高频实验软件部分实验报告

1、高频实验报告题 目： 高频实验软件部分 学 院： 信息科学与工程学院 姓 名： 学 号： 专业班级： 通信四班 完 成 日 期 ： 2013/6/26 实验一 LC振荡器1、 实验原理图3为西勒振荡电路。它是一种改进型的电容反馈振荡器，可以认为是克拉发电路的改进。它的主要特点是保持了克拉发电路中晶体管回路耦合弱的缺点，频率稳定度比较高。因为用C4改变振荡频率，且接入系数不受C4的影响，所以整个波段中的振荡器振幅比较平稳。2、 实验内容通过对图3所示典型电路的分析，研究不同的工作电流、不同的反馈系数、不同的频率稳定度的振荡管对振荡特性的影响。设晶体管参数为.MODEL MQ NPN (IS=1.

2、510-15A,BF=100,RB=10,CJC=1P, TF=0.8N),振荡频率f0= 6.5MHz。C1、C2取如下不同值（反馈系数F=C1/(C1+C2)不同），研究它们对起振点、输出振幅、波形形状的影响。 图3为西勒振荡电路3、 实验过程实验代码如下：LC OSC CIRCUITVCC 1 0 12VR1 1 2 15KC5 2 0 0.01uR2 2 0 3.9KQ 3 2 4 MQR3 1 3 2KR4 4 0 1.2KC1 3 4 180PC2 4 0 2000PC3 3 5 42PC4 5 0 10PL1 5 0 15URL 6 0 5KC6 3 6 0.01U.MODEL

3、MQ NPN (IS=1.5E-15 BF=100 RB=10 CJE= 2P CJC=1P TF=0.8NS).TRAN 1E-8 40E-6 0 1E-8.PROBE.END当C1=180p，C2=100p时，仿真图如下当C1=180p，C2=800p时，仿真图如下当C1=180p，C2=1500p时，仿真图如下当C1=180p，C2=2000p时，仿真图如下汇总如下表：C1/PF180180180180C2/PF10080015002000F00.6430.1840.1070.0826起振点/us0.1526.1739.80313.013输出波形是否失真看不出正弦波，完全失真起振后还是有

4、振幅不稳定的现象无明显失真无明显失真通过R1改变电路的静态工作点，取ICQ0.5 mA、1 mA、1.4 mA、2 mA时，研究它对振荡器频率f0和振荡振幅的影响。实验代码如下：LC OSC CIRCUITVCC 1 0 12VR1 1 2 RMOD 1.MODEL RMOD RES(R=20K).DC RES RMOD(R) 1K 50K 10C5 2 0 0.01uR2 2 0 3.9KQ 3 2 4 MQR3 1 3 2KR4 4 0 1.2KC1 3 4 180PC2 4 0 2000PC3 3 5 42PC4 5 0 10PL1 5 0 15URL 6 0 5KC6 3 6 0.01

5、U.MODEL MQ NPN (IS=1.5E-15 BF=100 RB=10 CJE= 2P CJC=1P TF=0.8NS).TRAN 1E-8 40E-6 0 1E-8.PROBE.END先测得相应静态工作点下的R1值，得到直流分析图如下：再依静态工作点的要求，取相应的R1值仿真：ICQ=0.5mA时ICQ=1mA、1.4mA、2mA时，同上 总结如下：ICQ/mA0.511.42R1/k31.3020.015.1710.67振荡频率/MHz6.19856.25596.19661974振荡振幅/V1.01382.31342.35312.4086输出波形是否失真无明显失真无明显失真无明显失

6、真无明显失真 实验二 三极管混频器1、 实验原理实验原理图如下： 注：该NPN参数为.MODEL MQ NPN (IS=4E-14 XTI=3 VAF=100 BF=30 VJE=0.6 BR=12.69M+RB=10 RC=0.6 TF=0.2N CJE=4.5P CJC=2.8P NC=2 ISC=0 XTF=4 VTF=4+ITF=0.3 TR=1.073U IKF=0.3498 XTB=1.5 ISE =91.95F NE=1.389 IKR=0+MJE=0.2418 VJC=0.6 EG=1.1 MJC=86.19M)已知输入射频信号为11.23M Hz，50mV正弦波，输入本振信号

