式。解7-2由題意可知：第3頁,共45頁，2024年2月25日，星期天

7－3

調(diào)制信號如圖所示。（1）畫出FM波的△ω(t)和△φ(t)

曲線；（2）畫出PM波的△ω(t)和△φ(t)曲線；（3）

畫出FM波和PM波的波形草圖。解7-3波形如下圖所示。題7—3圖第4頁,共45頁，2024年2月25日，星期天信號（a）在FM時，它們的頻率為線性變化，稱為線性調(diào)頻或掃頻信號；由于的積分限不定，所以波形實際上可沿縱坐標上下移動；第5頁,共45頁，2024年2月25日，星期天信號（b）在PM時，它們的頻率為線性變化，稱為線性調(diào)頻或掃頻信號；第6頁,共45頁，2024年2月25日，星期天信號（c）可以認為是數(shù)字信號，因此實現(xiàn)的調(diào)制為數(shù)字調(diào)制，又因為是二元信號，對它進行FM和PM分別稱為2FSK和2PSK。PM信號的波形與DSB信號的波形相同，故在數(shù)字調(diào)制中，可用產(chǎn)生DSB信號的方法產(chǎn)生PM（或PSK）信號。第7頁,共45頁，2024年2月25日，星期天7－4

頻率為

100MHz的載波被頻率被

5kHz的正弦信號調(diào)制，

最大頻偏為

50kHz。，求此時FM波的帶寬。若UΩ加倍，

頻率不變，帶寬是多少？若UΩ不變，頻率增大一倍，帶寬

如何？若UΩ和頻率都增大一倍，帶寬又如何

解7-4第8頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第9頁,共45頁，2024年2月25日，星期天7－5

電視四頻道的伴音載頻fc=83.75MHz，△fm=50kHz，F(xiàn)max=15kHz。(1)畫出伴音信號頻譜圖；（2）計算信號帶寬；（3）瞬時頻率的變化范圍是多少？解7-5因為沒有給定伴音調(diào)制信號的頻譜，而且伴音是一個多頻調(diào)制調(diào)頻波。由于調(diào)頻是非線性頻譜搬移，多個頻率分量調(diào)頻所產(chǎn)生的結果不能看作是每個頻率分量單獨調(diào)頻所得結果的線性疊加。因此，伴音信號的頻譜中除了包含載頻與調(diào)制信號各頻率分量的n次諧波的組合頻率分量外，還包含著載頻與調(diào)制信號的每一頻率分量的各次諧波分量一起產(chǎn)生的組合頻率分量。所以伴音信號的頻譜很復雜，無法正確畫出。第10頁,共45頁，2024年2月25日，星期天(3)(2)信號帶寬為第11頁,共45頁，2024年2月25日，星期天7－6

有一個AM和FM波，載頻均為1MHz，調(diào)制信號均為υΩ（t）=0.1sin(2πⅹ103t)V。FM靈敏度為kf=1kHz/V，動態(tài)范圍大于20V。（1）求AM波和FM波的信號帶寬；（2）若υΩ（t）=20sin(2π*103t)V，重新計算AM波和FM波的帶寬；(3)由此(1)、（2）可得出什么結論。解7-6(1)根據(jù)已知條件，調(diào)制信號頻率F=1000HzAM調(diào)幅時，信號帶寬為B=2F=2ⅹ1000=2000Hz。FM調(diào)制時，Δfm=0.1kf=100Hz,則調(diào)頻信號帶寬為BS=2(Δfm+F)=2(100+1000)=2200Hz.

第12頁,共45頁，2024年2月25日，星期天(3)比較（1）和（2）的結果，可以看到，AM調(diào)幅時的信號帶寬只取決于調(diào)制信號的頻率，而與調(diào)制信號的大小無關。對于FM調(diào)制，在窄帶調(diào)制時，信號帶寬基本上等于AM信號帶寬，但在寬帶調(diào)制時，主要取決于調(diào)制靈敏度和調(diào)制信號的振幅，帶寬基本不隨調(diào)制信號頻率而變化，可以看作是恒定帶寬。(2)若υΩ（t）=20sin(2π*103t),則：

