基于Multisim12的高频调谐放大器的仿真分析

1、基于Multisiml2的高频调谐放大器的仿真分析工作频率一般从几兆到几百&赫兹之间。在无线通信中，接收到的信号一般是毫伏级的微弱信号，在传统的电路实验中，由于元器件内部噪声和电子工艺造成的影响，测试结果容易受到干扰3-4。随着仿真技术的快速发展，如今的各种仿真软件已经被广泛应用于电路设计中，从模拟电路到数字电路、从分立元件到集成电路，都能够进行实时动态的仿真分析，极大地提高了电路设计的质量和效率。文章利用仿真软件multisiml2来设计调谐放大电路，并分析电路的相关参数。1Multisiml2软件的功能介绍Multisiml2是一款功能齐全，设计效果可靠的电路虚拟仿真软件，拥有电路

2、设计中常用的元器件、仪器仪表，如有模拟电路设计常用的电容、电阻、电感、二极管和三极管等；也有数字电路常用的触发器、逻辑集成芯片，如74系列、OP系列集成运放、MCU等集成芯片;还有常用的仪器仪表，如万用表、示波器、频谱分析仪、字发生器、逻辑转换器、失真分析仪等；此外，Multisiml2还有实验室没有的测量工具，如AC分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析等5-6,这些功能都能很好地协助开发人员设计电路，提高开发效率。2高频调谐放大电路的仿真分析2.1 LC选频放大电路的原理LC选频放大电路是由电容和电感线圈构成闭合回路组成的，对一定范围频率的信号增益较大，而对其他频率信号起到抑制的作用，谐振电

3、路的中心频率为：2.2 原理图的建立高频调谐放大电路可对微弱混频信号进行放大，对特定范围频率的信号放大效果明显，因此也常用在无线通信系统的接收端的初级部分。为了确保三极管不进入截止区，要求三极管工作在甲类状态，电路原理图如图1所示。图1中，电源电压为5V,通过R1和R2进行直流分压，给三极管的基极提供偏置电压。要满足中心频率的要求,可通过式(1)计算出谐振回路L和C的值，此电路取L2=2.2uH,C3=100pF,反馈电阻R3=lk?鼠2.3 输出波形对图1进行仿真测试，用虚拟示波器观察输入与输出波形如图2所示。从图中可看出，当输入为固定的信号，幅度U=20mV,频率fs=10.7MHz,信号

4、经过谐振放大之后，输出信号没有出现失真现象。此时，输出波形如图2所示，输出幅度达最大值，输入与输出信号的相位相反。2.4 频率特性曲线测试由于在通信系统中，信号并非为单一频率，而是占有一定频带的信号，当所有信号经过谐振回路时，由于幅频特性曲线的不均匀性，对不同频率的信号增益和延迟不相同，从而产生的相位差也不相同，使得输出电压不可避免地产生失真，为了限制谐振回路频率失真的大小而引入了通频带力。先打开仿真按钮，使用虚拟频谱仪测试电路的幅频特性和相频特性，观察电路的信号增益、带宽等参数。调出虚拟频谱仪的幅频特性曲线如图3所示，移动屏幕左边的读数针到增益最大处，此时谐振频率为10.7MHz,增益为32

5、.3dB。按照通频带计算公式，向两边下降3dB,也就是谐振放大器的电压增益从最大值向两边下降0.707倍，所对应的上截止频率fH=11.87MHz,下截止频率fL=9.52MHz,从上面数据中可测得谐振回路的带宽=2.35MHz0相频特性反映输出信号与输入信号相位之间的关系，不同频率的信号相位差是不相同的。在通频带内，信号的相频特性可认为是线性关系，文章的输入频率为单顼率，在中心频率处相位相差为175.6°,如图4所示。而在实物电路的测试当中,元器件对信号的延迟是不能忽略的，输入输出信号相位差一般不等于180%3结束语本实验是利用Multisiml2设计调谐放大电路，能m好地测量电路

6、的各个参数，解决了实物电路中由于仪器的损坏、电路故障等使得实验难以进行的问题。通过对调节静态工作点和谐振回路的参数,就育踞松测得电路新的幅频和相频特性。Multisiml2功能强大，测量仪器齐全，对提高电路设计效率起到重要的作用。参考文献孙活，秦锐，张渝冰.高频小信号调谐放大器实验模块设计与分析中信息系统工程,2015,3:28.2胡宴如，耿苏燕.高频电子线路M.高等教育出版社，2015:10-12.3文毅，胡云峰.工艺及工艺参数对器件电路ESD的影响J.科教文汇（下旬刊），2010,5:133+170.4杨恒，高景旭.电子元器件散粒噪声特性及测试方法几通讯世界，2015,11:236.李剑清.Multisim在电路实验教学中的应用J.浙江工业大学学报，2007,5:543-546.王荔芳，余磊，周晓华.放大电路的MultisimlO仿真分析J.现代电子技术，2011,18