自-高频电路实验Multisim版含答案

实验一高频小信号放大器单调谐高频小信号放大器图1．1　高频小信号放大器根据电路中选频网络参数值,计算该电路的谐振频率ωp；通过仿真，观察示波器中的输入输出波形，计算电压增益Ａv0。利用软件中的波特图仪观察通频带，并计算矩形系数。改变信号源的频率（信号源幅值不变），通过示波器或着万用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)６５7５16５265３6５465106５1６6５22６５2865346540６5U0　（mv）ＡV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。ﻬ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通过示波器观察输入输出波形，并计算出电压增益Av0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。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)０.71.0６０．５Ic０4、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，Ｎumbｅr　OｆHａrｍｏnｉcs中设置包括基波在内的谐波总数,Stoｐ　ｔiｍefor　samｐling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=2.19８mWＰD=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；ﻬ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=0.５μＦ,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*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0．5kHｚ,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)２.2.２答案