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华工-2010年-通信电子线路试卷及答案


( 密 封 线 内 不 答 题 ) ………………………………………密………………………………………………封………………………………………线…………………………………… ……………………………

诚信应考,考试作弊将带来严重后果!

华南理工大学期末考试
《通信电子线路》A 试卷 2010.12.16

座位号<

br />
一、填空题(每小题 2 分,共 26 分)
1. 某无线通信系统的工作频率为 225MHZ,它属于 VHF(甚高频)频段,波长 ? = 1.33 米,

主要传播方式是直线传播/对流层散射,天线长度应为 0.35m。 2. 已知某一串联谐振回路的谐振频率为 f 0 ? 1MHz , 若要求对频率为 990 kHz 的干扰信号

有足够的衰减,则回路的通频带应满足 2?f 0.7 ? 20 kHz ,回路品质因数应满足 Q ? 50 。 。 3. 由于晶体管存在 和

yre

的反馈,所以它是一个“双 向”元件。对其进行单向化的方法 。

专业

有 中和法

失配法

4. LC 并联谐振回路,当 f ? f 0 时谐振时回路阻抗最 大 且为 纯阻 性,当 f ? f 0 时 感性 , f ? f 0 时呈 容性 。



5. 晶体管选定后, 接入系数和回路总电容不变时, 单调谐回路放大器的增益 和 通频带成 。

_____________ ________

反比关系。与单调谐回路相比,双调谐回路谐振放大器的优点是 选择性好

6. 某晶体管谐振功率放大器工作时,已知 Vcc ? 24 V, I c 0 ? 250 mA , Po ? 5W ,集电 57.6 ? 。

学院

极电压利用率 ? ? 1 ,则回路谐振阻抗为

7. 谐振功率放大器通常工作在 丙 类,此类功率放大器的工作原理是:当输入信号为余 脉冲 波,由于集电极负载的 滤波 作用,输出的是与输

弦波时,其集电极电流为

入信号频率相同的 正 弦 波。 8. 已调波信号 u (t ) ? sin 2? ?10 3 t ? cos 2? ?10 6 t ? 2 cos6? ?10 3 t ? cos 2? ?10 6 t V ,则 u(t ) 同步 检 波 ,其 解 调 输出 为

为 抑 制 载波 的 双 边带 幅度 调 制 波。 解 调 该 信 号应 采 用

uo (t ) ? sin 2? ?10 3 t ? 2 cos6? ?10 3 t V 。
9. 电容三端式振荡器的发射极至集电极之间的阻抗 Z ce 性质应为 容性 ,发射极至基极

学号

之间的阻抗 Z be 性质应为 容 性 ,基极至集电极之间的阻抗 Z cb 性质应为感 性。 10. 当用 V ? VM cos 2?Ft 的单音频信号去对频率为 f c 的载波分别进行调频和调相时,设 ,调频指数是 K f VM F ,而在

调制灵敏度分别为 K f 和 K p ,则调频时的最大频偏是 调相时的最大频偏是 ,调相指数是 K pVM 。

11. 根据工作特点的不同,检波器通常可以分为包络检波器和同步检波器。这两类检波器

中,同步检波器适用于小信号检波,而通常包络检波器适用于大信号检波。 12. 有一中频 f I ? 465 kHz 的超外差接收机,当接收信号频率 f c ? 1200 kHz ,则其本振
《通信电子线路》试卷第 1 页 共 8 页

姓名

频率 f L ? 735 kHz ,镜像干扰频率为 1935 kHz 。 13. 噪声系数 Fn 用于衡量放大器内部噪声大小。 Fn 越大,则系统内部噪声越 大 多级放大器而言,其噪声系数主要取决于第 一 级。 ;对

二.简答题(共 22 分)
1. 无线通信系统为什么要进行调制,常用的模拟调制方式有哪些?(6 分) 【答】 :主要原因包括:
1)

对于低频信号,由于大尺寸天线实现困难,限制低频电磁波的直接发射。通过 调制,把调制信号的频谱搬移到高频载波附近,可以减小天线尺寸;

2)

对于宽频带信号,由于无线通信系统天线和谐振回路的参数很难做到很宽的调 整范围,这样就难以实现宽频带信号的高效率传输;通过调制,把调制信号的 频谱搬移到高频载波附近,可以减小发射信号的相对带宽,实现高效传输。

3)

如果直接发送音频信号,则发射机将工作在同一频段,这样在接收端就很难区 分不同电台的信号。通过调制,把调制信号的频谱搬移到不同的高频载波附近, 可以提高信道利用率,实现信号复用。

常用的模拟调制方式包括幅度调制和角度调制。 其中幅度调制又分为 AM 普通调幅, 抑制载波的双边带调幅(DSB), 单边带调幅(SSB)和残留边带调幅(VSB)。 角度调制包 括相位调制(PM)和频率调制(FM)。

