毕业设计高频电子线路课程设计高频基极课程设计.docx

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毕业设计高频电子线路课程设计高频基极课程设计

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前言

目前，随着电子信息技术的快速发展，为了将低频信号有效地辐射出去为了使发射与接收效率提高，在发射机与接收机方面部必须采用天线和谐振回路。

但语言、音乐图像信号等的频率变化范围如果直接发射音频信号则发射机将工作于同一频率范围。

这样接收机将同时收到许多不同电台的节目，从而无法加以选择。

为了克服以上的困难必须利用高频振荡将低频信号"附加"在高频振荡上，这样就使天线的辐射效率提高尺寸缩小，同时每个电台都工作于不同的载波频率，接收机就可以调谐选择不同脉电台了。

这样就解除了上述的种种困难。

传输信息是人类生活的重要内容之一。

利用无线电技术进行信息传输在这些手段中占有极重要的地位。

无线电通信、广播、电视、导航、雷达、遥控遥测等，都是利用无线电技术传输各种不同信息的方式。

在以上这些信息传递的过程中，都要用到调制。

所谓将信号附加在高频振荡上就是利用信号来控制高频振荡的某个参数，使这个参数随信号而变化，即调制。

调制的方式可分为连续波调制与脉冲波调制两大类。

连续波调制是用信号来控制载波的振荡频率或相位，因而可分为调幅（AM）调频（FM）和调相（PM）三种方法。

调幅波的形成早期VHF频段的移动通信电台大都采用调幅方式，由于信道衰落会使模拟调幅产生附加调幅而造成失真，目前已很少采用。

调频调制在抗干扰和抗衰落性能方面优于调幅调制，对移动信道有较好的适应性。

高频信号的幅度随着调制信号作相应的变化，这就是调幅波。

由于高频信号的幅度很容易被周围的环境所影响。

所以调幅信号的传输并不十分可靠。

在传输的过程中也很容易被窃听，不安全。

所以现在这种技术已经比较少被采用，但在简单设备的通信中还有采用。

比如收音机中的AM波段就是调幅波，大家可以和FM波段的调频波相比较，可以看到它的音质和FM波段的调频波相比会比较差，原因就是它更容易被干扰。

调幅即振幅调制，就是由调制信号去控制载波的振幅，使之按照调制信号的规律变化，严格的来讲，是使得高频振荡的振幅与调制信号呈线性的关系，其他参数（频率和相位）不变。

调制信号是由原始消息变成的低频或视频信号，这些信号可以是模拟的，也可以是数字的。

未受调制的高频振荡信号称为载波。

受调制后的振荡波称为已调波，它具有调制信号的特征。

从频谱关系看，调幅就是把调制信号的频谱搬移到高频载波附近。

AM信号的产生可以用高电平调制和低电平调制两种方式。

目前，AM信号大多都用于无线电广播，因此多采用高电平调制方式。

高电平调幅将功放和调制合二为一，调制后的信号不需再放大就可以直接发送出去。

这个过程通常是在丙类放大器中进行的。

根据调制信号控制的电极不同，高电平调幅可分为：

集电极调幅和基极调幅。

所谓集电极调幅就是用调制信号来改变高频功率放大器的集电极直流电源电压，以实现调幅。

所谓基极调幅，就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极偏压，以实现调幅。

其基本原理是，低频调制信号电压与直流偏压相串联。

放大器的有效偏压等于这两个电压之和，它随着调制信号波形而变化。

使三极管工作在欠压状态下，集电极电流的基波分量随着基极电压成正比变化。

因此，集电极的回路输出高频电压振幅将随着调制信号的波形而变化，于是得到调幅波输出。

因为基极调幅所需调制功率很小，对整机的小型化有利。

因此，基极调幅电路在现实中的应用是非常重要的。

1Multisim仿真软件的介绍

NIMultisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，就能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。

凭借NIMultisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。

借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。

与NILabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。

有如下特点：

通过直观的电路图捕捉环境,轻松设计电路;通过交互式SPICE仿真,迅速了解电路行为;借助高级电路分析,理解基本设计特征;通过一个工具链,无缝地集成电路设计和虚拟测试;通过改进、整合设计流程,减少建模错误并缩短研发时间。

1.1Multisim软件介绍

NIMultisim10是美国国家仪器公司（NI，NationalInstruments）最新推出的Multisim最新版本的原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。

目前NI的EWB的包含有电路仿真设计的模块Multisim、PCB设计软件Ultiboard、布线引擎Ultiroute及通信电路分析与设计模块Commsim4个相互独立的部分，能完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程。

Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim均有增强专业版（PowerProfessional）、专业版（Professional）、个人版（Personal）、教育版（Education）、学生版（Student）和演示版（Demo）等多个版本，各版本的功能和价格有着明显的差异。

Multisim10用软件的方法虚拟电子与电工元器件、仪器和仪表，实现了软件即元器件、软件即仪器。

元器件库提供数千种电路元器件，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，很方便的在工程设计中使用。

虚拟测试仪器仪表种类齐全，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源，波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。

Multisim10具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法。

Multisim10可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工学、模拟电路、数字电路、射频电路及微控制器和接口电路等。

