高频电子线路复习题纲（知识点+选择填空+大题）

第一章 绪论

要求：

1. 了解无线通信系统的组成及原理

组成:发送设备(发信机)、接受设备（收信机）、无线信道

原理：

2. 掌握调幅广播发送机组成结构

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振荡器——>倍频器——>振幅调制器——>调制放大器

3. 掌握超外差式接收机组成结构

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4. 了解通信系统中的信号

① 基带（消息）信号：没有进行调制的原始信号，也称调制信号

② 高频载波信号：主要指用于调制的高频振荡信号（载波），以及用于解调的本地振荡信号（或恢复载波）

③ 已调信号：调制信号对载波信号进行调制以后的信号

5. 了解无线电波的频段划分

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6. 理解“高频”的含义

狭义：短波波段。3~30MHz

广义：射频

7. 掌握无线电波的传播特性

传播方式：直射（视距）传播、绕射（地波）传播、折射、

反射（天波）、散射

决定方式：无线电信号的频率

PS：调制

概念：把信号变换成适合于信道（传输链路）中进行传输的形式的一种过程

• 无线电波的传播方式以及应用

  

• 波长与频率计算公式

  

光速：$3\times 10^8$，其中,$1Mhz$ = $10^{6}hz$

第二章 高频电路基础

**1.**了解元器件的高频特性

主要元件：

• 无源的线性元件：

电阻、电容、电感

• 有源器件：

二极管，晶体管和场效应管

① 电阻

低频：电阻特性

高频：电抗特性（阻碍电流变换，被发现于电感和电容中**）**

② 电容

阻抗特性：$\frac{1}{jwC}$

**品质因素： Q = ** $ {wL}\over{R}$

Q值越高，表示电感储能作用越强，损耗越小

③ 电感

阻抗特性：jwL

④ 二极管

⑤ 晶体管和场效应管

2.掌握高频振荡回路的特性

（1） 并联谐振回路

并联谐振频率：

概念：感抗和容抗相等的频率

符号：$w_0$（又称回路的中心频率）

• 公式：

  振谐时: [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-MvSjohwq-1687611826891)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613094255314.png)]

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品质因素:

概念：有功功率与总功功率之比

• 公式：

  [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-TplK7ZJm-1687611826893)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613094016277.png)]

  回路振谐时的阻抗为特性阻抗：

  [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LiijC6pU-1687611826893)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613094643279.png)][外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RxjeqXTA-1687611826894)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613094649099.png)][外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LatRATdU-1687611826894)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613094717145.png)]

  • 在电感L的损耗电阻r相同的条件下，回路的品质因素Q与特性阻抗ρ成正比

  • 振谐时，回路阻抗R0最大（此时为纯电阻）

  [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gUxqnDWD-1687611826895)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\clip_image002-16550850248542.png)]

  🔺w = w – w0 ——>失谐

  • 谐振频率附近的阻抗（不是纯电阻）

  [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nSy7b4ya-1687611826895)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\clip_image003-16550850248553.png)]

（2） 串联谐振回路

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WtKSC4bM-1687611826896)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613100842494.png)]

**3.**掌握高频振荡回路主要指标的计算及各个参数之间的关系

两个重要参数：通频带和矩形系数

1. 3db通频带（回路带宽）频率范围：

公式：

2. 矩形系数：

概念：

理想情况下放大器应对通频带内的各信号频谱分量予以同样的放大，而对通频带以外的邻近波道的干扰频率分量则应完全抑制，不予放大。谐振回路的幅频特性接近矩形的程度

性质：

矩形系数总是大于1的，愈接近1，则实际曲线愈接近矩形，滤除邻近波道干扰信号的能力愈强，其选择性也就越好

公式：

• 并联谐振回路的相频特性
  $$\begin{gathered} w=w_0,回路相移为0，回路阻抗最大且为纯电阻 \\ 失谐时，如果w<w_0,回路呈感性，相移为正（x轴以上）； \\ 如果w>w_0，回路呈容性，相移为负（x轴以下） \end{gathered}$$