7、为17.73MHz，600mV正弦波。2、 实验内容讨论本振电压幅度对输出波形的影响。3、 实验过程实验代码：VIN 1 0 SIN(0 300Mv 11.23MEGHz 0 0 45)C5 1 2 0.01UR3 2 0 15KR2 2 7 30KQ 3 2 4 MQR4 4 0 1.8KC3 3 7 100PL1 3 7 6UC4 3 6 12PC6 4 5 50PC1 7 0 0.01UR1 7 8 110C2 8 0 0.01UVCC 8 0 6R5 6 0 100KVIN1 5 0 SIN(0 500Mv 17.73MEGHz 0 0 45).MODEL MQ NPN (IS=4E-

8、14 XTI=3 VAF=100 BF=30 VJE=0.6 BR=12.69M+RB=10 RC=0.6 TF=0.2N CJE=4.5P CJC=2.8P NC=2 ISC=0 XTF=4 VTF=4+ITF=0.3 TR=1.073U IKF=0.3498 XTB=1.5 ISE =91.95F NE=1.389 IKR=0+MJE=0.2418 VJC=0.6 EG=1.1 MJC=86.19M).TRAN 1E-8 60E-6 0 1E-8.PROBE.END当Vlo=0.5V时，仿真结果如下：当Vlo=0.6V时，仿真结果如下：当Vlo=0.7V时，仿真结果如下：当Vlo=0.8V

9、时，仿真结果如下：汇总如下：VLO/V0.8输出是否失真否否是是实验三 集电极调幅电路一、实验原理图5-1为集电极调幅电路。集电极调幅电路就是用调制信号去改变功率放大器的集电极直流电源电压，以实现调幅。由图5-1可知，低频调制信号u(t)与丙类功率放大器的直流电源VCT相串联，因此放大器的有效集电极电源电压Vcc等于两个电压之和，它随着调制信号变化而变化。因为高频功率放大器在过压状态，集电极的基波分量Iclm随集电极电压正比变化，所以集电极输出高频电压振幅随着信号的波形变化而变化，在RL得到调幅波输出。图中的电容器CC是高频旁路电容，它的作用是避免高频信号通过低频信号源及VC

10、T电源，因此它对高频呈现很低的阻抗，但必须对调制信号呈现很大的阻抗，以避免将调制信号旁路。 图5-1 集电极调幅电路从高频功率放大器的特性分析中可知，当基极偏置Vbb、载波信号电压振幅Ubm、集电极回路阻抗不变，只改变集电极有效电源电压时，集电极电流脉冲在欠压区认为不变。在过压区，集电极电流脉冲幅度将随有效电压Vcc变化。因此集电极调幅电路工作于过压状态。设输入载波信号ub(t)=Ubmsinct调制信号u(t)=Umsint取输出载波信号频率fc=6.5MHz，载波电压振幅Ubm=0.83V；基极偏置电压Vbb=-0.1V；调制信号频率F=10KHz，调制信号振幅Um=2.5V；注：1、该N

11、PN参数为.MODEL MQ NPN (IS=4E-14 XTI=3 VAF=100 BF=30 VJE=0.6 BR=12.69M+RB=10 RC=0.6 TF=0.2N CJE=4.5P CJC=2.8P NC=2 ISC=0 XTF=4 VTF=4+ITF=0.3 TR=1.073U IKF=0.3498 XTB=1.5 ISE =91.95F NE=1.389 IKR=0+MJE=0.2418 VJC=0.6 EG=1.1 MJC=86.19M)2、耦合电感定义L1 2 4 5.28UL3 10 0 0.48UK13 L1 L3 0.562、 实验内容分析集电极调幅性能、动态调幅特性

