混频器【Multisim】【高频电子线路】
目录
一、实验目的与要求
二、实验仪器
三、实验内容与测试结果
1、测试输入输出波形,说明两者之间的关系
2、测试输出信号的频谱(傅里叶分析法)
3、将其中一个二极管反接,测试输出波形,并解释原因;将两个二极管全部反接,测试输出波形,并解释原因。
4、将R3、R4去掉,测试输出波形,并解释原因
5、若将AM信号的载波频率改为800kHz,并保持输出中频频率不变,则哪个(些)电路参数应作何改动?实验验证。
四、实验结果分析
一、实验目的与要求
1、加深对混频器功能的理解
2、掌握二极管开关平衡混频器工作原理
3、掌握混频器的Multisim测试方法
二、实验仪器
微机,仿真软件Multisim13.0
三、实验内容与测试结果
在Multisim13.0电路窗口中,创建如下图所示仿真电路。
图1
1、测试输入输出波形,说明两者之间的关系
对图1单击仿真按钮,从示波器中观察到的输入输出波形如下:
输入与输出的包络形状完全相同,但信号的频率不同,输入是1000kHz,输出为1465-1000=465kHz (本质区别)
2、测试输出信号的频谱(傅里叶分析法)
选择软件Fourier analysis (傅里叶分析),参数设置如下:“分析参数”标签中的取样选项中频率分解(基本频率)选择1000Hz,谐波数量为1000;“Output(输出)”标签中v(9)为输出变量,测试结果如下:
3、将其中一个二极管反接,测试输出波形,并解释原因;将两个二极管全部反接,测试输出波形,并解释原因。
将其中一个二极管反接,破坏了电路的上下平衡结构,Vs抵消了,所以不能实现混频功能,输入输出波形如下:
两个二极管同时反接,平衡结构未改变,仍然能实现混频的功能,输入输出波形如下:
4、将R3、R4去掉,测试输出波形,并解释原因
输出信号是串联谐振回路R与并联谐振回路R并联之后的电位(节点4的电位)
R4去掉,在RCL串联谐振回路,相当于短路;R3去掉,在RCL并联谐振回路,相当于开路
R3、R4存在的作用,使品质因数Q增大,曲线变尖锐,带宽变小。
5、若将AM信号的载波频率改为800kHz,并保持输出中频频率不变,则哪个(些)电路参数应作何改动?实验验证。
V1、V2频率改为1265kHz,V3改为800kHz
四、实验结果分析
对上述实验内容及测试结果分别分析如下:
- 1、实验内容1的测试结果表明:V1、V2是本振信号,V3是调幅波。混频器是一个三端口(六端)网络:有两个输入信号高频已调波和本地振荡信号(V1、V2),一个中频输出信号(已调波V3);变换前后调制规律不变,即输出信号与输入信号相比,包络形状完全相同,各频谱分量的相对大小和相互距离并不发生变化。
- 2、实验内容2的测试结果表明:利用傅里叶分析法测得输出信号的频谱,谱线有三条,分别是464KHz、465KHz、467KHz,也能说明该电路是个频谱搬移电路。
- 3、实验内容3的测试结果表明:反接一个二极管,破坏了电路的上下平衡结构,不能实现混频功能,两个二极管同时反接,电路的平衡结构未改变,仍然能实现混频的功能。
- 4、实验内容4的测试结果表明:虽然是调幅波,但是有失真,原因是:带通型滤波器特性曲线尖锐还是平缓取决于R3、R4,R3、R4越小曲线越尖锐,意味着通频带越窄,对信号的选择性也就越差。而混频信号宽度为2kHz,带宽大于2kHz则可以不失真的输出,但是带宽减小了,两边的谱线输出有些被滤掉了,所以输出的调幅波波形失真。
- 5、实验内容5的测试结果表明:若想保证输出中频频率(465KHz)固定不变,就需要载波频率和本振频率联调,它们的频率变化大小要保持同步。
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