【正文】 然后就要對(duì)調(diào)幅收音機(jī)做系統(tǒng)的理解和仿真了，選擇調(diào)幅收音機(jī)主要是因?yàn)樗婕暗降膶?shí)驗(yàn)原理關(guān)于高頻電路的內(nèi)容非常多，它是最能體現(xiàn)高頻電路的工程實(shí)例，它的原理和所涉及到的內(nèi)容包括了調(diào)諧放大器、正弦波振蕩器、高頻功率放大器、混頻器和調(diào)幅與解調(diào)的所有內(nèi)容，所以對(duì)調(diào)幅收音機(jī)的研究比較直觀，首先要了解調(diào)幅收音機(jī)的實(shí)驗(yàn)原理，然后通過(guò)對(duì)調(diào)幅收音機(jī)所涉及到的每一知識(shí)點(diǎn)依次進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真得出最后的結(jié)論。由于要利用 multisim這款軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)高頻電路的計(jì)算機(jī)仿真，學(xué)習(xí) multisim這個(gè)軟件的性能、特點(diǎn)，熟練掌握 multisim軟件的使用方法也變得尤其重要，通過(guò)學(xué)習(xí) multisim的 ppt 文檔，我一步一步對(duì) multisim這個(gè)軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)。 結(jié)果分析 通過(guò)對(duì)調(diào)幅收音機(jī)的原理分析，進(jìn)一步掌握了調(diào)幅收音機(jī)的工作原理，利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)調(diào)幅收音機(jī)幾部分進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分析，通過(guò)分析結(jié)果，更明確了調(diào)幅收音機(jī)的有關(guān)知識(shí)，并且經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真，在分析和解決問(wèn)題上也有了明顯的進(jìn)步。 中放 檢波電路部分 （ 1）中放 檢波電路部分的電路圖如圖 423 所示。為了保證信號(hào)不產(chǎn)生頻率失真，通頻帶要有適當(dāng)?shù)膶挾?；為了?duì)鄰頻道信號(hào)有足夠的衰減，要有一定的選擇性。另外，中頻的放大量容易做得比較高，而不易產(chǎn)生自激，所以超外差式收音機(jī)可以做得靈敏度很高。高頻載波信號(hào)電壓V2（ uc（ t））加到 Y 輸入端口。 普通調(diào)幅電路可分為高 電平調(diào)制電路和低電平調(diào)制電路兩大類。乘法器 A1 輸出調(diào)幅波 us（ t） 作混頻器 A2 的載波； LC 振蕩電路產(chǎn)生的正弦波作為混頻器 A2 的本地信號(hào) uL（ t） （ 注：這里的ω Lω S）。混頻電路是超外差式收音機(jī) 、 電視機(jī)高頻頭的重要組成部分，其作用是將天線感生的輸入高頻信號(hào)（經(jīng)濾波 、 放大）變換為頻率固定的中頻信號(hào)，混頻電路靠近接收天線（特別是在不設(shè)高頻放大器的接收機(jī)中），它的性能直接影響接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍等性能。若使基極激勵(lì)信號(hào)， Ub = 0。在高頻電路中隔直電容取值一般較小，這里取 C1 = 51 pF， C3 = 10 nF， C10 =C11。 5．丙類功率放大器參數(shù)選取丙類功率放大器三極管 Q2 的 be 間負(fù)偏壓由 L RC4 組成的電路產(chǎn)生， L2 起到傳送直流、隔離交流的作用使得 R5 兩端為直流電壓。 （ 2）直流電源 :根據(jù)設(shè)計(jì)要求放大器的電源電壓初始值均取 + 12V。 C C9 和 L4 組成濾波回路，起到改善波形的作用。 2．電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)分析為了在較寬的通帶內(nèi)使功率放大器增益相對(duì)穩(wěn)定，電路由甲類、丙類兩級(jí)功寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 17 率放大器組成。由于這后一特點(diǎn)，使得這兩種放大器所選用的工作狀態(tài)不同：低頻功率放大器可工作于甲類、甲乙類或乙類（限于推挽電路）狀態(tài)；高頻功率放大器則一般都工作于丙類（某些特殊情況可工作于乙類）。高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點(diǎn)都是 輸出功率大和效率高，但二者的工作頻率和相對(duì)頻帶寬度卻相差很大，決定了他們之間有著本質(zhì)的區(qū)別。高頻功率放大器大多工作于丙類。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換成為高頻交流輸出。 圖 324 雙 T 選頻網(wǎng)絡(luò)正弦波振蕩器原理圖 在調(diào)試電路時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié) RP1(RP1)和 RP2(RP2)，否則振蕩器不起振。 （ 2）晶體管選擇 從穩(wěn)頻的角度出發(fā)，應(yīng)選擇 fT 較高的晶體管，這樣晶體管內(nèi)部相移較小。 圖 322 RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)振蕩器原理圖 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 13 3. 雙 T 選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩器 電路型式如圖 323 所示 。 結(jié)果分析 單調(diào)諧放大器負(fù)載阻值變大，放大器增益變大、通頻帶寬帶變窄；單調(diào)諧放大器負(fù)載阻值變小，放大器增益變小、通頻帶寬帶變寬。 （ 8）關(guān)閉仿真開(kāi)關(guān)，將發(fā)射極電阻分別換成 500Ω和 2kΩ，再開(kāi)啟仿真開(kāi)關(guān)，重復(fù)步驟（ 6）、（ 7）的內(nèi)容，并將測(cè)量結(jié)果填入表 311中。” 、“ 20181。由此可得并聯(lián)諧振回路的有載電導(dǎo)等于：GT=GP+210nG+22nGL，當(dāng) LC 并聯(lián)諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)頻率上，回路產(chǎn)生諧振時(shí)，放大電路電壓最大，故電壓增益也最大，用 Auo表示，稱為諧振電壓增益。 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(hào)。 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(gè)易于使用的直觀平臺(tái)。通過(guò)建立某一過(guò)程和某一系統(tǒng)的模式，來(lái)描述該過(guò)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(lái)刻畫(huà)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(guò)程或系統(tǒng)得定量分析結(jié)果，作為決策的 理論依據(jù)。仿真是有層次的，既要針對(duì)所欲處理的客觀系統(tǒng)的問(wèn)題，又要針對(duì)提出處理者的需求層次，否則很難評(píng)價(jià)一個(gè)仿真系統(tǒng)的優(yōu)劣。 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。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(lái)證明仿真結(jié)果。 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(huì)生活的各個(gè)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(lái) ,各大通訊公司都投入了大量的人力和財(cái)力研制和開(kāi)發(fā)用于移動(dòng)通 訊、光通訊及計(jì)算機(jī)通訊中的高速和射頻電路。并可以通過(guò)改變?cè)O(shè)計(jì)方案和電路參數(shù)來(lái)滿足設(shè)計(jì)和分析的需要 , 用示波器觀察電壓、電流、信號(hào)波形 ,能達(dá)到最佳的仿真效果。所以對(duì)于課題基于 multisim 的高頻電路的建模與計(jì)算機(jī)仿真分析的研究有很大的意義，并且由于對(duì)課題的研究，讓我更深入了解了有關(guān)高頻電路的概念。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。 對(duì)我們來(lái)說(shuō)是有非常重大的意義 。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。 高頻電路主要有高頻小信號(hào)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。 仿真的定義 仿真是對(duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的某一層次抽象屬性的模仿。 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和用于仿真的計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)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。 2．工程師們可以使用 multisim 10 交互式地搭建電路原理圖，并對(duì)電路行為進(jìn)行仿真。 圖 311 所示為常用晶體管單調(diào)諧回路諧振放大電路。由圖 313 可知，自耦變壓器的匝比 n1=1213NN ，初、次級(jí)間的匝比 n1=4513NN 。 315 單調(diào)諧放大電路的增益特性曲線 計(jì)算機(jī)仿真 1．測(cè)調(diào)諧放大電路的動(dòng)態(tài)范圍 曲線 Ui～ Uo（在諧振點(diǎn)） （ 1）單擊元件工具條上的“ Place Basic”按鈕，從彈出的“ Select a Component”對(duì)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(duì)話框右上角的“ OK”按鈕，將可變電容調(diào)出。 圖 3110 仿真電路（二） （ 6）將虛擬萬(wàn)用表改接到輸出端，在輸入端接上虛擬函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，并將其設(shè)置成 、 20mVp 的正弦波，如圖 3111 所示。輸入信號(hào)取 、 80mV，按表 312中 R3=10kΩ時(shí)進(jìn)行測(cè)試，并將結(jié)果填入表中。 頻率范圍：幾赫～數(shù)十千赫。 在短波范圍：電感反饋振蕩器、電容反饋振蕩器都可以采用。 （ 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(yīng)盡可能大，但 C 過(guò)大，不利于波段工作；電感 L寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 14 也應(yīng)盡可能大，但 L 大后，體積大，分布電容 大， L 過(guò)小，回路的品質(zhì)因數(shù)過(guò)小，因此應(yīng)合理地選擇回路的 C、 L。 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(jī)的末級(jí)，作用是將高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過(guò)天 線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以接收到滿意的信號(hào)電平，并且不干擾相鄰信道的通信。