下载文档原格式
高频电路实训教案第一章：高频电路概述1.1 高频电路的定义与特点1.2 高频电路的应用领域1.3 高频电路的基本组成部分1.4 高频电路的调试与测量方法第二章：高频小信号放大器2.1 高频小信号放大器的作用2.2 高频小信号放大器的类型2.3 高频小信号放大器的设计与仿真2.4 高频小信号放大器的调试与性能测试第三章：高频振荡器3.1 高频振荡器的作用与类型3.2 高频LC振荡器的设计与仿真3.3 高频晶体振荡器的设计与仿真3.4 高频振荡器的调试与性能测试第四章：调制与解调技术4.1 调制与解调的基本概念4.2 调幅（AM）与解调电路的设计与仿真4.3 调频（FM）与解调电路的设计与仿真4.4 调相（PM）与解调电路的设计与仿真第五章：高频通信系统5.1 高频通信系统的基本组成5.2 高频通信系统的调制与解调技术5.3 高频通信系统的信号处理与分析5.4 高频通信系统的性能评估与优化第六章：高频放大器的设计与测试6.1 高频放大器的作用与类型6.2 高频放大器的设计原则6.3 高频放大器的设计与仿真6.4 高频放大器的调试与性能测试第七章：射频识别技术（RFID）7.1 RFID技术的基本原理7.2 RFID系统的主要组成部分7.3 RFID标签与读写器的设计与仿真7.4 RFID技术的应用与调试第八章：无线传输技术8.1 无线传输技术的基本原理8.2 无线传输系统的组成与工作模式8.3 无线传输技术的仿真与优化8.4 无线传输技术的应用与调试第九章：高频电路的抗干扰技术9.1 干扰的类型与来源9.2 高频电路的抗干扰措施9.3 高频电路的抗干扰设计与仿真9.4 高频电路的抗干扰性能测试与优化第十章：高频电路的综合应用10.1 高频电路在通信领域的应用10.2 高频电路在广播领域的应用10.3 高频电路在雷达领域的应用10.4 高频电路在其他领域的应用案例分析重点和难点解析一、高频电路的定义与特点难点解析：理解高频电路中的电磁波传播、频率特性以及电路元件的匹配与阻抗变换。
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二OO八年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multisim2001软件，创建如下所示的电路图：2．若要求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multisim2001软件，创建如下所示的电路图：2．若要求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multisim2001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multisim2001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，V e= V ，Vc= V。
3．用示波器观察输出信号的幅度，V omax= V，放大倍数Avmax= 。
4．调节可变电容C6的容量，观察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．用波特图仪确定放大器的带宽。
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。
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。
感谢下载!
欢迎您的下载，资料仅供参考。
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 。
高频电子线路仿真实验的设计与实现高频电子线路仿真实验是一种重要的实验教学方法，它可以模拟各种高频电子器件的工作原理及性能，为学生提供一个全面的电子学习平台。
本文将介绍一种高频电子线路仿真实验的设计与实现。
