高频电子技术第9章-Multisim仿真与测试课件

1、第9章 Multisim仿真与测试9.1 Multisim仿真实验基础9.2 振荡电路仿真与测试9.3 信号调制电路仿真与测试9.4 功率放大电路仿真与测试9.5 谐振放大电路仿真与测试9.6 信号解调电路仿真与测试9.7 反馈控制电路仿真与测试第9章 Multisim仿真与测试9.1 Multisi9.1 Multisim仿真实验基础9.1.1 虚拟电路创建9.1.2 虚拟仪器使用9.1.3 虚拟元件库中的常用元件9.1 Multisim仿真实验基础9.1.1 虚拟电9.1.1 虚拟电路创建1器件操作（1） 元件选用： 点击Place出现下拉菜单，在菜单中点击Component,移动鼠标到需

2、要的元件图标上，选中元件，点击确定，将元件拖拽到工作区。（2）元件的移动： 选中后用鼠标拖拽或按确定位置。9.1.1 虚拟电路创建1器件操作9.1.1 虚拟电路创建（3）元件的旋转: 选中后顺时针按Ctrl+R，逆时针按Ctrl+Shift+R。元件的复制： 选中后按Copy, 元件粘贴： Paste, 元件删除：选中后按Delete.（4）在元件选用中就要确定好元件参数.9.1.1 虚拟电路创建（3）元件的旋转: 9.1.1 虚拟电路创建2.导线的操作（1）连接： 鼠标指向一元件的端点，出现十字小圆点，按下左键并拖拽导线到另一个元件的端点，出现小红点后点击鼠标左键。（2）删除导线： 将鼠标箭

3、头指向要选中的导线，点击鼠标左键，出现选中导线的多个小方块，按下Delete键将选中导线删除。9.1.1 虚拟电路创建2.导线的操作9.1.2 虚拟仪器使用通过实际例子介绍主要仪器的使用：1.Multisim界面主窗口9.1.2 虚拟仪器使用通过实际例子介绍主要仪器的使用2.用万用表测量交、直流电压2.用万用表测量交、直流电压3. 用示波器测量函数信号发生器输出波形。3. 用示波器测量函数信号发生器输出波形。4测量串联谐振电路的幅频特性及-3dB带宽如图所示为串联谐振电路的幅频特性测量电路，理论计算值：谐振频率，频带宽度为0.812kHz。如图所示为测量串联谐振电路的谐振频率：移动读数条到谐振

4、曲线的最高点（20lg1=0dB），此时对应的频率为1.589kHz，有一点误差。4测量串联谐振电路的幅频特性及-3dB带宽如图所示为串4测量串联谐振电路的幅频特性及-3dB带宽为测量上边界频率，可见在20lg0.707=-2.913dB，此时对应的频率为2.037kHz，这个频率近似为上边界频率。效仿上图测量下边界频率，在20lg0.707=-2.962dB时，对应的频率为1.24kHz，.这个频率近似为下边界频率。频带宽度为：2.037-1.24=0.797kHz，与理论值0.812 kHz比有误差。4测量串联谐振电路的幅频特性及-3dB带宽为测量上边界5用双踪示波器测量AM、FM信号5用

5、双踪示波器测量AM、FM信号913虚拟元件库中的常用元件913虚拟元件库中的常用元件9.2 振荡电路仿真与测试9.2.1 正弦波振荡器1仿真目的（1）掌握正弦波振荡器的基本组成，起振条件和平衡条件；（2）掌握三点式正弦波振荡器电路的基本原理，反馈系数和振荡频率；（3）了解反馈式振荡器、各种三点式振荡器的特性及优缺点；9.2 振荡电路仿真与测试9.2.1 正弦波振荡器9.2.1 正弦波振荡器2仿真电路9.2.1 正弦波振荡器2仿真电路9.2.1 正弦波振荡器9.2.1 正弦波振荡器9.2.1 正弦波振荡器3测试内容（1） 测试振荡器各元件的作用，即短路（或开路）该元件，观察振荡器的工作情况。（2

6、） 进行LC振荡器波段工作研究，即测试振荡器在多宽的频率范围内能平稳工作。（3） 研究LC振荡器的静态工作点、反馈系数以及负载对振荡器的影响。（4） 测试LC振荡器的频率稳定度，即研究温度、电源电压和负载变化对振荡器频率稳定度的影响。9.2.1 正弦波振荡器3测试内容9.2.2 石英晶体振荡器1仿真目的（1）掌握晶体振荡器的基本工作原理；（2）研究外界条件（电源电压、负载变化）对振荡器频率稳定度的影响；（3）比较LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。9.2.2 石英晶体振荡器1仿真目的9.2.2 石英晶体振荡器2仿真电路9.2.2 石英晶体振荡器2仿真电路9.2.2 石英晶体振荡器9.2.2 石

