通信电子电路——仿真实验1 高频小信号调谐放大器电路设计

实验背景

实验要求

实验思路

• multisim 14仿真
• 三极管放大电路 静态工作点的调节
  • 固定基级为6V直流偏置（或者别的较为合适的偏置）
  • 固定发射极电阻 调节集电极电阻
  • 固定集电极电阻 调节发射极电阻
  • $I_{CE}\in [\frac{1}{4}I_{CEmax},\frac{1}{2}I_{CEmax}]$ICE​∈[41​ICEmax​,21​ICEmax​]
• 连接幅频分析仪 测试调谐效果
  • 估算电感 电容的数量级
  • 固定电感值 调节电容值

静态电路分析

由于直流静态工作 因此电感短路 电容短路
$V_{CE}=12V-5.22V=6.78V$VCE​=12V−5.22V=6.78V

$V_{BE}=\frac{12V}{2}-5.22V=0.78V$VBE​=212V​−5.22V=0.78V

$静态工作点 I_{CQ}=20.9mA\approx\beta I_{BQ}$静态工作点ICQ​=20.9mA≈βIBQ​

∴$\beta=\frac{20.9mA}{86.4\mu A}=241.9$β=86.4μA20.9mA​=241.9

故显而易见 三极管是工作在放大区的

根据这个经典图线
合适的静态工作点应该尽量居中 这里我设为20mA 因为最大电流 即负载短路 最大电流也就100mA
其实这里并非关键 也没必要考虑太仔细 你做到完美静态工作点居中也未必是最佳答案
主要看后面动态交流瞬时分析 你的波形怎么样

交流瞬时分析

完整电路图：

输入$f=10.7MHz$f=10.7MHz的正弦波

输出波形：

可见 输出电压峰峰值（幅度 amplitude）为$V_{opp}=691.7mV$Vopp​=691.7mV

因此 幅度增益为$A_v=20lg\frac{V_{opp}}{V_{ipp}}=20\times lg\frac{691.7}{10}=36.7dB>20dB$Av​=20lgVipp​Vopp​​=20×lg10691.7​=36.7dB>20dB

输出频率为$f_o=\frac{1}{93.871 ns}=10.65MHz\approx10.7MHz$fo​=93.871ns1​=10.65MHz≈10.7MHz

肉眼可见图线不明显失真 且增益 频率均能达到要求

交流特性曲线

$10.7MHz$10.7MHz增益：

• $f_L=7MHz$fL​=7MHz
  
• $f_H=15.7MHz$fH​=15.7MHz
  

可见 比最大值低 3dB 即电压为最大值的$\frac{1}{\sqrt{2}}$2​1​的通频带 $BW\approx8.7MHz$BW≈8.7MHz

而对于 比最大值低20dB 即电压为最大值的0.1的频带

• $f_H=71.411MHz$fH​=71.411MHz
  
• $f_L=1.284MHz$fL​=1.284MHz
  

∴$B_{0.1}=71.411-1.284=70.127MHz$B0.1​=71.411−1.284=70.127MHz

矩形系数 rectangular coefficient $K_{r0.1}=\frac{B_{0.1}}{BW}\approx8.06<10$Kr0.1​=BWB0.1​​≈8.06<10