《高频电子线路》课程教学资源（作业习题）习题集及题目解答（共七章）

第1章绪论1一1画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分的功用。答：输出功话口首频调制器变频器激励放大放大器率放大我天线开关中频放大混频器高频放解调器与滤波本地振荡器上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图，它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器（不一定必须）、功率放大器和发射天线组成。低频音频信号经放大后，首先进行调制后变成一个高频已调波，然后可通过变频，达到所需的发射频率，经高频功率放大后，由天线发射出去。接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。由天线接收来的信号，经放大后，再经过混频器，变成一中频已调波，然后检波，恢复出原来的信息，经低频功放放大后，驱动扬声器。1一2无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？答：高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。采用高频信号的原因主要是（1）频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间的干扰；（2）高频信号更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距离，也可获得较高的接收灵敏度。1一3无线通信为什么要进行调制？如何进行调制？答：因为基带调制信号都是频率比较低的信号，为了达到较高的发射效率和接收效率，减小天线的尺寸，可以通过调制，把调制信号的频谱搬移到高频载波附近：另外，由于调制后2

第1章 绪论 1 － 1 画 出 无 线 通 信 收 发 信 机 的 原 理 框 图 ， 并 说 出 各 部 分 的 功 用 。 答： 上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图，它由发射部分、接收部分以及无 线信道三大部分组成。发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器（不一定必须）、功率放 大器和发射天线组成。 低频音频信号经放大后，首先进行调制后变成一个高频已调波，然后可通过变频，达 到所需的发射频率，经高频功率放大后，由天线发射出去。接收设备由接收天线、高频小信 号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。由天线接收来的信号， 经放大后，再经过混频器，变成一中频已调波，然后检波，恢复出原来的信息，经低频功 放放大后，驱动扬声器。 1－2 无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？ 答： 高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。 采用高频信号的原因主要是： （1）频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间 的干扰； （2）高频信号更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时， 才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距离，也 可获得较高的接收灵敏度。 1－3 无线通信为什么要进行凋制？如何进行调制？ 答： 因为基带调制信号都是频率比较低的信号，为了达到较高的发射效率和接收效率，减小 天线的尺寸，可以通过调制，把调制信号的频谱搬移到高频载波附近；另外，由于调制后 2 音频 放大器 调制器 激励放大 输出功 率放大 载波 振荡器 天线开关 混频器 高频放大 中频放大 与滤波 解调器 音频 放大器 话 筒 本地 振荡器 扬 声 器 变频器

的信号是高频信号，所以也提高了信道利用率，实现了信道复用。调制方式有模拟调调制和数字调制。在模拟调制中，用调制信号去控制高频载波的某个参数。在调幅方式中，AM普通调幅、抑制载波的双边带调幅（DSB）、单边带调幅（SSB）、残留单边带调幅（VSSB）：在调频方式中，有调频（FM）和调相（PM）。在数字调制中，一般有频率键控（FSK）、幅度键控（ASK）、相位键控（PSK）等调制方法。1一4无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传播特性和应用情况如何？答：无线电信号的频段或波段的划分和各个频段的传播特性和应用情况如下表波段名称频段名称波长范围频率范围主要传播方式和用途长波(LW)103~10*m30~300kHz低频(LF)地波；远距离通信中波(MW)102~103m中频(MF)地波、天波；广播、通信、导航300kHz~3MHz短波(SW)10~100m3~30MHz高频(HF)天波、地波，广播、通信直线传播、对流层散射；通信、电超短波(VSW)1~10m30~300MHz甚高频(VHF)视广播、调频广播、雷达直线传播、散射传播：通信、中继分米波（USW）10~100cm300MHz~3GHz特高频（UHF）微与卫星通信、雷达、电视广播3~30GHz超高频（SHF)厘米波(SSW)1~10cm直线传播中继和卫星通信、雷达波毫米波(ESW)1~10mm30~300GHz极高频(EHF)直线传播；微波通信、雷达3

