高频电路实验及Multisim仿真.docx

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高频电路实验及Multisim仿真

v1.0可编写可改正

实验一高频小信号放大器

一、单一谐高频小信号放大器

图高频小信号放大器

1、依据电路中选频网络参数值，计算该电路的谐振频次ωp；

1

1

2.936rad/s

wp

200

1012

580

CL

106

2、经过仿真，察看示波器中的输入输出波形，计算电压增益Av0。

1

v1.0可编写可改正

VI

356.708uV,VO

VO

1.544

1.544mV,Av0

0.357

VI

输入波形：

输出波形：

3、利用软件中的波特图仪察看通频带，并计算矩形系数。

2

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4、改变信号源的频次（信号源幅值不变），经过示波器或着万用表丈量输出电

压的有效值，计算出输出电压的振幅值，达成以下表，并汇出f~Av相应的图，

依据图大略计算出通频带。

f0（KHz

6575165265365465106516652265286534654065

）

U0（mv）

AV

5、在电路的输入端加入谐振频次的2、4、6次谐波，经过示波器察看图形，体

会该电路的选频作用。

3

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二、以下图为双调谐高频小信号放大器

图双调谐高频小信号放大器

1、经过示波器察看输入输出波形，并计算出电压增益Av0输入端波形：

4

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输出端波形：

V1=V0=Av0=V0/V1=

2、利用软件中的波特图仪察看通频带，并计算矩形系数。

5

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6

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实验二高频功率放大器

一、高频功率放大器原理仿真，电路以下图：

（Q1采用元件Transistors中

的BJT_NPN_VIRTUAL）

图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，利用瞬态剖析对高频功率放大器进行剖析设置。

要设置开端时间与停止时间，和输出变量。

（2）将输入信号的振幅改正为1V，用相同的设置，察看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。

在设置开端时间与停止时间不可以过大，影

响仿真速度。

比如设开端时间为，停止时间设置为。

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

7

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（3）依据原理图中的元件参数，计算负载中的选频网络的谐振频次ω0，以

及该网络的质量因数QL。

依据各个电压值，计算此时的导通角θc。

（提示

依据余弦值查表得出）。

1

1

6.299rad/s

w0

1012

LC

200

126

106

QL

R0

30

w0L

0.0378

1266.299

C

2、线性输出

（1）要求将输入信号V1的振幅调至。

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

时为了提升选频能力，改正R1=30KΩ。

（2）正确连结示波器后，单击“仿真”按钮，察看输入与输出的波形；

输入端波形：

8

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输出端波形:

