高频电路实验Multisim版含答案.docx

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高频电路实验Multisim版含答案

实验一高频小信号放大器

一、单调谐高频小信号放大器

图1.1高频小信号放大器

1、根据电路中选频网络参数值，计算该电路的谐振频率ωp；

2、通过仿真，观察示波器中的输入输出波形，计算电压增益Av0。

3、利用软件中的波特图仪观察通频带，并计算矩形系数。

4、改变信号源的频率（信号源幅值不变），通过示波器或着万用表测量输出电压的有效值，计算出输出电压的振幅值，完成下列表，并汇出f~Av相应的图，根据图粗略计算出通频带。

f0（KHz）

65

75

165

265

365

465

1065

1665

2265

2865

3465

4065

U0（mv）

AV

5、在电路的输入端加入谐振频率的2、4、6次谐波，通过示波器观察图形，体会该电路的选频作用。

二、下图为双调谐高频小信号放大器

图1.2双调谐高频小信号放大器

1、通过示波器观察输入输出波形，并计算出电压增益Av0

2、利用软件中的波特图仪观察通频带，并计算矩形系数。

实验二高频功率放大器

一、高频功率放大器原理仿真，电路如图所示：

（Q1选用元件Transistors中的BJT_NPN_VIRTUAL）

图2.1高频功率放大器原理图

1、集电极电流ic

（1）设输入信号的振幅为0.7V，利用瞬态分析对高频功率放大器进行分析设置。

要设置起始时间与终止时间，和输出变量。

（2）将输入信号的振幅修改为1V，用同样的设置，观察ic的波形。

（提示：

单击simulate菜单中中analyses选项下的transientanalysis...命令，在弹出的对话框中设置。

在设置起始时间与终止时间不能过大，影响仿真速度。

例如设起始时间为0.03s，终止时间设置为0.030005s。

在outputvariables页中设置输出节点变量时选择vv3#branch即可）

（3）根据原理图中的元件参数，计算负载中的选频网络的谐振频率ω0，以及该网络的品质因数QL。

根据各个电压值，计算此时的导通角θc。

（提示根据余弦值查表得出）。

2、线性输出

（1）要求将输入信号V1的振幅调至1.414V。

注意：

此时要改基极的反向偏置电压V2=1V，使功率管工作在临界状态。

同时为了提高选频能力，修改R1=30KΩ。

（2）正确连接示波器后，单击“仿真”按钮，观察输入与输出的波形；

（3）读出输出电压的值，并根据电路所给的参数值，计算输出功率P0，PD，ηC；

计算后，用瓦特表测实际功率与计算值进行比较。

测量ic0的方法：

使用万用表串联在电压源后面，或者使用指示元件库（Indicators）中的电流表串联在测量电压源前面或者后面均可以。

注意显示的是有效值。

二、外部特性

1、调谐特性，将负载选频网络中的电容C1修改为可变电容（400pF），在电路中的输出端加一直流电流表。

当回路谐振时，记下电流表的读数，修改可变电容百分比，使回路处于失谐状态，通过示波器观察输出波形，并记下此时电流表的读数；

2、负载特性，将负载R1改为电位器（60k），在输出端并联一万用表。

根据原理电路图知道，当R1=30k，单击仿真，记下读数U01，修改电位器的百分比为70%，重新仿真，记下电压表的读数U02。

修改电位器的百分比为30%，重新仿真，记下电压表的读数U03。

R1（百分比）

50%

70%

30%

U0

（1）比较三个数据，说明当前电路各处于什么工作状态？

当电位器的百分比为30%时，通过瞬态分析方法，观察ic的波形。

3、振幅特性，在原理图中的输出端修改R1=30KΩ并连接上一直流电流表。

将原理图中的输入信号振幅分别修改为1.06V，0.5V，并记下两次的电流表的值，比较数据的变化，说明原因。

V1（V）

0.7

1.06

0.5

Ic0

4、倍频特性，将原理图中的信号源频率改为500KHz，谐振网络元件参数不变，使电路成为2倍频器，观察并记录输入与输出波形，并与第2个实验结果比较，说明什么问题？

通过傅里叶分析，观察结果。

（提示：

在单击Simulate菜单中中Analyses选项下的FourierAnalysis...命令，在弹出的对话框中设置。

在AnalysisParameters标签页中的Fundamentalfrequency中设置基波频率与信号源频率相同，NumberOfHarmonics中设置包括基波在内的谐波总数，Stoptimeforsampling中设置停止取样时间，通常为毫秒级。

