高频小信号谐振放大器【Multisim】【高频电子线路】

目录

一、实验目的与要求

二、实验仪器

三、实验内容与测试结果

1、观察输入、输出波形，估算谐振电压增益

2、测试放大器的频率响应特性，估算谐振电压增益和通频带

3、测试负载电阻对放大器性能的影响

四、实验结果分析

五、扩展实验（选做）

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一、实验目的与要求

1、了解Multisim的基本功能，初步学习其使用方法

2、熟悉谐振放大器电路结构及工作原理

3、掌握谐振放大器的放大与选频功能的测试方法

4、掌握谐振放大器的性能参数的测试方法

二、实验仪器

微机，仿真软件Multisim13.0

三、实验内容与测试结果

在Multisim13.0电路窗口中，创建如下图所示仿真电路。

图1

如何将电路的节点显示出来？

Options---Sheet properties

 

1、观察输入、输出波形，估算谐振电压增益

对图1，单击仿真按钮，从示波器中观察到的输入输出波形如下：

峰-峰值 的精确读取：

移动最左侧两根光标，一根移动到任一波峰附近，另一根移动到任一波谷附近，然后用左侧T1、T2右边的左移右移箭头微调光标，观察通道A、通道B的输出数据，直到（绝对值）最大值，然后读取T2-T1的数据，就是峰-峰值） 

光标在两个波形上的的切换

鼠标单击哪一根波形，光标的就会定位到哪一个波形上

电压增益 = 输出电压/输入电压 = 5.475V / 140.185mV = 39.0555 = 31.834dB

2、测试放大器的频率响应特性，估算谐振电压增益和通频带

选择软件AC analysis，参数设置如下：Start frequency: 1MHz, Stop frequency: 11MHz, Sweep type: Linear, Number of points: 1000, Vertical scale: Decibel, V(4)为输出变量

中文版：开始频率：1MHZ、截止频率：11MHZ、扫描类型：线性扫描、点数：1000、垂直规模：db（分贝），v(5)为输出变量

Multisim13.0 具体操作步骤如下：

Simulate --- Analyses --- AC analysis

 参数设置：

 

测试结果如下： (Multisim 13.0英文版)

光标显示：

Cursor ---  show sursors

先选中其中一个光标，做如下操作，找到曲线的最大值

 

y1 = 36.9174

然后找3dB带宽，

如图所示，应该将红色光标向左移，将Y轴数值-3，就是3dB带宽

 点击另一个光标，或者手动选择另一个光标

向左设置Y轴值，设置为33.9170，与红色光标Y轴相同，这样就精准定位两根光标了

输出数据如下图所示：

dx就是两根光标的横坐标差值，就是通频带

结论：

谐振电压增益：36.9170dB,  通频带：dx = 375.0174KHz

3、测试负载电阻对放大器性能的影响

依次改变R4的阻值为500W、1kW、10kW，利用AC analysis，测试放大器的幅频特性曲线，结果如下：

下：

R=500W时

R=1kW时

R=10kW时

四、实验结果分析

        对上述实验内容及测试结果分别分析如下：

        1、实验内容1的测试结果表明：这是一个反相的谐振放大器，输出波形与输入波形频率相同，相位相反。指针1测得输出信号的峰峰值为5.475v，指针2测得输入信号的峰峰值为140.185mv，因此放大器的谐振电压增益约等于39.0555倍，即31.834db。

        2、实验内容2的测试结果表明：该放大器具有选频功能，对不同的输入信号频率，放大倍数是不同的，在6MHz点上，增益最大，为36.9170db。下限频率为5.8267MHz，上限频率6.2017MHz，通频带等于375.0174kHz。

        3、实验内容3的测试结果表明：负载电阻越小，幅频特性曲线越平坦，选择性也越差，负载电阻越大，幅频特性曲线越尖锐，选择性也就越好，其中R4=500Ω时，幅频特性曲线最平坦，选择性最差，R4=10KΩ时，幅频特性曲线最尖锐，选择性最好。

五、扩展实验（选做）

利用虚拟仪器波特图仪测试放大器的幅频特性曲线，给出测试电路和测试结果，并同AC analysis分析测试结果相比较。

波特图仪在右侧第六个仪表 Bode Plotter

测试电路如下：

 

虚拟仪器波特图仪幅频特性曲线如下：

 

在6MHz点上，增益最大，为36.605dB，下限频率5.814MHz，上限频率6.217MHz通频带403KHz，与AC analysis分析结果相近且误差不大。

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附两篇大佬文章

高频电子线路仿真-高频小信号谐振放大器

用Multisim高频小信号谐振放大器