  图像：

  [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-jxnmg8GX-1687611826897)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613095809730.png)]

  由图可知：Q值越大，斜率越大；Q值越小，线性范围越宽

• 串联谐振回路：[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-o2QBs3NR-1687611826897)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613101007098.png)]

  与并联的图像相反，结论也相反

  [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-tmraHgpg-1687611826898)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613101317050.png)]

  • 信号源内阻与负载电阻接入谐振回路的影响

    信号源与负载使Q下降，通频带变宽，选择性变差，其值越大，对回路Q影响越小

**4.**了解石英谐振器的特性

1. 物理特性

   具有压电效应

2. 等效电路

   其中，介入系数非常小，品质因素非常大

3. 阻抗特性
   $$\begin{gathered} w<w_q呈容性 \\ {w}_0>w>w_q呈感性 \\ w>w_0呈容性 \end{gathered}$$

• 晶体振谐器的特点：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YnQeSGpR-1687611826899)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613215727945.png)]

**5.**了解电阻热噪声的成因、特性及计算方法

1. 成因

   导体或电阻中自由电子热运动而产生的起伏电压。

2. 特性

   温度越高，自由电子的运动越激烈，产生的起伏电压越大，噪声功率越大。

   电阻热噪声功率与带宽成正比，单位频带内的最大噪声功率为kT（噪声功率谱密度），与频带无关。

   白噪声：功率谱不随频率变化的噪声

3. 计算方法

   均方电压谱密度和均方电流谱密度（其中$k=1.37\ast 10^{-23}J/K，T为绝对温度，B为测量带宽$）

   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UH20lRVM-1687611826899)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613222054394.png)]

**6.**掌握噪声系统的定义，了解其计算方法

信噪比：信号/噪声

噪声系数

概念：输入端的信号噪声功率比/输出端的信号噪声功率比

公式：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-s3uM86Lm-1687611826900)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613223257858.png)]

注意：①噪声系数与输入信号大小无关，与输入噪声功率有关

②输出端阻抗匹配与否不影响噪声系数的大小，也就是说与输出端所接负载无关

③ 只适用于线性或准线性电路

噪声温度

公式：[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-geXCfPCF-1687611826900)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613224310706.png)]

噪声系数与灵敏度

灵敏度：保持接收机输出端信噪比一定时，接收机输入的最小信号电压或功率

公式：[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7PfpR32v-1687611826901)(C:\Users\kk\Desktop\期末\高频\images\高频电子线路\image-20220613224541548.png)]

• 抽头回路

第三章 高频放大器

1.掌握单调谐回路谐振放大器的组成、工作原理和性能特点，了解其主要性能指标。

• 组成

• 主要性能指标

  通频带：

  

  ​ 其中：f0为回路谐振频率：

  

​ L为回路电感； 为回路总电容

​ QL为有载品质因素：

​ $ g_∑$为回路总电导。

2.了解多级单谐振回路谐振放大器。

结论：

级数越多，谐振增益越大，选择性越好，通频带越窄。

3.了解谐振放大器的稳定性。

4.掌握谐振功率放大器的电路组成、工作原理和工作特点。

• 电路组成：

  

• 工作特点：

  以调谐回路做负载，完成滤波和阻抗变换

  工作在C（丙）类状态，以高效输出大功率

  工作在大信号状态：线性放大区和截至区

**5.**掌握谐振功率放大器输出功率和效率的估算。

• 输出功率$P_1$– 谐振回路得到的高频功率（高频一周的平均功率）

• 集电极电源供给的直流输入功率$P_0$

• 管耗功率$P_c$ – 晶体管集电极损耗功率

• 集电极效率η

​ η的物理意义：直流功率转换成交流功率的能力

6.理解谐振功放过压、欠压、临界工作状态的概念与特点。

三极管工作区间：放大区，晶体三极管的一个工作区域。在该区域内，发射结正偏，集电结反偏，基极电流控制集电极电流，两者近似于线性关系，在基极加上一个小信号电流，集电极有大信号电流输出，三极管有放大作用。