一、实验目的本实验旨在让学生了解高频电子线路的基本概念、设计原理和仿真技术，加深学生对高频电子学科的理解，提高学生的实验能力和模拟能力。
二、实验设计1. 实验任务（1）. 进行微波信号的电路设计和仿真。
（2）. 利用Multisim对一些特定高频电路进行仿真，如微波带通滤波器、微波失谐器等。
（3）. 进行实验测量，得到一些实验数据，并将仿真结果与实验结果进行对比分析。
2. 实验步骤（1）. 了解微波电路的基本概念和出现条件。
（2）. 电路元器件参数的测量及仿真。
（3）. 利用Multisim二次开发包，编写自定义元器件并应用到微波电路设计中。
（4）. 进行仿真，并分析其电路性能。
（5）. 实验中使用网络分析仪测量实验数据，并与仿真数据进行对比分析。
三、实验流程1. 获取微波元器件的参数，并进行仿真。
2. 熟悉Multisim的仿真工具，建立仿真电路。
3. 对仿真电路进行微调，观察仿真结果，进行分析。
4. 制作实验电路，并进行实验测量。
5. 将实验数据与仿真结果进行对比分析，找出差异并进行解释。
四、实验工具1. Multisim仿真软件2. 网络分析仪3. 各种微波器件，如微波传输线、微波滤波器、微波功率放大器等。
五、实验结果通过网络分析仪测量实验数据，并与Multisim的仿真数据进行对比，得到了一些实验结果。
通过对实验数据和仿真数据的分析，学生可以深入了解微波电路的性能和设计原理，增强实验能力和仿真能力。
六、实验结论本实验通过对微波电路设计和仿真的研究，让学生了解到微波电路的基本原理和工作条件，掌握了Multisim仿真软件的使用，并能够对电路性能进行仿真分析。
通过对实验数据和仿真数据进行对比分析，学生能够进一步加深对微波电路的理解，增强实验能力和模拟能力。
高频电路（仿真）实验报告实验一、共射级单级交流放大器性能分析一、实验目的1、学习单级共射电压放大器静态工作点的设置与调试方法。
2、学习放大器的放大倍数（A u）、输入电阻（R i）、输出电阻（R o）的测试方法。
3、观察基本放大电路参数对放大器的静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。
4、熟悉函数信号发生器、示波器、数字万用表和直流稳压电源等常用仪器的使用方法。
二、实验原理如图所示的电路是一个分压式单级放大电路。
该电路设计时需保证U B>5～10U BE，I1≈I2>5～10I B，则该电路能够稳定静态工作点，即当温度变化时或三级管的参数变化时，电路的静态工作点不会发生变化。
U B=V CC I C I E由上式可知，静态工作时，U B是由R1和R2共同决定的，而U BE一般是恒定的，在0.6到0.7之间，所以I C、I E只和有关。
当温度变化时或管子的参数改变时（深究来看，三极管的特性并非是完全线性的，在很多的情况下，必须计入考虑），例如，管子的受到激发而I C欲要变大时，由于R E的反馈作用，使得U BE节压降减小，从而I B减小，I C减小，电路自动回到原来的静态工作点附近。
所以该电路不仅有较好的温度稳定性，还可以适应一定非线性的三极管，前提是只要电路设计的得当。
调整电阻R1、R2，可以调节静态工作点高低。
若工作点过高，使三极管进入饱和区，则会引起饱和失真；反之，三极管进入截止区，引起截止失真。
图1-1 分压式单级放大电路如图1-1，C1、C2为耦合电容，将使电路只将交流信号传输到负载端，而略去不必要的直流信号。
发射极旁路电容C E一般选用较大的电容，以保证对于交流信号完全是短路的，即相当于交流接地。
也是防止交流反馈对电路的放大性能造成影响。
电路的放大倍数A U=，输入电阻R i=R1∥R2∥r be，输出电阻R O=R L’，空载时R O=R C。
当发射极电容断开时，在发射极电容上产生交流负反馈，电压的放大倍数为A U=，输入电阻R i=R1∥R2∥[]。
高频电路（仿真）实验讲义光电学院电子科学与技术系2011年2月实验一、共射级单级交流放大器性能分析一、实验目的1、学习单级共射电压放大器静态工作点的设置与调试方法。