的信号是高频信号，所以也提高了信道利用率，实现了信道复用。 调制方式有模拟调调制和数字调制。在模拟调制中，用调制信号去控制高频载波的某个参 数。在调幅方式中，AM 普通调幅、抑制载波的双边带调幅（DSB）、单边带调幅（SSB）、残留 单边带调幅（VSSB）；在调频方式中，有调频（FM）和调相（PM）。 在数字调制中，一般有频率键控（FSK）、幅度键控（ASK）、相位键控（PSK）等调制方法。 1－4 无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传播特性和应用情况如何？ 答: 无线电信号的频段或波段的划分和各个频段的传播特性和应用情况如下表 3

第二章高频电路基础2一1对于收音机的中频放大器，其中心频率fo=465kHz：Bo.707-8kHz，回路电容C=200pF，试计算回路电感和Q值。若电感线圈的Qo=100，问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求。解2-1：1由得：2元VLC11L=20010-12axf.2C46524元21061060.586mHI4元24652200foB得=Qt465 103f-58.125Q, =-103Bo.707810°100Q:R.=-因171.22k020010-122%4651032元4652o.C0.C=2Q,-OC.1+Rgg,+gtR,Q,58.1252-1所以:R0=椿171.22R,=R, 237.66kQ100-58.125QLQ. - QL答：回路电感为0.586mH，有载品质因数为58.125，这时需要并联236.66kQ的电阻。2一2图示为波段内调谐用的并联振荡回路，可变电容C的变化范围为12～260pF，Ct为微调电容，要求此回路的调谐范围为535～1605kHz，求回路电感L和C的值，并要求C的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。904

第二章 高频电路基础 2 － 1 对 于 收 音 机 的 中 频 放 大 器 ， 其 中 心 频 率 f0=465 kHz ． B0.707=8kHz ， 回 路 电 容 C=200pF，试计算回路电感和 QL值。若电感线圈的 QO=100，问在回路上应并联多大的 电阻才能满足要求。 解 2-1： 答：回路电感为 0.586mH,有载品质因数为 58.125,这时需要并联 236.66kΩ 的电阻。 2－2 图示为波段内调谐用的并联振荡回路，可变电容 C 的变化范围为 12～260 pF，Ct 为微调电容，要求此回路的调谐范围为 535～1605 kHz，求回路电感 L 和 Ct的值，并 要求 C 的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。 4 0 2 2 6 12 0 6 2 2 1 2 1 1 2 4 465 10 200 10 10 0.586 4 465 200 f LC L f C mH π π π π − = = = ￾ =  2 由得： （） 0 3 0 3 465 10 58.125 8 10 L L 0.707 f Q f Q B = = = = 由B得0.707： 9 0 0 3 12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100 10 171.22 2 465 10 200 10 2 465 2 1 58.125 1 171.22 237.66 100 58.125 L L L L L L L Q R k C C C Q Q g g g R R Q Q R R R k Q Q Q Ω ω π π ω ω Ω − = = = ￾￾ = = = + + = − = = 椿 − − 因 ： 所以：（）

题2-2图根据已知条件，可以得出：回路容因此可得到以下方程1110316052%JLC.m2% L(12 10-12C)11535103=2元JLC.mm2% L(260 10-12C)260 10-12160526010-12CC,=9210-1212 10-1253512 c,C,10~1210-129128C,=260260-10810~12C, =19pF81L=-1263501032260+19Q元1060.3175mH3149423435答：电容Ct为19pF，电感L为0.3175mH2一3图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐振频率fo=1MHz，Ci=400pf，C2-100pF求回路电感L。若Q=100，RL=2k2，求回路有载QL值。+C400pF-XUR2koU100pF=.Tc题2-3图解2-3CC,40000C= 80pF,500C,+ C,1L=(2% f.)C10.317mH010-12(2%10°80Ci400接入采数= 0.8p=C,+ C,50Q