7.掌握丙类谐振功放的负载特性。

• 负载特性

$R_L$上升，使$U_c$上升, $u_{CEmin}$下降，放大器从欠压区经临界状态过渡到过压区。

(1)临界状态（$R_L=R_{Lcr}$）：输出功率最大，效率较高

(2)过压状态（$ R_L>R_{Lcr}$ ）：效率高，损耗小

(3)欠压状态($R_L<R_{Lcr}$)：输出电流受电阻RL的影响小，近似为交流恒流源特性。但是效率低，集电极损耗大

• 高频功放的振幅特性

（1）如果对已调波放大，应使放大器工作在欠压区，保证包络不失真。（B类工作状态）
（2）如果作恒压输出，应使放大器工作在过压区，起到限幅的作用。

8.了解UCC、UBB 、Ub对谐振功放工作状态及性能的影响。

• 在欠压区，Uc基本上与UBB成线性关系，可完成基极调制。

• 过压区可完成集电极调制

9.了解谐振功放的常用直流馈电电路及其特点。

• 直流馈电线路

  1. 集电极馈电（串联和并联）
  2. 基极馈电

• 馈电形式

  1. 串联馈电

     

  2. 并联馈电

     

10.了解谐振功放滤波匹配网络的作用，了解常用滤波匹配网络的组成、分析与设计方法。

第四章 正弦波振荡器

4.1 掌握反馈式振荡电路的组成及工作原理——振荡三条件

• 组成

  

  其中放大器通常是以某种选频网络(如谐振回路)作负载，是一调谐放大器, 反馈网络一般是由无源器件组成的线性网络。

  反馈系统的环路增益：

  

  $当T(jw)=1时，回路自激；当|T(jw)|>1时，振荡器为增幅振荡；当|T(jw)|<1时，振荡器为减幅振荡$

• 工作原理 —— 振荡三条件

  自激振荡条件：

  振幅平衡条件决定了振荡器输出振幅大小。 条件--

  相位平衡条件决定了振荡器输出信号频率的大小。 条件--

持续振荡需满足：起振条件，平衡条件，稳定条件

放大器在小信号时工作于甲类，以保证起振时有较大的环路增益

4.2 掌握三端式振荡器的组成原则、工作原理、典型电路、、

• 分类

  • 电容反馈振荡器

    

  • 电感反馈振荡器

    

• 组成原则

  ①变压器耦合–> 靠同名端保证

  ②三点式 --> 靠电容、电感的正确接法来保证正反馈的条件

  • 原理图：

    

  晶体管：射同余异（X1,X2同性质，X3性质相反）

  电路中三个电抗元件不能同时为感抗或容抗，应由两种不同性质的电抗元件组成。

4.3 了解振荡电路起振条件分析，拆环原则，掌握工程估算

• 起振条件

  当f02<f<f03,则电路可能振荡，属于电容反馈振荡器

  当f02>f>f03时，电路可能振荡属于电感反馈振荡器

  当f01=f02<f<f03时，电路可能振荡属于电容反馈振荡

  当f01>f02=f03，此时电路不可能振荡。

• 电路振荡频率——振荡频率可用回路谐振频率来近似

  

• 反馈系数

  F = C1/C2

  F并非越大越好

4.4 理解属于电感反馈振荡器稳定度的概念，了解影响频率稳定度的主要因素及提高频率稳定度的措施

• 电感反馈振荡器实际电路图

  

  $w\approx w_0=\sqrt{\frac{1}{LC}}$

• 与电感相比

  电容振荡频率可以更高，波形更好

• 改进电路

  • 克拉拨振荡器

    

