【正文】 m的高頻電路的建模和計算機仿真分析這個畢業(yè)設計，得到結論，并發(fā)現(xiàn)它所體現(xiàn)的價值和重要性。然后就進入了設計靈魂之處，對這章必須足夠熟悉和了解所有有關設計的知識點，才能更好的詮釋這章的內(nèi)容。做好初步工作，就要開始做設計了。它不僅能加深對信號波形和頻譜的理解 , 而且能提高對信號波形和頻譜的觀察分析能力。 寧夏大學新華學院本科學位論文 31 5 結論 對于基于 mutisim的高頻電路的建模與計算機仿真分析研究更好的體現(xiàn)了高頻電路在我們生活中的應用，生活中，我們在很多地方都離不開它，它廣泛的應用在我們的通 信系統(tǒng)、現(xiàn)代醫(yī)療設備、家用電器等各種電子設備中。 混頻電路部分 （ 1）混頻電路部分的電路圖如圖 425 所示。 圖 423 中放 檢波電路仿真圖 （ 2） 中放 檢波電路的仿真波形圖如圖所示。 （ 4）本機振蕩 本機振蕩即正弦波振蕩器，產(chǎn)生頻率為 fL 的等幅振蕩信號，并將信號送入混頻器與輸入信號的各個頻率分量進行混頻， 計算機仿真 低頻及功率放大電路的仿真 （ 1）低頻及功率放大部分的電路圖如圖 421 所示。 （ 2）高頻小信號調(diào)諧放大器 高頻小信號放大器對天線接收下來的微弱信號進行電壓放大，同時，進一步對接收信號進行篩選。 （ 1）輸入回路 輸入回路是接收系統(tǒng)選擇信號的第一關。由于外來電臺必須經(jīng) 過“變頻”變成中頻頻率才能通過中頻放大回路，所以可以提高收音機的選擇性。如果把收音機收到的廣播電臺的高頻信號，都變換為一個 固定的中頻載波頻率（僅是載波頻率發(fā)生改變，而其信號包絡仍然和原高頻信號包絡一樣），然后再對此固定的中頻進行放大，檢波，再加上低放級，就成了超外差式收音機。低頻調(diào)制信號 V1（ uΩ（ t））加到 X 輸入端口，仿真運行圖 352 電路，可得輸出電壓波形如圖 352（ b）（ K＝ 1），滿足式（ 352）所示。 在抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生電路中，設 載波電壓為： ? ? tUtu Ccmc ?co s? (354) 調(diào)制電壓為： ? ? tUtu m ?? ?? co s (355） 經(jīng)過模擬乘法器電路后輸出電壓為抑制載波雙邊帶振幅調(diào)制信號為 : ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ?ttUKUttUKUtutKutuCcmcmcmcmc????????????????c o sc o s21c o sc o s0 （ 356） 計算機仿真 353式，由乘法器（ K＝ 1）組成的普通調(diào)幅（ AM）電路圖 351 所示，可獲得通信系統(tǒng)中常用的普通調(diào)幅（ AM）。前者屬于發(fā)射機的最后一級，直接產(chǎn)生發(fā)射機輸出功率要求的已調(diào)波；后者屬于發(fā)射機前級產(chǎn)生小功率的已調(diào)波，再經(jīng)過線性功率放大達到所需的發(fā)射機功率電平。s/Div） ChanneA ChanneB ChanneC ChanneD Scale 10V/Div 100V/Div 10V/Div 10V/Div Y position 2 寧夏大學新華學院本科學位論文 22 圖 345 通道波形 結果分析 混頻器對信號進行調(diào)制、擴頻、解擴等處理工作是在低頻段下進行的，然后再將處理好的信號上變頻到高頻段發(fā)射出去，同樣我們需要將接收到的射頻信號下變頻到低頻段再做各種信號處理工作 ,混頻器就是起到一個頻譜搬移的作用 調(diào)幅與解調(diào) 調(diào)幅與解調(diào)工作原理 解調(diào)是調(diào)制的逆過程，調(diào)幅波的解調(diào)即是從調(diào)幅信號中恢復出調(diào)制信號的過程，通常稱之為檢波， 同步檢波與二極管峰值包絡檢波是常用的兩種調(diào)幅波解調(diào)電路，同步檢波是利用一個和 調(diào)幅信號的載波同頻同相的載波信號與調(diào)幅波相乘，在通過低通濾波器濾出高頻分量而獲得調(diào)制信號的，理論上講，這種電路能對任何調(diào)幅信號實現(xiàn)無失真解調(diào)，包括各種調(diào)制度的全載波調(diào)幅信號、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號、殘留邊帶調(diào)幅信號、單邊帶調(diào)幅信號等，缺點是在實際工作中載波信號的提取比較麻煩。 