2、学习放大器的放大倍数（A u）、输入电阻（R i）、输出电阻（R o）的测试方法。
3、观察基本放大电路参数对放大器的静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。
4、熟悉函数信号发生器、示波器、数字万用表和直流稳压电源等常用仪器的使用方法。
二、实验原理如图所示的电路是一个分压式单级放大电路。
该电路设计时需保证U B>5～10U BE，I1≈I2>5～10I B，则该电路能够稳定静态工作点，即当温度变化时或三级管的参数变化时，电路的静态工作点不会发生变化。
U B=V CC I C I E由上式可知，静态工作时，U B是由R1和R2共同决定的，而U BE一般是恒定的，在0.6到0.7之间，所以I C、I E只和有关。
当温度变化时或管子的参数改变时（深究来看，三极管的特性并非是完全线性的，在很多的情况下，必须计入考虑），例如，管子的受到激发而I C欲要变大时，由于R E的反馈作用，使得U BE节压降减小，从而I B减小，I C减小，电路自动回到原来的静态工作点附近。
所以该电路不仅有较好的温度稳定性，还可以适应一定非线性的三极管，前提是只要电路设计的得当。
调整电阻R1、R2，可以调节静态工作点高低。
若工作点过高，使三极管进入饱和区，则会引起饱和失真；反之，三极管进入截止区，引起截止失真。
图1-1 分压式单级放大电路如图1-1，C1、C2为耦合电容，将使电路只将交流信号传输到负载端，而略去不必要的直流信号。
发射极旁路电容C E一般选用较大的电容，以保证对于交流信号完全是短路的，即相当于交流接地。
也是防止交流反馈对电路的放大性能造成影响。
电路的放大倍数A U=，输入电阻R i=R1∥R2∥r be，输出电阻R O=R L’，空载时R O=R C。
电子设计与仿真软件Multism(EWB) 10.0 安装1点击setup.exe；2输入验证码：F44G44444;-----进行安装3CRACK文件夹-----点击keyGen.exe-----生成3个LIC文件；4开始----程序----National.instrumants----NI license manger----选项----安装许可证----打开3个LIC文件（在CRACK文件夹）---重启电脑。
实验一、Multism(EWB)电子设计与仿真软件的使用一、实验目的１．熟悉Multism(EWB)电子设计与仿真软件界面。
2．熟悉编辑电子线路原理图的方法与技巧。
3．熟悉选择仪器仪表的方法以及它们的使用方法与技巧。
4．熟悉仿真时如何根据分析结果改变电路参数，从而掌握一边仿真一边优化电路的技巧。
二、仪器设备１．硬件:微机２．软件: Multisim(EWB)三、仿真软件使用方法１．取元件元件由基本零件列中取出。
如电阻R 均可按取之，电容可按取之电感可按取之；电池及接地符号取自电源/信号源零件列，可按取之；电压表，电流表取自指示零件列，可按取之;示波器取自指示零件列,可按取之信号源取自指示零件列,可按取之在元件列中，有些按钮可以自定义值，如电阻2 ．电路仿真选好元件和仪表，接好电路，即可开始仿真。
双击电源符号，在Voltage 中改变电源值，双击示波器，得到相关结果。
四、具体仿真步骤１．仿真电路待仿真电路为丙类高频谐振功率放大器，电路如图一所示。
电路采用选频网络作为负载回路，调节C可使回路谐振在输入信号频率上。
为了实现丙类工作，基极偏置电压VBB应设置在功率管的截止区内。
2．建立电路仿真系统打开仿真软件MULTISIM(EWB)，在工作区中建立丙类高频谐振功率放大器电路仿真系统（RC为一个小电阻，为的是观察集电极电流波形），如图二所示。
3．调谐VCC=12V，RL=10Kohm，VBB=-1V（甲类工作状态），输入信号Vi的幅值Vb=10mv，频率f=10.7MHz时，调节电容C，使输出信号幅值最大，这时回路谐振在输入信号频率上。
仿真实验三DBS DSB调幅及同步检波电路
1.实验内容.