2. 如图 1(a)所示调谐放大器,输入信号频谱示 意图如图 1(b),问: 1) 2) LC 回路应调谐在什么频率上?(1 分) 直流电源从电感 L 的中心抽头接入,实 现了回路中何种内容的部分接入? (2 分) 3) 4) 电容 C1、 C3 的作用分别是什么?(1 分) 接入电阻 R4 的目的是什么?(2 分) (a)

0

200 (b)

500

f k Hz

图1 【答】 :
《通信电子线路》试卷第 2 页 共 8 页

1) LC 回路应调谐在 350kHz; 2) 回路输入信号的部分接入; 3) C1 的作用是对输入信号实现旁路,C3 的作用是显现晶体管的单向化; 4) R4 的作用是改变回路有载品质因数,调整电路的通频带。

3. 图 2 为单边带(上边带)发射机的原理框图,调制信号为 300~3000Hz 的音频信号, 其频谱分布如图中所示: 1) 2) 根据其工作原理分别写出整机框图中编号为(1)~(6)的方框名称(6 分); 画出图中 A、B、C、D 的频谱示意图。(4 分)

语音信号

(1)

(2)

A

(3)

B

(4)

C

(5)

D

(6)

0 0.3

3

一本振 f/kHz
f L1 ? 5MHz

二本振
f L1 ? 15MHz

图2 【答】 : 1) (1)放大器; (2)平衡调制器; (3)上边带滤波器; (4)混频器; (5)上边带滤波器;

(6)功率放大器 2)

A

4.9997~4.997

5.0003~5.003

0

5 5.0003~5.003

f/MHz

B

0

5

f/MHz

C

9.9997~9.997

20.0003~20.003

0

15

f/MHz

《通信电子线路》试卷第 3 页 共 8 页

20.0003~20.003
D

三.电路分析
1. 检 查 图 3

0

15

f/MHz

题(14 分)
所示各振荡器

线路,其中 Cb 、 C e 为旁路电容,指出其中错误。(6 分) 图3 【答】 : (a) 同铭端错误,电路引入了负反馈,不能正常振荡;供电电源应增加高频扼流圈,防 止信号污染电源。 (b) 旁路电容 C e 把晶体管发射机接地了,不能构成电容三端式振荡电路。供电电源应增 加高频扼流圈,防止信号污染电源。 (c) 发射极电阻 Re 应增加旁路电容,供电电源应增加高频扼流圈,防止信号污染电源。

2. 如图 4 所示为晶体管收音机(中频 465kHz)的某部分电路,试回答下列问题: 1) 2) 该部分电路是混频器还是变频器?调节可变电容 C1a、C1b 起什么作用?(2 分) L4、C3、C5 和可变电容 C1b 组成的回路决定了什么频率? C4、L5 组成回路的中心 频率是多少?(2 分) 3) L3、L4 虚线框内部件的作用是什么?C1、C2 的作用是什么? (4 分)

《通信电子线路》试卷第 4 页 共 8 页

图4 【答】 :

1) 该电路是变频器,调节可变电容 C1a、 C1b 使本振回路与输入调谐回路谐振频率 差一个固定中频。 2) L4、C3、C5 和可变电容 C1b 组成本振回路,决定了本地振荡器频率。 C4、L5 组成中频回路,其中心频率为 465kHz。 3) L3、 L4 虚线框内部件作用是提供本振反馈回路,对中频频率近于短路. C1 是旁 路电容, C2 的是耦合电容。

四.证明与计算题(38 分)
1. 在图 5 所示电路中,已知 L ? 0.8?H , C1 ? C2 ? 20 pF , Q0 ? 100 , Ci ? 5 pF ,

Ri ? 10 k? , Co ? 20 pF , Ro ? 5k? 。试计算回路谐振频率、谐振阻抗(不计 Ri 和 Ro
时) 、有载 QL 值和通频带(8 分)

C1 Ci Ri L

C2
图5 【解】 : C ? ? Co ? C2 ? 40 pF ,接入系数为:

Ro

Co

p?

C1 1 ? C ? ? C1 3

将 Ro 折合到电路两端,得:
《通信电子线路》试卷第 5 页 共 8 页

?? Ro

Ro ? 45 k? p2 C1C ? ? 18.3 pF C1 ? C ?
? 41 .6 MHz

跨接于回路两端的总电容为:

C ? ? Ci ?

谐振频率为:

fp ?

1 2? LC ?

谐振阻抗为

R p ? Q0? p L ? 100 ? 2? ? 41.6 ?10 6 ? 0.8 ?10 ?6 ? 20.9k?
总电导为:

g? ?

