高頻電路實驗及Multisim仿真

1、實驗一 高頻小信號放大器一、 單調諧高頻小信號放大器圖1.1 高頻小信號放大器1、 根據電路中選頻網絡參數值，計算該電路的諧振頻率p；2、 通過仿真，觀察示波器中的輸入輸出波形，計算電壓增益Av0。 4.325輸入波形：輸出波形：3、 利用軟件中的波特圖儀觀察通頻帶，并計算矩形系數。4、 改變信號源的頻率（信號源幅值不變），通過示波器或著萬用表測量輸出電壓的有效值，計算出輸出電壓的振幅值，完成下列表，并匯出fAv相應的圖，根據圖粗略計算出通頻帶。f0(KHz)6575165265365465106516652265286534654065U0 (mv)0.9771.0641.3921.4831

2、.5281.5481.4571.2821.0950.4790.8400.747AV2.7362.9743.8994.1544.2804.3364.0813.5913.0671.3412.3522.0925、 在電路的輸入端加入諧振頻率的2、4、6次諧波，通過示波器觀察圖形，體會該電路的選頻作用。二、下圖為雙調諧高頻小信號放大器圖1.2 雙調諧高頻小信號放大器1、 通過示波器觀察輸入輸出波形，并計算出電壓增益Av0輸入端波形：輸出端波形：V1=19.512mV V0=200.912mV Av0=V0/V1=10.1972、 利用軟件中的波特圖儀觀察通頻帶，并計算矩形系數。實驗二 高頻功率放大器一

3、、高頻功率放大器原理仿真，電路如圖所示：(Q1選用元件Transistors中的 BJT_NPN_VIRTUAL)圖2.1 高頻功率放大器原理圖1、集電極電流ic（1）設輸入信號的振幅為0.7V，利用瞬態(tài)分析對高頻功率放大器進行分析設置。要設置起始時間與終止時間，和輸出變量。（2）將輸入信號的振幅修改為1V，用同樣的設置，觀察ic的波形。（提示：單擊simulate菜單中中analyses選項下的transient analysis.命令，在彈出的對話框中設置。在設置起始時間與終止時間不能過大，影響仿真速度。例如設起始時間為0.03s，終止時間設置為0.030005s。在output vari

4、ables頁中設置輸出節(jié)點變量時選擇vv3#branch即可）（3）根據原理圖中的元件參數，計算負載中的選頻網絡的諧振頻率0，以及該網絡的品質因數QL。根據各個電壓值，計算此時的導通角c。（提示根據余弦值查表得出）。87.82、線性輸出（1）要求將輸入信號V1的振幅調至1.414V。注意：此時要改基極的反向偏置電壓V2=1V，使功率管工作在臨界狀態(tài)。同時為了提高選頻能力，修改R1=30K。（2）正確連接示波器后，單擊“仿真”按鈕，觀察輸入與輸出的波形；輸入端波形：輸出端波形:（3）讀出輸出電壓的值并根據電路所給的參數值，計算輸出功率P0，PD，C；輸出電壓：12V； 二、 外部特性1、 調諧特

5、性，將負載選頻網絡中的電容C1修改為可變電容（400pF），在電路中的輸出端加一直流電流表。當回路諧振時，記下電流表的讀數，修改可變電容百分比，使回路處于失諧狀態(tài)，通過示波器觀察輸出波形，并記下此時電流表的讀數；諧振時，C=200pF，此時電流為：-256.371輸出波形為：將電容調為90%時，此時的電流為-256.389mA。 波形圖如下：2、負載特性，將負載R1改為電位器（60k），在輸出端并聯(lián)一萬用表。根據原理中電路圖知道，當R1=30k，單擊仿真，記下讀數U01，修改電位器的百分比為70%，重新仿真，記下電壓表的讀數U02。修改電位器的百分比為30%，重新仿真，記下電壓表的讀數U03。