题 2－2 图 答：电容 Ct 为 19pF，电感 L 为 0.3175mH. 2－3 图示为一电容抽头的并联振荡回路。谐振频率 f0=1MHz，C1=400 pf，C2=100 pF 求回路 电感 L。若 Q0=100，RL=2kΩ，求回路有载 QL值。 题 2－3 图 解 2-3 5 12 min 12 max , 1 1 2 2 (12 10 ) 1 1 2 2 (260 10 ) t t t C C C LC L C LC L C π π π π − − = + =  =  3 3 根据已知条件，可以得出： 回路 容 因此可以得到以下方程 1605 10 535 10 12 12 12 12 12 12 12 3 2 260 10 260 10 9 12 10 12 10 8 260 10 9 12 10 260 108 10 19 8 1 2 535 10 260 19 0.3175 t t t t t t C C C C C C pF L mH π − − − − − − − ￾ = = ￾ =￾￾ − =￾ = + = -12 6 1605 ， 535 （）（）10 10 3149423435 1 2 1 2 2 0 6 2 12 40000 80 , 500 1 (2 ) 1 0.317 (2 10 ) 80 10 C C C pF C C L f C mH π π − = = = + = =  1 L 1 2 C 400 R 0.8 C C 500 = = + 接入系数 p=

R,2阻R,=折合到回路两端的3.125kQ0.64p2100Q.回路固有振阻抗199k0R。=810%8010-122f.C6.28100Q.1.546有品因数Q=1991+R1+3.125R,答：回路电感为0.317mH,有载品质因数为1.5462一4石英晶体有何特点？为什么用它制作的振荡器的频率稳定度较高？答2-4：石英晶体有以下几个特点1.晶体的谐振频率只与晶片的材料、尺寸、切割方式、几何形状等有关，温度系数非常小，因此受外界温度影响很小2.具有很高的品质因数3.具有非常小的接入系数，因此手外部电路的影响很小。4.在工作频率附近有很大的等效电感，阻抗变化率大，因此谐振阻抗很大5.构成震荡器非常方便，而且由于上述特点，会使频率非常稳定。2一5一个5kHz的基频石英晶体谐振器，Cq=2.4X10-2pFCo=6pF，，ro=15Q。求此谐振器的Q值和串、并联谐振频率。解2-5C.C=0% 0.024容C=0.024pF C.C,+C.6+0.024ff串率=0.998f4.99kHz0.024C1+琪1 +12*2℃1110°品因数Q：884642602元f,Cr.251030.02410-12硼153.6答：该晶体的串联和并联频率近似相等，为5kHz，Q值为88464260。2一6电阻热噪声有何特性？如何描述答2-6：电阻的热噪音是由于温度原因使电阻中的自由电子做不规则的热运动而带来的，因此热噪音具有起伏性质，而且它具有均匀的功率谱密度，所以也是白噪音，噪音的均方值与电阻的阻值和温度成正比。6

