高频仿真实验指导书.doc

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
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multisim2023软件，创建如下所示的电路图：

2．若规定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multisim2023软件，创建如下所示的电路图：

2．若规定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multisim2023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multisim2023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．用示波器观测输出信号的幅度，Vomax= V，放大倍数Avmax= 。
4．调节可变电容C6的容量，观测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．用波特图仪拟定放大器的带宽。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，在完毕后上传教师机。
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multisim2023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
从示波器上观测基极电流（≈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 ，因素是
。
（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
从示波器上观测基极电流（≈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 ，因素是
。
（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，三极管处在欠压状态，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，三极管处在临界状态，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，三极管处在过压状态，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）观测电容三点式振荡器的起振过程和振荡波形。打开multisim2023软件，创建如下所示的电路，见图4-1：

图4-1改善型电容三点式（克拉泼）振荡器
1．一方面从理论上计算，上图所示振荡器的振荡频率f= 。
2．从示波器上观测振荡器输出波形，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．观测振荡器的起振过程，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．观测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，观测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%，观测输出的波形，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）
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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multisim2023软件，创建如下所示的电路，见图5-1：

图5-1RC文氏电桥
1．一方面从理论上计算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multisim2023创建如下所示的电路，见图5-2：

1．用示波器观测输出波形，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）改善的文氏电桥振荡器。用multisim2023创建如下所示的电路，见图5-3：

图5-3改善的文氏电桥振荡器
1．用示波器观测输出波形，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%，再观测输出的波形，是否有失真？
（请在此处插入示波器显示的波形）
3．分析波形不失真的因素？

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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multisim2023，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multisim2023，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multisim2023，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multisim2023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．用示波器观测输出波形：
（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，因素是：

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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multisim2023，创建如下电路，观测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．运用三极管产生调幅波。打开multisim2023，创建如下电路，

图7-2三极管调幅电路
用示波器观测输出波形：（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multisim2023，创建如下电路：

图7-3用乘法器产生调幅波
用示波器观测输出波形：（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（合用与普通调幅波，大信号）。用multisim2023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
用示波器观测输入、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multisim2023创建如下所示的电路，见图7-5：

图7-5用乘法器进行解调
用示波器观测输入、输出波形：（请在下面插入示波器显示的波形）
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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multisim2023，创建如下电路，观测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 （简朴或复杂）。
（二）调频波的产生：
1．运用变容二极管产生调频波。打开multisim2023，创建如下电路，

图8-2用变容二极管产生调频波
（1）用示波器观测输出波形，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，用指针表达振荡周期）

（2）将调制电改为V1=3V，再次用示波器观测，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，用指针表达振荡周期）

（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
1．一方面将调频波转化为调幅波，再用二极管包络检波解调。用multisim2023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）用示波器观测输入、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。

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