根据Multisim的通信电路仿真实验.doc

.- 基于Multisim的通信电路仿真实验 通信电路课程仿真实验指导书 班级：通信一班、通信二班、通信三班、通信四班  目 录 实验一 高频小信号放大器 1 1.1 实验目的 1 1.2 实验内容 1 1.2.1 单调谐高频小信号放大器仿真 1 1.2.2 双调谐高频小信号放大器 2 1.3 实验要求 3 实验二 高频功率放大器 4 2.1 实验目的 4 2.2 实验内容 4 2.3 实验要求 6 实验三 正反馈LC振荡器 7 3.1 实验目的 7 3.2 实验内容 7 3.2.1 电感三端式振荡器 7 3.2.2 电容三端式振荡器 8 3.2.3 克拉泼振荡器 8 3.3 实验要求 9 实验四 晶体振荡器 10 4.1 实验目的 10 4.2 实验内容 10 4.3 实验要求 11 实验五 低电平调制 12 5.1 实验目的 12 5.2 实验内容 12 5.2.1 二极管平衡电路调制 12 5.2.2 模拟乘法器调制电路 13 5.3 实验要求 13 实验六 高电平调制 14 6.1 实验目的 14 6.2 实验内容 14 6.2.1 集电极调幅电路 14 6.2.2 基极调幅电路 15 6.3 实验要求 15 实验七 包络检波 16 7.1 实验目的 16 7.2 实验内容 16 7.3 实验要求 16 实验八 同步检波 17 8.1 实验目的 17 8.2 实验内容 17 8.2.1 二极管平衡电路解调DSB 17 8.2.2 模拟乘法器同步检波 18 8.3 实验要求 18 .-  实验一 高频小信号放大器 1.1 实验目的 1、 掌握高频小信号谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理。 2、 熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。 3、 掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标意义及测试技能。 1.2 实验内容 1.2.1 单调谐高频小信号放大器仿真 图1.1 单调谐高频小信号放大器 1、 根据电路中选频网络参数值，计算该电路的谐振频率ωp。 2、 通过仿真，观察示波器中的输入输出波形，计算电压增益Av0。 3、 利用软件中的波特图仪观察通频带，并计算矩形系数。 f0(KHz) 65 75 165 265 365 465 1065 1665 2265 2865 3465 4065 U0(mv) AV 4、 改变信号源的频率（信号源幅值不变），通过示波器或着万用表测量输出电压的有效值，计算出输出电压的振幅值，完成下列表，并汇出f~Av相应的图，根据图粗略计算出通频带。 (a) 5、 在电路的输入端加入谐振频率的2、4、6次谐波，通过示波器观察图形，体会该电路的选频作用。 1.2.2 双调谐高频小信号放大器 (b) 图1.2 双调谐高频小信号放大器 1、 通过示波器观察输入输出波形，并计算出电压增益Av0。 2、 利用软件中的波特图仪观察通频带，并计算矩形系数。 1.3 实验要求 1、明确实验目的。 2、熟悉Multsim各个器件、模块和仪器的调用。 3、根据实验电路原理图在Multisim中搭建出总电路图，并说明其工作原理。 4、每个步骤需有相应的仿真波形并解释其含义。 5、理解并能解释电路相应参数变动而带来的电路波形变化的含义。 6、整理仿真数据，得出结论。  实验二 高频功率放大器 2.1 实验目的 1、 掌握高频功率放大器的电路组成与基本工作原理。 2、 熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。 3、 掌握高频功率放大器各项主要技术指标意义及测试技能。 2.2 实验内容 图2.1 高频功率放大器 一、原理仿真 1、 搭建Multisim电路图（Q1选用元件Transistors中的BJT_NPN_VIRTUAL）。 2、 设输入信号的振幅为0.7V，利用瞬态分析对高频功率放大器进行分析设置。要设置起始时间与终止时间，和输出变量。（提示：单击simulate菜单中中analyses选项下的transient analysis...命令，在弹出的对话框中设置。在设置起始时间与终止时间不能过大，影响仿真速度。例如设起始时间为0.03s，终止时间设置为0.030005s。在output variables页中设置输出节点变量时选择vv3#branch即可） 3、 将输入信号的振幅修改为1V，用同样的设置，观察ic的波形。 