答：回路电感为 0.317mH,有载品质因数为 1.546 2－4 石英晶体有何特点？为什么用它制作的振荡器的频率稳定度较高？ 答 2-4： 石英晶体有以下几个特点 1. 晶体的谐振频率只与晶片的材料、尺寸、切割方式、几何形状等有关，温度系数非常 小，因此受外界温度影响很小 2. 具有很高的品质因数 3. 具有非常小的接入系数，因此手外部电路的影响很小。 4. 在工作频率附近有很大的等效电感，阻抗变化率大，因此谐振阻抗很大 5. 构成震荡器非常方便，而且由于上述特点，会使频率非常稳定。 2－5 一个 5kHz 的基频石英晶体谐振器， Cq=2.4X10－2pF C0=6pF，ro=15Ω。求此谐振器 的 Q 值和串、并联谐振频率。 解 2-5： 答：该晶体的串联和并联频率近似相等，为 5kHz，Q 值为 88464260。 2－6 电阻热噪声有何特性？如何描述 答 2-6： 电阻的热噪音是由于温度原因使电阻中的自由电子做不规则的热运动而带来的，因此热 噪音具有起伏性质，而且它具有均匀的功率谱密度，所以也是白噪音，噪音的均方值与电 阻的阻值和温度成正比。 6 2 0 6 12 0 0 0 2 3.125 0.64 100 199 2 6.28 10 80 10 100 1.546 199 1 1 3.125 L L L L R R k p Q k f C Q Q R R Ω Ω π − = = = = =  = = + + 0 折合到回路两端的 阻 回路固有 振阻抗 R 有 品 因数 0 q q 0 q 0 0 q 0 q 0 9 3 12 0 q C C 6 0.024 C 0.024pF C C C 6 0.024 f f f 0.998f 4.99kHz C 0.024 1 1 2C 12 1 1 10 Q 88464260 2 f Cr 2 5 10 0.024 10 15 3.6 − = =￾ + + = =￾ 琪 + + 桫 = = = = π ππ 磒 容 串 率 品 因数

噪音功率噪音4kT的方E,=4kTRB噪音流功率S，噪森TG流均方1, = 4kTGB2一7求如图所示并联电路的等效噪声带宽和输出均方噪声电压值。设电阻R=10kQ，C=200pF, T=290 K。题2-7图解2-7:网医数1RH(io )=H=R11+ joCR'joCR等效噪音[H(jo)P df1B,dfH:1+ (@ CR)211dfsarctan(2#fCR)1+(2元fCR)2元CR11106=125kHz20010-124CR4108均方出噪音U, = 4kTGB,H, = 4kT -B.R"= 4kTRB.R=41.3710-2329010*12510°=19.865(μV)答：电路的等效噪声带宽为125kHz，和输出均方噪声电压值为19.865uV22-8如图所示噪声产生电路，已知直流电压E=10V，R=20kQ2,C=100pF，求等效噪声带宽B和输出噪声电压均方值（图中二极管V为硅管）。ERUV7

2－7 求如图所示并联电路的等效噪声带宽和输出均方噪声电压值。设电阻 R=10kΩ，C=200 pF，T=290 K。 题 2－7 图 解 2-7： 答：电路的等效噪声带宽为 125kHz，和输出均方噪声电压值为 19.865μV2. 2－8 如图所示噪声产生电路，已知直流电压 E=10 V，R=20 kΩ,C=100 pF，求等效噪声带 宽 B 和输出噪声电压均方值（图中二极管 V 为硅管）。 7 2 2 4 , 4 4 4 U n I n S kTR E kTRB S kTG I kTGB = = = = 噪音 功率 噪音 均方 噪音 流功率 ，噪音 流均方 2 0 2 2 0 0 2 0 0 6 4 12 1 ) , 1 1 | ( ) | 1 1 ( ) 1 1 arctan(2 ) 1 (2 ) 2 1 1 10 125 4 4 10 200 10 8 R H R j CR j C R H j df df H CR df fCR fCR CR kHz CR ω ω ω ω ω π π π − = = = + + = + = = + = = = =  0 n 网 函数 H(j 等效噪音 B = 2 2 2 0 23 4 3 2 1 4 4 4 4 1.37 10 290 10 125 10 19.865( ) n n n n kTGB H kT B R kTRB R µ V − = = = =￾￾￾ = 出噪音 均方 U