创建电路：利用模拟相乘器构成DSB信号产生及同步解调电路，如图所示，电路中模拟相乘器A1的输出为DSB信号，该信号作为A2的一个输入，并与载频（与A1的同频同相）相乘，经过低通滤波器输出解调波形。
DSB信号及解调信号观测：电路连接好，启动仿真，调节示波器，观察比较调制信号和DSB波形并记录有关数据。
比较调制信号、DSB波形及解调输出波形的关系，分析现象。
如上图仿真结果，可以得出：1.双边带信号的振幅与调制信号成正比；
2.双边带信号的波形即DSB信号的波形正比于调制信号绝对值的波形，当调制信号为零
时，DSB波的幅度也为零；
3.DSB信号的高频载波相位在调制电压零交点处（调制电压正负交替时），要突变180
度，严格的讲。
DSB信号已经非单纯的振幅调制信号，而是即调幅又调相。
4.从检波出来的波形可以看出，与原始信号相比相位与幅度已经发生变化。
也就是说，
相位、幅度有偏差，这与解调过程中低通滤波器有着密切联系。
所以，在解调过程中，选择性能好的检波器非常重要，以免出现信号的失真。
改变调制信号的幅度：V=0.1Vpk
V=10Vpk；
通过波形分析，改变调制信号的幅度，ＤＳＢ波形、解调出波形的幅度都发生变化。
随着调制信号幅度的增大而增大，随着调制信号幅度的减小而减小。
《高频电路实验》实验讲义2010试用实验一单调谐高频小信号放大电路实验二高频功率放大器（丙类）实验三LC电容反馈式三点式振荡器实验四振幅调制器实验五变容二极管调频振荡器附录：TPE—GP2型高频电路实验学习机说明1．技术性能1．1电源：输入AC220V；输出DCV+5V、-5V、+12V、-12V，最大输出电流200mA1．2信号源：（函数信号发生器）输出波形：有方波、三角波、正弦波幅值：正弦波V P-P ：0~14V（14V为峰—峰值，且正负对称）方波V P-P ：0~24V（24V为峰—峰值，且正负对称）三角波V P-P ：0~24V（24V为峰—峰值，且正负对称）频率范围：分四档2~20Hz、20~200Hz、200~2KHz、2K~20KHz1．3电路实验板：备有五块实验板，可完成11项高频电路实验。
2．使用方法1．1将标有220V的电源线插入市电插座，接通开关，电源指示灯亮。
1．2使用实验专用电导线进行连线。
1．3实验时先阅读实验指导书，然后按照实验电路接好连线，检查无误后再接通主电源。
1．4特别注意：电源极性不可以接反。
实验一单调谐高频小信号放大电路一、预习内容1．单调谐高频小信号放大电路工作原理。
2．了解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。
3．了解LC并联谐振回路的中心频率f o、品质因数Q L的计算方法。
二、目的要求1．熟悉电子元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。
三、实验仪器高频电路实验箱、高频信号发生器、扫频仪（暂时无）、示波器、万用电表。
四、实验内容实验电路如图1-1图1-1单调谐高频小信号放大电路原理图1．正确连接实验电路，将R1、R2元件参数在图上标明。
分别接入1kΩ、500kΩ、2k Ω电阻到Re位置，用万用表量出放大器静态工作点电压，填入表1-1。
实验五调幅波信号的解调实验一、实验目的：1．加深理解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法；2．了解二极管包络检波的主要指标及波形失真；3．掌握用集成电路实现同步检波的方法。
二、实验仪器与器件：1．DX系列高频电路实验箱2．双踪示波器：20~40MHz3．频率计：10MHz4．高频万用表三、实验电路图：包络检波电路。
同步检波电路。
四、实验内容与步骤：1．二极管包络检波器1）测量检波器电压传输系数K d(1)JP901的1、2和4、5接通，使接通C902、R901，从调幅波输入端IN1输入载波频率f c=5MHz、调制信号频率fΩ=1KHz、1V左右的调幅波（注意每次均应调整好幅度调制器电路使其输出理想的调幅波）；(2)用双踪示波器分别在IN1和OUT1处测量，在IN1处测得mU c（注意应是输入高频已调波包络的振幅），在OUT1处测得UΩ（检波器输出低频电压振幅），将其代入公式K d=UΩ/mU c 计算K d。
