高频电子线路课程设计.docx

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高频电子线路课程设计

高频电子线路课程设计

实验验证1调谐放大器的仿真

实验目的

熟悉仿真软件的EWB的使用，掌握用EWB作谐振放大器仿真；

预备知识

仿真软件mutisim；

仪器设备

pc机一台；

Mutisim软件；

实验内容：

1）单调谐振回路谐振放大器仿真系统：

图1谐振放大器仿真图

2）静态测量：

，，，

，

3）用虚拟波特图仪测出的频率特性曲线：

1　当

，放大器的幅频特性曲线和相频特性曲线：

图2—2幅频特性曲线

图3相频特性曲线

2　R=2k，放大器的幅频特性曲线和相频特性曲线：

图2—4幅频特性曲线

图5相频特性曲线

3　，放大器的幅频特性曲线和相频特性曲线

图2—6幅频特性曲线

图2—7相频特性曲线

实验验证2充电器停电报警器

实验目的：

熟悉电路板设计软件的使用，掌握用Protel设计PCB板。

实验仪器：

PC机一台，Protel软件。

实验内容：

学习和掌握用Protel软件进行电子线路的设计。

电子线路设计包括：

（1）用于原理图设计的Schematic模块，该模块主要包括设计原理图和原理编辑器，用于修改、生成零件的零件库编辑器以及各种报表的生成器。

（2）用于印制电路板设计的PCB模块，该模块主要包括用于设计的印制电路板的电路板编辑器，用于修改、生成零件封装的零件封装编辑器以及电路板组件编辑器。

（3）用于PCB自动布线和布局的Route模块。

<一>、1496构成调幅器的原理图：

图：

1498构成的调幅器的原理图

<二>、生成1496调幅器的PCB

实验设计混频器的设计

1.实验目的

①熟悉仿真软件的EWB的使用，掌握用EWB作谐振放大器仿真；

2.预备知识

①仿真软件mutisim；

3.仪器设备

①pc机一台；

②Mutisim软件；

4.实验原理

混频电路是应用电子技术和无线电专业必须掌握的关键电路。

混频器是频谱线性搬移电路，能够将输入的两路信号进行混频。

具体原理框图如图所示。

振荡器输出一频率为=10MHz、幅值0.2V＜

＜1V的正弦波信号，此信号作为混频器的第一路输入信号；高频信号源输出一正弦波信号，=10MHz、幅值

=200mV，此信号作为混频器的第二路信号，将这两路信号作为模拟乘法器的输入进行混频。

选频放大电路则对混频后的信号进行选频、放大，最终输出2MHz的正弦波信号。

图1混频器原理框图

5.总体方案

对于混频电路的分析，重点应掌握，一是混频电路的基本组成模型及主要技术特点，二是混频电路的基本原理及混频跨导的计算方法，三是应用电路分析。

混频电路的基本组成模型及主要技术特点：

混频，工程上也称变频，是将信号的频率由一个数值变成另一个数值的过程，实质上也是频谱线性搬移过程，完成这种功能的电路就称为混频电路或变频电路。

混频电路的基本原理：

^图2中，Us（t）为输入信号，Uc（t）为本振信号。

Ui（t）输出信号。

分析：

当

则

=

=

其中：

对上式进行三角函数的变换则有

：

从上式可推出，Up（t）含有两个频率分量和为（ψc+ψS），差为（ψC-ψS）。

若选频网络是理想

上边带滤波器则输出为．

若选频网络是理想下边带滤波器则输出：

．

工程上对于超外差式接收机而言，如广播电视接收机则有ψc>>ψS．往往混频器的选频网络为下边带滤波器，则输出为差频信号，为接收机的中频信号。

衡量混频工作性能重要指标是混频跨导。

规定混频跨导的计算公式：

混频跨导g：

输出中频电流幅度偷入信号电压幅度。

该电路由LC正弦波振荡器﹑高频信号源﹑模拟乘法器以及选频放大电路组成。

LC正弦波振荡器产生的10MHz正弦波与高频信号源所产生的8MHz正弦波通过模拟乘法器进行混频后产生双边带调幅信号，然后通过选频放大器选出有用的频率分量，即频率2MHz的信号，对其进行放大输出，最终输出2MHz的正弦波信号。

