高频仿真实验指导讲解.docx
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高频仿真实验指导讲解.docx
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高频仿真实验指导讲解
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----NIlicensemanger----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。
4.测量放大器的性能指标
(1)VCC=12V,RL=10KΩ,VBB=0V,输入信号幅值改变时输出功率和总效率的变化情况
a)直流工作点的确定
利用多用表XMM1、XMM2、XMM3分别测量功率管的射极、集电极、基极电压,判断是否丙类工作。
b)输出功率和总效率的测量
在输入端加入频率为10.7MHz的信号Vi,输出端接上示波器监视输出电压波形。
逐渐增大Vi幅值Vb(100mv---2v),当输出电压波形幅度最大而又无明显失真时,用功率表测量负载上的功率,为放大器最大不失真输出功率。
在电源端接上功率表,总效率为输出功率与直流功率的比值。
记录:
Vb=1470mv和小于、大于此值时的最大不失真输出功率和总效率。
(2)VCC=12V,VBB=0V,Vb=1470mv,负载改变时输出功率和总效率的变化情况
a)直流工作点的确定
利用多用表XMM1、XMM2、XMM3分别测量功率管的射极、集电极、基极电压,判断是否丙类工作。
b)输出功率和总效率的测量
在输入端加入频率为10.7MHz的信号Vi,幅值Vb=1470mv,输出端接上示波器监视输出电压波形。
,改变负载RL分别为8KΩ、12KΩ时,测量放大器的输出功率和总效率。
记录:
RL为10KΩ以及小于、大于此值时的输出功率和总效率。
(3)RL=10KΩ,VBB=0V,Vb=1470mv,集电极电源电压改变时输出功率和总效率的变化情况
a)直流工作点的确定
利用多用表XMM1、XMM2、XMM3分别测量功率管的射极、集电极、基极电压,判断是否丙类工作。
b)输出功率和总效率的测量
在输入端加入频率为10.7MHz的信号Vi,幅值Vb=1470mv,输出端接上示波器监视输出电压波形。
,改变集电极电源VCC分别为10V、14V时,测量放大器的输出功率和总效率。
记录:
VCC为12V以及小于、大于此值时的输出功率和总效率。
(4)RL=10KΩ,VCC=12V,Vb=1470mv,基极电源电压改变时输出功率和总效率的变化情况
a)直流工作点的确定
利用多用表XMM1、XMM2、XMM3分别测量功率管的射极、集电极、基极电压,判断是否丙类工作。
b)输出功率和总效率的测量
在输入端加入频率为10.7MHz的信号Vi,幅值Vb=1470mv,输出端接上示波器监视输出电压波形。
,改变基极电源VBB分别为0.5V、-0.5V时,测量放大器的输出功率和总效率。
记录:
VBB为0V以及小于、大于此值时的输出功率和总效率。
(5)VCC=12V,VBB=0V,RL=10KΩ,Vb=1470mv,输入信号频率改变时输出功率和总效率的变化情况
改变输入信号频率f=fosc/2,观察二倍频时,观察集电极电流波形和输出电压波形,测量放大器的输出功率和总效率。
改变输入信号频率f=fosc/3,观察三倍频时,观察集电极电流波形和输出电压波形,测量放大器的输出功率和总效率。
改变输入信号频率f=fosc/4,观察四倍频时,观察集电极电流波形和输出电压波形,测量放大器的输出功率和总效率。
记录:
二倍频、三倍频、四倍频时的输出功率和总效率。
*5.重新调谐,使谐振频率为20MHz,重复上述步骤,记录实验结果。
五、实验报告要求
1.记录各项调整、测量结果。
2.根据理论计算值,比较实验结果,并加以讨论。
3.对实验中出现的现象进行分析。
实验二、互补对称功率放大器(OTL)
一、实验目的
1.进一步熟悉高频电子线路仿真方法。
2.理解无变压器(OTL)低频功率放大电路的工作原理,熟悉工程分析法。
3.弄清自举电容在电路中的作用。
4.掌握放大器性能指标的测量方法。
5.了解电源电压VCC与集电极负载对功率放大器功率和效率的影响。
