摘 要:针对高频调谐放大电路参数不易调节的问题,利用multisim12仿真软件可方便地对高频小号放大电路进行仿真。在理论分析的基础上,使用虚拟仪器仪表对电路参数进行灵活的动态测量,对电路的电压增益、频谱特性等进行有效分析。通过改变输入信号和谐振回路的参数可获得既定的信号放大效果。实验结果表明,利用multisim12对高频电子线路进行设计、分析,均取得较好的效果。
  关键词:multisim12;高频电路;谐振放大器;仿真
  引言
  高频调谐放大器广泛应用于通信和其他电子设备中[1-2],主要功能是从众多的微弱信号中选出有用信号进行放大,工作频率一般从几兆到几百兆赫兹之间。在无线通信中,接收到的信号一般是毫伏级的微弱信号,在传统的电路实验中,由于元器件内部噪声和电子工艺造成的影响,测试结果容易受到干扰[3-4]。随着仿真技术的快速发展,如今的各种仿真软件已经被广泛应用于电路设计中,从模拟电路到数字电路、从分立元件到集成电路,都能够进行实时动态的仿真分析,极大地提高了电路设计的质量和效率。文章利用仿真软件multisim12来设计调谐放大电路,并分析电路的相关参数。
  1 multisim12软件的功能介绍
  multisim12是一款功能齐全,设计效果可靠的电路虚拟仿真软件,拥有电路设计中常用的元器件、仪器仪表,如有模拟电路设计常用的电容、电阻、电感、二极管和三极管等;也有数字电路常用的触发器、逻辑集成芯片,如74系列、op系列集成运放、mcu等集成芯片;还有常用的仪器仪表,如万用表、示波器、频谱分析仪、字发生器、逻辑转换器、失真分析仪等;此外,multisim12还有实验室没有的测量工具,如ac分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析等[5-6],这些功能都能很好地协助开发人员设计电路,提高开发效率。
  2 高频调谐放大电路的仿真分析
  2.1 lc选频放大电路的原理
  lc选频放大电路是由电容和电感线圈构成闭合回路组成的,对一定范围频率的信号增益较大,而对其他频率信号起到抑制的作用,谐振电路的中心频率为:
  2.2 原理图的建立
  高频调谐放大电路可对微弱混频信号进行放大,对特定范围频率的信号放大效果明显,因此也常用在无线通信系统的接收端的初级部分。为了确保三极管不进入截止区,要求三极管工作在甲类状态,电路原理图如图1所示。
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985大学有哪些  图1中,电源电压为5v,通过r1和r2进行直流分压,给三极管的基极提供偏置电压。要满足中心频率的要求,可通过式(1)计算出谐振回路l和c的值,此电路取l2=2.2uh,c3=100pf,反馈电阻r3=1k?赘。
  2.3 输出波形
  对图1进行仿真测试,用虚拟示波器观察输入与输出波形如图2所示。从图中可看出,当输入为固定的信号,幅度u=20mv,频率fs=10.7mhz,信号经过谐振放大之后,输出信号没有出现失真现象。此时,输出波形如图2所示,输出幅度达最大值,输入与输出信号的相位相反。
  2.4 频率特性曲线测试
  由于在通信系统中,信号并非为单一频率,而是占有一定频带的信号,当所有信号经过谐
振回路时,由于幅频特性曲线的不均匀性,对不同频率的信号增益和延迟不相同,从而产生的相位差也不相同,使得输出电压不可避免地产生失真,为了限制谐振回路频率失真的大小而引入了通频带[7]。
  先打开仿真按钮,使用虚拟频谱仪测试电路的幅频特性和相频特性,观察电路的信号增益、带宽等参数。调出虚拟频谱仪的幅频特性曲线如图3所示,移动屏幕左边的读数针到增益最大处,此时谐振频率为10.7mhz,增益为32.3db。按照通频带计算公式,向两边下降3db,也就是谐振放大器的电压增益从最大值向两边下降0.707倍,所对应的上截止频率fh=11.87mhz,下截止频率fl=9.52mhz,从上面数据中可测得谐振回路的带宽=2.35mhz。
  相频特性反映输出信号与输入信号相位之间的关系,不同频率的信号相位差是不相同的。在通频带内,信号的相频特性可认为是线性关系,文章的输入频率为单一频率,在中心频率处相位相差为175.6°,如图4所示。而在实物电路的测试当中,元器件对信号的延迟是不能忽略的,输入输出信号相位差一般不等于180°。
  3 结束语
  本实验是利用multisim12设计调谐放大电路,能很好地测量电路的各个参数,解决了实物电路中由于仪器的损坏、电路故障等使得实验难以进行的问题。通过对调节静态工作点和谐振回路的参数,就能轻松测得电路新的幅频和相频特性。multisim12功能强大,测量仪器齐全,对提高电路设计效率起到重要的作用。
  参考文献
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  [1]孙活,秦锐,张渝冰.高频小信号调谐放大器实验模块设计与分析[j].信息系统工程,2015,3:28.
  [2]胡宴如,耿苏燕. 高频电子线路[m].高等教育出版社,2015:10-12.
  [3]文毅,胡云峰.工艺及工艺参数对器件电路esd的影响[j].科教文汇(下旬刊),2010,5:133+170.
金秀贤裴秀智  [4]杨恒,高景旭.电子元器件散粒噪声特性及测试方法[j].通讯世界,2015,11:236.
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  [5]李剑清.multisim在电路实验教学中的应用[j].浙江工业大学学报,2007,5:543-546.
邓姓  [6]王荔芳,余磊,周晓华.放大电路的multisim10仿真分析[j].现代电子技术,2011,18:172-174.
  [7]曹帅,张清枝.调谐放大器通频带的计算及应用[j].电测与仪表,2015,12:118-121.
  作者简介:韦涛(1984-),男,硕士研究生,研究方向:模式识别、无线通信。