6、R1(百分比)50%70%30%U08.443V8.131V8.159V（1） 比較三個數據，說明當前電路各處于什么工作狀態(tài)？當電位器的百分比為30%時，通過瞬態(tài)分析方法，觀察ic的波形。3、振幅特性，在原理圖中的輸出端修改R1=30K并連接上一直流電流表。將原理圖中的輸入信號振幅分別修改為1.06V， 0.5V，并記下兩次的電流表的值，比較數據的變化，說明原因。V1(V)0.71.060.5Ic012.678uA18.185uA8.842uA1、 倍頻特性，將原理圖中的信號源頻率改為500KHz，諧振網絡元件參數不變，使電路成為2倍頻器，觀察并記錄輸入與輸出波形，并與第2個實驗結果比較，說明

7、什么問題？通過傅里葉分析，觀察結果。（提示：在單擊Simulate菜單中中Analyses選項下的Fourier Analysis.命令，在彈出的對話框中設置。在Analysis Parameters標簽頁中的Fundamental frequency中設置基波頻率與信號源頻率相同，Number Of Harmonics 中設置包括基波在內的諧波總數，Stop time for sampling 中設置停止取樣時間，通常為毫秒級。在Output variables頁中設置輸出節(jié)點變量）和第二個實驗相比，輸出波形產生了一定程度的失真。傅里葉分析圖：實驗三 正弦波振蕩器一、正反饋LC振蕩器1）電感

8、三端式振蕩器通過示波器觀察其輸出波形，并說明該電路的不足3.1 電感三端式振蕩不足：振蕩器的輸出功率很低，輸出信號是非常微小的值，未達到振幅起振條件。2）電容三端式振蕩器（a） （b）3.2 電容三端式振蕩器（1）分別畫出（a）（b）的交流等效圖，計算其反饋系數（2）通過示波器觀察輸出波形，與電感三端式振蕩器比較電路（a）的輸出波形：電路（b）的輸出波形：比較：電容三點式反饋電壓中高次諧波分量很小，因而輸出波形好，接近正弦波，電感三點式反饋電壓中高次諧波分量較多，輸出波形差。3）克拉潑振蕩器3.3 克拉潑振蕩器（1） 通過示波器觀察輸出（2） 在該電路的基礎上，將其修改為西勒振蕩器，并通過示波

9、器觀察波形希勒振蕩器輸出波形：二、晶體振蕩器（a）(b)3.4 晶體振蕩器（1）（a）（b）分別是什么形式的振蕩器？（a）是并聯(lián)型型晶體振蕩器，（b）是串聯(lián)型單管晶體振蕩器電路。（2）通過示波器觀察波形，電路的振蕩頻率是多少？ 電路波形圖如下：由圖可得T=2.339ms，則f=1/T=427.5Hz整體趨勢部分趨勢（1） 振蕩器的電路特點？電路組成？答：并聯(lián)型晶體振蕩器中晶體起等效電感的作用，它和其他電抗元件組成決定頻率的并聯(lián)諧振回路與晶體管相連，工作原理和三點式振蕩器相同，只是把其中一個電感元件換成晶體。串聯(lián)型晶體振蕩器中晶體以低阻抗接入電路，晶體相當于高選擇性的短路線，通常將石英晶體接在正

10、反饋支路中，利用其串聯(lián)諧振時等效為短路元件的特性，電路反饋作用最強，滿足起振條件。（2） 并聯(lián)型和串聯(lián)型晶體振蕩器中的晶體分別起什么作用？在并聯(lián)型晶體振蕩器中晶體起等效電感的作用，和其他電抗元件組成決定頻率的并聯(lián)諧振回路與晶體相連。在串聯(lián)型晶體振蕩器中，晶體起到控制頻率的作用。實驗四 調制一、AM調制1、低電平調制1）二極管平衡調制電路圖4.1 二極管平衡調制AM電路（1） 觀察電路的特點，V1，V2中哪一個是載波，哪一個是調制信號？V1是載波信號，V2是調制信號（2） 通過示波器觀察電路波形，并計算電路的調幅系數ma； Vmax=100.946mV Vmin=89.606mVMa=(Vmax