12、。3、 实验代码Vub 9 0 sin(0 0.843 6.5meg).param amp1=2.5Vo 1 11 sin(0 amp1 10K).step param amp1 list 1 2.5 3 3.5 6Vct 11 0 5Vbb 0 6 0.1R3 9 7 1L2 7 6 10UQ 4 7 8 MQRe 8 0 1Ce 8 0 0.1uCc 0 1 0.047uC1 4 3 113pR2 3 1 9R1 2 1 1Rl 10 0 51L1 2 4 5.3UL3 10 0 0.48UK13 L1 L3 0.56.MODEL MQ NPN (IS=4E-14 XTI=3 VAF=10

13、0 BF=30 VJE=0.6 BR=12.69M+RB=10 RC=0.6 TF=0.2N CJE=4.5P CJC=2.8P NC=2 ISC=0 XTF=4 VTF=4+ITF=0.3 TR=1.073U IKF=0.3498 XTB=1.5 ISE =91.95F NE=1.389 IKR=0+MJE=0.2418 VJC=0.6 EG=1.1 MJC=86.19M).tran 0.1u 200u 0 2n.four 6.5meg ic(q).probe.end（1）集电极调幅性能分析集电极调幅的静态调制特性是当输入电压信号Ubm一定时，集电极电流脉冲基波分量Iclm、直流分量Ic0与

14、集电极等效电压VCT的关系曲线。Iclm-VCT和IC0-VCT的关系曲线通过测试得到。方法：是u(t)=0，逐点改变VCT，查看集电极电流的直流分量Ic0和基波分量，如表5-1所示。 表5-1VCT/V8642Ic0/mA2.62902.00101.32580.632Iclm/mA5.35404.12142.77651.3678当VCT=8V时，可得集电极电流的傅里叶分析如下：当VCT=6V时，可得集电极电流的傅里叶分析如下：当VCT=4V时，可得集电极电流的傅里叶分析如下：当VCT=2V时，可得集电极电流的傅里叶分析如下：（2）动态调幅特性选VCT=5V，调制信号频率F=10KHz，um改

15、变时，分别测出调制指数ma。测试结果如表5-2所示。 表5-2Um/V12.533.56ma19.81%49.58%59.70%69.6692.08%是否失真无失真无失真无失真无失真明显失真ma的测量方法：记录调幅双峰值A和双谷值B，按下式可计算出ma值。Um=2.5V时，输出普通调幅波性如图5-2所示。图5-2 双峰值A和双谷值B示意图实验四 大信号包络检波器1、 实验原理图6-1为二极管大信号包络检波器。电路中的信号源有三个电压源构成调幅信号，在Rg上得到解调的信号输出。二极管检波器使用的二极管型号为D1N4001。设二极管参数为 .MODEL DIN4001 D(IS=1E-7 RS=8

16、0)。输入载波信号频率f0=1MHz，解调频率F=10KHz。输入的调幅波可以由以下3个信号串联得到：VUP 1 5 SIN(0 0.3 0.99MEG)VLO 6 0 SIN(0 0.3 1.01MEG)VCY 5 6 SIN(0 1.5 1MEG) 图6-1 二极管大信号包络检波器2、 实验内容分析二极管检波器的性能，会计算交流电压传输系数，观察惰性失真。3、 实验过程（1）测量交流电压传输系数观察输入波形，根据公式计算调幅波的调制度ma=39.98%输入波形观察输出波形从图中测量Um= 0.4V ，周期T= 0.1ms ，F= 10kHz ，同时可以计算出交流电压传输系数Kd=Um/(ma* Ucm)= 0.65 输出波形(2)观察惰性失真检波器的低通滤波器RC的数值对检波器特性有很大的影响。当直流负载电阻R2增加时，RC电路的时间常数将增大，在输出电压变化规律跟不上输入电压变化规律时，就会产生惰性失真。可以对电阻R2进行扫描，观察惰性失真的R2值。实验代码：bao luo jian bo qiVUP 1 5 SIN(0 0.3 0.99MEG)VLO 6 0 SIN(0 0.3 1.01MEG)