7、英晶体振荡器9.2.2 石英晶体振荡器3测试内容（1）熟悉振荡器各元件的作用。（2）在直流电源上叠加微变交流电压，观察振荡器的频率稳定度。（3）改变 电容值、改变反馈系数观察振荡器的情况。9.2.2 石英晶体振荡器3测试内容9.3 信号调制电路仿真与测试9.3.1 普通调幅波信号调制1仿真目的（1）掌握用晶体三极管进行集电极调幅的原理和方法。（2）研究已调波与调制信号及载波信号的关系。（3）掌握调幅系数测量与计算的方法。9.3 信号调制电路仿真与测试9.3.1 普通调幅波9.3.1 普通调幅波信号调制2仿真电路集电极调幅电路：载波信号频率为46.5kHz,幅度峰峰值为5V；调制信号频率为4.6

8、5kHz,幅度为1.1V，这个幅度影响调幅度，仿真时变换调制信号幅度，观察调幅度的变化。示波器上面波形为调制信号波形，下面为已调波波形。9.3.1 普通调幅波信号调制2仿真电路9.3.1 普通调幅波信号调制9.3.1 普通调幅波信号调制9.3.1 普通调幅波信号调制9.3.1 普通调幅波信号调制9.3.1 普通调幅波信号调制3测试内容（1） 测试丙类功放工作状态与集电极调幅的关系。（2） 观察调幅度、观察改变调幅度输出波形变化情况并计算调幅度。9.3.1 普通调幅波信号调制3测试内容9.3.2 FM调频波信号调制1仿真目的（1）掌握变容二极管调频电路的原理。（2）了解调频电路的调制特性及测量方

9、法。（3）观察调频波波形，观察调制信号振幅对频偏的影响。（4）观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。9.3.2 FM调频波信号调制1仿真目的9.3.2 FM调频波信号调制2仿真电路调频波：调制信号设定为 5kHz，从示波器上看到的调频波形的频偏明显变化，虽然幅度也有变化，但经限幅器处理后可得到幅度不变的调频波。频率计显示载波信号频率为96.286kHz，。调频广播的载波频率范围是（88108）MHz，低频调制信号最高为20kHz。9.3.2 FM调频波信号调制2仿真电路9.3.2 FM调频波信号调制9.3.2 FM调频波信号调制9.3.2 FM调频波信号调制9.3.2 FM调频波信号调制9

10、.3.2 FM调频波信号调制3测试内容（1） 测试变容二极管的静态调制特性，即拿掉 ，保留直流电压 ，观察 以及取其它值时振荡频率的变化，这时的振荡器属于压控振荡器。（2）任务：观察调频波波形。观察调制信号振幅对频偏的影响。观察寄生调幅现象。9.3.2 FM调频波信号调制3测试内容9.4 功率放大电路仿真与测试9.4.1 低频功率放大器（OTL）1仿真目的（1）理解OTL低频功率放大器的工作原理（2）学会OTL电路的调试及主要性能指标的测试方法。9.4 功率放大电路仿真与测试9.4.1 低频功率放9.4.1 低频功率放大器（OTL）2仿真电路（1）比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的特点、输出

11、功率及效率。（2）静态时调Q1、Q2之间电压为电源电压的一半。（3）从示波器上观察，放大约80倍；测量负载电压有效值为1.165V，测量函数信号发生器输出电压有效值为14.14mV，经计算电压放大倍数近似为82倍。改变电阻R2交越失真明显。 9.4.1 低频功率放大器（OTL）2仿真电路9.4.1 低频功率放大器（OTL）9.4.1 低频功率放大器（OTL）9.4.1 低频功率放大器（OTL）9.4.1 低频功率放大器（OTL）9.4.1 低频功率放大器（OTL）3测试内容（1）测试各极静态工作点、最大不失真输出功率 、效率等（2）改变电路参数，观察交越失真并研究如何消除这种失真。（3）研究自

12、举电路 的作用，观察波形的变化。9.4.1 低频功率放大器（OTL）3测试内容9.4.2 高频谐振功率放大器1仿真目的（1）了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的调谐特性以及负载改变时的动态特性（2）了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化、负载变化对功率放大器工作状态的影响。 （3） 比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的特点、功率和效率。 （4）.掌握丙类放大器的计算与设计方法。9.4.2 高频谐振功率放大器1仿真目的9.4.2 高频谐振功率放大器2仿真电路XFG1信号源频率2MHz,幅度1V。示波器中上面波形为集电极波形，余弦脉冲的顶部；下面波形为负载两端的输出波

13、形，由于谐振电路谐振在2MHz，所以输出为完整正弦波。可按原理仿真过压、欠压和临界等情况，观察输出集电极电压波形。9.4.2 高频谐振功率放大器2仿真电路9.4.2 高频谐振功率放大器9.4.2 高频谐振功率放大器9.4.2 高频谐振功率放大器9.4.2 高频谐振功率放大器9.4.2 高频谐振功率放大器3测试内容（1） 观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点。（2） 观察丙类功放的调谐特性。测试丙类功放的负载特性。（3） 观察激励信号变化、负载变化对工作状态的影响。9.4.2 高频谐振功率放大器3测试内容9.5 谐振放大电路仿真与测试9.5.1 单调谐回路谐振放大器1仿真目的（1）