题2-8图解2-8：此题中主要噪音来自二极管的散粒噪音，因此流二极管的流9.3E-V,1。=0.465mA,R2000026mV阻二极管R,=勤56I.网医数11R,H(i@)=H.Rp111+ jo CR,+joC+ joCRpRIIR,等效噪音带宽为：[H(jo)Pdf11料B,=df=1-dfH1+(@CR,)21+ (2# fCR,)111arctan(2% fCR,)]。 = 410010-12562元CR,4CR,101044.64MHz224U = 21qB.H=20.46510-31.610-1944.6410°#5622083（μV2)2一9求图示的T型和IⅡI型电阻网络的噪声系数。RRR题2-9图解2-9设两个电路的电源内阻为Rs1.解T型网络(R,+ R)R + R,出阻R=R,+ R+ R,8

题 2－8 图 解 2-8： 此题中主要噪音来自二极管的散粒噪音，因此 等效噪音带宽为： 2－9 求图示的 T 型和 П 型电阻网络的噪声系数。 题 2－9 图 解 2-9 设两个电路的电源内阻为 Rs 1. 解 T 型网络 8 0 0 9.3 0.465 , 20000 26 56 1 1 ) , 1 1 1 // D D D D D D mA mV R I R H R j CR j C j C R R R ω ω ω ω = = = 籛 =￾ = + + + D 0 流 二极管的 流 E-V I = R 二极管 阻 网 函数 H(j 2 0 2 2 2 0 0 0 0 12 10 2 0 0 3 19 6 2 2 | ( ) | 1 1 1 ( ) 1 (2 ) 1 1 1 arctan(2 ) 2 4 4 100 10 56 10 44.64 224 2 2 0.465 10 1.6 10 44.64 10 56 2083 ( ) D D D D D n H j df df df H CR fCR fCR CR CR MHz I qB H V ω ω π π π µ ゥ − − − = = + + = = =  = = == 椿 n 蝌 2 n B = U 1 3 2 1 3 ( ) s s R R R R R R R + = + + + 出 阻 R0

（1）采用额定功率法2RE配功率R+R+R入四配功率P4R4R。Pamt =R.R+R+R噪音采数N=Psm.R,R,移（2）采用开路电压法23RU=U2 = 4kTBR.4KTBR,R,+R,+RS-BR+R+RN,=URR（3）采用短路电流法- 4kTB!R.N二菱RR,1=4kTBRR.+R+R,R,R,+ R,R,+ R,移N1所R,R,= 4kTBR,R,(R, + R, + R)+ R(R,+ R)2所琪琪R,R所R,=4kTB=4kTBR.R(R+R+R)R(R+ R)(R+R+R)R+福R+ R+ R,移PRZR+R+RN,=20=ThR.R,2.解Ⅱ型网络 R,R,+R, R,.R,+R,(RR+RR+RR)R出阻：R=R,R, + (R, + R)(R, + R,)RR,+R,+R,R+ R,（1）采用额定功率法E?入四配功率Psml=4R2琪R.R,E·R+RR,R,棋+R,+RR,+ R,出四配功率4R

（1）采用额定功率法 （2）采用开路电压法 （3）采用短路电流法 2.解 П 型网络 （1）采用额定功率法 9 2 3 2 1 3 2 0 1 3 3 4 4 s s s smi smo s smi s F smo s R E E R R R P P R P R R R R N P R R 7 琪 桫 + + = =  + + = = 琪 桫 0 入匹配功率， 出匹配功率 R 噪音系数 2 2 2 3 0 1 3 2 2 0 1 3 2 3 4 4 nio s no s no s F nio s R U kTBR U kTBR R R R U R R R R N U R R 7 = = 琪 桫 + + 所 + + = = 琪 桫 ， 2 0 2 2 3 2 3 2 3 1 2 3 2 3 2 1 3 3 1 2 2 3 3 2 3 1 0 1 3 1 3 2 1 3 2 1 4 1 4 1 4 ( ) ( ) 4 4 ( ) ( ) ( ) no s nio s s s s s s s s s s s s no F I kTB R R R I kTB R R R R R R R R R R R kTB R R R R R R R R R R R kTBR kTB R R R R R R R R R R R R R R I N = 琪 = 琪 琪 + 琪 + + 桫 + 所 = 琪 桫 + + + + 所 琪 琪 所 = = 琪 琪  + 桫 + + 琪琪 + + + 琪 桫 桫 + + = 2 0 1 3 2 3 s nio s R R R R I R R 7 + + = 琪 桫 ( ) 1 2 3 1 1 2 1 2 3 0 1 1 2 3 1 2 3 1 ( )( ) s s s s s s s s R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R 7 琪 + 桫 + + + = =  + + + 琪 + + 桫 + 出 阻 ： 2 2 1 3 1 1 2 3 1 4 4 s smi s s s s s smo 0 E P R R R E R R R R R R R R P R = 琪 琪 琪 + 琪 + + 桫 + = 入匹配功率 出匹配功率