1 1 1 1 1 1 ? ? ? ? ? ? 170 ? 10 ?6 S 3 3 ? R p 10 ? 10 Ri Ro 45 ? 10 20.9 ? 10 3

因而得

R? ?

1 ? 5.88k? g?
1 g ?? p L ? 1 ? 28.1 170 ? 10 ? 2? ? 41.6 ? 10 6 ? 0.8 ? 10 ?6
?6

最后有:

QL ?

通频带为:

2?f 0.7 ?

fp QL

?

41.6 MHz ? 1.48 MHz 28.1

D1 v? ?
?

2. 在图 6 所示的晶体管平衡调幅器中, 若二极管的 特性可以用下式表示

i ? b0 ? b1v ? b2 v 2
且两个二极管完全相同,载频信号 v0 与调制信 号 v? 均为正弦波。试求输出信号的频率分量。 (6 分)

v?

?
?

? v1 v 0 ? ? ? ? v2 ?

?

i1 i2 D2

R
v

?

R

图6 【解】 :

i1 ? b0 ? b1v1 ? b2 v1

2 2

i1 ? b0 ? b1v2 ? b2 v2
其中,

v1 ? v0 ? v? ? V0 cos? 0 t ? V? cos?t v2 ? v0 ? v? ? V0 cos? 0 t ? V? cos?t
输出电压
《通信电子线路》试卷第 6 页 共 8 页

v ? ?i1 ? i2 ?R

? 2 R?b1v? ? 2b2 v0 v? ?

? 2 R?b1V? cos ?t ? b2V0V? cos??0 ? ? ?t ? b2V0V? cos??0 ? ? ?t ?
可见输出信号的频率分量包括 ? 、 ?0 ? ? 和 ?0 ? ?

3. 若调制信号频率为 400Hz,振幅为 2.4V,调制指数为 60,求频偏。当调制信号频率减小 为 250Hz,同时振幅上升为 3.2V 时,调制指数将变为多少?(6 分) 【解】 :频偏为

?f ? m f F ? 60 ? 400 Hz ? 24 kHz
当 F ? ? 250 Hz ,V? ? 3.2V 时,由于 2.4V 产生 24kHz 的频偏,因此,3.2V 应产生 32kHZ 的频偏。此时,调制指数为:

m?f ?

?f ? 32 ? 1000 Hz ? ? 128 F? 250

4. 某超外差接收机,中频为 465 kHz,当出现下列现象时,分别指出为何种干扰,简述形成 原因和消除的方法,并给出干扰对应的本振频率和信号频率的谐波次数 p、q 值。(8 分) 1) 2) 收音机调谐到 929.5 kHz 时,约有 0.5 kHz 的哨叫声; 收音机调谐到 1165 kHz 时,可以听到频率约为 1047.5 kHz 的电台播音。 接收信号与本振信号相互作用产生的组合频率分量落到中频的带

【解】 : 1) 组合频率干扰

宽内形成的干扰, 由 fs ?

p ?1 消除的方法是: 正确选择中频, f i 得 p ? 1, q ? 2 , q? p

正确选择混频器工作点,采取合理的电路形式,适当减小信号幅度; 2) 副波道干扰, 干扰信号与本振信号相互作用产生的组合频率分量落到中频的带宽内 形成的干扰,由 f n ?

1 [ pf s ? ( p ? 1) f i ] 有 p ? 1, q ? 2 ,消除措施:提高前级电 q

路的选择性,合理选择中频,使干扰频率远离接收信号频率。 5. 放大器工作于临界状态,采用如图 7 所示的电路。(10 分) (1) 若天线断开,集电极直流电流 I C0 和流过天线电流 I A 分别如何变化? (2) 若中介回路失谐,集电极直流电流 I C0 和流过天线电流 I A 分别如何变化? (3) 当 P? ? 10W ,集电极耗散功率 Pc ? 2W ,中介回路损耗功率 Pk ? 1W 时,计算天 线回路功率 PA 、中介回路效率? k 、晶体管效率? c 和整个放大器的效率? 。

《通信电子线路》试卷第 7 页 共 8 页

M L1 C1 r1 L2

Cn

Ln

CA RA

图7 【解】 :

(1) 天线开路,即反射电阻 r ' ? 0 ,中介回路谐振电阻增大,放大器由临界进 入过压,集电极直流电流减小,流过天线电流为零。 (2) 中介回路失谐,集电极直流电流急剧上升,天线电流急剧下降。 (3) PA ? 10 ? 2 ? 1 ? 7(W) ;?k ?
PA 7 ? ? 87.5% ; Po 10 ? 2

?c ?

Po 8 P 7 ? ? 80% ;? ? A ? ? 70% P= 10 P= 10

《通信电子线路》试卷第 8 页 共 8 页


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