通信电子电路multisim仿真(1)---单调谐放大器

单调谐放大器

以上是经过我调试的单调谐放大器最基本的结构。(由于没用变压器，这个电路当信号源和负载变化时无法进行阻抗匹配)运行结果如下，还是可以接受的。

以下是加入变压器进行阻抗匹配后得到的标准的电路图。

经我调试，得到如下结果：
(由于multisim中抽头变压器的Q_L等参数不好调，这里的信号源姑且根据前几次的运行结果调整到LC回路的谐振频率。由于未知multisim抽头变压器线圈的品质因数等参数值，后续计算无法代入实际数据。此仿真是将Q值假设为100得出的结果。)

对调谐放大器，主要考察它的放大能力和选频性能。
放大能力
单调谐放大器的电压倍数为 $K=\frac{U_o}{U_i}=\frac{U_oU_{AB}}{U_{AB}U_i}=\frac{N_2}{N_0}\frac{\beta I_bZ_{AB}}{I_br_i}=\beta \frac{Z_{AB}N_2}{r_iN_0}$其中，β是晶体管电流放大倍数，r_i是晶体管be结电阻，Z_AB是抽头处两端的等效特性阻抗，它由实际集电极负载变换来 $Z_{AB}=Z_{AC}(\frac{N_0}{N_1})^2$上式N₀、N₁分别指抽头匝数和原边线圈匝数。将上式代入上上式并整理，有 $K=\frac{\beta N_0N_2Z_{AC}}{r_iN_1^2}$上式就是单调谐放大器的电压放大倍数。谐振时， $Z_{AC}=R_{\sum}=Q_L\omega_0L$其中， $R_{\sum}$是将晶体管输出电阻r_ce(只流通过一级线圈的AB段，所以需要乘(N₁/N₀)²)、AC段本身具有的感抗L、负载电阻R_L等效到一级线圈的电阻这三者的并联。（ABC位置如下图）

综合以上式子，得到谐振电压放大倍数 $K=\frac{\beta N_0N_2Q_L\omega _0L}{r_iN_1^2}$
选频性能
Q_L大则K₀大，频率曲线尖锐，反之平坦。实际中要求通频带足够宽、选择性足够好，这两者是矛盾的。根据电路基础，可以推得 $Z_{AC}=\frac{Q_L\omega _0L}{\sqrt{1+Q_L^2(\frac{(f+f_0)(f-f_0)}{ff_0})^2}}$（先根据并联LC电路写出导纳表达式求倒数，将得到的式子上下乘R₀（这里是QωL），将分母中的电容电感表达式(原来的虚部)改写成品质因数和频率比值乘积的形式，就得到上式)
将上式代入刚刚推得的电压放大系数表达式，得到 $K=\frac{K_0}{\sqrt{1+Q_L^2(\frac{(f+f_0)(f-f_0)}{ff_0})^2}}$令 $\epsilon=Q_L^2(\frac{(f+f_0)(f-f_0)}{ff_0})^2 ~~~\alpha = \frac{1}{1+\epsilon^2}$ε称为广义失谐量，ε=+1-1称为通频带的上下边界。常用 $B=f_0/Q_L$估算通频带。