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1、-东华大学通信电子电路仿真-第 9 页仿真一 串并联谐振回路谐振一、谐振网络中心频率f0=465K,固有品质因数Q0=100，RL=2K。运用Multisim仿真分析如下特性。1）串、并联谐振回路的电压输出特性；分析如下：谐振网络中心频率为f0=465K，品质因数Q0=100 L=68.45mH,C=3.4225pF串联电路其中R1是L的损耗，因此电路中的L和C是理想无损耗的，串联谐振必须是电压源激励。分析如下：RLC串联电路具有选频特性，当外加电压源信号的频率等于电路固有频率时产生谐振时，回路总阻抗的虚部为零、回路电流的幅度最大，当外加电压源信号的频率偏离电路固有频率时，回路电流的幅度将减小
2、。并联电路并联电路图：示波器：分析如下：由上图将结果所显示两者基本上为同相位关系，若稍微改变电压源的频率电压和电流便不再是同相位关系。发生谐振时，LC并联电路对电源而言相当于一个很大的电阻。2）分别取RL=0.5K，RL=2K，RL=5K时，运用Multisim中参数扫描各功能研究负载对串并联谐振回路选频特性的影响对并联：RL=0.5KRL=2KRL=5K放在同一坐标系中比较：对串联：RL=0.5KRL=2KRL=5K对品质因数的影响： 由波形可以看出，R1越大，选频曲线越尖Q0=(WL)/R1,Q0值越大，选频效果越好.二、运用Multisim设计中心频率为465KHz的带通滤波器和带阻滤波
3、器，并对影响其通带及阻带特性的参数进行研究。提示：）串壁上的串联谐振回路和并壁上的并联谐振回路构成选频电路中的带通滤波器。串壁上的并联谐振回路与并壁上的串联谐振回路构成选频回路中的陷波器（带阻滤波器）。）理想的并联谐振等效为开路。理想的串联谐振等效为短路。带通滤波器：波特测试仪测试结果如下：带阻滤波器：波特测试仪图如下：实验心得：通过本次仿真实验，亲手将谐振相关理论知识用图像直观验证出来，还设计了带通、带阻两种滤波器，并对它们做了幅度与相位的特性分析。串并联谐振的幅值特性、相位特性、阻抗特性，以及某些因素对选频回路的影响等等问题，在理论上记在脑里是某种形式，自己用仿真做出来又是另外一种形式。实
4、验一中待完成的步骤比较多，对于一个MULTISIM新手来说，虽然在从生疏到逐渐与它建立起默契的过程中伤透了脑筋，但如果用实物电路把它们全部搭建并且记录好的话是一个很漫长的过程，仿真的适用性和方便性就明显体现出来了。仿真二 放大器的设计与分析（一）一 搭建电路图在上述电路图中，在直流静态偏置确定的基极电压不变的前提下，通过调整静态工作点的值，达到调整静态工作点位置的目的。即：改变R3的阻值，它的增大对应着的减小，从而造成静态工作点左移，而产生饱和失真，反之，当静态工作点处于较右的位置时，虽然避免了饱和失真，但同时将输出电压钳位在电源电压，这样也是不合适的。二、静态工作点偏右时的输出波形三、静态工
5、作点偏左时的输出波形由图可见，输出波形产生失真。四合适的静态工作点下的输出波形此时由于静态工作点选取的合适，因此生成的输出波形较为完整。心得体会：VCC为12V,则1/2VCC为6V,则Ib可由Ib=Ic/推出,关健是的取值了,一般理论取值100,但实际上,小功率管的值远不止100,在150到400之间,或者更高,所以如果单纯按照计算来做,电路是有可能处于饱和状态的,所以有时我们不明白,计算没错,但实际不能用,这是因为还少了一点实际的指导,指出理论与实际的差别。这种电路受值的影响大,每个人计算一样时,但做出来的结果不一定相同。也就是说,这种电路的稳定性差,实际应用较少。但如果改为分压式偏置电路