在Outputvariables页中设置输出节点变量）

作业：

（1）按上述要求完成各项实验，并记录数据，回答问题，并将观察波形粘贴在试验报告上

1.2.3电压万用表测值vcm1=8.12v，icm1=270.696μA注意：

显示的是有效值，所以P0=vcm1*icm1=2.198mW

PD=Vcc*ic0=12V*0.185mA=2.22Mw

实验三正弦波振荡器

一、正反馈LC振荡器

1）电感三端式振荡器

通过示波器观察其输出波形，并说明该电路的不足

3.1电感三端式振荡器

2）电容三端式振荡器

（a）（b）

3.2电容三端式振荡器

（1）分别画出（a）（b）的交流等效图，计算其反馈系数

（2）通过示波器观察输出波形，与电感三端式振荡器比较

（3）用虚拟仪器数字频率计（XFC1）测量频率，与计算值进行比较。

3）克拉泼振荡器

3.3克拉泼振荡器

（1）通过示波器观察输出

（2）在该电路的基础上，将其修改为西勒振荡器，并通过示波器观察波形

二、晶体振荡器

（a）

（b）

3.4晶体振荡器

（1）（a）（b）分别是什么形式的振荡器？

（2）通过示波器观察波形，电路的振荡频率是多少？

注意：

3.3和3.4电路中有滑阻，在仿真时可以通过改变滑阻值，来触发电路。

问题：

（1）振荡器的电路特点？

电路组成？

（2）并联型和串联型晶体振荡器中的晶体分别起什么作用？

振荡回路：

（a）C2,C5,以及晶振和C3,C4构成的回路呈感性。

晶体相当于电感，是并联型的

（b）C4,C3串联CT,以及电感L1构成振荡回路，晶体相当于短路。

（C1,C2是旁路电容）

晶体在元件库MISC—CRYSTAL中选。

左并右串

实验四调制

一、AM调制

1、低电平调制

1）二极管平衡调制电路

图4.1二极管平衡调制AM电路

（1）观察电路的特点，V1（V2），V3中哪一个是载波，哪一个是调制信号？

（2）通过示波器观察电路波形，并计算电路的调幅系数ma；

（3）从理论上分析为什么该电路可以实现AM调制？

2）模拟乘法器调制电路

图4.2模拟乘法器调制AM电路

（1）通过示波器观察电路波形，并计算电路的调幅系数ma；

（2）乘法器原则上只能实现DSB调制，该电路为什么可以实现AM调制？

3）集电极调幅电路

图4.3集电极调幅AM电路

（1）通过示波器观察电路波形，并计算电路的调幅系数ma；

（2）将电路中的V4去掉，R1=30Ω，再通过示波器观察输出波形，通过瞬态分析，观察集电极电流波形说明此时电路是什么工作状态？

（注意：

在设置输出变量时，选择vv3#branch即可）

4）基极调幅电路

图4.4基极调幅AM电路

（1）将电路中的V4去掉，R1=30Ω，再通过示波器观察输出波形，并通过瞬态分析，观察集电极电流波形说明此时电路是什么工作状态？

仿真时扫描频率为100us，通道幅值为5mv

二、DSB调制

1）二极管平衡调制

图4.5二极管平衡调制DSB电路

（1）通过示波器观察波形

（2）与图4.1比较电路的变化；从理论上分析该电路实现DSB调制的原理；

2）乘法器调制

图4.6乘法器调制DSB电路

（1）通过示波器观察波形

（2）与图4.1比较电路的变化；从理论上分析该电路实现DSB调制的原理；

思考：

（1）下图是二极管调制电路，与图4.1比较，这两个电路的区别，从理论上分析该电路实现的是AM调制还是DSB调制？

图4.7

（2）根据图4.1和4.2构造实现调制AM信号的模型。

选做：

（3）在乘法器实现SSB电路的基础上，通过移相法实现SSB调制电路，调制信号和载波信号的移相可以通过微分电路。

微分电路可在Sources中的CONTROL_FUNCTION_B....下的VOLTAGE_DIFFERENTIATOR。

（1）是DSB调制。

D1、D2处于开关状态，由V3控制。

当V3>0时，D1、D2导通，当V3<0时，D1、D2截止。

i1=（V3+V1）*S（t）/（RD+R1），i2=（V3-V2）*S（t）/（RD+R1），i=i1-i2=2V2*S（t）/（RD+R1）没有V3项，所以是载波被抑制的DSB调制。

（2）

实验五检波

一、包络检波器

1、二极管峰值包络检波器电路

图5.1二极管包络检波电路

（1）通过示波器观察输入输出的波形

（2）修改检波电路中的C1=0.5μF，R1=500KΩ，再观察输入输出波形的变化，说明这种变化的原因；

（3）在图5.1中修改输入调制信号V1的调制系数ma=0.8，再观察输入输出波形的变化，说明这种变化的原因；

二、同步检波

1）模拟乘法器同步检波

图5.2乘法器解调DSB电路

（1）通过示波器观察7和9节点的波形

（2）计算低通滤波器的截止频率f=1/2*3.14*R2*C1

2）二极管平衡电路同步解调

图5.3二极管平衡电路解调DSB

（1）通过示波器观察节点9和3的波形，并说明是什么信号？

（2）将图5.3中的A1，V3，V4去掉，换成AM信号源，振幅为0.35V,载频为50kHz，调制信号频率为0.5kHz，调制系数为0.5。

再通过示波器观察两个节点的波形。

同步检波是否可以解调AM波？

思考：

（1）使用峰值包络检波的方法解调实验四中的AM信号（图4.1）的调制信号；

（2）使用乘法器同步检波的方法解调实验四中的DSB信号（图4.5）的调制信号；

（1）

（2）