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MC1-1208-在 A、B、C、D 四类放大器中,可以用作对讲机的 FM 射频功率放大器的全部类别有:(不考虑电源效率)

MC1-1208 问对讲机的调频射频功率放大器可用哪些类别,答案是甲乙丙丁四类都能用。文中解释调频信号包络恒定、信息载在频率上,幅度非线性不影响解调,并用卡森公式说明调频信号带宽,辨析漏掉丁类、丙类或只留甲类的三种错法,同时提醒恒包络不等于可以不做谐波滤波。

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【题目编号】MC1-1208

【题目】在 A、B、C、D 四类放大器中,可以用作对讲机的 FM 射频功率放大器的全部类别有:(不考虑电源效率)

【答案】A

[A]A、B、C、D

[B]A、B、C

[C]A、B、D

[D]A

考点速览

这道题把四类放大器一网打尽,问的是手持对讲机的调频射频功率放大器可以用哪些类别,正确答案是甲、乙、丙、丁四类全部可用。判断依据不在于效率高低,题目还特意加了不考虑电源效率这句提示,而在于调频信号的包络恒定这一性质。抓住恒包络三个字,这道题的四个选项就变成一道完整性题。

调频信号的包络为什么恒定

调频是把话音信息载在载波的瞬时频率上,载波的振幅不随调制信号变化。除了键控或者调幅这些特殊方式,调频波在时间轴上的峰值始终保持不变,这就是恒包络(constant envelope)特性。

放大器对恒包络信号做幅度压缩、限幅甚至削波,改变的只是振幅,信号的过零点位置、瞬时频率的走势都保留下来。接收机鉴频器只关心频率变化,幅度上的扭曲在限幅级就被抹平了。所以从甲类到丁类,无论放大器线性与否,都不会破坏调频信号携带的信息,这就是四类都能用的根本原因。

调频信号的占用带宽可以用卡森公式(Carson's rule)估算,带宽近似等于两倍的最大频偏与调制信号最高频率之和。对讲机按二十五千赫信道间隔设计,最大频偏取五千赫兹,话音最高频率按三千赫兹算,带宽约十六千赫兹,落在信道间隔之内。

四类放大器在调频功放里的位置

甲类线性最好、效率最低,用在对讲机末级意味着电池消耗快、机身发烫,但技术上完全可行,功率小、要求低的手持设备里并不罕见。

乙类与甲乙类靠推挽分管半周,效率明显高于甲类,配上输出匹配网络就能工作,是常见的折中方案。丙类导通角小于半周,靠槽路取出基波并把谐波滤掉,效率可达百分之八十以上,是调频发射机功率级的传统选择。丁类开关工作,理想效率接近百分之百,加一级低通滤波器就能把方波还原成可用的正弦载波,便携设备与基站里都有应用。

需要提醒的是,恒包络并不等于可以不管带外发射。非线性工作必然产生谐波,谐波必须由输出低通或带通滤波器压下去,否则会干扰其他业务,这既是技术问题也是法规要求。

逐项辨析

选项 A 正确,甲、乙、丙、丁四类都能充当调频射频功率放大器。恒包络信号对幅度非线性不敏感,四类的工作状态差异只影响效率、发热和外围滤波电路,不影响信息能否被正确解调。

选项 B 错误,它给出的清单是甲、乙、丙,漏掉了丁类。丁类虽然在音频领域靠脉宽调制加低通滤波工作,但在调频这种恒包络载波的功率放大场合反而是很自然的选择:方波输出经低通滤波后只剩基波,效率又极高,没有理由被排除。

选项 C 错误,它给出的清单是甲、乙、丁,漏掉了丙类。丙类恰恰是调频发射机最典型的高效率功率放大类别,靠槽路选频输出,把它排除在外等于把调频功放的主力漏掉了。

选项 D 错误,它只保留甲类。甲类当然能用,但效率最低、静态功耗最大,把它当成唯一答案,既漏掉了三类可行方案,也违背题目不考虑电源效率的提示。

恒包络与非恒包络的分界

调频、频移键控这类恒包络信号的功放可以放心使用非线性工作状态,追求效率;单边带、调幅这类包络携带信息的信号则必须线性放大,否则互调产物会落到邻近频道。这也是为什么同一部短波电台里,调频与等幅报的功率级可以做得很省电,单边带功率级却要按线性放大来设计、还得配自动电平控制来控制失真。判断某类放大器能否用于某种发射类别,问的其实是这种发射的包络是否携带信息。

应试要点

看见调频、频移键控等恒包络信号,四类放大器都可以选,题目里出现不考虑电源效率就是在提醒你别拿效率去排除甲类。看见单边带、调幅、等幅报这类包络变化的信号,就必须挑线性工作的类别。把恒包络与信息是否藏在包络里这两句话记住,这一类题就不会再错。

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