《基于Multisim通信电路与系统仿真实验》 实验指导书 梁秀玲李志忠 广东工业大学信息工程学院 二0二0年六月 目 录
1 《 基于 Multisim 通信电路与系统仿真实验》 实验指导书 梁秀玲 李志忠 广东工业大学信息工程学院 二 0 二 0 年六月 目 录
实验一单调谐回路谐振放大器 3 实验二LC电容反馈式三点式振荡器… 9 实验三振幅调制器与调幅波信号的解调… 13
2 实验一 单调谐回路谐振放大器…………………………………………………… 3 实验二 LC 电容反馈式三点式振荡器 …………………………………………… 9 实验三 振幅调制器与调幅波信号的解调………………………………………… 13
实验一 单调谐放大器 实验项目名称：单调诰放大器 实验项目性质：验正性实验 所属课程名称：高频电子线路 实验计划学时：2学时 一、实验目的 1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱。 2.熟悉谐振回路的幅频特性分析一通频带与洗择性， 3.熟悉信号源内阻及负载对诰振回路的影响 从而了解频带扩展。 4.熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法 二、实验仪器设备 1.双踪示波器 2扫频仪 3.高频信号发生器 4.万用表 5.频率计 三、实验内容及步骤 (一)单调谐回路诺振放大器 0+12 1.实验电路见图1-日 (1).按图1-1所示连接电路 (注意接线前先测量+12V 电源电压，无误后，关 断电源再接线) IN。 (2).接线后仔细检查 确认 无误后接通电源。 cze 图11单调谦回路振放大暑原理图
3 实验一 单调谐放大器 实验项目名称：单调谐放大器 实验项目性质：验正性实验 所属课程名称：高频电子线路 实验计划学时：2 学时 一、实验目的 1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱。 2.熟悉谐振回路的幅频特性分析--通频带与选择性。 3.熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展。 4.熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。 二、实验仪器设备 1.双踪示波器 2.扫频仪 3.高频信号发生器 4.万用表 5.频率计 三、实验内容及步骤 (一)单调谐回路谐振放大器。 1. 实验电路见图 1-1 (1).按图 1-1 所示连接电路 (注意接线前先测量+12V 电源电压，无误后，关 断电源再接线)。 (2).接线后仔细检查，确认 无误后接通电源。 图 1-1 单调谐回路谐振放大器原理图
本次使用Multisim12仿点软件 仿真电路及条件见图1-2 C4、C6、L1、R4组成中心频率为10.7Mz的选频回路。R1、R2分别是电路的上、下偏 置电阻，放大管采用高颍小功率管2N2222A(也可自选管子) 121 2222A GND 1n 图1-2单调谐回路谐振放大器仿真电路图 2.静态测量 实验电路中选R=1009 测量各静态工作点，计算并填表11 表1.1 实测 实测计算 根据Va 判断V是否工作在放大区 原因 Ie Va 是 *V,V是三极管的基极和发射极对地电压。 直流测试：1).在仿真菜单选点分析，打开下一级菜单点击直流工作点打开如下窗口： 2)·在如下窗口参数表中选择添加分析变量
4 本次使用 Multisim 12 仿真软件。 仿真电路及条件见图 1-2： C4、C6、L1、R4 组成中心频率为 10.7MHz 的选频回路。R1、R2 分别是电路的上、下偏 置电阻，放大管采用高频小功率管 2N2222A(也可自选管子） 图 1-2 单调谐回路谐振放大器仿真电路图 2. 静态测量 实验电路中选 R3=100Ω 测量各静态工作点，计算并填表 1.1 表 1.1 实 测 实测计算 根据 VCE 判断 V 是否工作在放大区 原因 VB VE IC VCE 是 否 * VB，VE是三极管的基极和发射极对地电压。 直流测试：1）.在仿真菜单选点分析，打开下一级菜单点击直流工作点打开如下窗口： 2）.在如下窗口参数表中选择添加分析变量：
3)点击仿真得到相关直流工作点参数，如参数不符合要求需调整偏置参数 把测得参数及计算量填入表1-1. 3.动态研究 (①).测放大器参数正常状态下的输入、输出波形。即放大器的动态范围V一V,(在谐振点) 选R=4.5K R=100Q。把高须信号发生器接到电路输入端，电路输入，输出端接示波器， 选 择正常放大区的输入电压Vi(图中信号源V1),调节C6,观察频率f使其为10.7，调节C6, 使回路谐振，使输出电压幅度为最大。此时调节V:由0.02伏变到0.8伏，逐点记录V。电压，并填 入表1,2。并依据测试值估算放大器的电压增益。 表1.2 0.02 0.8 R3=100 V() R.=1k (2).当R1K时，重复上述过程，将结果填入表1.2。在同一坐标纸上画出1不同时的动态范围 曲线，并进行比较和分析
