高频小信号放大器仿真电路解析

课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目：1.高频小信号调谐放大器的电路设计与仿真2. 乘积型相位鉴频设计与仿真3. 高频谐振功率放大器设计与制作初始条件：对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力。

要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1.谐振频率：o f ＝10.7MHz ；谐振电压放大倍数：dB A VO 20≥，；通频带：MHz B w 17.0=；矩形系数：101.0≤r K 。

要求：放大器电路工作稳定，采用自耦变压器谐振输出回路2.电路的主要技术指标：输出功率Po ≥125mW ，工作中心频率fo=6MHz ， >65%， 已知：电源供电为12V ，负载电阻,RL=51Ω，晶体管用3DA1，其主要参数：Pcm=1W,Icm=750mA,VCES=1.5V,fT=70MHz,hfe ≥10，功率增益Ap ≥13dB （20倍）。

时间安排：第15周，安排任务（鉴3-204）第16周，仿真、实物设计（鉴主实验室）第17周，完成（答辩，提交报告，演示）指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日高频小信号谐振放大器 (3)1.设计任务 (3)2 .总体电路方框图 (3)3 单元电路设计 (4)3.1小信号放大电路 (4)3.2 选频网络 (5)4仿真结果 (6)5 实物制作与测试 (7)乘积型相位鉴频设计与仿真 (8)1.鉴频器概述 (8)2.鉴频器的主要参数 (8)2.1鉴频特性(曲线) (8)2.2鉴频器的主要参数 (9)3.鉴频方法 (9)3.1直接鉴频法 (9)3.2间接鉴频法 (10)3.2乘积型相位鉴频器原理说明 (10)4.乘积型相位鉴频器实验电路说明及仿真设计 (11)4.1乘积型相位鉴频器电路 (11)4.2仿真电路设计及结果分析 (12)5.MC1496鉴频电路的鉴频实物实验 (14)5.1鉴频电路的鉴频操作过程 (14)5.2鉴频特性曲线（S曲线）的测量方法 (15)高频功率放大器 (15)1.放大器电路分析 (15)2 谐振功率放大器的动态特性 (17)2.1谐振功放的三种工作状态 (17)2.2 谐振功率放大器的外部特性 (18)3单元电路的设计 (21)3.1确定功放的工作状态 (21)3.2基极偏置电路计算 (22)3.3计算谐振回路与耦合线圈的参数 (22)3.4电源去耦滤波元件选择 (23)4电路的安装与调试 (24)总结 (25)参考文献 (26)高频小信号谐振放大器1.设计任务设计一高频小信号谐振放大器，所设计电路的性能指标如下：谐振频率：o f＝10.7MHz,谐振电压放大倍数：dBA VO 20≥，通频带：MHzB w 17.0=，矩形系数：101.0≤r K 。

1课程名称： 高频电路原理实验名称：高频小信号放大器与高频功率放大器的仿真一、实验目的：1.进一步掌握高频小信号调谐放大器和高频功率放大器的工作原理和基本电路结构。

2.掌握高频小信号调谐放大器和高频功率放大器的调试方法。

3.掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数（电压放大倍数，通频带，矩形系数）的测试方法。

4.熟练掌握multisim 软件的使用方法，并能够通过仿真而了解到电路的一些特性以及各电路原件的作用二、实验原理（一）单调谐放大器小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。

其实验单元电路如图1-1（a ）所示。

该电路由晶体管Q 1、选频回路T 1二部分组成。

它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。

本实验中输入信号的频率f S ＝12MHz 。

基极偏置电阻W 3、R 22、R 4和射极电阻R 5决定晶体管的静态工作点。

可变电阻W 3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。

表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f 0，谐振电压放大倍数A v0，放大器的通频带BW 及选择性（通常用矩形系数K r0.1来表示）等。

放大器各项性能指标及测量方法如下： 1.谐振频率放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f 0称为放大器的谐振频率，对于图1-1（a ）所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f 0的表达式为∑=LC f π210式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量；∑C 为调谐回路的总电容，∑C 的表达式为ie oe C P C P C C 2221++=∑式中， C oe 为晶体管的输出电容；C ie 为晶体管的输入电容；P 1为初级线圈抽头系数；P 2为次级线圈抽头系数。