11、-Vmin)/(Vmax+Vmin)=(100.946-89.606)/(100.946+89.606)=0.0592）模擬乘法器調制電路圖4.2 模擬乘法器調制AM電路（1） 通過示波器觀察電路波形，并計算電路的調幅系數ma； Ma=(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)=(2.874-0.494)/(2.874+0.494)=0.706（2） 乘法器原則上只能實現(xiàn)DSB調制，該電路為什么可以實現(xiàn)AM調制？答：因為該電路將一個直流電源與交流電源串聯(lián)，之后又與另一個交流電源并聯(lián)，所以它可以實現(xiàn)AM3）集電極調幅電路圖4.3 集電極調幅AM電路（1） 通過示波器觀察電路波形，并計算電路的

12、調幅系數ma；（2） 將電路中的V4去掉，R1=30，再通過示波器觀察輸出波形，通過瞬態(tài)分析，觀察集電極電流波形說明此時電路是什么工作狀態(tài)？（注意：在設置輸出變量時，選擇vv3#branch即可）工作在過電壓狀態(tài)電流波形：4）基極調幅電路圖4.4 基極調幅AM電路（1） 通過示波器觀察電路波形，并計算電路的調幅系數ma；（2） 將電路中的V4去掉，R1=30，再通過示波器觀察輸出波形，并通過瞬態(tài)分析，觀察集電極電流波形說明此時電路是什么工作狀態(tài)？瞬態(tài)分析結果：電壓不停的在放大飽和截止區(qū)循環(huán)。二、DSB調制1）二極管平衡調制圖4.5 二極管平衡調制DSB電路（1） 通過示波器觀察波形（2） 與圖

13、4.1比較電路的變化；從理論上分析該電路實現(xiàn)DSB調制的原理；在傳輸前將無用的載波分量抑制掉，僅發(fā)送上，下兩個邊頻帶從而在不影響傳輸信息的情況下，節(jié)省發(fā)射功率，實現(xiàn)DSB調制。2）乘法器調制圖4.6 乘法器調制DSB電路（1） 通過示波器觀察波形（2） 與圖4.1比較電路的變化；從理論上分析該電路實現(xiàn)DSB調制的原理；思考：（1）下圖是二極管調制電路，與圖4.1比較，這兩個電路的區(qū)別，從理論上分圖4.7析該電路實現(xiàn)的是AM調制還是DSB調制？答：在V1=V2大于0時，D1工作在導通狀態(tài)，D2處于截止狀態(tài)，V1=V2小于0時，D2工作在導通狀態(tài)，D1處于截止狀態(tài)，V3為大信號，V1=V2為小信號

14、，該電路實現(xiàn)的是DSB調制。實驗五 檢波一、包絡檢波器1、二極管峰值包絡檢波器電路圖5.1 二極管包絡檢波電路（1） 通過示波器觀察輸入輸出的波形輸入波形：輸出波形：輸入輸出在同一窗體中顯示：（2） 修改檢波電路中的C1=0.5F，R1=500K，再觀察輸入輸出波形的變化，說明這種變化的原因；輸入波形:輸出波形：輸入輸出在同一窗體中顯示：原因：由于過大，導致時間常數太大，在一段時間內輸入信號電壓總是低于電容C上的電壓，二極管始終處于截止狀態(tài)，輸出電壓不受輸入信號的控制，而是取決于放電，產生了惰性失真。（3） 在圖5.1中修改輸入調制信號V1的調制系數ma=0.8，再觀察輸入輸出波形的變化，說明這種變化的原因；原因：不產生惰性失真的條件是，當增大時則會使電容C的惰性減小，使得解調信號更接近包絡變化。2