电磁场与微波实验2011-4

电磁场与微波实验

仿真部分实验四非线性电路仿真注意事项：1、电子课件位于电脑E盘根目录下3、MWO软件通过桌面快捷方式可以打开教学内容安排实验目的实验要求与原理实验步骤实验内容及实验报告要求1234复习集总参数滤波器设计-利用AWRFilterSynthesisWizard通过实验熟悉三极管的特性曲线图通过一个简单的功率放大器的设计来介绍射频非线性电路的设计与仿真，以此来熟悉非线性电路中的各种参数以及各种非线性元件的使用，熟悉支电路的使用等。通过仿真设计熟悉功率放大电路的输出的功率曲线实验目的1、利用AWRFilterSynthesisWizard设计集总参数低通滤波器（复习上次课实验内容）要求：截止频率为800MHz，通带内增益大于-0.5dB，阻带内1000MHz以上增益小于-15dB，通带内反射系数要求小于-10dB。实验要求实验要求2、测量BJT特性曲线3、利用选择的三极管设计电路，仿真其输出功率曲线实验原理滤波器类型：巴特沃斯、切比雪夫与贝塞尔滤波器基本概念巴特沃斯响应（最平坦响应）

巴特沃斯响应能够最大化滤波器的通带平坦度。该响应非常平坦，然后慢慢衰减至截止频率点为-3dB，最终逼近-20ndB/decade的衰减率，其中n为滤波器的阶数。巴特沃斯滤波器特别适用于低频应用，其对于维护增益的平坦性来说非常重要。贝塞尔响应

除了会改变依赖于频率的输入信号的幅度外，滤波器还会为其引入了一个延迟。延迟使得基于频率的相移产生非正弦信号失真。就像巴特沃斯响应利用通带最大化了幅度的平坦度一样，贝塞尔响应最小化了通带的相位非线性。切贝雪夫响应

在一些应用当中，最为重要的因素是滤波器截断不必要信号的速度。如果你可以接受通带具有一些纹波，就可以得到比巴特沃斯滤波器更快速的衰减。三极管的工作状态简介vBEiCtiC

t功率放大电路的特点：输出大功率：负载要获得足够大的输出功率，功放管常工作在接近极限应用状态+Vc-icPc与ic和Vc的关系Pc的瞬时功率为ic和Vc的乘积1、利用AWRFilterSynthesisWizard设计集总参数低通滤波器实验步骤滤波器设计向导出现向导界面……根据设计需要选择滤波器类型根据需要选择是巴特沃斯还是切比雪夫or贝塞尔……滤波器阶数边带频率通带参数及取值。是设计时的参考，一般选择起伏和通带衰减阻抗一般不变这里我们选择集总器件。在其他情况下微带线也可以选择并联元件优先，比如你做7级，选择这项就表示4个电容，反之表示4个电感其他按默认选择即可修改下频率取值……补充修改优化目标并运行仿真计算……优化计算……提示贝塞尔(Bessel)线性相位滤波器正是由于具有向其截止频率以下的所有频率提供等量延时的特性，才被用于音频设备中，在音频设备中，必须在不损害频带内多信号的相位关系前提下，消除带外噪声。另外，贝塞尔滤波器的阶跃响应很快，并且没有过冲或振铃，这使它在作为音频DAC输出端的平滑滤波器，或音频ADC输入端的抗混叠滤波器方面，是一种出色的选择。虽然贝塞尔滤波器在它的通频带内提供平坦的幅度和线性相位（即一致的群延时）响应，但它的选择性比同阶（或极数）的巴特沃斯(Butterworth)滤波器或切比雪夫(Chebyshev)滤波器要差。因此，为了达到特定的阻带衰减水平，需要设计更高阶的贝塞尔滤波器，从而它又需要仔细选择放大器和元件来达到最低的噪声和失真度。我们实验中贝塞尔滤波器COST比较大，一般通过增加阶数实现，本实验最高阶数16阶。NewProject…2、测量BJT特性曲线

设置频率范围及间隔根据实际仿真范围设定范围和频率间隔[注]：这个元件也可在libraries中找到；

选择三极管

选取测量电压电流信号源（类似于晶体管测试仪），并设定驱动电压和电流的大小，并给出测试步长。设置测试仪驱动参数

在工程项目中增加一个测试图。然后设置仿真量：“非线性电流”I-V曲线

单击工具条上的“分析”按钮，即可见到此三级管的输出特性曲线。这些格点间隔就是刚才对特性显示仪预设的，如果刚才对该参量确定为可调，你还可点击Turn,Analyze动态观察曲线变化情况。用此晶体管设计直流偏置电路引入输入匹配电路MWO支持子电路功能，可按需要引入不同电路这个值改成50欧姆在Examples中选匹配网络子电路在系统安装目录中的样例子目录有预先做好的匹配网络子电路。这个目录还有很多微波系统和器件，既可以单独仿真，也可作为元件使用。匹配子网络原理图感兴趣的同学可以立即增加测试图，观测这个匹配网络的阻抗特性输入电路这个值改成50欧姆，大家电脑上课件有错误！

添加测量参量(I_METER)调波指数0表示直流偏值置添加测量参量(V_METER)端口2输出功率参量的设置还可以添加测试图形测量此网络的传输特性和反射特性。S11、S21，也可将上面端口1的音频输入变为可调谐，观测输出连续变化。输出1……输出2……实验内容及实验报告要求使用MWO中的测量元件得到器件三极管的特性曲线图，加入调节，分析动态变化。用此三极管,设计其直流偏置电路,使用谐波平衡仿真来仿真此电路在基波下的输出功率曲线。分析1端口电压变化时2端口输出波形的变化情况。测量I-METER,V-METER参量以及端口1,端口2的一系列参量(Pcomp等).熟悉非线形电路中的各种参数以及各种非线性元件的使用,熟悉支电路的使用.复习滤波器设计，用向导设计集总低通截止频率为800MHz，通带内增益大于-0.5dB，阻带内1000MHz以上增益小于-15dB，通带内反射系数要求小于-10dB。（分别用巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔型）并比