谐振频率f 0的测量方法是：用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，调变压器T 的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。

2.电压放大倍数放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A V0称为调谐放大器的电压放大倍数。

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 /936.210580102001
1
612=⨯⨯⨯==--
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。

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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）。

srad LCw /299.61012610200116120=⨯⨯⨯==-- =Cθ87.80378.0299.61263000=⨯==Lw R Q L2、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；输入端波形：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P0，PD，ηC；输出电压：12V ；∑==RI V I P m c cm m c 21102121 0C cc D I V P = Dc 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 。

高频小信号放大电路
一.实验目的
1.了解Multisim软件的各项功能，掌握其使用方法。

2.通过使用Multisim软件来仿真电路，掌握高频小信号调谐放大器的工作原理。

3.了解负载对谐振回路的影响。

4.掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法。

二.实验内容
1.并联谐振回路的演示仿真分析。

2.测试小信号放大器的静态工作状态。

3.观察放大器输出波形与谐振回路的关系。

4.测试放大器的幅频特性。

5.观察放大器的动态范围。

三.绘图
四.数据处理
<4>.动态数据分析：
增益计算公式：（2.）
幅频特性曲线：。

高频小信号放大器Multisim仿真及分析报告高频电子线路讨论课报告高频小信号放大器小组编号: 组长: 小组成员:教务处 2021年 9月1目录第一章高频小信号放大器简介 ...................................................................3 1.1高频小信号放大器 .................................................................. ........... 3 1.2高频小信号放大器质量指标 ............................................................. 3 第二章 Multisim简介 .................................................................. ................. 4 第三章 Multisim仿真电路 .................................................................. ......... 5 第四章 Multisim仿真分析 .................................................................. ......... 6 4.1放大器输出 .................................................................. ....................... 6 4.2选频特性分析 .................................................................. ................... 8 4.3增益特性分析 .................................................................. .. (10)2第一章高频小信号放大器简介1.1高频小信号放大器高频小信号放大器指的是将频率高、幅度小的包含我们需要信息的信号进行幅度放大，以便以后的信号处理。

高频小信号放大器的仿真研究作者：叶玉杰来源：《东方教育》2016年第02期摘要：针对高频电路实验教学的特点，阐述了软件仿真研究的可行性和必要性。

并将Multisim 软件应用于高频小信号谐振放大器实验的仿真研究中，尤其是LC并联谐振回路的特性分析中。

研究表明Multisim软件平台克服了传统实验设备的不足，使实验更加灵活，也更有利于提高学生的自学能力和创新意识。

关键词：高频实验;Multisim;高频小信号放大器1.引言《高频电子线路》是无线电技术类专业的一门主要技术基础课，是理论和实践性都很强的课程。

传统的实验模式为使用高频试验箱，以功能模块的形式进行实验。

每个或几个模块可完成一个验证性的实验。

模块内部的电路已经搭建好，不能修改。

这样的高频实验箱只能进行验证性的实验，大大的限制了学生的创新性。

另外，传统实验过程中还会遇到元件虚焊或损坏、仪器缺乏、性能不稳定等棘手问题，浪费有限的实验课时间，影响实验的正常进行及学生实践的积极性。

本文首先介绍了Multisim软件的主要功能及特点，然后具体阐述高频小信号放大器的软件仿真研究，最后对高频小信号放大器的电压增益、通频带、矩形系数等主要技术指标进行分析。

2.Multisim的主要功能及特点Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

可以方便的使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。

可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。

利用Multisim强大的仿真功能，在计算机上进行电子线路的实验，有着它独特的优势，它不受时间、地点、设备的限制。

通过Multisim的仿真，可使每位学生亲自动手动脑进行电路连接、元件参数的选择、分析各元器件参数变化对电路带来的影响和作用，通过仿真把理论和实践结合起来，从而加深学生对电路的认识。