《高频电子线路》课程设计报告.docx
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《高频电子线路》课程设计报告
《系统仿真》课程设计报告成绩：
高频电子线路仿真
姓名：
班级：
授课教师：
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2015年01月
仿真一RLC串联谐振电路仿真
一、仿真目的：
1.设计电路
2.输出并观察波形
二、仿真原理：
一个优质电容器可以认为是无损耗的（即不计其漏电阻），而一个实际线圈通常具有不可忽略的电阻。
把频率可变的正弦交流电压加至电容器和线圈相串联的电路上。
若R、L、C和U的大小不变，阻抗角和电流将随着信号电压频率的改变而改变，这种关系称之为频率特性。
当信号频率为f=012fLC时，即出现谐振现象，且电路具有以下特性：
（1）电路呈纯电阻性，所以电路阻抗具有最小值。
（2）I=I。
=U/R即电路中的电流最大，因而电路消耗的功率最大。
同时线圈磁场和电容电厂之间具有最大的能量互换。
工程上把谐振时线圈的感抗压降与电源电压之比称之为线圈的品质因数Q。
三、仿真内容及步骤：
1、
设计电路自选元器件及设定参数。
设计RLC串联谐振电路图如下图：
四、仿真结果
仿真二RLC并联谐振电路仿真
一、仿真目的：
1.利用计算机分析并联谐振电路的特性
2.理解并联谐振的谐振条件和谐振频率
二、仿真原理：
1、RLC并联电路的电压、电流关系
RLC并联电路发生谐振的条件是XL=XC，则IL=IC，根据谐振条件，可求出谐振角频率。
RLC并联谐振电路的性质有些与串联谐振电路相似，有些与串联谐振相反。
其特性如下：
（1）当电压一定时并联谐振电路的电流最小，这与串联谐振电路相反。
电感支路的电流与电容支路的电流完全补偿，总电流I=IR最小。
（2）并联谐振电路的总阻抗最大，这与串联谐振电路相反。
（3）并联谐振频率与串联谐振频率相同。
（4）谐振时，总电流与电压相同，电路呈电阻性，这与串联谐振电路相同。
三、仿真内容及步骤：
串联谐振电路如下图：
四、仿真结果：
仿真三电感三端式振荡电路仿真
一、仿真目的：
1.设计电路
2．输出并观察波形
二、仿真原理：
1、平衡条件
振荡器的平衡条件即为
=K（jw）F（jw）=1也可以表示为
|T（jw）|=KF=1
即为振幅平衡条件和相位平衡条件。
平衡状态下，电源供给的能量正好抵消整个环路损耗的能量，平衡时输出幅度将不在变化：
振幅平衡条件决定了振荡器输出信号振幅的大小；环路只有在某一特定的频率上才能满足相位平衡条件：
相位平衡条件决定了振荡器输出信号频率的大小。
2、起振条件
振荡器在实际应用时不应有外加信号，而应是一加上电后即产生输出；振荡的最初来源是振荡器在接通电源时不可避免地存在的电冲击及各种热噪声。
振荡开始时激励信号很弱，为使振荡过程中输出幅度不断增加，应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大，即振荡开始时应为增幅振荡。
由|T（jw）|>1,U’（jw）>U（jw）可知，T（jw）>1称为自激振荡的起振条件，也可写为
|T（jw）|=YRF’>1
n=0,1,2…
分别称为起振的振幅条件和相位条件，其中起振的相位条件即为正反馈条件。
3、稳定条件
振荡器的稳定条件分为振幅稳定条件和相位稳定条件。
（1）振幅稳定条件要使振幅稳定，振荡器在其平衡点必须具有阻止振幅变化的能力。
具体来说，就是在平衡点附近，当不稳定因素使振幅增大时，环路增益将减小，从而使振幅减小。
（2）相位稳定条件振荡器的相位平衡条件是φT（ω0）＝２ｎπ。
在振荡器工作时,某些不稳定因素可能破坏这一平衡条件。
如电源电压的波动或工作点的变化可能使晶体管内部电容参数发生变化,从而造成相位的变化,产生一个偏移量Δφ。
由于瞬时角频率是瞬时相位的导数,所以瞬时角频率也将随着发生变化。
为了保证相位稳定,要求振荡器的相频特性φT（ω）在振荡频率点应具有阻止相位变化的能力。
具体来说,在平衡点ω=ω0附近,当不稳定因素使瞬时角频率ω增大时,相频特性φT（ω0）应产生一个-Δφ,从而产生一个-Δω,使瞬时角频率ω减小
三、仿真内容和步骤：
电感三端式振荡电路如下图：
四、仿真结果：
电感三端式振荡电路仿真结果如下图：
仿真四克拉伯振荡电路
一、仿真目的：
1.设计电路
2.输出并观察波形
二、仿真原理：
克拉普振荡器是一种由晶体管（或真空管）与一组正反馈电路组成的振荡器。
根据下图可知此电路使用1个电感与3个电容，其中的2个电容（C1及C2）用来分压以决定施于晶体管输入端的回授电压。
克拉普振荡器是以Colpitts振荡器为基础，在原本的电感前多串联1个电容。
