基于multisim的高頻電路的建模與計算機仿真分析畢業設計-資料下載頁

【導讀】由于高頻電路在生活實際應用中有很大的作用，因而也是通信系統必不可少的環節。所以對于課題基于multisim的高頻電路的建模與計算機仿真分析的研究有很大的意義，并且由于對課題的研究，讓我更深入了解了有關高頻電路的概念。經過對高頻概念基礎概。波振蕩器、高頻功率放大器、混頻器和調幅與解調。通過介紹這幾部分的基礎應用和基本。出結果使電路得到進一步完善。

　　

【正文】 s/Div） ChanneA ChanneB ChanneC ChanneD Scale 10V/Div 100V/Div 10V/Div 10V/Div Y position 2 寧夏大學新華學院本科學位論文 22 圖 345 通道波形 結果分析 混頻器對信號進行調制、擴頻、解擴等處理工作是在低頻段下進行的，然后再將處理好的信號上變頻到高頻段發射出去，同樣我們需要將接收到的射頻信號下變頻到低頻段再做各種信號處理工作 ,混頻器就是起到一個頻譜搬移的作用 調幅與解調 調幅與解調工作原理 解調是調制的逆過程，調幅波的解調即是從調幅信號中恢復出調制信號的過程，通常稱之為檢波， 同步檢波與二極管峰值包絡檢波是常用的兩種調幅波解調電路，同步檢波是利用一個和 調幅信號的載波同頻同相的載波信號與調幅波相乘，在通過低通濾波器濾出高頻分量而獲得調制信號的，理論上講，這種電路能對任何調幅信號實現無失真解調，包括各種調制度的全載波調幅信號、抑制載波的雙邊帶調幅信號、殘留邊帶調幅信號、單邊帶調幅信號等，缺點是在實際工作中載波信號的提取比較麻煩。 調幅（振幅調制）是用低頻調制信號去控制高頻載波的振幅，使其振幅按調制信號的規律而變化，調制是一個非線性過程。從頻譜結構來看，調幅又是一個對調制信號進行頻譜搬移的過程，即把較低的頻譜搬到較高頻譜。 普通調幅電路可分為高 電平調制電路和低電平調制電路兩大類。前者屬于發射機的最后一級，直接產生發射機輸出功率要求的已調波；后者屬于發射機前級產生小功率的已調波，再經過線性功率放大達到所需的發射機功率電平?，F在設 載波電壓為： ? ? tUtu ccmc ?co s? （ 351) 寧夏大學新華學院本科學位論文 23 調制電壓為： tUEu mc ??? ?? co s (352) 上兩式相乘為普通振幅調制信號。 ? ? ? ?? ?? ? ttmU ttUEKUtUtUEKtucascMccmccmmcs???c o sc o s1c o sc o sc o sc o s??????????? (353) 式中稱為調幅系數（或調制指數），它表示調幅波的幅度的最大變化量與載波振幅之比，即幅度變化量的最大值。否則已調波會產生失真。 在抑制載波調幅波的產生電路中，設 載波電壓為： ? ? tUtu Ccmc ?co s? (354) 調制電壓為： ? ? tUtu m ?? ?? co s (355） 經過模擬乘法器電路后輸出電壓為抑制載波雙邊帶振幅調制信號為 : ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ?ttUKUttUKUtutKutuCcmcmcmcmc????????????????c o sc o s21c o sc o s0 （ 356） 計算機仿真 353式，由乘法器（ K＝ 1）組成的普通調幅（ AM）電路圖 351 所示，可獲得通信系統中常用的普通調幅（ AM）。高頻載波信號電壓 uc（ t）（圖中的 V2）加到 Y輸入端口；直流電壓 U3（圖中的 V3）和低頻調制信號 uΩ（ t）（圖中的 V1）加到 X輸入端口，仿真運行圖 351電路，可得輸出電壓波形如圖 351（ b），滿足式（ 351）關系。 （ a）乘法器組成的普通調幅（ AM）電路 寧夏大學新華學院本科學位論文 24 （ b）普通調幅（ AM）仿真輸出波 形 圖 351 乘法器組成的普通調幅（ AM）電路 （ K＝ 1）組成的抑制載波雙邊帶調幅（ DSB/SC AM）電路如圖 352 所示，可獲得通信系統中常用的抑制載波雙邊帶信號（ DSB/SC AM）。