9

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

输出电压：

12V；P0

1Ic1mVcm

1Ic21mR

PDVccIC0c

P0

2

2

PD

二、

外面特征

1、调谐特征，将负载选频网络中的电容

C1改正为可变电容（400pF），在

电路中的输出端加向来流电流表。

当回路谐振时，记下电流表的读数，

改正可变电容百分比，使回路处于失谐状态，经过示波器察看输出波形，并记下此时电流表的读数；

谐振时，C=200pF，此时电流为：

输出波形为：

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将电容调为90%时，此时的电流为。

波形图以下：

2、负载特征，将负载R1改为电位器（60k），在输出端并联一万用表。

根

据原理中电路图知道，当R1=30k，单击仿真，记下读数U01，改正电位器

的百分比为70%，从头仿真，记下电压表的读数U02。

改正电位器的百分比

为30%，从头仿真，记下电压表的读数U03。

R1（百分比）

50%

70%

30%

U0

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（1）比较三个数据，说明目前电路各处于什么工作状态

当电位器的百分比为30%时，经过瞬态剖析方法，察看ic的波形。

3、振幅特征，在原理图中的输出端改正R1=30KΩ并连结上向来流电流表。

将原理图中的输入信号振幅分别改正为，，并记下两次的电流表的值，比

较数据的变化，说明原由。

V1（V）

Ic0

1、倍频特征，将原理图中的信号源频次改为500KHz，谐振网络元件参

数不变，使电路成为2倍频器，察看并记录输入与输出波形，并与

第2个实验结果比较，说明什么问题经过傅里叶剖析，察看结果。

（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中设置基波频次与信号源频次相同，NumberOf

Harmonics中设置包含基波在内的谐波总数，Stoptimeforsampling中

设置停止取样时间，往常为毫秒级。

在Outputvariables页中设置输出节

点变量）

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和第二个实验对比，输出波形产生了必定程度的失真。

傅里叶剖析图：

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实验三正弦波振荡器

一、正反应LC振荡器

1）电感三端式振荡器

经过示波器察看其输出波形，并说明该电路的不足

电感三端式振荡

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不足：

振荡器的输出功率很低，输出信号是特别细小的值，未达到振幅起振条件。

2）电容三端式振荡器

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（a）（b）

电容三端式振荡器

（1）分别画出（a）（b）的沟通等效图，计算其反应系数

（2）经过示波器察看输出波形，与电感三端式振荡器比较

电路（a）的输出波形：

电路（b）的输出波形：

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比较：

电容三点式反应电压中高次谐波重量很小，因此输出波形好，靠近正弦波，电

感三点式反应电压中高次谐波重量许多，输出波形差。

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3）克拉泼振荡器

3.3

克拉泼振荡器

L2

6

22uH

3

L3

C4

C5

V1

R4

100uH

10nF

10nF

12V

68kΩ

7

0

0

0

40%

Key=A

R5

4

560Ω

R1

2

XSC1

5.1kΩ

Q1

C1

C3

ExtTrig

+

470pF

20pF

_

A

B

+

_

+

_

1

2N2222A

8

C6

5

L1

10nF

R2

R3

C2

500nH

10kΩ

1kΩ

1nF

0

（1）经过示波器察看输出

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（2）在该电路的基础上，将其改正为西勒振荡器，并经过示波器察看波形