下图中使用场效晶体管的振压器电路的振荡频率（单位为赫兹）是：
三、仿真内容和步骤：
1、设计电路自选元器件及设定参数。
设计克拉伯振荡电路图如下图：
四、仿真结果：
克拉伯振荡电路结果图如下图：
仿真五石英晶体振荡器
一、仿真目的：
1.设计电路
2.输出并观察波形
二、仿真原理：
石英晶体振荡器，石英谐振器简称为晶振，它是利用具有压电效应的石英晶体片制成的。
这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动，当交变电场的频率与石英晶体的固有频率相同时，振动便变得很强烈，这就是晶体谐振特性的反应。
利用这种特性，就可以用石英谐振器取代LC（线圈和电容）谐振回路、滤波器等。
由于石英谐振器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点，被应用于家用电器和通信设备中。
石英谐振器因具有极高的频率稳定性，故主要用在要求频率十分稳定的振荡电路中作谐振元件
三、仿真内容和步骤：
1、设计电路自选元器件及设定参数。
设计石英晶体振荡电路图如下图：
四、仿真结果：
石英晶体振荡电路结果图如下图：
仿真六高频小信号放大电路
二、仿真目的：
1.设计电路
2.输出并观察波形
二、仿真原理：
利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。
因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流（或电压）是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。
经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。
主要质量指标
1.增益
2.通频带
3.选择性
4.工作稳定性
5.噪声系数
三、仿真内容和步骤：
1、设计电路自选元器件及设定参数。
设计高频小信号放大电路图如下图：
四、仿真结果：
高频小信号放大电路结果图如下图：
仿真七双调谐回路谐振放大电路
二、仿真目的：
1.设计电路
2．输出并观察波形
二、仿真原理：
双调谐回路的放大器，其频率响应在通频带内可以做得较为平坦，在频带边缘上有更陡峭的截止。
超外差接收机中的中频放大器常采用双回路的调谐放大器。
单级调谐放大器的增益与带宽的乘积受到放大器件参数的限制。
在器件已选定时，放大器的增益越高，带宽就越窄。
为保证有足够的增益和适当的带宽，往往采用几级调谐放大器级联。
有时将两级（或三级）放大器的回路分别调谐到两个（或三个）不同的频率上，构成参差调谐放大器。
这种放大器具有较宽的频带，总增益较高，但放大器的调整较麻烦。
三、仿真内容和步骤：
1、设计电路自选元器件及设定参数。
设计双调谐回路放大电路图如下图：
四、仿真结果：
双调谐回路放大电路结果图如下图：
仿真八AM调制
二、仿真目的：
1.设计电路
2.输出并观察波形
二、仿真原理：
AM是指对信号进行幅度调制。
一般做法就是先在原信号上叠加一个直流信号，以保证信号f（t）+A>0
然后乘上一个高频的余弦信号，即得到g（t）=[f（t）+A]coswt
在频域上的效果就是将原信号的频谱移动到w处，以适合信道传输的最佳频率范围。
g（t）的包络线即f（t）+A,用一个简单的包络检测电路就可以接收并还原信号了。
三、仿真内容和步骤：
1、设计电路自选元器件及设定参数。
设计AM调制电路图如下图：
四、仿真结果：
AM调制电路结果图如下图：
仿真九DSB调制
一、仿真目的：
1.设计电路
2．输出并观察波形
二、仿真原理：
在消息信号m（t）上不加上直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号，或称抑制载波双边带（DSB-SC）调制信号，简称双边带（DSB）信号。
DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘。
除不再含有载频分量离散谱外，DSB信号的频谱与AM信号的完全相同，仍由上下
对称的两个边带组成。
故DSB
信号是不带载波的双边带信号，它的带宽与AM信号相同，也为基带信号带宽的两倍。
因为不存在载波分量，DSB信号的调制效率是100%，即全部功率都用于信息传输。
但由于DSB信号的包络不再与m（t）成正比，故不能进行包络检波，需采用相干解调。
三、仿真内容和步骤：
1、设计电路自选元器件及设定参数。
设计DSB调制电路图如下图：
四、仿真结果：
DSB调制电路结果图如下图：
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