6、,电路的分析计算和实际电路测量较为接近。放大器的性能分析在模电课里已经学过了，本来以为已经很熟很熟，但实际操作起来脑里只能大概浮现出每一种操作期待出现的结果，执行操作后也能出现预料中的现象，但脑回路里就是没办法把公式和现象联系起来，必须再翻书找资料看看相关知识才能理性地确定自己做出来的结果是应该出现的结果。说明对知识的掌握不够清晰扎实，把学过的东西运用到实践的能力也不足够。仿真三 放大器的设计与分析（二）本次实验主要针对实验二中未进行量化分析的部分作近一步的探讨。电路图搭建如下其中，信号源采用(f=1 kHz，V=10 mV)正弦波、直流电源(+12 V)。1.1静态特性分析根据已经学过的知识
7、，在半导体三极管放大器中，为了获得最大不失真的输出电压，静态工作点应选择输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作点选得过高，易引起饱和失真，而选得过低，又易引起截止失真。在测试中如果VCEQ1时，集电结进入反偏状态，特性曲线将向右稍微移动一点，故Ic/Ib增大，但Uce再增加时，曲线右移很不明显。在一般情况下，硅管发射结电压Ube=0.7V，锗管发射结电压BUbe=0.3V.。若想调整Ib则需不断调整基级初滑动变阻器，且将左边电路中定值电阻调制500K，使其将为0A，后不断调动滑动变阻器使Ib取0、20uA、40Ua、60uA，测试输出特性曲线，过程如下：Ib=0时：测出10个Ib随Ube改变的
8、值如下图：Ib=20uA时：测出10个Ib随Ube改变的值如下图：Ib=20uA时：测出10个Ib随Ube改变的值如下图：Ib=20uA时：测出10个Ib随Ube改变的值如下图：输出特性曲线：分析如下：由图以及相应资料可以知道：输出特性曲线可分三个工作区域：饱和区：在此区域中的电压Uce数值很小，发射结和集电结均处于正向偏置。Ic主要随Uce增大而增大，对Ib影响不明显。放大区：此区域中三极管发射结正向偏置，集电结反向偏置。各输出特性曲线近似为水平的直线，此时原来流入基级的电流绝大部分被集电极拉走，表示当Ib一定时，Ic的值基本不随Uce而变化。而三极管在放大电路中主要工作在这个区域中。截止区
9、：此次实验中没有做出截止区的图像，原因看可能由于自身原因调出的Ib未能显示出来，但在实验过程中可分析出其为Ib0的一系列工作曲线。三极管的发射结和集电结都处于反向偏置状态。三、 总结思考仿真过程中遇到了许多令人困扰的问题，最典型的莫过于：在最开始的时候确定了Uce但在仿真过程中变动Ube时Uce会不停的变动，也要想控制其不变是非常困难的，这个问题一度导致我们无法继续进行仿真，后来在想询问了老师之后才发现我们的想法是出了一点小问题，在只要保证最初设定好的并不在变化其相关元器件即可。这类层出不穷的问题一次一次的难道了我们但又一次一次的让我们进步，这些问题不断的告诉我，做事要认真！在Multisim
10、仿真与学习过程中，发现这款软件非常强大并且实用，在仿真中只用到了其功能的冰山一角，学的越多，才发现自己懂得越少，保持永远的谦逊心态才能不断的进步，努力是永远需要的。仿真五 对反馈振荡器的研究一搭建电路图二起振过程的波形分析三参数变化1.Rp=1M（1）振荡发生时的Ve和振荡波形此时Vp-p0（2）起振中途的Ve和振荡波形此时Vp-p=5.094V（3）稳定后的Ve和振荡波形此时的Vp-p=23.634V起振过程2.Rp=500k（1）振荡过程中的波形和参数值（2）稳定后的波形和参数值3.Rp=300K4. Rp=35K5.Rp=30K四、数据记录稳定发射极电压mV振荡峰峰值/2 VRe=2M5