4、 根据原理图中的元件参数，计算负载中的选频网络的谐振频率ω0，以及该网络的品质因数QL。根据各个电压值，计算此时的导通角θc。 5、 要求将输入信号V1的振幅调至1.414V。注意：此时要改基极的反向偏置电压V2=1V，使功率管工作在临界状态。同时为了提高选频能力，修改R1=30KΩ。 6、 正确连接示波器后，单击“仿真”按钮，观察输入与输出的波形。 7、 读出输出电压的值并根据电路所给参数值，计算输出功率P0，PD，ηC。 二、外部特性 1、 调谐特性，将负载选频网络中的电容C1修改为可变电容（400pF），在电路中的输出端加一直流电流表。当回路谐振时，记下电流表的读数，修改可变电容百分比，使回路处于失谐状态，通过示波器观察输出波形，并记下此时电流表的读数； 2、 将电容调为90%时，观察波形。 3、 负载特性，将负载R1改为电位器（60k），在输出端并联一万用表。根据原理中电路图知道，当R1=30k，单击仿真，记下读数U01，修改电位器的百分比为70%，重新仿真，记下电压表的读数U02。修改电位器的百分比为30%，重新仿真，记下电压表的读数U03。 R1(百分比) 50% 70% 30% U0 比较三个数据，说明当前电路各处于什么工作状态？ 4、 当电位器的百分比为30%时，通过瞬态分析方法，观察ic的波形。 5、 振幅特性，在原理图中的输出端修改R1=30KΩ并连接上一直流电流表。将原理图中的输入信号振幅分别修改为1.06V， 0.5V，并记下两次的电流表的值，比较数据的变化，说明原因。 V1(V) 0.7 1.06 0.5 Ic0 6、 倍频特性，将原理图中的信号源频率改为500KHz，谐振网络元件参数不变，使电路成为2倍频器，观察并记录输入与输出波形，并与第2个实验结果比较，说明什么问题？通过傅里叶分析，观察结果。（提示：在单击Simulate菜单中中Analyses选项下的Fourier Analysis...命令，在弹出的对话框中设置。在Analysis Parameters标签页中的Fundamental frequency中设置基波频率与信号源频率相同，Number Of Harmonics 中设置包括基波在内的谐波总数，Stop time for sampling 中设置停止取样时间，通常为毫秒级。在Output variables页中设置输出节点变量）。 2.3 实验要求 1、明确实验目的。 2、熟悉Multsim各个器件、模块和仪器的调用。 3、根据实验电路原理图在Multisim中搭建出总电路图，并说明其工作原理。 4、每个步骤需有相应的仿真波形并解释其含义。 5、理解并能解释电路相应参数变动而带来的电路波形变化的含义。 6、整理仿真数据，得出结论。  实验三 正反馈LC振荡器 3.1 实验目的 1、 掌握正反馈LC振荡器的电路组成与基本工作原理。 2、 熟悉正反馈振荡器的判断方法。 3、 掌握正反馈LC振荡器各项主要技术指标意义及测试技能。 图3.1 电感三端式振荡器 3.2 实验内容 3.2.1 电感三端式振荡器 1、在Multisim中搭建测试总电路。 2、通过示波器观察其输出波形，并说明该电路的不足。 3.2.2 电容三端式振荡器 图3.2 电容三端式振荡器 1、 画出其等效交流电路图。 2、 在Multisim中搭建测试总电路图。 3、 通过示波器观察输出波形，与电感三端式振荡器比较。 3.2.3 克拉泼振荡器 图3.3 克拉泼振荡器 1、 在Multisim中搭建测试总电路。 2、 通过示波器观察输出。 3、 在该电路的基础上，将其修改为西勒振荡器，并通过示波器观察波形。 图3.4 席勒振荡器 3.3 实验要求 1、明确实验目的。 2、熟悉Multsim各个器件、模块和仪器的调用。 3、根据实验电路原理图在Multisim中搭建出总电路图，并说明其工作原理。 4、每个步骤需有相应的仿真波形并解释其含义。 5、理解并能解释电路相应参数变动而带来的电路波形变化的含义。 6、整理仿真数据，得出结论。  实验四 晶体振荡器 4.1 实验目的 1、 掌握晶体振荡器的电路组成与基本工作原理。 2、 熟悉晶体振荡器的串并联型的判断方法。 （A） （B） 图4.1 晶体振荡器 3、 掌握晶体振荡器各项主要技术指标意义及测试技能。 4.2 实验内容 1、 上图分别是什么形式的振荡器？ 2、 通过示波器观察波形，电路的振荡频率是多少？ 3、 振荡器的电路特点？电路组成？ 4、 并联型和串联型晶体振荡器中的晶体分别起什么作用？ 4.3 实验要求 1、明确实验目的。 2、熟悉Multsim各个器件、模块和仪器的调用。 3、根据实验电路原理图在Multisim中搭建出总电路图，并说明其工作原理。 