混频器电路如图

本次设计采用LC电容三点式反馈电路，也叫考毕兹振荡电路。

利用电容将谐振回路的一部分电压反馈到基极上，而且也是将LC谐振回路的三个端点分别与晶体管三个电极相连，所以这种电路叫电容三点式振荡器。

三点式LC振荡器的相位平衡条件是，在LC谐振回路，，与﹑性质相反，当﹑为电容，就是电感；当﹑为电感，就是电容。

在LC三点式振荡器电路中,如果要产生正弦波，必须满足振幅平衡条件：

即满足。

由相位平衡条件和振幅平衡条件可得：

选取，故选用2N2222A三极管。

2N2222A是NPN型三极管，属于低噪声放大三极管。

本电路的三极管采用分压偏置电路，为了使三极管处于放大状态，必须满足：

电流

电压

由此可以确定R1=5.1K，R3=2.2K，R4=2K。

正弦波的输出信号频率=10MHz，电路连接如图4所示

图4LC正弦波振荡器

R1﹑R2﹑R4组成支流偏置电路，R5是集电极负载电阻，L2﹑CT﹑C﹑C4构成并联回路，其中R6用来改变回路的Q值，C1﹑C3为耦合电容，L1﹑C6﹑C5构成了一个去耦电路，用来消除电路之间的相互影响。

其交流通路如图5所示。

图5交流通路图

根据设计要求，正弦波振荡器输出频率为10MHz，故由此可以大概确定L2﹑C4﹑CT的数值，再通过仿真进行调试最终确定其参数。

电路的谐振频率为

，静态工作点为，基本符合设求。

3.1.2模拟乘法器电路

用模拟乘法器实现混频，就是在

端和

端分别加上两个不同频率的信号，相差一中频，再经过带通滤波器取出中频信号，其原理方框图如图6所示：

图6混频原理框图

若

则经带通滤波器后，取差频

为所需要的中频频率。

由MC1496模拟乘法器构成的混频器电路如图7所示。

图中，LC正弦波振荡器输出的10MHz正弦波由10端（X输入端）注入，高频信号源输出的10MHz正弦波由一端（Y输入端）输入，混频后的中频电压由6端经形带通滤波器输出，其中C17﹑L11﹑C11﹑C19构成一选频滤波回路，调节可变电阻Rp能使1﹑4脚直流电位差为零，可以减小输出信号的波形失真，使电路平衡。

在2﹑3脚之间加接电阻，可扩展输入信号的线性范围。

图7MC1496构成的混频器

3.1.3选频﹑放大电路

电路连接如图8所示，晶体管选2SC945，R1﹑R2﹑Re组成支流偏置电路，L2﹑L3﹑C2﹑R构成并联谐振回路，其中R用来改变回路的Q值，C1为输入耦合电容，C3为输出耦合电容，C7位晶体管发射极旁路电容，L1﹑C4﹑C5构成了一个去耦电路，用来消除电路之间的相互影响，R1﹑R2提供电路的静态工作点。

其中电路的谐振频率为

静态工作点为。

图8选频﹑放大电路

根据设计方案，应用计算机Multisim软件进行了模拟仿真。

用示波器观察LC正弦波振荡器的输出，输出波形如图9所示。

图9LC正弦波振荡器输出波形

用示波器观察混频器输出信号，波形如图10所示。

图10混频后的信号波形图

用示波器观察模拟乘法器的输出，输出波形如图11所示。

图11模拟乘法器输出波形

LC正弦波振荡器的输出频率应为，静态工作点；选频﹑放大电路输出频率应为

，静态工作点。

通过仿真测试可得LC正弦波振荡器的输出频率为10.1MHz，静态工作点；选频﹑放大电路输出频率为1.99MHz，静态工作点。

设计报告成绩：

指导教师签字：

年月日

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