基于Multisim12的高頻調(diào)諧放大器的仿真分析

1、基于Multisiml2的高頻調(diào)諧放大器的仿真分析工作頻率一般從幾兆到幾百&赫茲之間。在無線通信中，接收到的信號一般是毫伏級的微弱信號，在傳統(tǒng)的電路實驗中，由于元器件內(nèi)部噪聲和電子工藝造成的影響，測試結(jié)果容易受到干擾3-4。隨著仿真技術(shù)的快速發(fā)展，如今的各種仿真軟件已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電路設(shè)計中，從模擬電路到數(shù)字電路、從分立元件到集成電路，都能夠進行實時動態(tài)的仿真分析，極大地提高了電路設(shè)計的質(zhì)量和效率。文章利用仿真軟件multisiml2來設(shè)計調(diào)諧放大電路，并分析電路的相關(guān)參數(shù)。1Multisiml2軟件的功能介紹Multisiml2是一款功能齊全，設(shè)計效果可靠的電路虛擬仿真軟件，擁有電路

2、設(shè)計中常用的元器件、儀器儀表，如有模擬電路設(shè)計常用的電容、電阻、電感、二極管和三極管等；也有數(shù)字電路常用的觸發(fā)器、邏輯集成芯片，如74系列、OP系列集成運放、MCU等集成芯片;還有常用的儀器儀表，如萬用表、示波器、頻譜分析儀、字發(fā)生器、邏輯轉(zhuǎn)換器、失真分析儀等；此外，Multisiml2還有實驗室沒有的測量工具，如AC分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析、噪聲分析等5-6,這些功能都能很好地協(xié)助開發(fā)人員設(shè)計電路，提高開發(fā)效率。2高頻調(diào)諧放大電路的仿真分析2.1 LC選頻放大電路的原理LC選頻放大電路是由電容和電感線圈構(gòu)成閉合回路組成的，對一定范圍頻率的信號增益較大，而對其他頻率信號起到抑制的作用，諧振電

3、路的中心頻率為：2.2 原理圖的建立高頻調(diào)諧放大電路可對微弱混頻信號進行放大，對特定范圍頻率的信號放大效果明顯，因此也常用在無線通信系統(tǒng)的接收端的初級部分。為了確保三極管不進入截止區(qū)，要求三極管工作在甲類狀態(tài)，電路原理圖如圖1所示。圖1中，電源電壓為5V,通過R1和R2進行直流分壓，給三極管的基極提供偏置電壓。要滿足中心頻率的要求,可通過式(1)計算出諧振回路L和C的值，此電路取L2=2.2uH,C3=100pF,反饋電阻R3=lk?鼠2.3 輸出波形對圖1進行仿真測試，用虛擬示波器觀察輸入與輸出波形如圖2所示。從圖中可看出，當輸入為固定的信號，幅度U=20mV,頻率fs=10.7MHz,信號

4、經(jīng)過諧振放大之后，輸出信號沒有出現(xiàn)失真現(xiàn)象。此時，輸出波形如圖2所示，輸出幅度達最大值，輸入與輸出信號的相位相反。2.4 頻率特性曲線測試由于在通信系統(tǒng)中，信號并非為單一頻率，而是占有一定頻帶的信號，當所有信號經(jīng)過諧振回路時，由于幅頻特性曲線的不均勻性，對不同頻率的信號增益和延遲不相同，從而產(chǎn)生的相位差也不相同，使得輸出電壓不可避免地產(chǎn)生失真，為了限制諧振回路頻率失真的大小而引入了通頻帶力。先打開仿真按鈕，使用虛擬頻譜儀測試電路的幅頻特性和相頻特性，觀察電路的信號增益、帶寬等參數(shù)。調(diào)出虛擬頻譜儀的幅頻特性曲線如圖3所示，移動屏幕左邊的讀數(shù)針到增益最大處，此時諧振頻率為10.7MHz,增益為32

5、.3dB。按照通頻帶計算公式，向兩邊下降3dB,也就是諧振放大器的電壓增益從最大值向兩邊下降0.707倍，所對應(yīng)的上截止頻率fH=11.87MHz,下截止頻率fL=9.52MHz,從上面數(shù)據(jù)中可測得諧振回路的帶寬=2.35MHz0相頻特性反映輸出信號與輸入信號相位之間的關(guān)系，不同頻率的信號相位差是不相同的。在通頻帶內(nèi)，信號的相頻特性可認為是線性關(guān)系，文章的輸入頻率為單頊率，在中心頻率處相位相差為175.6°,如圖4所示。而在實物電路的測試當中,元器件對信號的延遲是不能忽略的，輸入輸出信號相位差一般不等于180%3結(jié)束語本實驗是利用Multisiml2設(shè)計調(diào)諧放大電路，能m好地測量電路

6、的各個參數(shù)，解決了實物電路中由于儀器的損壞、電路故障等使得實驗難以進行的問題。通過對調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點和諧振回路的參數(shù),就育踞松測得電路新的幅頻和相頻特性。Multisiml2功能強大，測量儀器齊全，對提高電路設(shè)計效率起到重要的作用。參考文獻孫活，秦銳，張渝冰.高頻小信號調(diào)諧放大器實驗?zāi)K設(shè)計與分析中信息系統(tǒng)工程,2015,3:28.2胡宴如，耿蘇燕.高頻電子線路M.高等教育出版社，2015:10-12.3文毅，胡云峰.工藝及工藝參數(shù)對器件電路ESD的影響J.科教文匯（下旬刊），2010,5:133+170.4楊恒，高景旭.電子元器件散粒噪聲特性及測試方法幾通訊世界，2015,11:236.李劍清.Multisim在電路實驗教學中的應(yīng)用J.浙江工業(yè)大學學報，2007,5:543-546.王荔芳，余磊，周曉華.放大電路的MultisimlO仿真分析J.現(xiàn)代電子技術(shù)，2011,18