有丰富的Help功能，不仅包括软件本身的操作指南，还包含有元器件的功能解说。

提供了与国内外流行的PCB设计软件Protel及电路仿真软件PSpice之间的接口，支持VHDL和VerilogHDL语言的电路仿真与设计。

易学易用，适合于电子信息、通信工程、自动化、电气控制类专业，有利于开展综合性的设计和实验，培养综合分析、开发和创新能力。

1.2Multisim的基本界面操作

1启动软件

双击桌面上的Multisim快捷方式或选择程序菜单中的Multisim选项，即启动Multisim10，如下图1-1所示：

图1-1Multisim10启动界面

2软件选项设置

单击―主菜单栏中的―option（选项）”,选择―GlobalPreferences，出现下面的对话窗口，如下图1-2所示：

可选择合适的元件类型。

图1-2GlobalPreferences对话窗

3绘制电路

元器件库的操作包括：

（1）取用元件：

从元器件库中取用所需元件；

图1-3元器件库

点击某元件会弹出如图1-3所示对话框，可根据要求选择所需器件，然后按OK（确定）即可。

Multisim10的元件均具有下列元素:

Symbol–元件符号（forSchematic）

Model–元件模型（forSimulation）

Footprint–元件外型（forLayout）

ElectronicParameter–电子元件参数

UserDefinedInfo.–使用者自定资讯

Pinmodel—管脚模型General—元件描述

在元件上双击鼠标左键开启属性对话框如下图1-4所示：

图1-4属性对话框

其中，Label：

修改元件序号、标识；Display：

设置元件标识是否显示；Value：

设定元件参数值；Fault：

设定元件故障。

（2）摆放元件：

调整元件的位置与方向；

右击元件可得到对话框，可对元件进行旋转，设置元件标识等操作。

（3）线路连接：

连接元件的引脚。

连线方式可分为手动连线和自动连线。

调整走线既可以拖拽线段也可以拖拽节点。

（4）仪表库操作

Multisim中的仪表调用十分简单，从仪表库中单击要调用的仪表，光标附着仪表，移动光标到目标位置，单击鼠标左键放置仪表，完成仪表调用。

其中仪表有如下所示：

数字万用表（Multimeter）、函数信号发生器（FunctionGenerator）、瓦特表（Wattmeter）、示波器（Oscilloscope）、四通道示波（4channelOscilloscope）、波特图仪（BodePlotter）、频率计数器（Frequencycounter）、字符信号发生器（WordGenerator）、逻辑分析仪（LogicAnalyzer）、逻辑转换器（Logicconverter）、IV曲线分析仪（IVAnalyzer）、失真度分析仪（DistortionAnalyzer）、频谱分析仪（SpectrumAnalyzer）、网络分析仪（NetworkAnalyzer）、Aglient函数信号发生器（AglientFunctionGenerator）、Aglient万用表（AglientFunctionGenerator）、Aglient示波器（Aglient100MOscilloscope）、动态测试笔（Dynamicmeasurementprobe）。

2基极振幅调制器电路实现与分析

2.1基极调幅定义

基极调幅—用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极偏压，以实现调幅。

2.2基极振幅调制器原理分析

基极调制特性是指仅改变时，放大器电流、电压、功率及效率的变化特性。

由于基极回路的电压，和决定了放大器的，因此，改变的情况与改变的情况类似，不同的是可能为负。

基极调幅，就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极偏压，以实现调幅。

晶体管是一种非线性器件，只要让其工作在非线性（甲乙类，乙类或丙类）状态下，即可用它构成调幅电路。

一般总是把高频载波信号和调制信号分别加在谐功率放大器的晶体管的某个电极上，利用晶体管的发射结进行频率变换，并通过选频放大，从而达到调幅的目的。

低频调制信号与Ucc相串联，因此放大器的有效集电极电源电压等于上述两个电压之和，它随调制信号波形而变化。

丙类功放工作在欠压状态时，集电极电流的基波分量随基极电压成正比变化，因此集电极输出的高频电压振幅将随调制信号的波形而变化,于是得到调幅波输出。

2.3基极振幅调制器原理电路

基极调幅的基本原理电路如图1-1所示,低频调制信号与直流偏压Ubb串联。

因此,放大器的有效偏压等于上述两个电压之和，它随调制信号波形而变化。

为高频载波电压，为调制信号电压,W作为等效基极偏置电压。

除电源和偏置电路外，它是由晶体管，谐振回路和输入回路三部分组成。

对于丙类高频功率放大器，当集电极直流电压Ucc，激励高频信号电压和集电极有效回路Rp不变，只改变基极偏压时，集电极电流脉冲在过压区可以认为是不变的。

但在欠压区集电极电流脉冲幅度将随基极偏压成正比变化。

因此基极调幅必须工作在欠压区，集电极回路输出高频电压，振幅将随调制信号的波形而变化于是得到调幅波输出。

同时为了兼顾效率和功率应使放大管工作在丙类，且最佳半导通角70度左右。

晶体管的作用是将供电电源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制作用。

若设

,为基极有效电源电压；

集电极输出电压为：

U（t）=Uc（1+mcost）coswt；

显然，为了实现不失真的调制，电路应工作在欠压状态。

需要说明的是：

高电平调幅电路可以产生且只能产生普通调幅波。

图2-1基极