AM調(diào)幅時，信號帶寬仍然B=2F=2ⅹ1000=2000Hz。但在FM調(diào)制時，Δfm=20kf=20Hz,則調(diào)頻信號帶寬為

BS=2(Δfm+F)=2(20+1)=42kHz.第13頁,共45頁，2024年2月25日，星期天7－7

調(diào)頻振蕩器回路的電容為變?nèi)荻O管，其壓控特性為Cj=Cj0/（1+2u）1/2。為變?nèi)荻O管反向電壓的絕對值。反向偏壓EQ=4V，振蕩中心頻率為10MHz，調(diào)制電壓為υΩ(t)=cosΩtV。（1）求在中心頻率附近的線性調(diào)制靈敏度；（2）當要求Kf2＜1％時，求允許的最大頻偏值。解7-7(1)變?nèi)荻O管的等效電容為第14頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第16頁,共45頁，2024年2月25日，星期天7－8

調(diào)頻振蕩器回路由電感L和變?nèi)荻O管組成。L=2uH，變?nèi)荻O管參數(shù)為:Cj0=225pF，γ=0.5，υφ=0.6V

，

EQ=-6V，調(diào)制電壓為υΩ（t）=3cos(104t)V。求輸出調(diào)頻波的（1）載頻；（2）由調(diào)制信號引起的載頻漂移；（3）最大頻偏；（4）調(diào)頻系數(shù)；（5）二階失真系數(shù)。

解7-8第17頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第19頁,共45頁，2024年2月25日，星期天7－9

如圖所示變?nèi)莨蹻M電路，fc=360MHz，γ=3，υφ=0.6V，υΩ(t)=cosΩtV。圖中Lc為高頻扼流圈，C3、C4和C5為高頻旁路電容。（1）分析此電路工作原理并說明其它各元件作用；（2）調(diào)節(jié)R2使變?nèi)莨芊雌妷簽?V，此時CjΩ=20pF，求L；（3）計算最大頻偏和二階失真系數(shù)。題7—9圖第20頁,共45頁，2024年2月25日，星期天解7-9（1）該電路是一個變?nèi)荻O管部分接入的直接調(diào)頻電路，C1、C2、Cj和L組成諧振回路，并與晶體管組成一個電容三點式振蕩器。調(diào)制信號經(jīng)Lc加到二極管上，形成隨調(diào)制信號變化的反向偏壓。當調(diào)制信號隨時間改變時，振蕩器的頻率也隨之改變，達到了調(diào)頻的目的。Lc為高頻扼流圈，C3、C4和C5為高頻旁路電容。Lc、C5和Lc、C4組成的低通濾波器保證了高頻正弦信號不會影響直流偏置，并避免了給電源帶來高頻干擾，C3對高頻信號相當短路，從而提高了振蕩器的環(huán)路增益。調(diào)節(jié)R2，可改變變?nèi)荻O管的靜態(tài)偏置電壓，達到調(diào)整中心載波頻率的目的。第21頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（2）第22頁,共45頁，2024年2月25日，星期天當調(diào)制信號不為0時第23頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（3）第25頁,共45頁，2024年2月25日，星期天7－10

圖示為晶體振蕩器直接凋頻電路，試說明其工作原理及各元件的作用。

題7—10圖第26頁,共45頁，2024年2月25日，星期天解7-10在該電路中，由晶體管，和偏置電阻R3、R4、R5、耦合電容C2、旁路電容CL、高頻扼流圈LC1和LC2、以及回路元件變?nèi)荻O管Cj、電容C1、C2、C3、石英晶體、電感L1組成了一個皮爾斯失迎晶體振蕩電路。穩(wěn)壓二極管2CW4、電阻R1、R2、高頻扼流圈LC1、電容CL、和電位器W構成變?nèi)荻O管的直流饋電電路，調(diào)節(jié)電位器W，可改變加在變?nèi)荻O管上的反偏電壓，從而調(diào)節(jié)了調(diào)頻電路的中心頻率和調(diào)制靈敏度。當加上調(diào)制電壓后，變?nèi)荻O管上的反偏電壓隨調(diào)制信號改變，因此振蕩頻率也隨調(diào)制信號改變，達到了調(diào)頻的目的。由高頻扼流圈LC1、電容CL組成的低通濾波器，保證了直流電壓加在變?nèi)荻O管上，同時又避免了高頻振蕩信號反饋到電源，從而保證了中心頻率的穩(wěn)定，也消除了高頻信號通過電源帶來的交叉耦合干擾。電路中的L1和C1是用來進行擴大頻偏，其原理是加大了晶體串聯(lián)頻率和并聯(lián)頻率的間隔，調(diào)整微調(diào)電容C1，可調(diào)節(jié)頻偏的大小。該電路的調(diào)頻范圍在晶體的串聯(lián)頻率和并聯(lián)頻率。第27頁,共45頁，2024年2月25日，星期天7－11

