Multisim120辅助高频小信号放大器实验研究.PDF

软件应用 • Software Application Multisim12.0 辅助高频小信号放大器实验研究 文/张振红 以高频实验箱进行高频小信 摘 号放大实验时，实验项目单一，且 要 对高频小信号放大器的理论学习 帮助有限。若辅以Multisim12.0 仿真软件，硬件无法进行的实验 项目可以进行仿真，对于高频小 信号放大器理论学习将有更大的 帮助。 【关键词】高频小信号放大 硬件实验 Multisim12.0仿真 高频小信号调谐放大器是各类通信设备 图1：硬件电路原理图 中常用的功能电路。由于高频小信号放大器电 路的理论分析比较抽象，在性能指标计算过程 中大多用到近似方法。高频小信号放大器实验 的开设可以有更助于学生对理论教学中的理论 分析及性能指标含义等理解，提高小信号放大 器的教学质量。但基于目前实验条件的限制， 学生操作只限定在实验项目有限的实验箱上， 硬件电路难以升级，内容理解程度受限。本文 将利用 Multisim12.0 仿真软件，以实验箱的高 频小信号放大电路为基础进行仿真搭建，并进 行仿真研究，从而弥补硬件电路无法进行的性 能指标测试及参数变化对放大电路的性能指标 的影响。 1 实验硬件电路 目前高频电子线路实验所用的主要仪器 为 ZYE1201C3 实验箱，高频小信号放大实验 电路为共射极接法放大器，硬件电路原理如图 1 所示。 目前由于实验条件所限，能进行的实 图2：仿真电路图 验项目只有电路调谐和测量电压增益，在实 验中通过调整中周，使电路谐振于输入信 号频率 10.7MHz，并测量电路的放大倍数 为 A = = =14.7 。由于高频小信 v 号放大器的通频带与电压增益的乘积的关系 为 A *Δf = ，根据晶体管的工作点 v0 0.7 查有关手册可计算出其等效 Y 参数 ( 其中， |y | ≈22.5ms ，C =123pF ) ，可近似估算出通频 fe Σ 带 2Δf0.7=1.97MHz 。由于通频带是通过理论近 似计算得出，因此实际数值与计算值可能用较 大误差。对于理论教学中提到的 LC 回路的选 频作用是怎么样实现的，LC 回路的品质因数 对放大器性能指标的影响是如何体现的，在上 述的实验项目中不能得到体现，这样对于理论 图3：输入输出波形图和波特图 教学的中有关问题的帮助作用不大。若在完成 92 • 电子技术与软件工程 Electronic Technology Software Engineering Software Application • 软件应用 实验箱硬件电路基础上，采用 Multism12.0 仿 真软件，搭建与实验箱硬件一样的高频小信号 放大电路并进行仿真分析，可以使学生了解高 频小信号放大电路设计方法，并深入理解各部 分元件在电路中所起到的作用。当改变仿真电 路参数时，用虚拟仪器对改变参数后电路的输 出电压和通频带进行测量，还能使学生加深高 频小信号放大器电路参数变化对性能指标影响 的理解。 2 Multisim12.0的仿真电路及分析 2.1 软件介绍 Multisim12.0 是美国国家仪器有限公司推 出的以Windows 为基础的仿真工具，适用于 图4：频率计和输入输出波形图 板级的模拟 / 数字电路板的设计工作。软件包 含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语 言输入方式，具有丰富的仿真分析能力，再结 合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、 轻松、高效地对电路进行设计和验证。 将 Multisim12.0 仿真软件引入高频小信号 放大实验教学，不仅能够克服实验室中的仪器 不足