【正文】 文 IV 結(jié)果分析 .................................................................................................................... 22 調(diào)幅與解調(diào) ....................................................................................................................... 22 調(diào)幅與解調(diào)工作原理 ................................................................................................ 22 計(jì)算機(jī)仿真 ................................................................................................................ 23 結(jié)果分析 .................................................................................................................... 25 4 調(diào)幅收音機(jī)的計(jì)算機(jī)仿真分析 .............................................................................................. 26 調(diào)幅收音機(jī)的實(shí)驗(yàn)原理 ................................................................................................... 26 計(jì)算機(jī)仿真 ....................................................................................................................... 27 結(jié)果分析 ........................................................................................................................... 30 5 結(jié)論 .......................................................................................................................................... 31 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................... 32 致謝 ............................................................................................................................................. 33 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 1 1 緒 論 選題背景、目的及意義 高 頻電路是在高頻段范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)特定電功能的電路 ,它被廣泛地應(yīng)用于通信系統(tǒng)、現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備、家用電器等各種電子設(shè)備中，在我們的生活中它是必不可少的，存在于我們生活的每一個角落。高頻電路主要研究通信系統(tǒng)中共用的基本單元電路，而且主要是討論非線性電子線路。 根據(jù)論文所要求設(shè)計(jì)的基于 Multisim的 高頻電子線路的建模與計(jì)算機(jī)仿真 ,必須 熟悉Multisim 軟件的操作使用方法，熟練建立各種設(shè)計(jì)仿真電路 , 并能快速準(zhǔn)確地對電路性能進(jìn)行仿真分析。根據(jù) Multisim 仿真理解高頻電路的具體內(nèi)容，并且通過理解內(nèi)容，深一步理解 調(diào)幅收音機(jī)的工作原理，并根據(jù)工作原理在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行仿真。并可以通過改變設(shè)計(jì)方案和電路參數(shù)來滿足設(shè)計(jì)和分析的需要 , 用示波器觀察電壓、電流、信號波形 ,能達(dá)到最佳的仿真效果。為電路的實(shí)現(xiàn)、調(diào)制和運(yùn)行提供了基本依據(jù)。 電子類人才的培養(yǎng)很大程度上是建立在實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)上的，需要在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，提高能力。仿真軟件的出現(xiàn)，極大地改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?Multisim 是一款主要用于電路開發(fā)和仿真的軟件，高頻電路在電子信息專業(yè)中占取了很大一部分作用，通過Multisim 軟件對高頻電路一些典型內(nèi)容的仿真分析，更確切掌握 了它所包含的內(nèi)容， 與傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)過程相比較省去了用實(shí)際元器件選擇、安裝、調(diào)試電路的過程既省錢又省工極大地提高了電路設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。 對我們來說是有非常重大的意義 。 國內(nèi)外研究綜述 歷史已經(jīng)跨入 21 世紀(jì)，電腦已經(jīng)走進(jìn)尋常百姓家，在新的世紀(jì)里，學(xué)習(xí)電子技術(shù)已經(jīng)離不開計(jì)算機(jī)。