高频电路实验及Multisim仿真

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ωp ；

s rad CL

w p /936.210

58010

2001

16

12

=⨯⨯⨯=

=

--

2、 通过仿真，观察示波器中的输入输出波形，计算电压增益A v0。

,708.356uV V I = ,544.1mV V O = ===

357

.0544

.10I O v V V A 4.325 输入波形：

输出波形：

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f~A v相应的

图，根据图粗略计算出通频带。

f0(KHz

)

65 75 165 265 365 465 1065 1665 2265 2865 3465 4065

U0 (mv) 0.977 1.064

1.39

2

1.483 1.528

1.54

8

1.45

7

1.28

2

1.09

5

0.47

9

0.84

0.74

7

A V 2.736 2.97

4

3.89

9

4.154 4.280

4.33

6

4.08

1

3.59

1

3.06

7

1.341

2.35

2

2.09

2

5、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A v0

输入端波形：

输出端波形：

V1=19.512mV V0=200.912mV Av0=V0/V1=10.197 2、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i c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ω0，以及该网络的品质因数Q L 。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）。

s rad LC

w /299.610

12610

2001

16

12

0=⨯⨯⨯=

=

--

=C θ87.8 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 Ω。

（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； 输入端波形：

0378.0299

.612630

00=⨯==L w R Q L

输出端波形:

（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P 0，P D ，ηC ； 输出电压：12V ；∑==R I V I P m c cm m c 21102

1

21 0C cc D I V P = D c P P 0=η

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；

谐振时，C=200pF ，此时电流为：-256.371

输出波形为：

将电容调为90%时，此时的电流为-256.389mA。波形图如下：

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。根据原理中电路图知道，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%

U08.443V 8.131V 8.159V

（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=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) 0.7 1.06 0.5

I c012.678uA 18.185uA 8.842uA

1、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 中设置包括基波在的谐波总数，Stop time for sampling 中设置