高頻載波信號電壓V2（ uc（ t））加到 Y 輸入端口。低頻調制信號 V1（ uΩ（ t））加到 X 輸入端口，仿真運行圖 352 電路，可得輸出電壓波形如圖 352（ b）（ K＝ 1），滿足式（ 352）所示。 （ a） 乘法器組成的抑制載波雙邊帶調幅電路 寧夏大學新華學院本科學位論文 25 （ b）抑制載波雙邊帶調幅仿真輸出波形 圖 352 乘法器組成的抑制載波雙邊帶調幅電路 結果分析 單頻調制信號仍是等幅波但它與原載波電壓是不同的。 SSB 信號的振幅與調制信號的幅度成正比，它的頻率隨著調制信號頻率的不同而不同，因此它含消息特征，單邊帶信號的包絡與調制信號的包絡性狀相同。 寧夏大學新華學院本科學位論文 26 4 調幅收音機的計算機仿真分析 調幅收音機的實驗原理 超外差式收音機：是指輸入信號和本機振蕩信號產生一個固定中頻信號的過程。如果把收音機收到的廣播電臺的高頻信號，都變換為一個 固定的中頻載波頻率（僅是載波頻率發生改變，而其信號包絡仍然和原高頻信號包絡一樣），然后再對此固定的中頻進行放大，檢波，再加上低放級，就成了超外差式收音機。這種接收機中，在高頻放大器和中頻放大器之間須增加一級變換器，通常稱為變頻器，它的根本任務是把高頻信號變換成固定中頻。而由于中頻頻率（我國采用 465 千赫）較變換前的高頻信號（廣播電臺的頻率）低，而且頻率是固定的，所以任何電臺的信號都能得到相等的放大量。另外，中頻的放大量容易做得比較高，而不易產生自激，所以超外差式收音機可以做得靈敏度很高。由于外來電臺必須經 過“變頻”變成中頻頻率才能通過中頻放大回路，所以可以提高收音機的選擇性。一般的超外差式收音機組成方框圖如圖 411 所示。 圖 411 超外差式調幅接收系統框圖 圖中主要由輸入回路、高頻小信號調諧放大器、混頻器、本機振蕩、中頻放大器、檢波器、低頻放大等電路組成。在一些超外差接收機里，為保證輸出信號電平恒定，還往往增加自動增益控制電路，控制高頻放大級和中頻放大級的增益。 （ 1）輸入回路 輸入回路是接收系統選擇信號的第一關。它的作用是初步選取接收系統要接收的某一載波信號，以盡量少的 損耗傳送到下一級，并抑制接收頻率以外的一切干擾信號。衡量輸入回路性能的指標主要有通頻帶和選擇性。為了保證信號不產生頻率失真，通頻帶要有適當的寬度；為了對鄰頻道信號有足夠的衰減，要有一定的選擇性。 （ 2）高頻小信號調諧放大器 高頻小信號放大器對天線接收下來的微弱信號進行電壓放大，同時，進一步對接收信號進行篩選。衡量此電路性能的指標主要有電壓放大倍數（或電壓增益）、通頻帶和選擇性。 （ 3）混頻器 混頻器將輸入信號的載頻 f0 與本機振蕩信號頻率 fL 進行頻率變換，使輸入信號的載頻變 成固定的中頻信號，并保持其調制規律不變。混頻器有高中頻和低中頻之分，高中寧夏大學新華學院本科學位論文 27 頻取 f0 與 fL 之和，低中頻取 f0 與 fL 之差。 （ 4）本機振蕩 本機振蕩即正弦波振蕩器，產生頻率為 fL 的等幅振蕩信號，并將信號送入混頻器與輸入信號的各個頻率分量進行混頻， 計算機仿真 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。 圖 421 低頻及功率放大仿真圖 （ 2）低頻及功率放大電路的仿真波形圖如圖 422 所示。 圖 422 低頻功率放大電路的仿真波形圖 寧夏大學新華學院本科學位論文 28 說明：低頻及功率放電路輸入的是經中放 檢波輸出的頻率為 1KHZ 左右的信號，經低頻及功率放電路輸出頻率變化不大振幅放大的信號波形。 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。 圖 423 中放 檢波電路仿真圖 （ 2） 中放 檢波電路的仿真波形圖如圖所示。 圖 424 中放 檢波電路仿真波形圖（一） 說明：上圖為 中放 檢波電路的輸入部分仿真波形圖，輸入信號經中放后明顯放大。寧夏大學新華學院本科學位論文 29 將放大后的波形輸入檢波電路，進行檢波處理。 