高频仿真实验指导书

电子电路调试与应用 高 频 仿 真 实 验 指 导 书

卢敦陆 编写

广东科学技术职业学院机电工程学院二OO八年九月

高频仿真实验一 LC串并联谐振回路的特性分析

一、实验目的

1．理解LC串并联调谐回路的谐振特性； 3．掌握谐振回路特性参数的计算和测量方法

二、实验过程和数据分析

（一）LC串联调谐回路的谐振特性

1．打开multisim2001软件，创建如下所示的电路图：

2．若要求以上回路的谐振频率为1MHZ，那么回路电感L= uH， 3．谐振时回路的阻抗最 （大或小），阻抗R= 4．回路的品质因数Q=ωL/R1= 。

5．通频带理论值BW= ，实际测量值BW= 。 6．请画出谐振特性曲线。(即对3点作交流分析，如下图)

（二）LC并联调谐回路的谐振特性

1．打开multisim2001软件，创建如下所示的电路图：

2．若要求以上回路的谐振频率为30MHZ，那么回路电容C= PF。 3．谐振时回路的阻抗最 （大或小），阻抗R= 。 4．回路的品质因数Q= R1/ωL = 。

5．通频带理论值BW= ，实际测量值BW= 。 6．请画出谐振特性曲线（即对4点作交流分析，如下图所示）。

高频仿真实验二 单调谐振回路小信号高频放大器

一、实验目的

1．复习multisim2001的使用方法

2．了解单调谐回路小信号高频放大器的工作原理和调谐方法 3．学习测量单调谐回路小信号高频放大器的带宽

二、实验过程和数据分析

1．打开multisim2001软件，创建如下所示的电路图：

2．分析三极管的直流工作点，其中Vb= V，Ve= V ，Vc= V。

3．用示波器观察输出信号的幅度，Vomax= V，放大倍数Avmax= 。

4．调节可变电容C6的容量，观察输出信号幅度的变化，当增大或减小C6时，输出信号幅度变 （大或小）了。

5．用波特图仪确定放大器的带宽。如下图所示：

移动红色指针，当放大器的放大增益下将3dB时，记录低端频率FL= MHZ， FH= MHZ，带宽BW=FH-FL= MHZ。

6．改变谐振回路的R4=100KΩ，此时回路的品质因数Q=R4/wL变大了，回路的选择性变好了，也就是放大器的通频带变窄了，下面用波特图进行验证。

移动红色指针，当放大器的放大增益下将3dB时，记录低端频率FL= MHZ， FH= MHZ，带宽BW=FH-FL= MHZ。 与R4=10kΩ对比，放大器的带宽变 (宽或窄)了。