L2

6

22uH

3

L3

C4

C5

V1

100uH

12V

R4

10nF

10nF

7

0

0

0

68kΩ

50%

Key=A

R5

4

560Ω

R1

XSC1

5.1kΩ

2

Q1

C1

C3

ExtTrig

+

470pF

20pF

_

A

B

_

_

+

+

1

2N2222A

5

8

C6

C2

L1

C7

10nF

R2

1nF

500nH

100pF

10kΩ

R3

1kΩ

Key=A

0

50%

希勒振荡器

输出波形：

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二、晶体振荡器

（a）

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（b）

晶体振荡器

（1）（a）（b）分别是什么形式的振荡器

（a）是并联型型晶体振荡器，（b）是串连型单管晶体振荡器电路。

（2）经过示波器察看波形，电路的振荡频次是多少

电路波形图以下：

由图可得T=，则f=1/T=

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整体趋向

部分趋向

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（1）振荡器的电路特色电路构成

答：

并联型晶体振荡器中晶体起等效电感的作用，它和其余电抗元件构成决定

频次的并联谐振回路与晶体管相连，工作原理和三点式振荡器相同，不过把其

中一个电感元件换成晶体。

串连型晶体振荡器中晶体以低阻抗接入电路，晶体

相当于高选择性的短路线，往常将石英晶体接在正反应支路中，利用其串连谐

振时等效为短路元件的特征，电路反应作用最强，知足起振条件。

（2）并联型和串连型晶体振荡器中的晶体分别起什么作用

在并联型晶体振荡器中晶体起等效电感的作用，和其余电抗元件组

成决定频次的并联谐振回路与晶体相连。

在串连型晶体振荡器中，晶体起到控制频次的作用。

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实验四调制

一、AM调制

1、低电平调制

1）二极管均衡调制电路

图二极管均衡调制AM电路

（1）察看电路的特色，V1，V2中哪一个是载波，哪一个是调制信号

V1是载波信号，V2是调制信号

（2）经过示波器察看电路波形，并计算电路的调幅系数ma；

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Vmax=Vmin=

Ma=（Vmax-Vmin）/（Vmax+Vmin）=）模拟乘法器调制电路

图模拟乘法器调制AM电路

（1）经过示波器察看电路波形，并计算电路的调幅系数ma；

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v1.0可编写可改正

（2）Ma=（Vmax-Vmin）/（Vmax+Vmin）=乘法器原则上只好实现DSB调制，该电路为何能够实现AM调制

答：

因为该电路将一个直流电源与沟通电源串连，以后又与另一个沟通电源并联，因此它能够实现AM

3）集电极调幅电路

图集电极调幅AM电路

（1）经过示波器察看电路波形，并计算电路的调幅系数ma；

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v1.0可编写可改正

（2）将电路中的V4去掉，R1=30Ω，再经过示波器察看输出波形，经过瞬态剖析，察看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）

工作在过电压状态

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v1.0可编写可改正

电流波形：

4）基极调幅电路

图基极调幅AM电路

（1）经过示波器察看电路波形，并计算电路的调幅系数ma；

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v1.0可编写可改正

（2）将电路中的V4去掉，R1=30Ω，再经过示波器察看输出波形，并经过瞬态剖析，察看集电极电流波形说明此时电路是什么工作状态

瞬态剖析结果：

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电压不断的在放大饱和截止区循环。

二、DSB调制

1）二极管均衡调制

图二极管均衡调制DSB电路

（1）经过示波器察看波形

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v1.0可编写可改正

（2）与图比较电路的变化；从理论上剖析该电路实现DSB调制的原理；在传输前将无用的载波重量克制掉，仅发奉上，下两个边频带进而在不影响传输信息的状况下，节俭发射功率，实现DSB调制。

2）乘法器调制

图乘法器调制DSB电路

（1）经过示波器察看波形

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v1.0可编写可改正

（2）与图比较电路的变化；从理论上剖析该电路实现DSB调制的原理；

思虑：

（1）以下图是二极管调制电路，与图比较，这两个电路的差别，从理

论上分图

析该电路实现的是AM调制仍是DSB调制

答：

在V1=V2大于0时，D1工作在导通状态，D2处于截止状态，V1=V2小于0

时，D2工作在导通状态，D1处于截止状态，V3为大信号，V1=V2为小信号，该

电路实现的是DSB调制。

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实验五检波

一、包络检波器

1、二极管峰值包络检波器电路

图二极管包络检波电路

（1）经过示波器察看输入输出的波形

输入波形：

输出波形：

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v1.0可编写可改正

输入输出在同一窗体中显示：

（2）改正检波电路中的C1=μF，R1=500KΩ，再察看输入输出波形的变化，

说明这类变化的原由；

输入波形:

36

v1.0可编写可改正

输出波形：

输入输出在同一窗体中显示：

37

v1.0可编写可改正

原由：

因为放RLC过大，致使时间常数太大，在一段时间内输入信号电压老是低于

电容C上的电压，二极管一直处于截止状态，输出电压不受输入信号的控制，而是取决于

放电，产生了惰性失真。

（3）在图中改正输入调制信号V1的调制系数ma=，再察看输入输出波形的变

化，说明这类变化的原由；

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v1.0可编写可改正

原由：

不产生惰性失真的条件是RLC

1Ma2

，当Ma增大时则会使电容

C的惰性减

Ma

小，使得解调信号更靠近包络变化。

2、同步检波

1）模拟乘法器同步检波

图乘法器解调DSB电路

（1）经过示波器察看7和9节点的波形

39

v1.0可编写可改正

2）二极管均衡电路同步解调

图二极管均衡电路解调DSB

（1）经过示波器察看节点9和3的波形，并说明是什么信号

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v1.0可编写可改正

（2）将图中的A1，V3，V4去掉，换成AM信号源，振幅为,载频为50kHz，调制信号频次为kHz，调制系数为。

再经过示波器察看两个节点的波形。

同步检波能否能够解调AM波

同步检波能够解调AM波。

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