高频电路实验Multisim版含答案.doc

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p；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fAv相应的图，根据图粗略计算出通频带。f0(KHz)6575165265365465106516652265286534654065U0 (mv)AV5、 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Av02、 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transient analysis.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output variables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0，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c。（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=30K。（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，C；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=30K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)0.71.060.5Ic04、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Fourier Analysis.命令，在弹出的对话框中设置。在Analysis Parameters标签页中的Fundamental frequency中设置基波频率与信号源频率相同，Number Of Harmonics 中设置包括基波在内的谐波总数，Stop time for sampling 中设置停止取样时间，通常为毫秒级。在Output variables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=270.696A 注意：显示的是有效值，所以P0= vcm1* icm1=2.198mWPD=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MISCCRYSTAL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=30，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=30，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）调制信号直流信号+滤波器平衡调制器实验五 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=0.5F，R1=500K，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*C12）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0.5 kHz，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）2.2.2答案