    改进之处：在谐振回路电感支路中串接一个电容

    C1、C2越大，p越小，耦合越弱；克拉拨振荡器的频率稳定度越高

  • 西勒振荡器

    

• 总结

  

• 频率稳定性因素—— $w_0,Q_L,{\Psi }_f+{\Psi }_F^{\prime }$

  L、C的稳定度将影响ω1的稳定度

  ${\Psi }_f+{\Psi }_F^{\prime }$ 的绝对值越小，频率稳定度越高。

  $Q_L$越大，频率稳定度越高

• 具体措施

  提高振荡回路的标准性（采用温度系数较小的电感电容，加恒温槽）；应选择fT较高的晶体管；应选择fT较高的晶体管

4.5 掌握典型石英晶体振荡器的组成、工作原理和性能特点

优点：频率稳定度高（标准性高，接入系数很小，品质因素极高）

• 

4.6 了解负阻正弦波振荡器的组成与工作原理

• 组成

  

• 原理：电阻R0消耗的能量完全由负电阻-R0提供，LC振荡器将形成等幅振荡，一直持续下去。

第六章 调幅解调和混频

6.1 掌握振幅调制信号的表达式、波形特点、频谱结构、功率及带宽的计算；

• 普通调幅波表达式：

  

• 总结

  

6.2 掌握振幅调制信号的调制方法、熟悉电路形式及原理；

• 振幅解调的方法：①包络检波（只适用于AM波）②同步检波（乘积型和叠加型）

6.3 掌握振幅调制信号的解调方法、熟悉电路形式及原理；

6.4 熟悉二极管峰值包络检波特有的两种失真现象及产生原因，了解避免失真的条件

• 惰性失真

  原因：RC过大，放电过慢

  

• 底部切削失真（负峰失真）

  原因：检波电路的交流负载电阻和直流负载电阻相差太大

  

6.5 理解混频的含义，掌握振幅调制、解调和混频的异同；

含义：

又称变频，是使信号自某一频率变换成另一频率的过程。

6.6 了解混频器的干扰现象、成因，及抑制方法。

中频 $ f_I（中频信号） = f_L（本振信号）- f_c(输入信号)$

• 解法

  干扰频率和中频一样 ——中频干扰

  干扰频率=中频*2+干扰 —— 镜像干扰

第六章例题：

$$\begin{gathered} R_I=R_L/2=2.35K\Omega \\ {U}_D=8.5V \end{gathered}$$

第七章 角度调制与解调

调频波和调相波的比较：

• $已知最大频偏▲f_m，带宽B = 2▲f_m $

选择/填空题

1. 在调谐放大器的 LC 回路两端并上一个电阻 R ，可以（加宽放大器的通频带）

2. 

3. 通频带越大矩形系数越小

4. 高频小信号放大器的主要技术指标有（选择性）（增益）（通频带）

5. 小信号谐振放大器的主要特点是以（LC谐振回路）作为放大器的交流负载，具有（放大）和（选频）功能

6. 谐振功放中，LC谐振回路的作用是（选频）和（阻抗匹配）

7. 谐振功放电路的组成特点（谐振回路作为负载）（基极反偏）（放大器工作在丙类）–原因：效率高

8. 当f = fs（石英串联谐振频率）时，石英晶体呈阻性，可构成串联型晶体振荡器；

   当f > fp（石英并联谐振频率）时，等效阻抗呈容性

9. (a) 并联型晶体振荡器，石英晶体在回路中起电感作用。

   (b) 串联型晶体振荡器，石英晶体串联谐振时等效为短路元件接入正反馈电路

10. 并联式晶振电路中的石英晶体必须作为振荡回路中的电感元件（串联中为短路）

11. 自动相位控制简称APC

    自动增益控制简称AGC –作用使输出信号幅度保持恒定或仅在很小的范围变化

    AFC电路的作用是 维持工作频率稳定

12. 振幅调制，检波，变频电路属于线性频率变换电路，而调频，调相，鉴频，鉴相电路择时域非线性频率变换电路

13. 锁相环由（鉴相器）（环路滤波器）和（压控振荡器）三部分组成

14. 相位鉴频器是由（频相转换网络）和（鉴相器）组成

15. 在抑制载波的双边带信号的基础上，产生单边带信号的方法有（滤波法）和（相移法）

16. 为了提高效率，高频功率放大器多工作在（丙类）或（丁类）状态

17. 

