通信电路实验报告

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. .. . ..w.. 第一次实验报告 实验一 高频小信号放大器 一、实验目的 1、 掌握高频小信号谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理。 2、 熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。 3、 掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标意义及测试技能。 二、实验容 (1)单调谐高频小信号放大器仿真

图1.1 单调谐高频小信号放大器 . .. .

..w.. (2)双调谐高频小信号放大器

(a) (b) 图1.2 双调谐高频小信号放大器 . .. . ..w.. 三、实验结果 (1)单调谐高频小信号放大器仿真 1、 仿真电路图

2、 根据电路中选频网络参数值,计算该电路的谐振频率ωp。 ωp ==2.94Mrad/s fp 467kHz 由于三极管的电容会对谐振回路造成影响,因此我适当增大了谐振回路中的电容值(减小电感),ωp的误差减小,仿真中实际fp464kHz 3、 通过仿真,观察示波器中的输入输出波形,计算电压增益Av0。 . .. .

..w.. Av0 = = 11.08 db 4、 利用软件中的波特图仪观察通频带,并计算矩形系数。

f0.7 : 446kHz~481kHz f0.1 : 327kHz~657kHz 矩形系数约为:9.4 5、 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~Av相应的图,根据图粗略计算出通频带。

f0(KHz) 65 75 165 265 365 465 106166226286346406. .. . ..w.. 通频带:446kHz~481kHz 带宽:35kHZ 6、 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。 二次谐波:

加入四次谐波

5 5 5 5 5 5 U0(mv) 0.0129 0.0155 0.0404 0.0858 0.2150 1.274 0.0526 0.0301 0.0216 0.0173 0.0144 0.0126

AV(db) -28.89 -27.38 -19.06 -12.60 -4.894 11.43 -16.46 -21.36 -24.22 -26.22 -27.73 -28.93 . .. .

..w.. 加入六次谐波 结论分析:在输入端加入了2、4、6次谐波后,经过谐振回路的选频网络后,输入端没有失真,仍然是基波频率的正弦波,增益没有发生变化。 . .. . ..w.. (2)双调谐高频小信号放大器 1、 仿真电路图

2、 通过示波器观察输入输出波形,并计算出电压增益Av0。 Av0 = = 43.5 db . .. .

..w.. 3、 利用软件中的波特图仪观察通频带,并计算矩形系数。

f0.7 : 1.575MHz~1.602MHz f0.1 : 1.480MHZ~1.721MHz 通频带为:1.515MHz~1.602MHz 带宽87kHz 矩形系数为: = 2.77

实验二 高频功率放大器 一、实验目的 1、 掌握高频功率放大器的电路组成与基本工作原理。 2、 熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。 3、 掌握高频功率放大器各项主要技术指标意义及测试技能。 二、实验容 . .. .

..w.. 一、原理仿真 1、 搭建Multisim电路图(Q1选用元件Transistors中的BJT_NPN_VIRTUAL)。 2、 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。(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、 将输入信号的振幅修改为1V,用同样的设置,观察ic的波形。 4、 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QL。根据各个电压值,计算此时的导通角θc。 5、 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。 6、 正确连接示波器后,单击“仿真”按钮,观察输入与输出的波形。

图2.1 高频功率放大器 . .. . ..w.. 7、 读出输出电压的值并根据电路所给参数值,计算输出功率P0,PD,η

C。RIVIPmccmmc21102121 0CccDIVP

DcP

P0

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; 2、 将电容调为90%时,观察波形。 3、 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。 比较三个数据,说明当前电路各处于什么工作状态?

4、 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。 5、 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 Ic0

R1(百分比) 50% 70% 30% U0 . .. .

..w.. 6、 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 中设置停止取样时间,通常为毫秒级。在Output variables页中设置输出节点变量)。 三、实验结果 (1)原理仿真 1、 仿真电路图

2、 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。 . .. .

..w.. 3、 将输入信号的振幅修改为1V,用同样的设置,观察ic的波形。 4、 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QL。根据各个电压值,计算此时的导通角θc。 . .. . ..w.. ω0== 6.3Mrad/s QL = = 0.0378 Vbz=0.714V Vbb=0.1V Vbm=1V θc35.5。 5、 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。

6、 正确连接示波器后,单击“仿真”按钮,观察输入与输出的波形。 . .. .

..w.. 7、 读出输出电压的值并根据电路所给参数值,计算输出功率P0,PD,ηC。 RIVIPmccmmc2110212

1 0CccDIVP

DcP

P0

P0=1.099mW PD=2.22mW ηC=DPP0=49.5% (2)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; . .. .

..w.. 2、 将电容调为90%时,观察波形。 . .. .

..w.. 3、 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。 比较三个数据,说明当前电路各处于什么工作状态?

分别是处于临界状态,过压,欠压状态 4、 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。

R1(百分比) 50% 70% 30% U0 3.003mV 3.586mV 2.079mV