【题目编号】MC1-1314
【题目】图示电路为业余无线电爱好者常用的简易场强表。各部件的作用分别为:
【答案】A
[A]A-接收电波,C1、C2、L-谐振选频,VD-检波,C3-旁路滤波,M-指示
[B]A-接收电波,C1、C2 旁路滤波,L-升压,VD-放大,C3-隔直流,M-指示
[C]A-整流,C1、C2-隔直流,L-放大,VD-滤波,C3-谐振,M-指示
[D]A-接收电波,C1、C2 高频旁路,L-放大,VD-开关,C3-耦合,M-指示
考点速览
这道题给出简易射频场强表的电路框图,要求判断天线、电容、电感、二极管与微安表各自的作用。它考的是能不能把一条完整的信号链路拆开:接收、选频、检波、滤波、指示,五个环节各司其职。这种"看图说功能"的题在仪器与测量部分很常见,答对的前提是脑子里有一条清楚的信号流。
原理与依据
先看信号流。空间中的射频电波被天线拾取,天线把电磁场能量转换成高频电压;这个电压往往极其微弱,并且混有各种频率的成分;所以先要经过一个谐振回路把目标频率选出来;选出的高频信号送给二极管检波,取出与场强相关的直流分量;检波后的电压还残留高频纹波,用电容旁路掉;最后送进微安表,用指针偏转反映场强强弱。
逐段展开。天线部分:场强表的天线通常是一段小尺寸的偶极或鞭状振子,尺寸远小于波长,属于电小天线,接收效率不高但结构简单;输出的是随电波变化的微小高频电压,与空间电场强度成正比。
选频部分:电容 C1、C2 与电感 L 组成并联谐振回路,谐振频率为 f = 1 ÷ (2π√(L·C))。调节可变电容使回路谐振在待测频率上,此时回路阻抗最大、两端电压最高,于是目标频率被选出、其他频率被抑制。回路的品质因数越高,选择性越好,但通带越窄。测量不同频段时要扳动波段开关更换电感或电容。
检波部分:二极管 VD 利用单向导电性,把高频电压整流并取出包络,输出一个与高频电压幅度相关的直流或低频电压。小信号时检波特性接近平方律,也就是输出与输入的平方成比例,因此表头刻度不是线性的;信号较大时接近线性。这里用的二极管要选起始导通电压低的型号(如锗管或肖特基管),才能对微弱信号有响应。
滤波与指示部分:电容 C3 跨接在检波输出与地之间,把残留的高频分量旁路到地,得到平稳的直流电压。微安表 M 灵敏度高、满度电流通常只有几十到几百微安,正好适合这种功率极小的场合;表头读数反映的是到达天线的场强,属于相对值。
需要说明的是,场强的严格单位是电场强度(伏特每米)、磁场强度(安培每米)或功率密度(瓦特每平方米)。要用场强表读绝对值,必须知道天线的天线系数并做校准;业余自制的简易场强表通常只用来做相对比较,例如比较天线方向、调谐振回路、检查发射时是否有辐射。
逐项辨析
选项 A 正确。天线接收电波,可调电容与电感构成谐振选频,二极管检波,电容 C3 旁路滤波,微安表指示,五个部件与五个功能一一对应,链路完整、顺序正确。
选项 B 错误。把选频电容说成旁路滤波、把电感说成升压、把二极管说成放大、把旁路电容说成隔直流,几处功能全部错位。二极管不能放大信号,只能单向导通做检波或整流;电感在谐振回路里与电容配合选频,不承担升压功能;C3 在电路里的作用是给高频分量提供入地通路,而不是隔直流。
选项 C 错误。把天线说成整流、电容说成隔直流、电感说成放大、二极管说成滤波、电容说成谐振,整条链路被彻底打乱。天线是换能器不是整流器,单只电容也不能代表谐振选频,检波的任务落在二极管身上而不是电容身上。
选项 D 错误。前半段关于天线接收的表述是对的,但随后把电感说成放大、把二极管说成开关、把电容说成耦合,与实际不符。二极管在检波电路里工作在微小正向偏置附近,处理的是连续变化的信号,不是开关状态;电感是谐振回路的组成部分,不是放大器件。
易混淆点
第一组是检波与整流。两者都用二极管的单向导电性,但整流面对的是工频交流,目标是得到直流电;检波面对的是高频已调波,目标是取出包络。场强表里二极管的角色是检波。
第二组是谐振选频与滤波。谐振回路本身就是一种窄带滤波器,靠品质因数决定选择性;普通旁路电容的作用只是给高频提供入地通路,不承担选频。第三组是相对测量与绝对测量。简易场强表读数是相对值,用来比较强弱与方向;要读绝对值必须配合已知天线系数并校准,这属于场强测量与电磁兼容测试的专业做法。
应试要点
把链路顺序背成一句话:天线收电波、电感电容谐振选频、二极管检波、电容旁路滤波、微安表指示。凡是把放大器、升压、开关这类字眼安到二极管或电感头上的选项,一律排除。