寧夏大學新華學院本科學位論文 21 圖 343 混頻器仿真電路（一） （ 2）再從虛擬儀器工具條中調(diào)出虛擬 4 蹤示波器，按圖 344 所示連好仿真電路。 圖 341 混頻電路的電路模型和頻譜 計算機仿真 1．調(diào)出元件和組建仿真電路 （ 1）乘法器的調(diào)出，單擊元件工具條上的“ Place Basic”按鈕，出現(xiàn)下拉菜單選擇“ CONTROL FUNCTION BLOCKS”器件庫，選擇“ MULTIPLIER”乘法器。目前，高質(zhì)量的通信接收機廣泛采用二極管環(huán)形混頻器和由雙差分對平衡調(diào)制器構成的混頻器，或由乘法器組成的混頻器，由于模擬乘法器組成的混頻器的輸出電壓中不包含信號頻率分量，故有對帶通濾波器要求不高的優(yōu)點；而在一般接收機（例如廣播收音機和電視機）中，為了簡化電路，還采用簡單的三極管混頻器。當輸入電壓較小時，隨著輸入電壓的增大，輸出電壓幅度也增加；當輸入電壓較大時，輸出電壓增幅較緩。則測得負偏壓也為 0，看出丙類功率放大器工作狀態(tài)的特點。將基極與甲類功率放大器斷開，從基極處輸入 2V(P2P)、 的高頻信號，用萬用表測量三極管 Q2be 間的電壓，測得該電壓為負偏壓，改變輸入電壓振幅，該偏壓隨之改變。 C12 =10nF。 6．外接負載分別取 51Ω， 150Ω， 680Ω。取 L2 =100μ H， R5 = 51Ω， C4 = 10 nF。取 R4 = 51Ω， R3 最大值為 1 kΩ，通過調(diào)節(jié)R3 改變輸出信號增益， R3 不宜過大，否則會影響增益。 （ 3）甲類功率放大器的調(diào)諧回路由 L1 和 C2 組成：根據(jù)諧振頻率公式： f = 12π LC及工作中心頻率為 ,取參數(shù)為 L1 = H， C2 = 120pF，丙類功率放大器的調(diào)諧回路由 L C C7 組成，為使甲類功率放大器集電極的輸出信號能在丙類功率放大器產(chǎn)生諧振，兩功率放大器調(diào)諧回路的諧振頻率應一致，因此，取 L3 = H， C7 = 120 pF。當甲類功率放大器輸出信號大于丙類功率放大器三極管 Q2 的 be 間負偏壓時， Q2 才導通工作。 R9 和 C R11 和 C11 以及 R8 和 C12 均為負載回路外接電阻。R R R R4 組成第 1 級靜態(tài)偏置電阻，調(diào)節(jié) R R3 可改變放大器的增益。甲類功率放大器的輸出信號作為丙類功率放大器的輸入信號，丙類功率放大器作為發(fā)射機末級功率放大器以獲得較大的輸出功率和較高的效率。 圖 331 高頻功率放大器電路原理 計算機仿真 1．對功率放大器的要求 功率放大器是通過將直流輸入功率轉(zhuǎn)換化為交流功率輸出，以提高發(fā)射信號能量，便于接收機接收的電路，因而要求輸出功率大、效率高，同時，輸出中的諧波分量應該盡量小，以免對其他頻道產(chǎn)生干擾。近年來，寬頻帶發(fā)射機的各中間級還廣泛采用一種新型的寬帶高頻功率放大器，它不采用選頻網(wǎng)絡作為負載回路，而是以頻率響應很寬的傳輸線作負載。例如，調(diào)幅廣播電臺（ 535－ 1605 kHz 的頻段范圍）的頻帶寬度為 10 kHz，如中心頻率取為 1000 kHz，則相對頻寬只相當于中心頻率的百分之一。低頻功率放大器的工作頻率低，但相對頻帶寬度卻很寬。如果在電路上加以改進，使電子器件在通斷轉(zhuǎn)換瞬間的功耗盡量減小，則工作頻率可以提高。但丙類放大器的電流波形失真太大，因而不能用于低頻功率放大，只能用于采用調(diào)諧回路作為負載的諧振功率放大。；丙類放大器電流的流通角則小于 180176。在“低頻電子線路”課程中已知， 放大器可以按照電流導通角的不同，將其分為甲、乙、丙三類工作狀態(tài)。 高頻功率放大器 高頻功率放大器的工作原理 高頻功率放大器用于發(fā)射機的末級，作用是將高頻已調(diào)波信號進行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過天 線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機可以接收到滿意的信號電平，并且不干擾相鄰信道的通信。 仿真結果如圖 325 所示。 （ 4）振蕩回路元件選擇 從穩(wěn)頻出發(fā)，振蕩回路中電容 C 應盡可能大，但 C 過大，不利于波段工作；電感 L寧夏大學新華學院本科學位論文 14 也應盡可能大，但 L 大后，體積大，分布電容 大， L 過小，回路的品質(zhì)因數(shù)過小，因此應合理地選擇回路的 C、 L。通常選擇fT (3～ 10)f1max。 在短波范圍：電感反饋振蕩器、電容反饋振蕩器都可以采用。 圖 323 雙 T 選頻網(wǎng)絡原理圖 振蕩頻率 ： RCf 510 ? （ 322） 起振條件 ： 239。 頻率范圍：幾赫～數(shù)十千赫。 由于 負載電阻影響了單調(diào)諧回路的諧振阻抗，直接造成諧振阻抗高諧振峰值也高也即增益高、諧振曲線陡峭也即通頻帶寬帶變窄；反之，諧振阻抗低諧振峰值也低也即增益低、諧振曲線平緩也即通頻帶寬帶變寬。輸入信號取 、 80mV，按表 312中 R3=10kΩ時進行測試，并將結果填入表中。 （ 9） 根據(jù)表 311 中的數(shù)據(jù)，在同一坐標紙上畫出不同工作點（ IcQ≈ IEQ） 時的 Ui～Uo動態(tài)范圍曲線，并進行比較和分析。 圖 3110 仿真電路（二） （ 6）將虛擬萬用表改接到輸出端，在輸入端接上虛擬函數(shù)信號發(fā)生器，并將其設置成 、 20mVp 的正弦波，如圖 3111 所示?！焙汀?470181。 315 單調(diào)諧放大電路的增益特性曲線 計算機仿真 1．測調(diào)諧放大電路的動態(tài)范圍 曲線 Ui～ Uo（在諧振點） （ 1）單擊元件工具條上的“ Place Basic”按鈕，從彈出的“ Select a Component”對話框的“ Family”欄中選取“ VARIABLE–CAPACITOR”，再在“ Component”欄中選取“ 30p”，如圖 316 所示，最好單擊對話框右上角的“ OK”按鈕，將可變電容調(diào)出。由圖 314 可得： Tmi GnngUUuoA21..0. ??? （ 311） 當輸入信號頻率不等于諧振回路諧振頻率 f0 時，回路失諧，輸出電壓下降，電壓增益也下降。由圖 313 可知，自耦變壓器的匝比 n1=1213NN ，初、次級間的匝比 n1=4513NN 。 圖 312 所示為單調(diào)諧放大電路的 交流等效電路。 圖 311 所示為常用晶體管單調(diào)諧回路諧振放大電路。 6． multisim 10 可以作為一個完整的包括 Ultiboard 10 和 NI LabVIEW SignalExpress的集成設計與測試的平臺進行訂購。 2．工程師們可以使用 multisim 10 交互式地搭建電路原理圖，并對電路行為進行仿真。 計算機仿真是用計算機科學和技術的成果建立被仿真的系統(tǒng)的模型，并在某些實驗條件下對模型進行動態(tài)實驗的一門綜合性技術。 計算機仿真技術和用于仿真的計算機（簡稱仿真機）都應充分反映上述的仿真的特點及滿足仿真工作者的需求。 仿真方法：傳統(tǒng)的仿真方法是一個迭代過程，即針對 實際系統(tǒng)某一層次的特性（過程），抽象出一個模型，然后假設態(tài)勢（輸入），進行試驗，由試驗者判讀輸出結果和驗證模型，根據(jù)判斷的情況來修改模型和有關的參數(shù)。 仿真的定義 仿真是對現(xiàn)實系統(tǒng)的某一層次抽象屬性的模仿。例如，計算機輔助設計 (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系精確放置。 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。 研究方法 依靠 Multisim 軟件實現(xiàn)對常用高頻電路的仿真 ，并對其結果 進行分析，并利用結果研究調(diào)幅收音機的工作原理。隨著電子技術的高速發(fā)展 ,新技術和新方法不斷涌現(xiàn)這就要求我們要與時俱進地掌握新的學習方法和手 段。另外 ,高頻電子線路在計算機技術領域也有廣泛應用 ,在當今高速數(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。 對我們來說是有非常重大的意義 。為電路的實現(xiàn)、調(diào)制和運行提供了基本依據(jù)。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。經(jīng)過對高頻概念基礎概念的理解，將高頻電路的幾部分做一深入的分析和計算機仿真，分別有調(diào)諧放大器、正弦波振蕩器、高頻功率放