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)


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。高频小信号谐振放大器【Multisim】【高频电子线路】_第1张图片

图1

如何将电路的节点显示出来?

Options---Sheet properties

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 高频小信号谐振放大器【Multisim】【高频电子线路】_第3张图片

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:

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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

高频小信号谐振放大器【Multisim】【高频电子线路】_第5张图片

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

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 参数设置:

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测试结果如下: (Multisim 13.0英文版)

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光标显示:

Cursor ---  show sursors

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先选中其中一个光标,做如下操作,找到曲线的最大值

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 高频小信号谐振放大器【Multisim】【高频电子线路】_第12张图片

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

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 点击另一个光标,或者手动选择另一个光标

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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

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输出数据如下图所示:

高频小信号谐振放大器【Multisim】【高频电子线路】_第16张图片

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、1kW10kW,利用AC analysis,测试放大器的幅频特性曲线,结果如下:

下:

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R=500W

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R=1kW

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R=10kW

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

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测试电路如下:

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虚拟仪器波特图仪幅频特性曲线如下:

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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。


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

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