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MC2-1201-A、B、C、D 四类放大器都可以用来放大射频信号。关于此结论,以下描述正确的是

MC2-1201 讨论四类放大器都能放大射频信号这一结论的边界。线性放大器如实复制波形,对信号的调制类型不设限制;丙类与丁类丢掉幅度信息,只适合振幅不变的恒包络信号。后两项把信号的来历当成选型依据,属于因果倒置;真正的判据是信息装在哪个参量上。

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【题目编号】MC2-1201

【题目】A、B、C、D 四类放大器都可以用来放大射频信号。关于此结论,以下描述正确的是:

【答案】AB(多选题)

[A]A 类和 B 类放大器可以线性放大输入信号,所以适合放大所有类型的射频信号

[B]C 类和 D 类放大器损失信号的幅度信息,所以仅适合放大振幅不变的射频信号

[C]A 类和 B 类放大器只能放大线性信号,不能放大通过非线性电路产生的信号

[D]C 类和 D 类放大器只能放大非线性信号,不能放大通过线性电路生成的信号

考点速览

这道题给出一句看似绝对的结论——甲、乙、丙、丁四类放大器都能放大射频信号,然后让考生分辨哪种说法正确。关键在于给这句话加边界:放大器能不能用,取决于它是否保留信号所携带的信息,既不取决于信号频率的高低,也不取决于信号当初是哪个电路产生的。

线性放大器对信号类型不设限

线性放大器的传输特性在动态范围内是一条直线,输出电压与输入电压成比例。这样的放大器不看信号长什么模样:正弦波、方波、单边带话务、复杂数字调制,进去是什么形状,出来还是什么形状,只是幅度变大。信息藏在幅度、频率还是相位里都不要紧,三者都被如实保留。

甲类(class A)与乙类(class B),以及夹在它们之间的甲乙类,都属于这一拨。射频小信号放大、混频后的中频放大、单边带发射机的末级线性放大,用的都是它们。只要不把器件推到饱和或截止,波形就不失真。

线性放大器也不是无限线性。输入过大时器件照样进入饱和或截止,输出被削顶,失真立刻出现。所以"线性"这个词附带一个条件:信号幅度落在放大器的动态范围之内。超出范围,再好的甲类也会削波。

恒包络是丙类丁类的唯一门槛

丙类(class C)与丁类(class D)是非线性放大器。丙类器件只在信号峰值附近导通,输出是窄脉冲串;丁类器件工作在开关状态,输出是方波脉冲。两者都把输入信号的瞬时幅度信息丢掉了——输出幅度不再与输入幅度成正比。

丢掉幅度没关系,前提是原信号里本来就没有幅度信息。恒包络(constant envelope)信号的幅度恒定不变,信息装在频率或时间节奏里,用这两类放大器放大,输出仍然携带完整信息,效率还很高。包络起伏的信号,例如单边带与调幅,送进去就会被削平、产生互调,不能用。

实际机器上的分寸还要靠功率回退来把握。即便用的是线性放大器,把末级推到接近饱和,互调产物也会迅速长大;留出几瓦甚至十几瓦的余量,让器件工作在线性区的中段,才换得到干净的话音。非线性的丙类丁类不存在这种余量,它们的输出幅度根本不随输入走。

丙类之所以能处理调频,道理也在包络上:幅度压缩与谐波都被后面的谐振回路处理掉,过零点的节奏没有被动过,解调出来的声音照旧。同一台丙类放大器,换成包络起伏的信号就会把信息削掉。

逐项辨析

选项 A 正确。甲类与乙类含甲乙类是线性放大器,能如实复制输入波形。既然波形形状不被改变,放大器的适用范围就覆盖了所有射频信号类型,无论它是调幅、调频还是单边带。这一项说出了线性放大的本质。

选项 B 正确。丙类与丁类在放大过程中损失了幅度信息,因此只适合振幅不随时间变化的射频信号。恒包络这个条件把调频、等幅报纳入,把单边带、调幅排除,判断准确。

选项 C 错误。它说线性放大器只能放大线性信号,不能放大由非线性电路产生的信号。前半句里的"线性信号"本身就是含混的说法,后半句更站不住:一个信号当初由什么电路产生,与它今后怎么被放大没有关系。方波由非线性过程产生,把它送进甲类放大器,出来的仍是方波,只是幅度大了。放大器只对自己的传输特性负责。

选项 D 错误。它说丙类与丁类只能放大非线性信号,不能放大由线性电路生成的信号。事实正相反:丙类最喜欢的就是一个干净的正弦激励,正弦由线性振荡电路产生,正好方便谐振回路把基波选出来。能不能用这两类放大器,看信号的包络是否恒定,与它出自哪种电路无关。

信号的来历与放大方式无关

把这两项放在一起看,错在同一个思路上:拿信号的出身替代信号的特征作判据。工程上判断一台放大器能不能用,先看信息装在哪个参量上——幅度、频率还是相位;再看放大器是否会破坏这个参量。幅度带信息就要线性放大,幅度不带信息就可以用高效率的非线性放大,这个次序不能反。

应试要点

两条判据:线性放大器不挑信号,只要求输入幅度落在动态范围内;非线性放大器挑信号,只接受恒包络。丙类需要的是干净的正弦激励,这一点恰好说明它不排斥线性电路产生的信号。遇到把"信号由线性还是非线性电路产生"当作条件的选项,一律判错。

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