；丙類放大器電流的流通角則小于 180176。如果在電路上加以改進(jìn)，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。例如，調(diào)幅廣播電臺(tái)（ 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(duì)頻寬只相當(dāng)于中心頻率的百分之一。 圖 331 高頻功率放大器電路原理 計(jì)算機(jī)仿真 1．對(duì)功率放大器的要求 功率放大器是通過(guò)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(hào)能量，便于接收機(jī)接收的電路，因而要求輸出功率大、效率高，同時(shí)，輸出中的諧波分量應(yīng)該盡量小，以免對(duì)其他頻道產(chǎn)生干擾。R R R R4 組成第 1 級(jí)靜態(tài)偏置電阻，調(diào)節(jié) R R3 可改變放大器的增益。當(dāng)甲類功率放大器輸出信號(hào)大于丙類功率放大器三極管 Q2 的 be 間負(fù)偏壓時(shí)， Q2 才導(dǎo)通工作。取 R4 = 51Ω， R3 最大值為 1 kΩ，通過(guò)調(diào)節(jié)R3 改變輸出信號(hào)增益， R3 不宜過(guò)大，否則會(huì)影響增益。 6．外接負(fù)載分別取 51Ω， 150Ω， 680Ω。將基極與甲類功率放大器斷開(kāi)，從基極處輸入 2V(P2P)、 的高頻信號(hào)，用萬(wàn)用表測(cè)量三極管 Q2be 間的電壓，測(cè)得該電壓為負(fù)偏壓，改變輸入電壓振幅，該偏壓隨之改變。當(dāng)輸入電壓較小時(shí)，隨著輸入電壓的增大，輸出電壓幅度也增加；當(dāng)輸入電壓較大時(shí)，輸出電壓增幅較緩。 圖 341 混頻電路的電路模型和頻譜 計(jì)算機(jī)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(kù)，選擇“ MULTIPLIER”乘法器。s/Div） ChanneA ChanneB ChanneC ChanneD Scale 10V/Div 100V/Div 10V/Div 10V/Div Y position 2 寧夏大學(xué)新華學(xué)院本科學(xué)位論文 22 圖 345 通道波形 結(jié)果分析 混頻器對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、擴(kuò)頻、解擴(kuò)等處理工作是在低頻段下進(jìn)行的，然后再將處理好的信號(hào)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(hào)下變頻到低頻段再做各種信號(hào)處理工作 ,混頻器就是起到一個(gè)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(guò)程，調(diào)幅波的解調(diào)即是從調(diào)幅信號(hào)中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，通常稱之為檢波， 同步檢波與二極管峰值包絡(luò)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(gè)和 調(diào)幅信號(hào)的載波同頻同相的載波信號(hào)與調(diào)幅波相乘，在通過(guò)低通濾波器濾出高頻分量而獲得調(diào)制信號(hào)的，理論上講，這種電路能對(duì)任何調(diào)幅信號(hào)實(shí)現(xiàn)無(wú)失真解調(diào)，包括各種調(diào)制度的全載波調(diào)幅信號(hào)、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)、殘留邊帶調(diào)幅信號(hào)、單邊帶調(diào)幅信號(hào)等，缺點(diǎn)是在實(shí)際工作中載波信號(hào)的提取比較麻煩。 在抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生電路中，設(shè) 載波電壓為： ? ? tUtu Ccmc ?co s? (354) 調(diào)制電壓為： ? ? tUtu m ?? ?? co s (355） 經(jīng)過(guò)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(hào)為 : ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ?ttUKUttUKUtutKutuCcmcmcmcmc????????????????c o sc o s21c o sc o s0 （ 356） 計(jì)算機(jī)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）。如果把收音機(jī)收到的廣播電臺(tái)的高頻信號(hào)，都變換為一個(gè) 固定的中頻載波頻率（僅是載波頻率發(fā)生改變，而其信號(hào)包絡(luò)仍然和原高頻信號(hào)包絡(luò)一樣），然后再對(duì)此固定的中頻進(jìn)行放大，檢波，再加上低放級(jí)，就成了超外差式收音機(jī)。 （ 1）輸入回路 輸入回路是接收系統(tǒng)選擇信號(hào)的第一關(guān)。 （ 4）本機(jī)振蕩 本機(jī)振蕩即正弦波振蕩器，產(chǎn)生頻率為 fL 的等幅振蕩信號(hào)，并將信號(hào)送入混頻器與輸入信號(hào)的各個(gè)頻率分量進(jìn)行混頻， 計(jì)算機(jī)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。 混頻電路部分 （ 1）混頻電路部分的電路圖如圖 425 所示。它不僅能加深對(duì)信號(hào)波形和頻譜的理解 , 而且能提高對(duì)信號(hào)波形和頻譜的觀察分析能力。然后就進(jìn)入了設(shè)計(jì)靈魂之處，對(duì)這章必須足夠熟