multisim电子电路仿真教程第8章

8.2 单调谐放大电路仿真实验
1．实验要求与目的 (1) 构建单调谐放大电路，掌握选频放大电路的结构。 (2) 研究单调谐放大电路的特性，掌握单调谐放大电路 的工作原理。
第8章 高频电子技术Multisim仿真实验
2．实验原理 单调谐放大电路通常用来放大高频小信号，如超外差式 接收机的高放和中放电路，因此对其功能的基本要求是必须 兼有放大和选频双重作用，这分别由放大电路和选频网络两 部分实现。调谐放大器的基本组成如图8-11所示。
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8.1 单调谐和双调谐回路仿真实验
1．实验要求与目的 (1) 测量LC并联电路的幅频特性和相频特性。 (2) 研究电路谐振频率与电路频率特性及Q值的关系。 (3) 研究双调谐回路的频率特性，改变耦合系数，观察 频率特性的变化。
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图8-9 不同耦合电容时的频率特性曲线
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分析图8-9可以知道：当耦合电容比较小时，即电路处 于弱耦合状态时，输出电压幅值较小，曲线形状较窄且呈现 单峰；当耦合电容太大时，即电路处于强耦合状态时，输出 电压幅值较大，曲线形状较宽且呈现双蜂，但曲线顶部出现 凹陷，所选频段幅度不均；只有当耦合电容处于临界耦合状 态时，输出电压幅度达最大，曲线形状较宽且呈现单峰。图 中C3 = 15 pF时，电路处于临界耦合状态。通常耦合电容的 取值略超过临界耦合状态，即使得曲线顶部出现凹陷不深的 双蜂，这样可以得到较宽的频带，并且频带内较平坦。图810所示为C3 = 20 pF时电路的频率特性曲线。和图8-4所示单 调谐频率特性曲线相比较，双调谐回路的通频带更宽，更接 近于理想矩形的幅频特性。
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图8-8 双调谐回路的频率特性曲线
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(2) 观察耦合电容取值变化对频率特性的影响。 采用参数扫描方法同时观察耦合电容C3分别为150 pF、 250 pF、350 pF时的频率特性。 启动分析菜单中的Parameter Sweep...命令，在弹出的参 数设置对话框中进行相应的设置。进行仿真后得到如图8-9 所示的C3取不同值时的频率特性曲线。
2．实验原理 (1) 在高频电子线路中，小信号放大器和功率放大器均 以并联谐振电路作为晶体管的负载，放大后的输出电压从回 路两端取出。因此研究并联回路的频率特性具有重要的实际 意义。 (2) 并联谐振电路具有选频作用。 (3) 谐振电路的谐振频率。 (4) 电路的品质因数，Q反映了LC回路的选择性：Q值 越大，幅频特性曲线越尖锐，通频带越窄，选择性越好。
图8-7 负载取不同值时的频率特性曲线
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由图8-7所示曲线可知，负载的改变会使频率曲线发生 改变：当阻值增大时，谐振电压增大，曲线变得尖锐，通频 带变窄，但回路谐振频率不变。
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2) 双调谐LC谐振电路分析 (1) 按图8-2所示连接双调谐电路，电路采用电容耦合， 耦合系数K = C3/C，其中C = C1 + C3 = C2 + C3。用交流分析 法对节点3进行分析，得到电路的频率特性曲线如图8-8所示。
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3．实验电路 图8-1所示电路为单调谐LC谐振电路，图8-2所示电路为 通过电容耦合的双调谐LC谐振电路。
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图8-1 单调谐LC谐振电路
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图8-2 双调谐LC谐振电路
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图8-3 交流分析对话框设置
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图8-4 单调谐回路的频率特性
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(3) 观察电感和电容取值变化对频率特性的影响。
采用参数扫描方法同时观察电感L1分别为0.5 mH、1 mH、
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4．实验步骤 1) 单调谐LC谐振电路分析 (1) 按图8-1所示连接电路并设置各元件参数。 (2) 测试频率特性。启动分析菜单中的AC Analysis...命 令，在弹出的交流分析对话框中按图8-3所示进行设置。选 择节点1为分析节点，运行仿真，得到图8-4所示的幅频特性 曲线和相频特性曲线。
1.5mH时的频率特性。
采用参数扫描方法同时观察电容C1分别为150 pF、250
pF、350 pF时的频率特性。 启动分析菜单中的Parameter Sweep…命令，在弹出的参
数设置对话框中进行相应的设置。进行仿真后得到如图8-5 所示的L取不同值时的频率特性曲线和如图8-6所示的C取不 同值时的频率特性曲线。
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8.1 单调谐和双调谐回路仿真实验 8.2 单调谐放大电路仿真实验 8.3 相乘器调幅电路仿真实验 8.4 二极管双平衡调幅电路仿真实验 8.5 同步检波器仿真实验 8.6 二极管包络检波仿真实验 8.7 二极管环形混频器仿真实验 8.8 相乘倍频器仿真实验 8.9 单失谐回路斜率鉴频器仿真实验 8.10 AFC锁相环电路仿真实验
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图8-10 C3 = 20 pF时的频率特性曲线
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5．思考题
(1) 由仿真结果(见图8-5)可以看到，LC回路的通频带
基本不受电感影响，为什么？
(2) 双调谐LC谐振电路与单调谐LC谐振电路相比有何优
点?
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图8-5 单调谐回路L取不同值的频率特性曲线
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图8-6 单调谐回路C取不同值的频率特性曲线
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(4) 观察负载电阻变化对频率特性的影响。 电阻值分别取0.5 kHz、1 kHz、1.5 kHz，进行参数扫描 分析，得到如图8-7所示的频率特性曲线。