实验一 高频小信号放大器的MULTISIM 仿真实验目的:1、了解MULTISIM 的基本功能、窗口界面、元器件库及工具栏等;2、掌握MULTISIM 的基本仿真分析方法、常用仿真测试仪表等;3、掌握高频小信号放大器MULTISIM 仿真的建模过程。
实验内容及步骤:(一)单频正弦波小信号放大器的MULTISIM 仿真。
1)根据图一所示高频小信号放大器电路,创建仿真电路原理图。
要求输入信号的幅度在2mV---1V 之间、频率在1MHz---20MHz 之间;2)根据实际情况设置好电路图选项,接入虚拟仪器并设置合适的参数。
打开仿真开关,运行所设计好的电路,给出输入输出信号的波形图和频谱图。
根据初步仿真结果改变电路元器件的型号和参数,使输出信号波形无失真、幅度放大10倍以上; 1、实验原理图C3100nFC1100nFC230pFC4100uFQ12N1711C51nFR25.1kΩR3470ΩT1TS_AUDIO_10_TO_1R4100Ω12VVCCV12mVpk 10MHz 0°50%100kΩKey=AR1ABTG XSC1R540kΩTIN XSA12、由示波器观测到的输出波形:3、此时的输出信号的频谱分析通过改变输入信号的频率观察到电路谐振频率保持不变.4、改变输入信号的幅度,用示波器观察输出电压波形,测量出输出波形不失真情况下输入信号幅度的变化范围为1mV到21mV。
5、改变输入信号的频率,用示波器观察输出电压幅度的变化情况输入信号Vi(mv) 7.50.9 1 2 3 4 5 6 7 8 9输入信号fs(MHz)输出信号Vo (v ) 86 125 252 40500570780 816820825输入信号Vi (mv ) 7.5 输入信号fs (MHz )10 11 12 13 14 15 16 20 30 40输出信号Vo (v ) 822 814 800 794 786 660 560 500 120 190 通频带B 为22MHz 矩形系数K 0.1为3.556、改变R5(负载)的值,用示波器观察输出电压波形和峰峰值的变化情况 R5/k1510152050100500 800 输出V/mv 20 100 200 300 450 1000 2000 40004000(二)多频正弦波合成小信号放大器的MULTISIM 仿真。
1)根据图一所示高频小信号放大器电路,创建仿真电路原理图。
要求输入为幅度在2mV---1V 之间(各不相同)、频率在1MHz---20MHz 之间(各不相同)三个以上的正弦波合成小信号;2)根据实际情况设置好电路图选项,接入虚拟仪器并设置合适的参数。
打开仿真开关,运行所设计好的电路,给出输入输出信号的波形图和频谱图。
根据初步仿真结果改变电路元器件的型号和参数,使输出信号波形无失真、幅度放大10倍以上; 1、实验原理图C 3100nFC 1100nFC 230pFC 4100uFQ12N 1711C 51nFR 25.1kΩR 3470ΩT1TS_AU D I O_10_TO_1R 4100Ω12VVC CV11m Vpk 5M H z 050%100kΩKey=AR 1ABTG XSC 1R 540kΩV25m Vpk 11M H z 0V38m Vpk 20M H z 02、由示波器观测到的输出波形3、此时的输出信号的频谱分析(三)结论分析1)滑动变阻器R1的阻值:在其他的条件都不变的情况下,当R1的阻值增加时,阻值越大,输出电压的放大倍数越大,只是当R1增加到一定程度的时候,输出电压的增加基本不变,继续增大则输出波形失真。
(2)负载R5:保持条件不变,当负载电阻增加时,输出电压增益变大,在一定的范围内增加负载的阻值可增加电路的品质因数,使得频帯集中,利于电路功能的实现。
负载过大会导致输出波形产生截止失真。
(四)心得体会通过这次实验我认识到在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在老师讲解时就会听不懂,这将使你在做实验时的难度加大,浪费做实验的宝贵时间.比如做应变片的实验,你要清楚电桥的各种接法,如果你不清楚,在做实验时才去摸索,这将使你极大地浪费时间,使你事倍功半。
接下来我会认真准备下一次试验的。
实验二振幅调制与解调制电路的MATLAB仿真实验目的:1、深入理解各种振幅调制与解调制电路的工作原理;2、掌握振幅调制与解调制电路的MATLAB仿真方法。
实验原理:进行AM调幅当调制信号为,载波信号为则AM信号为其中;定义一个am函数带有可表示载波和调制信号参数的形参function y=am(Ac,Fc,ma,Aw,Fw);定义抽样率要满足抽样定理要大于载波频率的两倍以上。
画图范围,为了显示包络波形需取调制信号周期的倍数。
T=0:1/(10*Fc):3/Fw;进行DSB调幅当调制信号为,载波信号为则DSB信号为。
DSB调幅步骤同单一频率的AM 调幅类似只是在生成DSB波时不加入直流分量实验内容及步骤:1、编写matlab程序实现AM振幅调制与解调制的设计与仿真;1)设计AM振幅调制与解调制仿真电路,要求调制信号的幅度A和频率F可变;载波信号的幅度A和频率F可变,调制度ma可变;2)绘制调制信号u11、载波信号uc1和已调波信号uam1的时域波形图和频谱图(要求谱线清晰);3)要求调制信号为三个以上正弦波信号的合成,幅度和频率均可变,绘制调制信号u12、载波信号uc1和已调波信号uam2的时域波形图和频谱图(要求谱线清晰);4)用同步检波对已调波信号uam1进行解调制,在同一幅图中绘制原调制信号u11和解调后的信号y11,并绘制这两个信号的频谱图;5)用同步检波对已调波信号uam2进行解调制,在同一幅图中绘制原调制信号u12和解调后的信号y12,并绘制这两个信号的频谱图。
