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1、毕毕 业业 设设 计计 基于基于 MultisimMultisim 的高频电路的建模与计算机仿真分析的高频电路的建模与计算机仿真分析 学学 院院 名名 称：称： 新华学院新华学院 专专 业业 名名 称：称： 电子信息工程 年年 级：级： 20072007 级 学学 生生 学学 号：号： 1200724726012007247260 学学 生生 姓姓 名：名： 指指 导导 教教 师：师： 申申 请请 日日 期：期： 2011-5-42011-5-4 宁夏大学新华学院本科学位论文 I 摘摘 要要 由于高频电路在生活实际应用中有很大的作用，因而也是通信系统必不可少的环节。 所以对于课题基于 mult
2、isim 的高频电路的建模与计算机仿真分析的研究有很大的意义， 并且由于对课题的研究，让我更深入了解了有关高频电路的概念。经过对高频概念基础 概念的理解，将高频电路的几部分做一深入的分析和计算机仿真，分别有调谐放大器、 正弦波振荡器、高频功率放大器、混频器和调幅与解调。通过介绍这几部分的基础应用 和基本原理,利用电子设计工具软件 Multisim 对电路从方案选择、单元电路设计、元器 件参数选取等方面进行具体设计分析，同时对电路进行仿真测试，通过仿真结果分析电 路特性，得出结果使电路得到进一步完善。并且经过对基础概念的理解，深入分析调幅 收音机的工作原理。 关键词关键词：高频电路； 建模； 计
3、算机仿真； 调幅收音机 宁夏大学新华学院本科学位论文 II AbstractAbstract The high frequency circuit is the actual application has a large part, and is also essential to link communications systems. so based on the issue of high frequency circuit multisim modeling and simulation study of computer analysis is of great signific
4、ance and the subject of research, let me better understanding about the concept of the high frequency circuit.By the concepts underlying concept of high frequency of the high frequency circuit several parts to make a thorough analysis and computer simulations, tuning of an amplifier, sinusoidal wave
5、s oscillator, high frequency of power amplifier, frequency and am and demodulates.By introducing the few parts of the application and principles,the use of electronic design tools Multisim power amplifier circuit of from the program selection, cell design, component selection and other aspects of th
6、e specific parameters of design analysis, simulation testing the circuit at the same time , the simulation results of circuit characteristics, the circuit has been further improved.And the basic concepts to understand, analyze am radio works. Keywords: High frequency circuit； Modeling； Computer simu
7、lations； Am radio. 宁夏大学新华学院本科学位论文 III 目目 录录 1 绪绪 论论 5 1.1 选题背景、目的及意义.5 1.2 国内外研究综述.5 1.3 预期内容和目标.6 1.4 研究方法.6 2 高频电路的有关基础概念高频电路的有关基础概念 7 2.1 高频电路7 2.2 建模7 2.2.1 建模的概念 .7 2.2.2 建模过程中的主要活动包括 .7 2.3 计算机仿真7 2.3.1 仿真的定义 .7 2.3.2 计算机仿真 8 2.4 MULTISIM 10 软件介绍8 3 高频单元电路的建模与计算机仿真分析高频单元电路的建模与计算机仿真分析 9 3.1 调谐放
8、大器.9 3.1.1 调谐放大器的工作原理 9 3.1.2 计算机仿真 11 3.1.3 结果分析 16 3.2 正弦波振荡器.16 3.2.1 正弦波振荡器的工作原理 16 3.2.2 计算机仿真 17 3.2.3 结果分析 19 3.3 高频功率放大器.19 3.3.1 高频功率放大器的工作原理 19 3.3.2 计算机仿真 21 3.3.3 结果分析 24 3.4 混频器.24 3.4.1 混频器的工作原理 24 3.4.2 计算机仿真 25 宁夏大学新华学院本科学位论文 IV 3.4.3 结果分析 27 3.5 调幅与解调.27 3.5.1 调幅与解调工作原理 27 3.5.2 计算机