首先隨著電子技術(shù)器件的發(fā)展，尤其是近年來超大規(guī)模集成電路芯片的迅猛發(fā)展，為計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展奠定了硬件基礎(chǔ)，反過來，先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)又為電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展空間，特別是近年來，世界上許多計(jì)算機(jī)軟件公司紛紛推出專用于電子電路虛 擬仿真的軟件，給我們學(xué)習(xí)電子技術(shù)帶來了極大的方便，當(dāng)你學(xué)會和掌握了一款優(yōu)秀的電子仿真軟件，就相當(dāng)于你擁有了一件具有世界先進(jìn)水平的實(shí)驗(yàn)室，電子元器件種類豐富，虛擬儀器品種齊全，可以隨意調(diào)用在虛擬仿真的電子平臺上搭建電路進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，這種先進(jìn)的方法已經(jīng)成為新世紀(jì)學(xué)習(xí)電子技術(shù)的一種重要輔助手段，更代表著新世紀(jì)學(xué)習(xí)電子技術(shù)的時(shí)代潮流。 高頻電子線路是現(xiàn)代通信信息系統(tǒng)的基礎(chǔ) ,廣泛滲透于社會生活的各個方面 :廣泛應(yīng)用于各類通訊系統(tǒng)中 ,目前隨著 3G時(shí)代的到來 ,各大通訊公司都投入了大量的人力和財(cái)力研制和開發(fā)用于移動通 訊、光通訊及計(jì)算機(jī)通訊中的高速和射頻電路。另外 ,高頻電子線路在計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用 ,在當(dāng)今高速數(shù)字信號系統(tǒng)中 ,為了傳輸、處理高速、大容量的數(shù)字信號 ,不但要求電路的工作頻率越來越高 ,而且系統(tǒng)的通頻帶變得更寬。 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 2 因此 ,隨著數(shù)字電路的高速發(fā)展 ,對高頻電路的理論不但沒有削弱 ,反而提出了更高的要求。并且在移動通訊和光通訊系統(tǒng)中 ,高頻技術(shù)仍然是瓶頸。因此 ,隨著現(xiàn)代通訊的發(fā)展 ,對高頻電路的學(xué)習(xí)和研究提出了許多新的課題。隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展 ,新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn)這就要求我們要與時(shí)俱進(jìn)地掌握新的學(xué)習(xí)方法和手 段。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展計(jì)算機(jī)輔助分析與仿真技術(shù)為高頻電路功能的分析與驗(yàn)證開辟了一條快捷、高效的新途徑。 預(yù)期內(nèi)容和目標(biāo) 本設(shè)計(jì) 主 要依靠 Multisim 軟件實(shí)現(xiàn)對常用高頻電路的仿真 ，分別有調(diào)幅與解調(diào) 、 正弦波放大器 、 調(diào)諧 放大器、 高頻功率放大器 、 混頻器， 以 Multisim 為基本工具對常用高頻電路的基本特性進(jìn)行描述和分析 ， 論證這些高頻電路的合理特性。這些常用高頻電路的特性得到了論證 ，便可以利用實(shí)例來證明仿真結(jié)果。 研究方法 依靠 Multisim 軟件實(shí)現(xiàn)對常用高頻電路的仿真 ，并對其結(jié)果 進(jìn)行分析，并利用結(jié)果研究調(diào)幅收音機(jī)的工作原理。 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 3 2 高頻電路的有關(guān)基礎(chǔ)概念 高頻電路是由無源元件、有源器件和無源網(wǎng)絡(luò)組成的。高頻電路中使用的元器件與低頻電路中使用的元器件頻率特性是不同的。高頻電路中無源線性元件主要是電阻 (器 )、電容 (器 )和電感 (器 )。 高頻電路主要有高頻小信號放大器，高頻功率放大器，正弦波振蕩器，調(diào)幅、檢波與混頻，角度調(diào)制與解調(diào)以及反饋控制電路。 建模的概念 使用計(jì)算機(jī)描述一個系統(tǒng)的行為。例如，電子表格程序可以 用來處理財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，代表公司的行為；開發(fā)商業(yè)計(jì)劃；評估公司經(jīng)營改變可能造成的影響。 使用計(jì)算機(jī)以數(shù)學(xué)方法描述物體和它們之間的空間關(guān)系。例如，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD) 程序可在屏幕上生成物體，使用方程式產(chǎn)生直線和形狀，依據(jù)它們相互之間及與所在的二維或三維空間的關(guān)系精確放置。 應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)建模是為應(yīng)用程序確定、記錄和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和進(jìn)程要求的過程。這包括查看現(xiàn)有的數(shù)據(jù)模型和進(jìn)程，以確定它們是否可被重復(fù)使用，并創(chuàng)建新數(shù)據(jù)模型和進(jìn)程，以滿足應(yīng)用程序的獨(dú)特要求。 建模過程中的主要活動包括 確定數(shù)據(jù)及其相關(guān)過程，定義數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的完整性，定義操作過程，選擇數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。 仿真的定義 仿真是對現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的某一層次抽象屬性的模仿。