1.单调制信号的AM波function [u11,uc1,uam1] =dantiaozhixinhaoAMbo (a1,a2,f1,f2,ma)%a1 调制信号的幅度;%f1 调制信号的频率;%a2 载波信号的幅度;%f2 载波信号的频率;%ma 调制度fs=20*max(f1,f2);t=0:1/fs:2/min(f1,f2);u11=a1*cos(2*pi*f1*t); %设调制信号频率uc1=a2*cos(2*pi*f2*t); %设载波频率uam1=(1+ma*u11).*uc1; %AM振幅调制X=fftshift(fft(u11));Y=fftshift(fft(uc1));Z=fftshift(fft(uam1));F=linspace(-fs/2,fs/2,length(t));subplot(3,1,1);plot(t,u11);grid onsubplot(3,1,2);plot(t,uc1);grid onsubplot(3,1,3);plot(t,uam1);grid onfigure;subplot(3,1,1);plot(F,abs(X));grid onsubplot(3,1,2);plot(F,abs(Y));grid onsubplot(3,1,3);plot(F,abs(Z));grid ons=uam1.*uc1;Rp=3;%信号衰减幅度Rs=60;%信号衰减幅度Wp=40/500;%通带截止频率Ws=150/500;%阻带截止频率[n,Wn]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs);%阶数n[b,a]=ellip(n,Rp,Rs,Wn);%传递函数分子分母b,ay11=50*filter(b,a,s);A=fftshift(fft(u11));B=fftshift(fft(y11));F=linspace(-fs/2,fs/2,length(t));figure;subplot(4,1,1);plot(t,u11);grid onsubplot(4,1,2);plot(t,y11);grid onsubplot(4,1,3);plot(F(1800:2250),abs(A(1800:2250)));grid on subplot(4,1,4);plot(F(1800:2250),abs(B(1800:2250)));grid on 在命令窗口出入[u11,uc1,uam1] =dantiaozhixinhaoAMbo(1,3,1000,100000,0.3)得到:单个调制信号的调制波形频谱图检波波形2.三个输入的AM波Function [u11,uc1,uam1]=duogeshurudeAMbo(a11,a12,a13,a2,f11,f12,f13,f2,ma) %a11 调制信号1的幅度;%a12 调制信号2的幅度;%a13 调制信号3的幅度;%f11 调制信号1的频率;%f12 调制信号2的频率;%f13 调制信号3的频率;%a2 载波信号的幅度;%f2 载波信号的频率;%ma 调制度fs=20*f2;t=0:1/fs:2/f11;u11=a11*cos(2*pi*f11*t)+ a12*cos(2*pi*f12*t)+a13*cos(2*pi*f13*t); %设调制信号频率uc1=a2*cos(2*pi*f2*t); %设载波频率uam1=(1+ma*u11).*uc1; %AM振幅调制X=fftshift(fft(u11));Y=fftshift(fft(uc1));Z=fftshift(fft(uam1));F=linspace(-fs/2,fs/2,length(t));subplot(3,1,1);plot(t,u11);grid onsubplot(3,1,2);plot(t,uc1);grid onsubplot(3,1,3);plot(t,uam1);grid onfigure;subplot(3,1,1);plot(F,abs(X));grid onsubplot(3,1,2);plot(F,abs(Y));grid onsubplot(3,1,3);plot(F,abs(Z));grid ons=uam1.*uc1;Rp=3;%信号衰减幅度Rs=60;%信号衰减幅度Wp=40/500;%通带截止频率Ws=150/500;%阻带截止频率[n,Wn]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs);%阶数n[b,a]=ellip(n,Rp,Rs,Wn);%传递函数分子分母b,ay11=5*filter(b,a,s);A=fftshift(fft(u11));B=fftshift(fft(y11));F=linspace(-fs/2,fs/2,length(t));figure;subplot(4,1,1);plot(t,u11);grid onsubplot(4,1,2);plot(t,y11);grid onsubplot(4,1,3);plot(F,abs(A));grid onsubplot(4,1,4);plot(F,abs(B));grid on在命令窗口出入:[u11,uc1,uam1] =duogeshurudeAMbo(1, 2, 3,1,300,500,1000,10000,0.3)得到:三个调制信号的调制波形频谱图检波波形2、编写matlab程序实现DSB振幅调制与解调制的设计与仿真;1)设计DSB振幅调制与解调制仿真电路,要求调制信号的幅度A和频率F可变;载波信号的幅度A和频率F可变;2)绘制调制信号u21、载波信号uc2和已调波信号udsb1的时域波形图和频谱图(要求谱线清晰);3)要求调制信号为三个以上正弦波信号的合成,幅度和频率均可变,绘制调制信号u22、载波信号uc2和已调波信号udsb2的时域波形图和频谱图(要求谱线清晰);观察相位突变点处的波形;4)用同步检波对已调波信号udsb1进行解调制,在同一幅图中绘制原调制信号u21和解调后的信号y21,并绘制这两个信号的频谱图;5)用同步检波对已调波信号udsb2进行解调制,在同一幅图中绘制原调制信号u22和解调后的信号y22,并绘制这两个信号的频谱图。