9、仿真 28 3.5.3 结果分析 31 4 调幅收音机的计算机仿真分析调幅收音机的计算机仿真分析 32 4.1 调幅收音机的实验原理.32 4.2 计算机仿真.33 4.3 结果分析.36 5 结论结论 37 参考文献参考文献 .38 致谢致谢 .39 宁夏大学新华学院本科学位论文 1 1 1 绪绪 论论 1.1 选题背景、目的及意义选题背景、目的及意义 高频电路是在高频段范围内实现特定电功能的电路,它被广泛地应用于通信系统、现 代医疗设备、家用电器等各种电子设备中，在我们的生活中它是必不可少的，存在于我 们生活的每一个角落。高频电路主要研究通信系统中共用的基本单元电路，而且主要是 讨论非线性
10、电子线路。 根据论文所要求设计的基于 Multisim 的高频电子线路的建模与计算机仿真,必须熟 悉 Multisim 软件的操作使用方法，熟练建立各种设计仿真电路, 并能快速准确地对电 路性能进行仿真分析。根据 Multisim 仿真理解高频电路的具体内容，并且通过理解内容， 深一步理解调幅收音机的工作原理，并根据工作原理在计算机中进行仿真。并可以通过 改变设计方案和电路参数来满足设计和分析的需要, 用示波器观察电压、电流、信号波 形,能达到最佳的仿真效果。为电路的实现、调制和运行提供了基本依据。 电子类人才的培养很大程度上是建立在实验和实训基础上的，需要在实践中积累经 验，提高能力。仿真软
11、件的出现，极大地改变了传统的实验模式。Multisim 是一款主要 用于电路开发和仿真的软件，高频电路在电子信息专业中占取了很大一部分作用，通过 Multisim 软件对高频电路一些典型内容的仿真分析，更确切掌握了它所包含的内容，与 传统的电路设计过程相比较省去了用实际元器件选择、安装、调试电路的过程既省钱又 省工极大地提高了电路设计效率和设计质量。对我们来说是有非常重大的意义。 1.2 国内外研究综述国内外研究综述 历史已经跨入 21 世纪，电脑已经走进寻常百姓家，在新的世纪里，学习电子技术已 经离不开计算机。首先随着电子技术器件的发展，尤其是近年来超大规模集成电路芯片 的迅猛发展，为计算机
12、技术的发展奠定了硬件基础，反过来，先进的计算机技术又为电 子技术提供了广阔的发展空间，特别是近年来，世界上许多计算机软件公司纷纷推出专 用于电子电路虚拟仿真的软件，给我们学习电子技术带来了极大的方便，当你学会和掌 握了一款优秀的电子仿真软件，就相当于你拥有了一件具有世界先进水平的实验室，电 子元器件种类丰富，虚拟仪器品种齐全，可以随意调用在虚拟仿真的电子平台上搭建电 路进行虚拟仿真实验，这种先进的方法已经成为新世纪学习电子技术的一种重要辅助手 段，更代表着新世纪学习电子技术的时代潮流。 高频电子线路是现代通信信息系统的基础,广泛渗透于社会生活的各个方面:广泛应 用于各类通讯系统中,目前随着 3
13、G 时代的到来,各大通讯公司都投入了大量的人力和财力 研制和开发用于移动通讯、光通讯及计算机通讯中的高速和射频电路。另外,高频电子线 路在计算机技术领域也有广泛应用,在当今高速数字信号系统中,为了传输、处理高速、 大容量的数字信号,不但要求电路的工作频率越来越高,而且系统的通频带变得更宽。 宁夏大学新华学院本科学位论文 2 因此,随着数字电路的高速发展,对高频电路的理论不但没有削弱,反而提出了更高的 要求。并且在移动通讯和光通讯系统中,高频技术仍然是瓶颈。因此,随着现代通讯的发 展,对高频电路的学习和研究提出了许多新的课题。随着电子技术的高速发展,新技术和 新方法不断涌现这就要求我们要与时俱进
14、地掌握新的学习方法和手段。随着计算机技术 的飞速发展计算机辅助分析与仿真技术为高频电路功能的分析与验证开辟了一条快捷、 高效的新途径。 1.3 预期内容和目标预期内容和目标 本设计主要依靠 Multisim 软件实现对常用高频电路的仿真，分别有调幅与解调、正 弦波放大器、调谐放大器、高频功率放大器、混频器，以 Multisim 为基本工具对常用高 频电路的基本特性进行描述和分析，论证这些高频电路的合理特性。这些常用高频电路 的特性得到了论证，便可以利用实例来证明仿真结果。 1.4 研究方法研究方法 依靠 Multisim 软件实现对常用高频电路的仿真，并对其结果进行分析，并利用结果 研究调幅收
15、音机的工作原理。 宁夏大学新华学院本科学位论文 3 2 高频电路的有关基础概念高频电路的有关基础概念 2.12.1 高频电路高频电路 高频电路是由无源元件、有源器件和无源网络组成的。高频电路中使用的元器件与 低频电路中使用的元器件频率特性是不同的。高频电路中无源线性元件主要是电阻(器)、 电容(器)和电感(器)。 高频电路主要有高频小信号放大器，高频功率放大器，正弦波振荡器，调幅、检波 与混频，角度调制与解调以及反馈控制电路。 2.22.2 建模建模 2.2.1 建模的概念建模的概念 1、使用计算机描述一个系统的行为。例如，电子表格程序可以用来处理财务数据， 代表公司的行为；开发商业计划；评估
16、公司经营改变可能造成的影响。 2、使用计算机以数学方法描述物体和它们之间的空间关系。例如，计算机辅助设计 (CAD) 程序可在屏幕上生成物体，使用方程式产生直线和形状，依据它们相互之间及与 所在的二维或三维空间的关系精确放置。 3、应用程序和数据建模是为应用程序确定、记录和实现数据和进程要求的过程。这 包括查看现有的数据模型和进程，以确定它们是否可被重复使用，并创建新数据模型和 进程，以满足应用程序的独特要求。 2.2.2 建模过程中的主要活动包括建模过程中的主要活动包括 确定数据及其相关过程，定义数据，确保数据的完整性，定义操作过程，选择数据 存储技术。 2.32.3 计算机仿真计算机仿真 2.3.1 仿真的定义仿真的定义 仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿。人们利用这样的模型进行试验，从 中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界的某一层次的问题做出决策。仿真是一个 相对概念，任何逼真的仿真都只能是对真实系统某些属性