说明：将以上文档另存为：学号姓名.doc，在完成后上传教师机。

高频仿真实验三 高频功率放大器的特性分析

一、实验目的

1．理解高频功率放大器的电压电流特性； 3．理解高频功率放大器的丙类工作点的建立。

二、实验过程和数据分析

（一）高频功率放大器的基极电流和集电极电压的关系 1．打开multisim2001软件，创建如下所示的电路图1：

图3-1 集电极负载为电阻的三极管放大电路

从示波器上观察基极电流（≈发射极电压Ue/R2/β）与输出电压的关系。可知基极电流的波形是 ，输出电压的波形是 ，原因是 。 （请在此处插入示波器显示的波形）

2．在图3-1的基础上，以并联谐振回路作为三极管的负载，如下图2所示：

图3-2 以并联谐振电路作为三极管的负载

从示波器上观察基极电流（≈发射极电压Ue/R2/β）与输出电压的关系。可知基极电流的波形是 ，输出电压的波形是 ，原因是 。 （请在此处插入示波器显示的波形）

（二）高频功率放大管的丙类工作状态的建立。在图3-2的基础上，加入基极自偏压电路，创建如下所示电路

图3-3 带基极自偏压的高频功率放大电路

对基极直流电压（11点）做交流瞬态分析，如下图所示：

记录分析结果，基极的直流电位为 (正偏压或负偏压),电压大小为 mV. （在此处插入分析结果）

（三）理解高频功放三极管的欠压、临界、及过压状态，参见高频教材83页。电路如图4：

（1）当R1=30Ω时，三极管处于欠压状态，此时输出的电压Uo的最大值是 V, 电流的波形是：

（在此处插入集电极电流的波形，对vcc的电流作瞬态分析）

（2）当R1=50Ω时，三极管处于临界状态，此时输出的电压Uo的最大值是 V, 电流的波形是：

（在此处插入集电极电流的波形）

（3）当R1=53Ω时，三极管处于过压状态，此时输出的电压Uo的最大值是 V, 电流的波形是：

（在此处插入集电极电流的波形）

注：请将该文档另存为 学号姓名.doc 再上传。

高频仿真实验四 电容三点式振荡器

一、实验目的

1．理解LC三点式振荡器的基本工作原理（含起振过程）；

2．掌握振荡器反馈系数、静态工作点对振荡器起振及振幅的影响。

二、实验过程和数据分析

（一）观察电容三点式振荡器的起振过程和振荡波形。打开multisim2001软件，创建如下所示的电路，见图4-1：

图4-1 改进型电容三点式（克拉泼）振荡器

1．首先从理论上计算，上图所示振荡器的振荡频率f= 。

2．从示波器上观察振荡器输出波形，输出电压的最大Uom= V，输出电压的周期T= us，频率f= MHZ。 （请在此处插入示波器显示的波形）

3．观察振荡器的起振过程，振荡器在起振的时候振荡幅度是由小逐渐增大的，然后在某一个幅度上稳定下来。我们可以通过对1点输出电压进行瞬态分析，如下图：

（请在此处插入瞬态分析结果）

从图中我们可以看到，振荡起的起振时间大约为 us。

（二）电路参数变化对振荡起的影响：

1．反馈系数对振荡器的影响。在图4-1振荡电路中，反馈电容是C3，当C3减小时，反馈系数增大，使振荡器容易起振或使输出幅度增大。

当C3=600pf时，输出的电压Uom= V （请在此处插入示波器显示的波形）

2．观察负载变化对振荡器的影响。在图4-1中，C3还原1200pf，减小R6的阻值，使负载加重，谐振回路的Q值减小，输出的波形变差。现使R6=10kΩ，观察输出电压的幅度和波形。若使R6=1kΩ，振荡器将 。

（请在此处插入R6=10kΩ时，示波器显示的波形）

3．静态工作点的变化对振荡起的影响。R6还原为100kΩ增大偏置电阻R1的阻值到70%，观察输出的波形，此时没有输出。可见当R1增大后，三极管的工作点 ，此时不满足振荡器的起振条件，振荡起 （能或不能）起振。 （请在此处插入示波器显示的波形）