4、每个步骤需有相应的仿真波形并解释其含义。 5、理解并能解释电路相应参数变动而带来的电路波形变化的含义。 6、整理仿真数据，得出结论。  实验五 低电平调制 5.1 实验目的 1、 掌握低电平调制电路组成与基本工作原理。 2、 熟悉低电平调制种类。 3、 掌握各种低电平调制电路各项主要技术指标意义及测试技能。 5.2 实验内容 5.2.1 二极管平衡电路调制 图5.1 二极管平衡调制电路 1、 观察电路的特点，V1，V2中哪一个是载波，哪一个是调制信号？ 2、 通过示波器观察电路波形，并计算电路的调幅系数m。 5.2.2 模拟乘法器调制电路 图5.2 模拟乘法器调制电路 1、 通过示波器观察电路波形，并计算电路的调幅系数m。 2、 乘法器原则上只能实现DSB调制，该电路为什么可以实现AM调制？ 5.3 实验要求 1、明确实验目的。 2、熟悉Multsim各个器件、模块和仪器的调用。 3、根据实验电路原理图在Multisim中搭建出总电路图，并说明其工作原理。 4、每个步骤需有相应的仿真波形并解释其含义。 5、理解并能解释电路相应参数变动而带来的电路波形变化的含义。 6、整理仿真数据，得出结论。  实验六 高电平调制 6.1 实验目的 1、 掌握集电极、基级调幅电路的组成与基本工作原理。 2、 熟悉集电极、基级调幅电路的测试方法。 3、 掌握集电极、基级调幅电路调幅系数的计算方法。 6.2 实验内容 6.2.1 集电极调幅电路 图6.1 集电极调幅电路 1） 完成电路的搭建、示波器的连接。 2） 通过示波器观察电路波形，并计算电路的调幅系数ma。 3） 将电路中的V4去掉，R1=30Ω，再通过示波器观察输出波形，通过瞬态分析，观察集电极电流波形说明此时电路是什么工作状态？（注意： 在设置输出变量时，选择vv3#branch即可） 6.2.2 基极调幅电路 图6.2 基极调幅电路 1） 完成电路的搭建、示波器的连接。 2） 通过示波器观察电路波形，并计算电路的调幅系数ma。 3） 将电路中的V4去掉，R1=30Ω，再通过示波器观察输出波形，通过瞬态分析，观察集电极电流波形说明此时电路是什么工作状态？ 6.3 实验要求 1、明确实验目的。 2、熟悉Multsim各个器件、模块和仪器的调用。 3、根据实验电路原理图在Multisim中搭建出总电路图，并说明其工作原理。 4、每个步骤需有相应的仿真波形并解释其含义。 5、理解并能解释电路相应参数变动而带来的电路波形变化的含义。 6、整理仿真数据，得出结论。  实验七 包络检波 7.1 实验目的 1、 掌握二极管峰值包络检波电路的组成与基本工作原理。 2、 熟悉二极管峰值包络检波电路的测试方法。 3、 分析二极管峰值包络检波电路中元器件数值的改变对输出波形产生的影响。 7.2 实验内容 图7.1 二极管包络检波电路 1、 完成电路的搭建、示波器的连接。 2、 通过示波器观察输入输出的波形。 3、 修改检波电路中的C1=0.5μF，R1=500KΩ，再观察输入输出波形的变化，说明这种变化的原因； 4、 修改输入调制信号V1的调制系数ma=0.8，再观察输入输出波形的变化，说明这种变化的原因； 7.3 实验要求 1、明确实验目的。 2、熟悉Multsim各个器件、模块和仪器的调用。 3、根据实验电路原理图在Multisim中搭建出总电路图，并说明其工作原理。 4、每个步骤需有相应的仿真波形并解释其含义。 5、理解并能解释电路相应参数变动而带来的电路波形变化的含义。 6、整理仿真数据，得出结论。 实验八 同步检波 8.1 实验目的 1、 掌握二极管平衡电路同步解调电路的组成与基本工作原理。 2、 熟悉二极管平衡电路同步解调电路的测试方法。 3、 熟知同步检波各个技术参数的含义。 8.2 实验内容 8.2.1 二极管平衡电路解调DSB 图8.1 二极管平衡解调电路 1、完成电路的搭建、示波器的连接； 2、通过示波器观察节点9和3的波形，并说明是什么信号？ 3、A1，V3，V4去掉，换成AM信号源，振幅为0.35V,载频为50kHz，调制信号频率为0.5 kHz，调制系数为0.5。再通过示波器观察两个节点的波形。同步检波是否可以解调AM波？ 8.2.2 模拟乘法器同步检波 图8.2 模拟乘法器同步检波电路 1、通过示波器观察7和9节点的波形 8.3 实验要求 1、明确实验目的。 2、熟悉Multsim各个器件、模块和仪器的调用。 3、根据实验电路原理图在Multisim中搭建出总电路图，并说明其工作原理。 4、每个步骤需有相应的仿真波形并解释其含义。 5、理解并能解释电路相应参数变动而带来的电路波形变化的含义。 6、整理仿真数据，得出结论。