11、.511.937Re=1M11.48811.812Re=500K23.511.627Re=300K39.0511.633Re=40K373.01710.550Re=35K499.4136.336Re=30K356.3024.807五实验结论：静态工作点靠近截止区时，由于振荡器LC谐振网络的选频特性使得振荡器能输出不失真的正弦信号。当静态工作点靠近饱和区时，因LC谐振网络的选频特性被破坏，而输出失真的正弦波形。因此振荡器的静态工作点必须靠近截止区而远离饱和区。仿真五 信号调幅一普通条幅信号的电路图二实验分析1.观察包含了直流分量的载波和待调信号：2.不同情况下的已调波Ma1 将直流信号电压值继续
12、减小，从而使得Ma1，得到部分重叠的已调波，可看出这时候的已调波的包络已经无法反应调制信号的信息。由实验观察可得出结论，只有当Ma1，输出波形发生混叠，就不具备包络检波能力，必须用其他办法检波。二极管包络检波将电路图中各元器件置初值，置初值的过程中遇到很多问题，按照调幅信号时的电压置初值后产生的二极管包络检波图形非常不理想，甚至无检波功能，后来经过多次尝试，将各元器件数值和电路图作如下调整，可得出叠加有高频波纹的检波结果：将R2的值提高 检波结果发生惰性失真虽然大概上能够看出来检波的行状，也能够发生失真情况，但在二极管包络检波时出现的高频锯齿太过于明显，其中必然存在某些操作失误。经过反复推敲，
13、我们认为RC低通滤波器的参数存在问题，如果要实现高质量的检波，R、C、Wc之间必须满足的关系：而我们在处置参数时并不满足这两个条件，因此重新调整参数值如下图：此时出现的包络线的情况比较好能看到在Ma1时检波只能检部分，重叠部分检不出来，调整Ma，完整的包络检波：在此基础上，考虑到输出波形在不同情况下可以出现不同种类的失真，那么究竟怎样的修改对应着怎样的失真。在上面的分析中已经提到修改C的值得同时把二极管的放电时间也作了修改，从而导致惰性失真的发生。现在分析底部切削失真的产生，底部切削失真是由于在C2充当电压源放电时分配给串联的R3和R2两个电压，这个电压固定在R2两端，输给它的Us一旦比它小，
14、底部切削就发生了。因此调整Us(调幅信号)的峰值，随后就产生了底部切削失真：实验心得：在学调幅、检波内容的时候，由于是第一次接触这部分知识，而且光看课本上的图总感觉很抽象，知其然不知其所以然，所以完全出于兴趣完成了本次仿真，遇到了很多问题，一开始的参数设置，知识掌握的不够清楚，对怎样设置合适的参数脑中没有概念，就只能调个大概，看看出现什么情况，然后就出现的问题再去追根溯源研究这问题是哪里出了问题，再查资料看怎么修改，所幸最后终于调出了想要的结果。在这个过程中深入掌握了调幅、检波这部分的知识，从排查问题到解决问题这个过程中的紧张和喜悦只有亲自做过了才会懂。虽然做的内容很浅显，后来特别想对个别参数做个扫描，看看究竟负载怎样影响导通角的大小，导通角又怎样影响传输系数，但是因为操作生疏，花了很久的时间都没办法成功把我想看到的扫描图像画出来，每次扫描出来的图形都看不懂，后来由于DEADLINE等等原因，就暂时搁下对参数做进一步扫描的想法 但是完成以上全部仿真内容后，发自内心对MULTISIM这个软件没有了畏惧，越来越觉得有意思，每次使用新的工具，每次调参数出来新结果都发自内心的开心，但是又对自己在专业知识上的欠缺造成的不知所措而遗憾。兴趣已经建立，以后会多尝试多突破，多与老师同学沟通请教，学路漫漫，我的MULTISIM，才刚起步。