14、掌握小信号调谐放大器的基本工作原理；（2）了解三极管的高频等效电路及谐振放大器的等效电路；（3）掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、计算与测试方法；（4）了解高频小信号放大器动态范围的测试方法；9.5 谐振放大电路仿真与测试9.5.1 单调谐回路谐9.5.1 单调谐回路谐振放大器 2仿真电路高频小信号谐振放大器：输入信号频率465kHz，振幅10mV。经用万用表测量实际输入电压为7.071mV，输出电压为1.087V，放大倍数约为153 。9.5.1 单调谐回路谐振放大器 2仿真电路9.5.1 单调谐回路谐振放大器9.5.1 单调谐回路谐振放大器9.5.1 单调谐回路谐振放大器9.5

15、.1 单调谐回路谐振放大器9.5.1 单调谐回路谐振放大器9.5.1 单调谐回路谐振放大器9.5.1 单调谐回路谐振放大器3测试内容（1） 测试放大器的静态工作点，判断三极管的工作状态。（2） 改变电阻R4的大小，通过扫频仪（XBP1）观察频带宽度的变化。（3） 改变电容C3的大小，通过示波器（XSC1）观察输出信号幅度的变化。9.5.1 单调谐回路谐振放大器3测试内容9.5.2双调谐回路谐振放大器1仿真目的（1）掌握双调谐回路谐振放大器的基本工作原理；（2）掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、计算与测试方法；9.5.2双调谐回路谐振放大器1仿真目的9.5.2双调谐回路谐振放大器2仿

16、真电路信号源频率465kHz,振幅10mV。9.5.2双调谐回路谐振放大器2仿真电路9.5.2双调谐回路谐振放大器9.5.2双调谐回路谐振放大器9.5.2双调谐回路谐振放大器9.5.2双调谐回路谐振放大器9.5.2双调谐回路谐振放大器3测试内容（1） 测试晶体管的静态工作点。并与理论计算值比较。（2） 调整放大器的谐振回路C2、C3、L1、L2，使其谐振在输入信号的频率上。（3） 测量电压增益 。测量放大器通频带 。测量放大器选择性 9.5.2双调谐回路谐振放大器3测试内容9.6 信号解调电路仿真与测试9.6.1 普通调幅波的解调1仿真目的（1）进一步了解调幅波的性质，掌握调幅波的解调方法。（

17、2）掌握二极管峰值包络检波的原理。（3）掌握包络检波器的主要性能指标，检波效率及各种波形失真的现象，分析产生的原因并考虑克服的方法。9.6 信号解调电路仿真与测试9.6.1 普通调幅波的9.6.1 普通调幅波的解调2仿真电路峰值包络检波：设置调幅度m=0.35,示波器中深红线为检波信号。9.6.1 普通调幅波的解调2仿真电路9.6.1 普通调幅波的解调9.6.1 普通调幅波的解调9.6.1 普通调幅波的解调3测试内容 （1） 完成普通调幅波的解调。 （2） 观察普通调幅波解调中的对角切割失真、底部切割失真以及检波器不加高频滤波时的现象。9.6.1 普通调幅波的解调3测试内容9.6.2 调频信号

18、的解调1仿真目的（1）熟悉相位鉴频器的基本工作原理，熟悉模拟乘法器的使用。（2）掌握并联回路对S曲线和对解调波形的影响9.6.2 调频信号的解调1仿真目的9.6.2 调频信号的解调2仿真电路仿真说明：我们用EWB软件作“调频信号的解调”，目的是介绍这一软件。EWB是最早使用的仿真软件，元件参数由设计者自行设定，频率测量准确度优于Multisim，电路合理就能工作，这个软件适合初学电路者使用。Multisim软件是接近实际制作电路的软件，各种参数的元器件是实际存在的，这种软件更能锻炼学生实际动手能力。9.6.2 调频信号的解调2仿真电路9.6.2 调频信号的解调9.6.2 调频信号的解调9.6.

19、2 调频信号的解调9.6.2 调频信号的解调9.6.2 调频信号的解调3测试内容（1） 调整并测量鉴频器的静态工作点。（2） 观察并联回路对波形的影响。（3） 测量鉴频特性曲线，由此计算鉴频灵敏度和线性频率范围。9.6.2 调频信号的解调3测试内容9.7 反馈控制电路仿真与测试9.7.1 自动增益控制电路1仿真目的（1）掌握AGC工作原理。比较没有AGC和有AGC两种情况下输出电压的变化情况（2）掌握AGC主放大器的增益控制原理。学会测量AGC的增益控制范围。9.7 反馈控制电路仿真与测试9.7.1 自动增益控制电9.7.1 自动增益控制电路2仿真电路下面是AGC电路，载波信号是465kHz，调制信号12.5kHz.，调制度为0.5。 输入信号设定为10mV时，用万用表测量实际输入电压为7.5mV，输