5 3）点击仿真得到相关直流工作点参数，如参数不符合要求需调整偏置参数。 把测得参数及计算量填入表 1-1. 3.动态研究 (1). 测放大器参数正常状态下的输入、输出波形。即放大器的动态范围 Vi～V0(在谐振点) 选 R4=4.5K，R3=100Ω。把高频信号发生器接到电路输入端，电路输入，输出端接示波器，选 择正常放大区的输入电压 Vi（图中信号源 V1），调节 C6，观察频率 f 使其为 10.7MHz，调节 C6T 使回路谐振，使输出电压幅度为最大。此时调节 Vi由 0.02 伏变到 0.8 伏，逐点记录 V0电压，并填 入 表 1.2。并依据测试值估算放大器的电压增益。 表 1.2 Vi(V) 0.02 0.8 V0(V) R3=100 Ω R3=1k （2）.当 Re1K 时，重复上述过程，将结果填入表 1.2。在同一坐标纸上画出 IC不同时的动态范围 曲线，并进行比较和分析
仿点测量图如下： 改变V,观察输入输出的幅值，记录到表1-2.测试电压波形时注意示波器色时间和幅度挡的选 择，时间挡选200ns/div,A路幅度挡5v/div,B路幅度挡20av/div. (3).用频率特性测试仪观察幅频特性及相频特性曲线， 仍选R= R=100?。将扫频仪射频输出送入电路输入信号，电路输出接至扫频仪检波器 输入端。观察回路谐振曲线，调回路电容C。,使f10.7z。频率特性的测试需注意选择适当的 衰减挡，否则难以获得满意的特性曲线。本放大器测试的频率范围100Kz-1GHz,F挡取50B,I挡 取-20B.依据测量值计算f。=10.7z时电路的电压放大倍数及回路的通颜带和Q值. 幅频特性曲线： 相频特性曲线
6 仿真测量图如下： 改变 Vi,观察输入输出的幅值，记录到表 1-2.测试电压波形时注意示波器色时间和幅度挡的选 择，时间挡选 200ns/div，A 路幅度挡 5v/div，B 路幅度挡 20mv/div. (3).用频率特性测试仪观察幅频特性及相频特性曲线。 仍选 R=4.5K，Re=100Ω。将扫频仪射频输出送入电路输入信号，电路输出接至扫频仪检波器 输入端。观察回路谐振曲线，调回路电容 C6，使 f0=10.7MHz。频率特性的测试需注意选择适当的 衰减挡，否则难以获得满意的特性曲线。本放大器测试的频率范围 100KHz-1GHz,F 挡取 50dB,I 挡 取-20dB.依据测量值计算 f0=10.7MHz 时电路的电压放大倍数及回路的通频带和 Q 值。 幅频特性曲线: 相频特性曲线:
交流分析得到的频率特性曲线 08s口s0 she (④).测量放大器的频率特性（观察回路失谐状况） 当回路电阻R=4.X时，选择正常放大区的输入电压Vi,将高频信号发生器输出端接至电路输 入端，调节频率f使其为10.7Mz,调节C使回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振 频率f10,7为中心频率，然后保持输入电压i不变，改变 妇中心频率向两边 测得在不同频率￡时对应的输出电压V。,将测得的数据填入表1.3。频率偏离范围可根据（各自） 实测情况来确定。 表1.3 f0)9.79.910.110.310.510.710.911.111.311.511.7 R4=4.5 R4=470 计算。10.7Mz时的电压放大倍数及回路的通频带和Q值。 (5)改变谐振回路电阻，即4为470Q时，重复上述测试，并填入表1.3。比较不同回路电阻通 频带情况。 4.改变下偏置电阻R2(由40k变为30kQ),测量输出波形，观察增益变化情祝 输入电压Vi在0.02伏到0.8伏取任一数值。截取图形，计算增益与正常偏置值时的测量值比 较其变化结果。 四、实验报告要求 1.写明实验目的 2.给出实验仿真电路，计算直流工作点，与实验实测结果比较。 3.整理实验数据，并给出幅频特性和相频特性曲线，计算通频带和Q值 4.本放大器的动态范围是多少，讨论【对动态范围的影响