變?nèi)莨苷{(diào)頻器的部分電路如圖所示，其中，兩個變?nèi)莨艿奶匦酝耆嗤?，均為Cj=Cj0／(1＋u／uφ)γ，ZL1及ZL2為高頻扼流圈，C1對振蕩頻率短路。試推導：（1）振蕩頻率表示式；（2）基波最大頻偏；（3）二次諧波失真系數(shù)。題7—11圖第28頁,共45頁，2024年2月25日，星期天解7-11（1）從圖中可以得到第29頁,共45頁，2024年2月25日，星期天（2）（3）振蕩頻率為：第30頁,共45頁，2024年2月25日，星期天7－12

方波調(diào)頻電路如圖所示，其中，Ec=Ee=E1=12V，E2=5V，E3=3V，R1=4.5kΩ，R2=3kΩ，C1=C2=1000pF，調(diào)制信號υΩ(t)=1.5cos104tV（V），晶體管的β＞100。求調(diào)頻方波的瞬時表達式。

題7－12圖第31頁,共45頁，2024年2月25日，星期天解7-12在該電路中，V5、V6、R1、R2組成受控電流源，使I1、I2隨調(diào)制信號uΩ而變化。V1、V2、VD1、VD2和V3、V4、VD3、VD4以及電容C1、C2、組成一個多諧振蕩器。其振蕩頻率受I1、I2的控制。因此，當調(diào)制信號uΩ變化時，振蕩頻率也隨之改變，達到了調(diào)頻的目的。輸出LC回路是一個選頻電路，對振蕩器輸出調(diào)頻方波的中心頻率基頻諧振，從而輸出正弦調(diào)頻信號。V3截止時，VE4輸出為高電平，VOH=VE4=E2=5V，V3飽和時，VE4輸出為低電平，VOL=VE4=0V。設在某個時刻V3開始導通，經(jīng)過C1、C2耦合形成的正反饋，使得V3很快由截止變?yōu)轱柡?，則VE4從高電平5V跳變?yōu)榈碗娖?V，而V1由飽和變?yōu)榻刂?，VE2從低電平0V跳變?yōu)楦唠娖?V。第32頁,共45頁，2024年2月25日，星期天此時C2上的電壓為V1的導通電壓VB1ON-5V，然后C2充電，當充電到VBE1=VB1ON時，V1開始導通，經(jīng)過C1、C2耦合形成的正反饋，使得V1很快由截止變?yōu)轱柡停瑒tVE2輸出從高電平5V跳變?yōu)榈碗娖?V，而V3由飽和變?yōu)榻刂梗琕E4從低電平0V跳變?yōu)楦唠娖?V。然后C1充電，當充電到VBE3=VB1ON時，V3又開始導通，開始下個周期，如此循環(huán)，形成振蕩。可見，C1、C2的充電速度決定振蕩頻率。設圖中每個二極管的導通電壓和每個晶體管的發(fā)射結導通電壓相等。且忽略晶體管的飽和壓降。則：第33頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第34頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第35頁,共45頁，2024年2月25日，星期天7－13

設計一個調(diào)頻發(fā)射機，要求工作頻率為160MHz，最大頻偏為1MHz，調(diào)制信號最高頻率為10kHz，副載頻選500kHz，請畫出發(fā)射機方框圖，并標出各處的頻率和最大頻偏值。解7-13

從給定條件可以看出，相對頻偏比較小，工作頻率較高，如直接在高頻端調(diào)頻，要求電路的Q值很高，因此，為了保證教好的線性，最好采用間接調(diào)頻，實現(xiàn)在較低的頻率上調(diào)頻，然后通過倍頻器和混頻器，來得到所需的工作頻率和最大頻偏。發(fā)射機的基本框圖如下。第36頁,共45頁，2024年2月25日，星期天晶體載波振蕩器調(diào)相器積分器倍頻器X50混頻器晶體振蕩器倍頻器X40功率放大器第37頁,共45頁，2024年2月25日，星期天7－14

在圖示的兩個電路中，那個能實現(xiàn)包絡檢波，哪個能實現(xiàn)鑒頻，相應的回路參數(shù)如何配置題7-14圖第38頁,共45頁，2024年2月25日，星期天解7-14（b）電路可以實現(xiàn)包絡檢波，這時要求兩個回路的參數(shù)應該相等，首先電感抽頭應位于中點，而且要使f01=f02=fc,回路帶寬要大于等于輸入AM信號中調(diào)制信號的最高頻率分量的2倍。（a）電路可以實現(xiàn)鑒頻，即用做一個平衡斜率鑒頻器，利用兩個回路對輸入信號失