二、电路原理
OTL功放电路如图所示。
电路采用不同导电极性的对称双极型晶体管,利用双向跟随互补原理工作。
要想得到最大不失真输出功率,必须保证电路具有合适的直流工作点,即调整偏压电阻R1使输出级的中点电压等于电源电压之半;调整偏流电阻R5使电路具有合适的静态电流(偏流).合适的偏流既可以消除小信号交越失真,又可以提高功放电路的效率。
C2是自举电容,用以提高电路增益。
三、仪器设备
1.硬件:
微机
2.软件:
Multisim(EWB)
四、仿真步骤
1.打开仿真软件MULTISIM(EWB),在工作区中建立OTL功放电路仿真系统(R1、R5选择为可调电阻)。
2.直流工作点的确定
(1)中点电压调整
调节R1阻值,使得中点电压为VCC/2。
R1约为8.5kΩ。
(2)静态电流调整
确定R5阻值的原则是:
使末级具有最小偏流但又不产生交越失真。
偏流太大时将使效率下降(直流功率加大)。
R5约为116Ω。
注意:
在实际调试过程中,由于中点偏压和末级偏流相互牵连,所以应反复调整R1和R5的阻值,直至偏压、偏流、失真等各项交、直流指标都满足要求为止。
调整结果为静态工作点参数。
当R5阻值减小,末级偏流减小,输出信号将产生交越失真。
3.测量放大器的性能指标
(1)最大不失真输出功率
在输入端加入频率为1KHZ的信号Vi,输出端接上示波器监视输出电压波形。
逐渐增大Vi值(100mv---1v),当输出电压波形幅度最大而又无明显失真时,用功率表测量负载上的功率,为放大器最大不失真输出功率。
(2)总效率
在电源端接上功率表,测量放大器输出最大不失真功率时,电源提供的直流功率,则总效率为最大不失真输出功率与直流功率的比值。
(3)负载改变时输出功率和总效率的变化情况
在放大器输出最大不失真功率时,保持VCC不变(15V),改变负载RL为15Ω,观察波形的变化。
然后改变Vi值,测量此时放大器的最大不失真输出功率和总效率。
(4)电源电压改变时输出功率和总效率的变化情况
在放大器输出最大不失真功率时,保持负载RL不变(8Ω),改变VCC为12V,观察波形的变化。
然后改变Vi值,测量此时放大器的最大不失真输出功率和总效率。
(5)自举的作用
断开自举电容C2,观察放大器的输出电压波形并测量此时放大器的最大不失真输出功率和总效率。
五、实验报告要求
1.记录各项调整、测量结果。
2.比较实验结果,并加以讨论。
3.对实验中出现的现象进行分析。
实验三、基极调幅电路
一、实验目的
1.进一步熟悉高频电子线路仿真方法。
2.理解基极调幅电路的工作原理,熟悉工程分析法。
3.熟悉调幅波中调幅系数的定义及其测量方法。
4.了解四个电压量对基极调幅电路的影响。
5.了解输出波形失真的原因及消除办法。
二、实验要求
教材(电子线路非线性部分谢嘉奎高教出版社)第115页课后仿真练习题第5题。
三、仪器设备
1.硬件:
微机
2.软件:
Multisim(EWB)
四、实验预习要求
1.根据实验要求,分析电路原理。
2.设计电路仿真系统。
3.设计仿真实验步骤。
五、实验报告要求
1.记录各项调整、测量结果。
2.根据理论计算值,比较实验结果,并加以讨论。
3.对实验中出现的现象进行分析。
实验四、集电极调幅电路
一、实验目的
1.进一步熟悉高频电子线路仿真方法。
2.理解集电极调幅电路的工作原理,熟悉工程分析法。
3.进一步熟悉调幅波中调幅系数的定义及其测量方法。
4.了解四个电压量对集电极调幅电路的影响。
5.了解输出波形失真的原因及消除办法。
二、实验要求
教材(电子线路非线性部分谢嘉奎高教出版社)第115页课后仿真练习题第6题。
三、仪器设备
1.硬件:
微机
2.软件:
Multisim(EWB)
四、实验预习要求
1.根据实验要求,分析电路原理。
2.设计电路仿真系统。
3.设计仿真实验步骤。
五、实验报告要求
1.记录各项调整、测量结果。
2.根据理论计算值,比较实验结果,并加以讨论。
3.对实验中出现的现象进行分析。
实验三、基极调幅电路
实验要求(教材P115)
电路仿真系统
附:
调幅系数或调幅度
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- 关 键 词:
- 高频 仿真 实验 指导 讲解