7 交流分析得到的频率特性曲线 (4).测量放大器的频率特性（观察回路失谐状况） 当回路电阻 R=4.5K 时, 选择正常放大区的输入电压 Vi，将高频信号发生器输出端接至电路输 入端，调节频率 f 使其为 10.7MHz，调节 C6使回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振 频率 f0=10.7MHz 为中心频率，然后保持输入电压 Vi 不变，改变频率 f 由中心频率向两边逐点偏离， 测得在不同频率 f 时对应的输出电压 V0，将测得的数据填入表 1.3。频率偏离范围可根据(各自) 实测情况来确定。 表 1.3 计算 f0=10.7MHz 时的电压放大倍数及回路的通频带和 Q 值。 （5）改变谐振回路电阻，即 R4 为 470Ω时，重复上述测试，并填入表 1.3。比较不同回路电阻通 频带情况。 4.改变下偏置电阻 R2(由 40kΩ变为 30kΩ），测量输出波形，观察增益变化情况。 输入电压 Vi 在 0.02 伏到 0.8 伏取任一数值。截取图形，计算增益与正常偏置值时的测量值比 较其变化结果。 四、实验报告要求 1.写明实验目的。 2.给出实验仿真电路，计算直流工作点，与实验实测结果比较。 3.整理实验数据，并给出幅频特性和相频特性曲线，计算通频带和 Q 值。 4.本放大器的动态范围是多少，讨论 IC对动态范围的影响。 f(MHz) 9.7 9.9 10.1 10.3 10.5 10.7 10.9 11.1 11.3 11.5 11.7 V0 R4=4.5K Ω R4=470 Ω
五、思考题 1.简述谐振回路的工作原理，分析谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性 相互之间关系。 2.谐振放大器的工作频率与哪些参数有关？ 3.实验电路中，若电感量=3.2μH,回路总电容C100pf(分布电容包括在内)，计算回路中 心频率6
8 五、思考题 1. 简述谐振回路的工作原理，分析谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性 相互之间关系。 2. 谐振放大器的工作频率与哪些参数有关？ 3. 实验电路中, 若电感量 L=3.2μH，回路总电容 C=100pf (分布电容包括在内),计算回路中 心频率 f0
实验二LC电容反馈式三点式振荡器 实验项目名称：LC电容反馈式三点式振荡器 实验项目性质：验正性实验 所属课程名称：高频电子线路 实验计划学时2学时 一、实验目的 1.掌握LC三点式振荡电路的基本原理，掌握LC电容反馈式三点振荡电路设计及电参数计算。 2.掌握振荡回路0值对频率稳定度的影响。 3.掌握振荡器反馈系数不同时，静态工作电流【m对振荡器起振及振幅的影响。 二、实验仪器设备 L2 +12 1.双踪示波器 c12 2.频率计 Rp R3 3.万用表 三、实验内容及步骤 实验电路见图2-1 实验前根据图2-1所示 原理图在实验板上找到相应器件 及插孔并了解 其作用。 图2-】LC电容反馈式三点式报满器原理图 克拉泼振荡器仿真电路电路见图4-2。图中C2、C4、C5、L1是构成克拉泼振荡器的相位元件 图2-2克拉振荡器仿真电路 图2-2中示波器XSC1测量振荡器的输出电压：XFC1M频率计测量振荡器的频率、周期或脉冲 的测量仪：X1万用表测量交、直流电压等参数。 9
9 实验二 LC 电容反馈式三点式振荡器 实验项目名称：LC 电容反馈式三点式振荡器 实验项目性质：验正性实验 所属课程名称：高频电子线路 实验计划学时：2 学时 一、实验目的 1.掌握 LC 三点式振荡电路的基本原理，掌握 LC 电容反馈式三点振荡电路设计及电参数计算。 2.掌握振荡回路 Q 值对频率稳定度的影响。 3.掌握振荡器反馈系数不同时，静态工作电流 IEQ对振荡器起振及振幅的影响。 二、实验仪器设备 1.双踪示波器 2.频率计 3.万用表 三、实验内容及步骤 实验电路见图 2-1。 实验前根据图 2-1 所示 原理图在实验板上找到相应器件 及插孔并了解 其作用。 图 2-1 LC 电容反馈式三点式振荡器原理图 克拉泼振荡器仿真电路电路见图 4-2。图中 C2、C4、C5、L1 是构成克拉泼振荡器的相位元件。 图 2-2 克拉泼振荡器仿真电路 图 2-2 中示波器 XSC1 测量振荡器的输出电压； XFC1M 频率计测量振荡器的频率、周期或脉冲 的测量仪；XMM1 万用表测量交、直流电压等参数
L检查静态工作点 (1).接入+12直流电源 (2).改变电位器R,测得晶体管V的发射极电压V,V可连续变化，记下V的最大值，计算1 值 设：Re=IKQ 用表XMM2 1724V 设 图2-3静态工作点测量连接图 2.仿真实验内容 R3 12 5% 3.2H C2 图2-4克拉泼振荡器仿真电路 (1)正常工作状态。在图2-4所示的测量电路中，测量器起振瞬间波形、平衡时波形、振荡时频
10 1.检查静态工作点 (1).接入+12V 直流电源。 (2).改变电位器 R3测得晶体管 V 的发射极电压 VE，VE可连续变化，记下 VE的最大值，计算 IE 值： E E E R V I 设:Re=1KΩ 图 2-3 静态工作点测量连接图 2.仿真实验内容 图 2-4 克拉泼振荡器仿真电路 （1）正常工作状态。在图 2-4 所示的测量电路中，测量器起振瞬间波形、平衡时波形、振荡时频