    522.2；4k

简答题

1. 调制的原因？常用的模拟调制方式有哪些？

   原因：①信号不进行调制发射天线太长，无法假设②信号不调制传播会互相干扰，无法接收

   方式：调相，调幅，调频

2. 石英晶体有什么特点？为什么用它制作的振荡器频率较高？

   ①晶体的谐振频率较稳定，具有非常高的稳定性，接入系数非常小，晶体在工作频率附近阻抗变化较大，有很高的并联谐振阻抗

   综上所述，频率高

3. LC谐振回路是高频电路中应用最广泛的无源网络，主要在电路中完成哪些功能？

   阻抗变换，信号选择与滤波，相频转换和移相

4. 当谐振功率放大器的输入激励信号为余弦波时，为什么集电极电流为余弦脉冲波形？但放大器为什么又能输出不失真的余弦波电压？

   因为谐振功率放大器在丙类状态（导通时间小于半个周期），所以集电极电流为周期性余弦脉冲电流；但其负载为调谐回路振谐在基波频率，可以选出ic的基波分量，故在负载两端得到的电压仍然与信号同频的完整正弦波。

5. Ucc、Ubb、Ubm、RL四个外界因素只变化其中的一个时，高频功放的工作状态如何变化？

   Ucc 增大,Ubb 反向增大，过压——>临界——>欠压

   Ubm，RL，Re 增大，欠压——>临界——>过压

6. 基极——欠压，集电极——过压；功放放大振幅调制信号——欠压，且乙类工作；功放放大等幅度——临界

7. 为什么晶体振荡器的频率稳定度高？

   回路标准性高，外电路接入系数小，Q值高

8. 振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件分别是什么？

9. 

特点：欠压输出功率和效率都比较低，临界输出功率和效率都比较高，过压输出电压基本不发生变化，电压利用率较高

判断题

1. 调频波的总功率与未调载波功率是相等的（√）

2. RC相移振荡器由于采用RC相移网络作为选频网络，故具有相位稳定作用（√）

3. 非线性器件二次幂以上的项，将使混频器发生非线性失真，并且输入高频信号越大，非线性失真也越大（√）

4. 克拉泼振荡电路较考毕兹振荡电路（基本型电容反馈三端式振荡电路）的频率稳定度高，是因为接入了一个小的电容C3，从而减小晶体管输入，输出电容对振荡回路的影响（√）

5. 调谐功率放大器采用的是折线近拟分析法（√）

6. 在调频波中，频偏越大，频带也越宽（√）

重要公式

$P_C集电极功耗；P_0直流输入功率(max)；P_1高频一周功率$

计算题

4. 

5. 

6. 由高频功率晶体管2SC3102组成的谐振功率放大器，其工作频率f=520MHz，输出功率P1=60W，Vcc=12.5V。(1)当集电极效率η=60%时，试计算集电极功耗Pc和集电极电流直流分量Ico； (2)若保持P1不变，将η提高到80%，试问此时Pc减少了多少?

   

7. 一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知fo=465kHz，晶体管经中和后的参数为：gie=0.4mS,Cie=142pF，goe=55μS，Coe=18pF，Yfe=36.8mS,Yre=0，回路等效电容C=200pF，中频变压器的接入系数p1=N1/N=0.35，p2=N2/N=0.035,回路无载品质因数Q0=80，设下级也为同一晶体管，参数相同。试计算：（1）回路有载品质因数 QL和 3dB带宽 B0.7;（2）放大器的谐振电压增益。