2）观察并记录不同的RC滤波器对检波器输出波形的影响(1)令输入调幅波的m=0.6，载波频率f c=5MHz、调制信号频率fΩ=1KHz和fΩ=10KHz；(2) JP901的1、2和4、5接通，使接通C902、R901，用双踪示波器在OUT1处观察并将波形放大，观察高频纹波。
(3)选择不同的检波负载电容和电阻，观察并记录检波器输出波形的变化及高频纹波的变化情况。
3）观察惰性失真令输入调幅波的m=0.6，f c=5MHz，fΩ=1KHz，JP901的2、3和5、6接通，使接通C903、R902，用双踪示波器在OUT1处观察并记录检波器输出波形的惰性失真。
画出实验显示波形。
4）观察负峰切割失真令输入调幅波的m=0.6，f c=5MHz，fΩ=1KHz，JP901的1、2和4、5接通，使接通C902、R901，JP902的2、3接通，使接通R904，用双踪示波器在OUT1处观察并记录检波器输出波形的负峰切割失真。
高频电路实验讲义河北师范大学信息技术学院目录实验一高频小信号调谐放大器 (3)实验二模拟乘法器调幅与检波 (6)实验三调频与模拟乘法器鉴频 (9)实验四小功率调频发射机与接收机的设计 (12)实验五晶体管超外差收音机的安装与焊接 (17)实验六晶体管超外差收音机静态工作点的检测及故障排除 (21)附录一低频信号源的使用 (25)附录二高频信号源的使用 (25)附录三频率计的使用 (25)附录四频率特性测试仪的使用 (26)实验一高频小信号调谐放大器一、实验目的1．通过对高频小信号放大器谐振回路的调试，掌握高频小信号放大器性能指标的测试方法。
2．进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理。
3．了解并掌握频率特性测试仪工作原理及使用方法。
二、实验仪器示波器（双踪100MHz）一台，BT3频率特性测试仪一台，数字万用表一块，高频电路实验箱一台，调试工具一套。
三、实验原理单调谐共射放大电路是由工作在甲类状态的单管放大器和单调谐回路选频网络组成。
如图1-1 (a)所示。
在电路中，R b1、R b2为上、下基极偏置电阻，为发射结提供正偏压。
C b、C e分别为基极、射极旁路电容，其作用是使高频电流经它们旁路入地，以免损耗高频能量。
L、C构成并联谐振回路，且f o =f外。
1．静态分析根据电路中所有旁路电容均视为开路和线圈可近似看作短路的原则，可画出如图1-1（b）所示的直流通路。
由此可计算出静态工作点：U B ≈R b1V CC/ ( R b1 + R b2) ，I EQ=(U B-U BEQ ) / R e = I CQ，U CEQ≈V CC - I EQ R e。
2．动态分析根据电路中旁路电容近似看作短路和理想直流电源V CC视为交流短路的原则，可画出如图1-1（c）所示的交流通路。
由此可计算出单调谐放大器的主要性能指标：（1）谐振频率、品质因数和谐振电阻由图1-1（c）可知：∑=LCfπ21o，Q L=1/ω0LG∑，R∑ =1/G∑（2）谐振电压增益图1-1 小信号调谐放大器ie222poe121fe21fe21uo GpGGpYppGYppA++-=-=∑（3）通频带和矩形系数BW0.7 =2Δf0.7 = f o /Q L，K0.1=BW0.1 /BW0.7 ≈10四、实验电路图五、实验内容及步骤1．调整晶体管的静态工作点在不加输入信号（即u i=0），将测试点TTA1接地，调整可调电阻W A1，用万用表直流电压档（20V档）测量发射极电位，使I E=1.5mA，记下此时的U BQ，U CQ，U EQ的值。
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 CLw p /936.2105801020011612=⨯⨯⨯==--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相应的图，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~Av5、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Av0 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的波形。