1R,R+ R,+ R,R.+RRPumi =得噪音采数N.琪R,PsmeR.R, + R,R所RR+(R+R)(R+R)R.R,R,1所R,R,+ R,R,+ R,R,R,R.R（2）采用开路电压法U2. = 4kTBR2琪RR,Um=4kTBRxRR,R,+ R,+ R, + R藤R, + R,2所琪R.R= 4kTBR.xR,R,R,+ R,+ R,R, + R,2R,A=4kTBR.RRR+RR+RRU21所RR+RR+RRN,=:U.R,R,R.（3）采用短路电流法= 4kTBG2R,RIml= 4kTBG.琪mRR+RR+RR所R,= 4kTBR,.RR+RR+RRPa1所RR+RR+RRN.:R,PrioR,R.10

（2）采用开路电压法 （3）采用短路电流法 10 2 1 2 3 0 1 1 3 1 2 0 1 2 3 1 1 3 2 1 2 1 2 0 1 ( )( ) 1 s smi s F smo s s s s s s s s R R R R P R R R N P R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R 7 琪 + + + = = 琪 琪 琪桫 + 所 + + + = 琪 桫 所 + + = 琪 桫 得噪音系数 0 2 0 2 2 1 3 1 1 2 3 1 2 1 0 1 1 2 1 2 2 1 1 2 1 2 2 2 1 2 1 2 2 0 1 4 4 4 4 1 no nio s s s s s s s s s s s no s s F nio s U kTBR R R U kTBR R R R R R R R R R R kTBR R R R R R R R R kTBR R R R R R R R U R R R R R R N U R R R = 琪 = 琪 琪 + 琪 + + 桫 + 所 琪 = 琪 琪 + 琪 + 桫 + 所 = 琪 桫 + + 所 + + = = 琪 桫 2 0 2 2 1 1 2 1 2 2 1 1 2 1 2 2 2 1 2 1 2 2 0 1 4 4 4 1 no s nio s s s s s s no s s F nio s I kTBG R R I kTBG R R R R R R R kTBR R R R R R R I R R R R R R N I R R R =  = 琪 桫 + + 所 = 琪 桫 + + 所 + + = = 琪 桫

2一10接收机等效噪声带宽近似为信号带宽，约10kHz，输出信噪比为12dB，要求接收机的灵敏度为1PW，问接收机的噪声系数应为多大？解2-10:根据已知条件S = 10-2 = 15.85N.S,10-1210~12N.KTBN,==-S.10~2329010*15.8515.851.37N.106158832dB-15.851.3729答：接收机的噪音系数应为32dB。11

2－10 接收机等效噪声带宽近似为信号带宽，约 10kHz，输出信噪比为 12 dB，要求接收 机的灵敏度为 1PW，问接收机的噪声系数应为多大？ 解 2-10： 根据已知条件 答：接收机的噪音系数应为 32dB。 11 1 2 0 12 12 23 4 0 6 10 15.85 10 10 15.85 15.85 1.37 10 290 10 10 1588 32 15.85 1.37 29 o i i F o S N S N kTB N S N dB − − − = = = = = ￾ =￾  。