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《魏晉南北朝佛玄合流模式探究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、高頻小信號(hào)放大器的仿真研究 摘要:針對(duì)高頻電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn),闡述了軟件仿真研究的可行性和必要性。并將Multisim軟件應(yīng)用于高頻小信號(hào)諧振放大器實(shí)驗(yàn)的仿真研究中,尤其是LC并聯(lián)諧振回路的特性分析中。研究表明Multisim軟件平臺(tái)克服了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不足,使實(shí)驗(yàn)更加靈活,也更有利于提高學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新意識(shí)?! £P(guān)鍵詞:高頻實(shí)驗(yàn);Multisim;高頻小信號(hào)放大器 1.引言 《高頻電子線路》是無線電技術(shù)類專業(yè)的一門主要技術(shù)基礎(chǔ)課,是理論和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)J綖槭褂酶哳l試驗(yàn)箱,以功能模塊的形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每個(gè)或幾個(gè)模塊可完成一個(gè)驗(yàn)證性
2、的實(shí)驗(yàn)。模塊內(nèi)部的電路已經(jīng)搭建好,不能修改。這樣的高頻實(shí)驗(yàn)箱只能進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),大大的限制了學(xué)生的創(chuàng)新性。另外,傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過程中還會(huì)遇到元件虛焊或損壞、儀器缺乏、性能不穩(wěn)定等棘手問題,浪費(fèi)有限的實(shí)驗(yàn)課時(shí)間,影響實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行及學(xué)生實(shí)踐的積極性?! ”疚氖紫冉榻B了Multisim軟件的主要功能及特點(diǎn),然后具體闡述高頻小信號(hào)放大器的軟件仿真研究,最后對(duì)高頻小信號(hào)放大器的電壓增益、通頻帶、矩形系數(shù)等主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析?! ?.Multisim的主要功能及特點(diǎn)5 Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器(NI)有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具,適用于板級(jí)的模擬
3、/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式,具有豐富的仿真分析能力??梢苑奖愕氖褂肕ultisim交互式地搭建電路原理圖,并對(duì)電路進(jìn)行仿真。可以很好的解決理論教學(xué)與實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相脫節(jié)的這一老大難問題?! ±肕ultisim強(qiáng)大的仿真功能,在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行電子線路的實(shí)驗(yàn),有著它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),它不受時(shí)間、地點(diǎn)、設(shè)備的限制。通過Multisim的仿真,可使每位學(xué)生親自動(dòng)手動(dòng)腦進(jìn)行電路連接、元件參數(shù)的選擇、分析各元器件參數(shù)變化對(duì)電路帶來的影響和作用,通過仿真把理論和實(shí)踐結(jié)合起來,從而加深學(xué)生對(duì)電路的認(rèn)識(shí)?! ?.高頻小信號(hào)放大器的仿真
4、 高頻小信號(hào)放大器是通信設(shè)備中常用的功能電路。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱的高頻信號(hào)進(jìn)行不失真的放大。若輸入信號(hào)為,則輸出電壓,其中為放大器的電壓增益。從信號(hào)所含頻譜來看,輸入信號(hào)頻譜與放大后輸出信號(hào)的頻譜是完全相同的?! ?.1以電阻作為負(fù)載的高頻小信號(hào)放大器 如圖1所示,它是由共發(fā)射極組態(tài)的晶體管和負(fù)載電阻組成。其直流偏置由來實(shí)現(xiàn),為高頻旁路電容,為耦合電容。輸入信號(hào)加在晶體管Q1的b、e之間,而放大器的輸出電壓取至Q1的c與e之間?! D1負(fù)載為電阻的高頻小信號(hào)放大器5 為了模擬高頻小信號(hào)的輸入電壓,本論文中以V1、V2、V3、V4四個(gè)交流電壓源串聯(lián)模擬,四個(gè)電
5、壓源的參數(shù)如圖所示。其中V1為待放大的信號(hào),頻率為10.6MHz;V2、V3、V4為干擾信號(hào)。仿真后得到的信號(hào)波形如圖2所示, 圖2輸入、輸出波形 由此可見電阻作為負(fù)載時(shí)沒有濾波作用。為了將有用信號(hào)提取出來需要在負(fù)載端加入濾波電路,因此常常將LC并聯(lián)諧振回路作為放大器的負(fù)載,實(shí)現(xiàn)帶通濾波?! ?.2LC并聯(lián)諧振回路 如圖3所示,根據(jù)電路理論可知,并聯(lián)諧振回路諧振頻率為,可得MHZ,借助Multisim軟件的的波特測(cè)試儀可方便的查看到對(duì)應(yīng)的頻率響應(yīng),如圖4所示,改變電阻R2的阻值為10KΩ,則得到的波特圖如圖5所示,顯然諧振回路的電阻對(duì)諧振網(wǎng)絡(luò)的濾波效果有
6、很大的影響,電阻越大曲線越尖銳?! D3LC并聯(lián)諧振回路圖4波特圖1 圖5波特圖2 3.3單調(diào)諧高頻小信號(hào)放大器 將圖3的LC并聯(lián)諧振回路作為放大器的負(fù)載即在圖1中的電阻R3兩端并聯(lián)上一個(gè)56pF的電容和一個(gè)4?H的電感,即得到單調(diào)諧的放大器。同樣的輸入信號(hào),則得到輸出波形如 圖7所示?! D6單調(diào)諧高頻小信號(hào)放大器輸入、輸出波形 3.3.1電壓增益5 從圖6的仿真結(jié)果可知:輸入信號(hào)依然為多個(gè)高頻信號(hào)的疊加,有效值為1mV;輸出為10.6MHz的單一頻率信號(hào),有效值為210mV。通過輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的比較可知該電路可以完成選頻功能,根據(jù)電壓增益公
7、式,可得,負(fù)號(hào)說明輸出電壓與輸入電壓極性相反,這一點(diǎn)從圖2中可明顯看出。顯然該電路有選頻放大功能?! ?.3.2通頻帶 通頻帶的定義是放大器的電壓增益下降到最大值的0.707倍時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻帶寬度,常用表示。由圖5可知,增益最大值為0.64,當(dāng)電壓增益下降到最大值的0.707倍即0.452時(shí)對(duì)于的頻率為11.1MHz,如圖7所示。由此,可求得MHz?! D7波特圖3圖8波特圖4 3.3.3矩形系數(shù) 矩形系數(shù)是表征放大器選擇性好壞的一個(gè)參量。理想的頻帶放大器的頻率響應(yīng)曲線應(yīng)是矩形。但是,實(shí)際放大器的頻率響應(yīng)曲線與矩形有較大的差異。矩形系數(shù)用來表示實(shí)際曲線形狀
8、接近理想矩形的程度,通常用表示,其定義