注：完成后请将本文档另存为 学号姓名.doc ，并上传至教师机。

高频仿真实验五 RC振荡器

一、实验目的

1．理解RC文氏电桥的传输特性；

2．掌握RC文氏电桥振荡器的特点和设计方法。

二、实验过程和数据分析

（一）RC文氏电桥的传输特性。打开multisim2001软件，创建如下所示的电路，见图5-1：

图5-1 RC文氏电桥

1．首先从理论上计算RC文氏电桥的谐振频率f= HZ。（参看高频教材57页）。

2．对3点进行交流分析，画出频率特性曲线，并读出谐振频率f= HZ。 （请在此处插入交流分析曲线）

（二）基本的RC文氏电桥振荡器。用multisim2001创建如下所示的电路，见图5-2：

1．用示波器观察输出波形，输出信号的幅度Uo= V，频率fo= HZ。振荡频率同理论值相比是否一致？ 输出的波形有没有失真？ （请在此处插入示波器显示的波形）

（三）改进的文氏电桥振荡器。用multisim2001创建如下所示的电路，见图5-3：

图5-3改进的文氏电桥振荡器

1．用示波器观察输出波形，输出波形是否有失真？ （请在此处插入示波器显示的波形）

2．将可变电阻R6的值调至50%，再观察输出的波形，是否有失真？ （请在此处插入示波器显示的波形）

3．分析波形不失真的原因？

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高频仿真实验六 信号的频谱与频率变换

一、实验目的

1．理解信号频谱的概念和信号的频谱分析方法； 2．掌握频率变换的概念和频率变换的实现方法。

二、实验过程和数据分析

（一）信号的频谱及分析方法：

1．打开multisim2001，创建如下电路，对f=1kHZ，Um=10V的正弦信号的频谱进行分析：

图6-1 正弦信号的频谱分析

（1）采用频谱分析仪器进行分析，在下面插入分析结果：

（2）采用Fourier分析，在下面插入分析结果：

2．打开multisim2001，创建如下电路，对以下两个信号的合成信号的频谱分析：

图6-2 两个正弦信号的频谱分析

用频谱分析仪进行分析，插入分析频谱分析结果

3．对方波信号的频谱进行分析（分析1-9次谐波），打开multisim2001，创建如下电路：

图6-3 方波信号的频谱 （请在此处插入频谱分析仪的分析结果）

（二）信号的频率变换及实现方法。用multisim2001创建如下所示的电路，见图6-4：

图6-4 两个信号相乘后的频谱

1．用示波器观察输出波形：

（请在此处插入示波器显示的波形）

2．用频谱分析仪进行分析，插入分析频谱分析结果

3．输出信号的频率是f1= KHZ，f2= KHZ，原因是：

注：完成后请将本文档另存为 学号姓名.doc ，并上传至教师机。

高频仿真实验七 调幅波的产生与解调

一、实验目的

1．了解调幅波的波形和频谱； 2．掌握调幅波的产生方法； 3．掌握调幅波的解调方法。

二、实验过程和数据分析 （一）调幅波的波形和频谱

1．打开multisim2001，创建如下电路，观察调幅波的波形和频谱：

图7-1 调幅波的波形和频谱

（1）调幅波的波形：（在下面插入示波器分析结果）

从图上我们可以看出，调幅波的载波频率 (变化或不变)，载波的幅度 (变化或不变)。

（2）调幅波的频谱：（在下面插入频谱分析结果）

从图上我们可以看出，调幅波的频谱由 条谱线构成，其频率分别是 、 、 。

（二）调幅波的产生：

1．利用三极管产生调幅波。打开multisim2001，创建如下电路，

图7-2 三极管调幅电路

用示波器观察输出波形：（在下面插入示波器分析结果）

在上图中，三极管的工作状态是 （欠压、临界、过压）

2．用乘法器产生调幅波，打开multisim2001，创建如下电路：

图7-3 用乘法器产生调幅波 用示波器观察输出波形：（在下面插入示波器分析结果）

（三）调幅波的解调

1．二极管包络检波（适用与普通调幅波，大信号）。用multisim2001创建如下所示的电路，见图7-4：

图7-4 二极管包络检波电路

用示波器观察输入、输出波形：（请在下面插入示波器显示的波形）

2．用乘法器进行解调。用multisim2001创建如下所示的电路，见图7-5：

图7-5 用乘法器进行解调

用示波器观察输入、输出波形：（请在下面插入示波器显示的波形）

注：完成后请将本文档另存为 学号姓名.doc ，并上传至教师机。

高频仿真实验八 调频波的产生与解调

一、实验目的

1．了解调频波的波形和频谱； 2．掌握调频波的产生方法； 3．掌握调频波的解调方法。

二、实验过程和数据分析 （一）调频波的波形和频谱

1．打开multisim2001，创建如下电路，观察调频波的波形和频谱：

图8-1 调频波的波形和频谱

（1）调频波的波形：（在下面插入示波器分析结果）

从图上我们可以看出，调频波的频率 (变化或不变)，幅度 (变化或不变)。

（2）调幅波的频谱：（在下面插入频谱分析结果）

（3）从图上我们可以看出，调频波的频谱由 条谱线构成，其频率结构比较 （简单或复杂）。

（二）调频波的产生：

1．利用变容二极管产生调频波。打开multisim2001，创建如下电路，

图8-2 用变容二极管产生调频波

（1）用示波器观察输出波形，并记录当调制电压V1=6时，振荡器输出波形的周期 T1= nS，频率f1= MHZ；

(在下面插入示波器分析结果，用指针表示振荡周期）

（2）将调制电改为V1=3V，再次用示波器观察，此时振荡器输出波形的周期 T2= nS，频率f2= MHZ：

(在下面插入示波器分析结果，用指针表示振荡周期）

（3）从上两步可以知道当变容二极管两端反向电压越大，电容二极管的结电容越 （大或小），从而振荡频率越 （高或低）

（三）调频波的解调

1．首先将调频波转化为调幅波，再用二极管包络检波解调。用multisim2001创建如下所示的电路，见图8-3：

图8-3 调频波的检波电路

（1）用示波器观察输入、输出波形：（请在下面插入示波器显示的波形）

（2）分析以上解调电路的原理。

注：完成后请将本文档另存为 学号姓名.doc ，并上传至教师机。