圖 424 中放 檢波電路仿真波形圖（二） 說明：上圖為上圖為中放 檢波電路的檢波輸出部分仿真波形圖，信號將檢波處理后輸出低頻的音頻信號。 混頻電路部分 （ 1）混頻電路部分的電路圖如圖 425 所示。 圖 425 混頻電路的計算機仿真圖 寧夏大學新華學院本科學位論文 30 （ 2）混頻電路的仿真波形圖如圖 426 所示。 圖 426 混頻電路的仿真波形 說明：從天線接收到得高頻信 號通過輸入電路與收音機的本機振蕩頻率（我國的標準為 465kHZ）輸入混頻器，混頻器輸出的中頻。 結果分析 通過對調幅收音機的原理分析，進一步掌握了調幅收音機的工作原理，利用計算機軟件對調幅收音機幾部分進行計算機仿真分析，通過分析結果，更明確了調幅收音機的有關知識，并且經過實驗仿真，在分析和解決問題上也有了明顯的進步。 寧夏大學新華學院本科學位論文 31 5 結論 對于基于 mutisim的高頻電路的建模與計算機仿真分析研究更好的體現了高頻電路在我們生活中的應用，生活中，我們在很多地方都離不開它，它廣泛的應用在我們的通 信系統、現代醫療設備、家用電器等各種電子設備中。我們無時無刻不在與高頻電路打交道。通過 multisim軟件對高頻電路的研究，我更準確的掌握了高頻電路的原理和應用，在今后的生活中對我有很大的幫助。 multisim軟件是一個很好的高頻電路仿真軟件 , 用它能迅速準確地對高頻電路進行仿真分析。它不僅能加深對信號波形和頻譜的理解 , 而且能提高對信號波形和頻譜的觀察分析能力。對于我是很好的一款軟件，今后可以利用它對更多的實驗進行仿真分析，更好的理解知識本身所體現的價值。 在做整個畢業設計的過程中，首先，我要對高頻電路做 一個系統的了解，把它分成了幾大塊，通過對這幾大塊的分析仿真來理解高頻電路的特點，要想理解高頻電路的內容，要大量的讀取有關這方面的書籍，我通過計算機和去圖書館查閱下載和摘抄了很多關于高頻電路的知識，每天學習。由于要利用 multisim這款軟件來實現高頻電路的計算機仿真，學習 multisim這個軟件的性能、特點，熟練掌握 multisim軟件的使用方法也變得尤其重要，通過學習 multisim的 ppt 文檔，我一步一步對 multisim這個軟件進行學習。做好初步工作，就要開始做設計了。設計一共分為五章，每章節都有特定 的步驟和分類。首先介紹了緒論，主要是畢業設計的整體構想，通過緒論對畢業設計的整體思想做了一一分析和歸納。其次介紹了高頻電路有關的基礎概念，對于高頻電路、建模、計算機仿真和 multisim都做了定義和基礎的介紹，并通過概念理解了有關高頻電路和設計的一些知識點。然后就進入了設計靈魂之處，對這章必須足夠熟悉和了解所有有關設計的知識點，才能更好的詮釋這章的內容。高頻單元電路的建模與計算機仿真分析，把高頻電路有關的五大塊做了計算機仿真，分別有調諧放大器、正弦波振蕩器、高頻功率放大器、混頻器和調幅與解調。通過對它們的實 驗原理分析和計算機仿真分析得出結論，對于得出的結論要認真分析和理解，以便于之后的學習。然后就要對調幅收音機做系統的理解和仿真了，選擇調幅收音機主要是因為它所涉及到的實驗原理關于高頻電路的內容非常多，它是最能體現高頻電路的工程實例，它的原理和所涉及到的內容包括了調諧放大器、正弦波振蕩器、高頻功率放大器、混頻器和調幅與解調的所有內容，所以對調幅收音機的研究比較直觀，首先要了解調幅收音機的實驗原理，然后通過對調幅收音機所涉及到的每一知識點依次進行計算機仿真得出最后的結論。最后是做整個設計所得到的結論，通過做基于 multisim的高頻電路的建模和計算機仿真分析這個畢業設計，得到結論，并發現它所體現的價值和重要性。 通過畢業設計基于 multisim的高頻電路的建模與計算機仿真分析，我更深入的理解了高頻電路的內容和概念，并且對于其它部分的理解，我對調幅收音機這個貼切我生活的電器有了更好的理解。通過設計，我也發現，我對一些基礎概念理解和了解并不夠，要多補充基礎知識，對于計算機方面，我所學要學習的地方也很多，以后要看更多的書籍，補充有關專業的知識。 寧夏大學