c （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 。
信息工程与自动化学院高频电路实验指导书（MATLAB系统仿真部分）编写：陈家福2010年9月8日目录实验一、MATLAB仿真基本操作综合实验实验二、AM调制与解调实验实验三、DSB调制与解调实验实验四、SSB调制与解调实验实验五、FM调制与解调实验实验六、混频器（变频器）仿真实验实验七、PLL锁相环仿真实验实验八、基于PLL的频率合成器仿真实验编写说明随着电子技术领域中信息化、数字化进程的快速发展和计算机技术的普适应用，传统硬件实验的局限性和众多缺点已经开始突显出来，过去靠硬件完成的电路功能，现在大部都可由软件来实现了。
虚拟仪器和软件无线电已经正在取代传统硬件设备。
现在，只要能用数学描述的任何事件、过程、信号和功能电路，都可以通过传感转换技术、DSP技术和计算机技术来实现。
计算机仿真就是实现这个过程的不可缺失的重要的前期阶段。
特别是需要配置贵重仪器或大量仪器参与的各种系统性实验，用传统方法操作的复杂程度高、成本也高，在规模化办学条件下几乎不可能满足实际需要。
这种情况下计算机仿真实验的优越性就显现出来了，像是任意多踪数字存储示波、频谱分析、逻辑分析和复杂系统分析实验等，几乎必须由计算机仿真来完成。
计算机仿真技术的应用能力已经成为高级工程技术人员必须具备的重要的工程素质之一。
综上所述，适当引入计算机仿真实验，已经成为高校实践教学环节的重要补充。
为此，我们在《高频电子线路》（或称《通信电子线路》、也称《非线性电子线路》）的实验教学中进行尝试，选择了一些对实验仪器设备硬件配置要求较高的一定数量的与高频电路相关的仿真实验。
由于经验缺乏，若有不足，敬请各位师生指教。
通信工程实验室陈家福2011年10月实验一、MATLAB仿真基本操作综合实验一、实验目的：认识学习基于MATLAB仿真的M文件程序实现与Simulink仿真工具箱仿真模块调用实现的两种基本方法；通过实验学习掌握各类仿真仪器设备的参数设置和操作使用方法。
高频电路（仿真）实验讲义光电学院电子科学与技术系2011年2月实验一、共射级单级交流放大器性能分析一、实验目的1、学习单级共射电压放大器静态工作点的设置与调试方法。
2、学习放大器的放大倍数（A u）、输入电阻（R i）、输出电阻（R o）的测试方法。
3、观察基本放大电路参数对放大器的静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。
4、熟悉函数信号发生器、示波器、数字万用表和直流稳压电源等常用仪器的使用方法。
二、实验原理如图所示的电路是一个分压式单级放大电路。
该电路设计时需保证U B>5～10U BE，I1≈I2>5～10I B，则该电路能够稳定静态工作点，即当温度变化时或三级管的参数变化时，电路的静态工作点不会发生变化。
U B=V CC I C I E由上式可知，静态工作时，U B是由R1和R2共同决定的，而U BE一般是恒定的，在0.6到0.7之间，所以I C、I E只和有关。
当温度变化时或管子的参数改变时（深究来看，三极管的特性并非是完全线性的，在很多的情况下，必须计入考虑），例如，管子的受到激发而I C欲要变大时，由于R E的反馈作用，使得U BE节压降减小，从而I B减小，I C减小，电路自动回到原来的静态工作点附近。
所以该电路不仅有较好的温度稳定性，还可以适应一定非线性的三极管，前提是只要电路设计的得当。
调整电阻R1、R2，可以调节静态工作点高低。
若工作点过高，使三极管进入饱和区，则会引起饱和失真；反之，三极管进入截止区，引起截止失真。
图1-1 分压式单级放大电路如图1-1，C1、C2为耦合电容，将使电路只将交流信号传输到负载端，而略去不必要的直流信号。
发射极旁路电容C E一般选用较大的电容，以保证对于交流信号完全是短路的，即相当于交流接地。
也是防止交流反馈对电路的放大性能造成影响。
电路的放大倍数A U=，输入电阻R i=R1∥R2∥r be，输出电阻R O=R L’，空载时R O=R C。
