湖南大学高频实验报告multisim作图实现.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.31M 资料格式：doc 举报版权申诉

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设计一正弦波振荡器实验

设计二高频小信号调谐放大器

设计三高频谐振放大器

一、原理图

输出功率

效率

功率增益

通信二班刘乐 20080820208 设计一正弦波振荡器实验一、实验目的： 1.1LC 振荡回路说明：其中 R4 最大为 47K,选取其值为 13.16K，C1 最大为 30PF，选取其值为 20.4PF，L1 最大为 10uH，选取其值为 2.2uH，R3 最大为 50k，选取其值为 8K。谐振回路总电容约为 C=20.4+56+24=100.4，谐振电感为 2.2uH，当 J3 闭合 J 断开时，频率计读出此时产生震荡波频率为 f=10.7M Hz 左右变动频率计示数为：

通信二班刘乐 20080820208 其示波器上的图如下所示：幅度为 1.4V。原理：所谓 LC 振荡回路就是 LC 正弦波振荡器是用 L、C 元件组成选频网络的振荡器，一般用来产生 1MHz 以上的高频正弦信号。根据 LC 调谐回路的不同连接方式，LC 正弦波振荡器又可分为变压器反馈式（或称互感耦合式）、电感三点式和电容三点式三种。本设计采用的是共基组态的“考毕兹”振荡器实验电路。与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件 C1 和 C2；与基极连接的为两个异性质的电抗元件 C2 和 L，根据前面所述的判别准则，该电路满足相位条件。若要它产生正弦波，还必须满足振幅和起振条件，即 A0*F>1 式中 A0 为电路刚起振时，振荡管工作状态为小信号时的电压增益；F 是反馈系数，只要求出 A0 和 F 值，便可知道电路有关参数与它的关系。下面是它们的计算公式： A 0  V 0 V i  fb y  Y F  fV V 0  Z 2  jx 1 Z 1 因此，振荡器的振荡频率由谐振回路的电感和电容决定式中 L 为并联谐振回路的等效电感满足起振条件所需要的晶体管最小正向传输导纳值： Y 2 F g ib fb  G p F  1  A 0 G Y 2 F g ib fb  p 其中不等式左端是共基电压增益，显然 F 增大时，固然可以使 T0 增加，但 F 过大时，由于 ibg 的影响将使增益降低，反而使 T0 减小，导致振荡器不易起振，若 F 取得较小，要保证 T0>1，则要求 fbY 很大，可见，反馈系数的取值有一合适的范围，一般取

通信二班刘乐 20080820208 F=1/8~1/2。 1.2 晶振振荡回路同时闭合开关 J3、J4，然后断开开关 J3，调整示波器。得到频率在 10.7MHz 附近的震荡信号。频率计示数为：示波器波形为：幅度为 500uV。晶振的介绍及原理：晶振，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般 IC 的引脚都有等

通信二班刘乐 20080820208 效输入电容，这个不能忽略。一般的晶振的负载电容为 15p 或 12.5p ，如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个 22p 的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。晶振是为电路提供频率基准的元器件，通常分成有源晶振和无源晶振两个大类，无源晶振需要芯片内部有振荡器，并且晶振的信号电压根据起振电路而定，允许不同的电压，但无源晶振通常信号质量和精度较差，需要精确匹配外围电路（电感、电容、电阻等），如需更换晶振时要同时更换外围的电路。有源晶振不需要芯片的内部振荡器，可以提供高精度的频率基准，信号质量也较无源晶振要好。设计二高频小信号调谐放大器一、设计原理图 1.高频小信号调谐放大器打开 J1，闭合 J2 开关，观察所得到的图形。 1.谐振频率：谐振曲线幅度谱如下图所示，其中谐振曲线顶点处对应的即为谐振频率 f0=10.7MHz.

通信二班刘乐 20080820208 电压放大倍数波形如下：其中 A 通道即信号源的 Vpp 为 1mV，而 B 通道为 33.959mV，所以 Av0=20lg（Uo/Ui）=30.629dB 通频带谐振时 Av0=33.959，则 Av=0.7*Av0=23.8,即当频率为 fh、fl 时 Av=V0/Vi=23.8,即当 fi=9.3MHz 时 Av~=23.8，故通频带 BW=2*（10.7-9.3）Mhz=2.8Mhz。选择性-矩形参数当电压放大倍数下降到 0.1 时 Av=3.3959，此时 fi~=4.1MHz，故矩形系数为 Kr0.1=2△f0.1/2△f0.7=△f0.1/△f0.7=(10.7-4.1)/(10.7-9.3)=4.714。.

通信二班刘乐 20080820208 设计三高频谐振放大器一、原理图数据说明：L1 调整到 32%；C7 调整到 68%；C2 调整到 52%；XFG1 调整到频率 10.7MHZ， Vpp 为 1mVpp，R1 调整到 95%。得到波形如下：

通信二班刘乐 20080820208 100 欧姆的输出功率为 100*100/2/R=50uW. 高频谐振功率放大器基本原理利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器，这是无线电发射机中的重要组成部分。根据放大器电流导通角的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。电流导通角越小，放大器的效率越高。如甲类功放的导通角为 180，效率最高也只能达到 50%，而丙类功放的导通角小于 90，效率可达到 80%，甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。高频谐振功率放大器主要技术指标输出功率 2 I R 0  1 c m 1 2 P c  1 2 效率 U I 1 c m c m 1  P c P d  2 / u R L L I U 0 c cc 功率增益，式中 LU 为高频电压表的测量值；Ico 为直流毫安表的测量值。放大器的输出功率 P0 与输出功率 Pi 之比称为功率增益，用 Ap 表示。

通信二班刘乐 20080820208 设计四变容二极管调频一、设计原理图打开开关，示波器得到的波形：

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