人們利用這樣的模型進(jìn)行試驗(yàn)，從中得到所需的信息，然后幫助人們對現(xiàn)實(shí)世界的某一層次的問題做出決策。仿真是一個相對概念，任何逼真的仿真都只能是對真實(shí)系統(tǒng)某些屬性的逼近。仿真是有層次的，既要針對所欲處理的客觀系統(tǒng)的問題，又要針對提出處理者的需求層次，否則很難評價(jià)一個仿真系統(tǒng)的優(yōu)劣。 仿真方法：傳統(tǒng)的仿真方法是一個迭代過程，即針對 實(shí)際系統(tǒng)某一層次的特性（過程），抽象出一個模型，然后假設(shè)態(tài)勢（輸入），進(jìn)行試驗(yàn)，由試驗(yàn)者判讀輸出結(jié)果和驗(yàn)證模型，根據(jù)判斷的情況來修改模型和有關(guān)的參數(shù)。如此迭代地進(jìn)行，直到認(rèn)為這個模型已滿足試驗(yàn)者對客觀系統(tǒng)的某一層次的仿真目的為止。 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 4 模型對系統(tǒng)某一層次特性的抽象描述包括：系統(tǒng)的組成；各組成部分之間的靜態(tài)、動態(tài)、邏輯關(guān)系；在某些輸入條件下系統(tǒng)的輸出響應(yīng)等。根據(jù)系統(tǒng)模型狀態(tài)變量變化的特征，又可把系統(tǒng)模型分為：連續(xù)系統(tǒng)模型 —— 狀態(tài)變量是連續(xù)變化的；離散（事件）系統(tǒng)模型—— 狀態(tài)變化在離散時(shí)間點(diǎn)（一般是不確定的）上 發(fā)生變化；混合型 —— 上述兩種的混合。 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和用于仿真的計(jì)算機(jī)（簡稱仿真機(jī)）都應(yīng)充分反映上述的仿真的特點(diǎn)及滿足仿真工作者的需求。 計(jì)算機(jī)仿真 計(jì)算機(jī)仿真是應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和行為以及參與系統(tǒng)控制的人的思維過程和行為進(jìn)行動態(tài)性比較逼真的模仿。它是一種描述性技術(shù)，是一種定量分析方法。通過建立某一過程和某一系統(tǒng)的模式，來描述該過程或該系統(tǒng)，然后用一系列有目的、有條件的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)來刻畫系統(tǒng)的特征，從而得出數(shù)量指標(biāo)，為決策者提供有關(guān)這一過程或系統(tǒng)得定量分析結(jié)果，作為決策的 理論依據(jù)。 計(jì)算機(jī)仿真是用計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)的成果建立被仿真的系統(tǒng)的模型，并在某些實(shí)驗(yàn)條件下對模型進(jìn)行動態(tài)實(shí)驗(yàn)的一門綜合性技術(shù)。它具有高效、安全、受環(huán)境條件的約束較少、可改變時(shí)間比例尺等優(yōu)點(diǎn)，已成為分析、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、評價(jià)、培訓(xùn)系統(tǒng)（尤其是復(fù)雜系統(tǒng)）的重要工具。 multisim 10 軟件介紹 對所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行模擬和調(diào)試的電子電路軟件。它具有以下特點(diǎn)， 1．該軟件是交互式 Spice 仿真和電路分析軟件的最新版本，專用于原理圖捕獲 、交互式仿真、電路板設(shè)計(jì)和集成測試。 2．工程師們可以使用 multisim 10 交互式地搭建電路原理圖，并對電路行為進(jìn)行仿真。 3． multisim 10 為 NI 電子學(xué)教育平臺提供了一個強(qiáng)大的基礎(chǔ)， NI 電子學(xué)教育平臺也包括 NI ELVIS（教學(xué)實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器套件）原型工作站和 NI LabVIEW，它給學(xué)生提供了貫穿電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程的全面的動手操作經(jīng)驗(yàn)。 4． multisim 10 和 Ultiboard 10 退出了很多專業(yè)設(shè)計(jì)特性，主要是高級仿真工具 、 增強(qiáng)的元器件庫和擴(kuò)展的用戶社區(qū)。 5． Ultiboard 10 為用戶在做 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)的布板布線提供了一個易于使用的直觀平臺。 6． multisim 10 可以作為一個完整的包括 Ultiboard 10 和 NI LabVIEW SignalExpress的集成設(shè)計(jì)與測試的平臺進(jìn)行訂購。 7． multisim 10 有豐富的幫助功能，其幫助系統(tǒng)不僅包括軟件本身的操作指南，更重要是是包含元器件的解說，有利于使用 EWB 進(jìn)行 CAI 教學(xué)。 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 5 3 高頻單元電路的建模與計(jì)算機(jī)仿真分析 調(diào)諧放大器 調(diào)諧放大器的工作原理 由 LC 調(diào)諧回路作為選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的諧振放大電路，被廣泛的應(yīng)用在通信設(shè)備的接收機(jī)中，用來選出有用頻率信號而抑制無用 信號。由于接收到的信號微弱，電路常工作在甲類狀態(tài)。 圖 311 所示為常用晶體管單調(diào)諧回路諧振放大電路。電路中晶體管的輸出有線圈抽頭以電感分壓式接入回路，負(fù)載 RL通過降壓變壓器與諧振回路相耦合，從而減少了晶體管輸出阻抗和負(fù)載對諧回路的影響。 圖 311 晶體管單調(diào)諧回路諧振放大電路 圖中 Rb Rb Re、 L11和 VCC構(gòu)成分壓式電流負(fù)反饋直流偏置電路，以保證晶體管工作在甲類狀態(tài)。 Cb、 Ce分別為基極、發(fā)射極旁路電容，用以短路高頻交流信號。 圖 312 所示為單