当发射极电容断开时，在发射极电容上产生交流负反馈，电压的放大倍数为A U=，输入电阻R i=R1∥R2∥[]。
输出电阻仍近似等于集电极负载电阻。
三、实验内容（一）如图1-2所示，建立放大电路，进行静态分析。
图1-2 静态工作点的调整与测试注意，电路必须工作在放大区，即输出波形必须对称（因为输入信号是正弦波）且和原来的信号保持协调。
只有设置好静态工作点才可以进行下一步。
此步骤就是要选择合适的R1、R2。
（二）动态分析动态分析时，实验中一直使用的信号。
F=1000HZ,Vpp=28mv。
如图1-3所示：图1-3 函数信号发生器在原来设置好静态工作点的基础上，接入信号。
并按照此图进行测量电压放大倍数。
（该电路另接入了一电阻R3，以增大输入电阻）如图1-4所示：图1-4 放大倍数（加大输入电阻）计算电压的放大倍数：A U=U O/U i输入输出电阻的测量：图1-5 输入电阻的测试图1-6 输出电阻的测试计算计算i i i i s i s i s s i ()/()U U U R R I U U R U U ===-- 和 L ooo o R U U U R -'= （三）若是静态工作点设置不合适，则会引起失真。
如图1-7和图1-8所示。
图1-7饱和失真 图1-8 截止失真 （四）有无发射极电容C E 的影响图1-9 有无发射极电容的影响明显看出，在不加发射极电容C E 时，交流电压的放大倍数减小了。
可见是交流的负反馈作用促成了这一结果。
显然，在实际的生产实际中，我们不需要这一反馈，因此一般选择并联上发射极输出电容，可以明显增大电压的放大倍数。
但同时也增加了电路的硬件成本。
（五）增大输入电阻对电路性能的影响从示波器中的波形可以看出，输入波形与输出波形的相位相反，频率相同。
信号源内阻增大，如图所示：比较可知，增大输入电阻，可以略微地提高电压放大倍数。
四、思考题1、由实验（一）（二）（三）可知，静态工作点的设置对放大电路有何作用？2、仿真电路中的电路必须要“接地”，这样做有什么好处？3、仿真电路中的很多细节都需要注意，某一细节处理不好就会影响电路的正常工作。
试结合实验过程举例说明。
实验二高频LC谐振功率放大器性能研究一、实验目的1、进一步熟悉EWB仿真软件的使用方法；2、测试高频谐振功率放大器的电路参数及性能指标；3、熟悉高频谐振功率放大器的三种工作状态及调整方法。
二、实验内容及步骤(一)构造实验电路利用EWB软件绘制如图2-1所示的高频谐振功率放大器实验电路。
图中，各元件的名称及标称值如表2-1所示。
序号元件名称及标号标称值1 信号源Ui 270mV/2MHz2 负载RL 10kΩ3 基极直流偏置电压VBB 0.2V4 集电极直流偏置电压VCC 12V5 谐振回路电容C 13pF6 基极旁路电容Cb 0.1uF7 集电极旁路电容Cc 0.1uF8 高频变压器T1 N=1;LE=1e-05H;LM=0.0005H;RP=RS=09 晶体管Q1 2N2222(3DG6)表2-1 各元件的名称及标称值(二)性能测试1、静态测试选择“Analysi”→“DC Operating Point”，设置分析类型为直流分析，可得放大器的直流工作点如图2-2所示。
2、动态测试（1）输入输出电压波形当接上信号源Ui时，开启仿真器实验电源开关，双击示波器，调整适当的时基及A、B通道的灵敏度，即可看到如图2-3所示的输入、输出波形。
（2）调整工作状态1、分别调整负载阻值为5 kΩ、100 kΩ，可观测出输入输出信号波形的差异。
2、分别调整信号源输出信号频率为1MHz、6.5MHz，可观测出谐振回路对不同频率信号的响应情况。
3、分别调整信号源输出信号幅度为100mV、400mV，可观测出高频功率放大器对不同幅值信号的响应情况。
由图2-5可知，工作与过压状态时，功率放大器的输出电压为失真的凹顶脉冲。
通过调整谐振回路电容或电感值，可观测出谐振回路的选频特性。
三、思考题1、变压器T1起什么作用？2、对照输入波形，说明输出波形有什么特点？3、负载阻值的改变对输出信号波形有什么影响？4、当功放的输入信号频率改变时，输出信号波形有什么变化？说明了什么问题？实验三 正弦波振荡器实验一、实验目的1、理解LC 三点式振荡器的工作原理，掌握其振荡性能的测量方法。
2、理解振荡回路Q 值对频率稳定度的影响。
3、理解晶体管工作状态、反馈深度、负载变化对振荡幅度与波形的影响。
4、了解LC 电容反馈三点式振荡器的设计方法。
二、实验原理三点式振荡器的交流等效电路如图3-1所示。
图中，ce X 、be X 、cb X 为谐振回路的三个电抗。
根据相位平衡条件可知，ce X 、be X 必须为同性电抗，cb X 与ce X 、be X 相比必须为异性电抗，且三者之间满足下列关系：)(be ce cb X X X +-= (3-1)这就是三点式振荡器相位平衡条件的判断准则。
在满足式(3-1)的前提下，若ce X 、be X 呈容性,呈感性，则振荡器为电容反馈三点式振荡器；若ce X 、be X 呈感性，cb X 呈容性，则为电感反馈三点式振荡器。
下面以“考毕兹”电容三点式振荡器为例分析其原理。
图3-1 三点式振荡器的交流等效电路 图3-2“考毕兹”电容三点式振荡器1、“考毕兹”电容三点式振荡器工作原理“考毕兹”电容三点式振荡器电路如图3-2所示，图中L 和C1、C2组成振荡回路，反馈电压取自电容C2的两端，Cb 和Cc 为高频旁路电容，Lc 为高频扼流圈，对直流可视为短路，对交流可视为开路。
显然，该振荡器的交流通路满足相位平衡条件。
若要它产生正弦波，还必须满足振幅条件和起振条件，即：1>⋅uo uo F A (3-2)式中uo A 为电路刚起振时，振荡管工作状态为小信号时的电压增益；uo F 为反馈系数，只要求出二者的值，便可知道电路有关参数与它的关系。
为此，我们画出3-3所示的Y 参数等效电路。
若忽略晶体管的内反馈，即0=re y ,可得3-4所示的简化等效电路。
图3-4中，oe C C C +=1'1，ie C C C +=2'2，b ie ie G g g +=，o g 为LC 并联谐振回路折合到晶体管ce端的等效谐振电导，即o o g P g 21'=，'2'2'11/)(C C C P +=。
图3-3 “考毕兹”电容三点式振荡器Y 参数等效电路 图3-4 简化等效电路由图3-4可求出小信号工作状态时电压增益uo A 和反馈系数uo F 分别为∑==g y U U A fe i ou 0 (3-3)式中，)(26)(mV mA I g y E m fe =≈，'22ie o oe g P g g g ++=∑，'2'12/C C P =。
若忽略各个g 的影响，电路的反馈系数为2'2'10P C C U U F o fu === (3-4)由式(3-2)可得起振条件为1'2'100>⋅=∑C C g y F A fe u u (3-5)故有∑>g C C y fe'1'2(3-6)上式即为振荡器起振的振幅条件。
为了进一步说明起振的一些关系，可将式(3-6)变换为''22)(1)(11ie o oe ie o oe fe Fg g g F g P g g F g F y ++=++=>∑ (3-7)式(3-7)第一项表示输出电导和负载电导(这里未考虑负载电导)对振荡的影响，F 越大，越容易起振。
第二项表示输入电导对振荡的影响，'ieg 和F 越大，越不容易起振。
可见，考虑到晶体管输入电导对回路的加载作用时，反馈系数F 并不是越大越容易起振。
由式(3-7)可知，在晶体管参数ie g 、oe g 、fey 一定的情况下，可以改变1b R 、2b R 和负载电导L g 及F 来保证起振。
F 一般取0.1~0.5。
2、振荡管工作状态对振荡器性能的影响对于一个振荡器，在其负载阻抗及反馈系数F 已经确定的情况下，静态工作点的位置对振荡器的起振以及稳定平衡状态（振幅大小，波形好坏）有着直接的影响。
工作点偏高，振荡管工作范围易进入饱和区，输出阻抗的降低将会使振荡波形严重失真，严重时甚至使振荡器停振；工作点偏低，避免了晶体管工作范围进入饱和区，对于小功率振荡器，一般都取在靠近截止区，但不能取得太低，否则不易起振。
由式(3-3)可知，实际的振荡电路在uo F 确定之后，其振幅的增加主要是靠提高振荡管的静态电流值，静态电流越大，输出幅度越大。
但是如果静态电流取得太大，不仅会出现波形失真现象，而且由于晶体管的输入电阻变小同样会使振荡幅度变小。
