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用Multisim分析高频谐振功率放大器

【摘要】以Multisim为平台分析了高频谐振功率放大器的负载特性、调制

特性和放大特性，仿真结果与理论分析结果一致，，说明了Multisim在电子电路

教学中具有非常重要的作用，并且比传统实验具有更多的优越性。

【关键词】Multisim;高频谐振功率放大器;特性;仿真

Multisim10是专门用于电子电路仿真和设计的电子自动化软件，设计与仿真

实验可以同步进行，边设计边实验，修改调试方便，实验中不消耗实际的元器件。

在计算机上做仿真实验，具有直观、方便、高效的优点。并且可通过实际的电

路，对最后的设计结果进行验证。在电子技术教学中引入电路设计仿真软件设

计电路，是提高学生电子电路设计水平和设计能力的有效方法，对于培养创新

和实用人才、改革传统的实验教学模式，提高实验教学质量有重要的意义。

高频谐振功率放大器是无线电通信系统中的重要组成部分，在无线电信号发

射时，要使发射的高频信号覆盖足够的范围，待发射的高频信号必须经过一系列

的放大，以获得足够的功率，然后馈送到天线上辐射出去，因此必须采用高频谐

振功率放大器，为了提高效率，谐振功率放大器工作在丙类状态。利用Multisim

软件构建高频谐振功率放大器的仿真电路，分析其负载特性、调制特性和放大特

性。

1.高频谐振功率放大器仿真电路的构建与仿真

高频谐振功率放大器的仿真电路如图1所示，功率表1为输出功率，功率表

2为直流电源提供的功率，示波器A通道波形为集电极电流波形，B通道为负载

上的电压波形，函数信号发生器1产生的信号为输入的余弦波信号，频率为

1.12MHz，振幅为0.8v，偏移量为-65mv。

图1高频谐振功率放大器的仿真电路图

打开仿真开关，双击示波器图标，可以得到集电极电流及负载上的电压波形

如图2所示。由图2可见，由于高频谐振功率放大器工作在丙类状态，在一个信

号周期内，只有短时间内导通，集电极电流为尖顶余弦脉冲;由于谐振回路具有

选频作用，输出为完整的余弦波。仿真结果与理论分析一致。

图2高频谐振功率放大器集电极电流波形

和负载上的电压波形

2.特性分析

（1）负载特性分析

调整可变电阻R2的接入比例，记录功率表XWM1和XWM2的示数，其中

XWM1为输出功率Po，XWM2为直流电源供给功率PDC，计算电路的效率η，

如表1所示。

表1功率、效率随负载变化表

可变电阻R2比例20%30%40%50%60%70%80%90%

供给功率PDC（uW）97.169141.299186.071206.261205.312205.312

205.312205.312

输出功率Po（uW）93.347138.124180.569183.947156.212135.344119.479

106.790

效率η（%）96.0797.7597.0489.0576.0965.9258.1952.01

由记录结果可知，因为LC并联谐振回路谐振电阻，随着R2的接入比例逐

渐增大，谐振电阻逐渐减小，放大器由过压经临界到欠压工作状态，供给功率在

过压状态逐渐增大，欠压工作状态基本不变，输出功率先增大到最大（临界）后

逐渐减小，效率逐渐减小。分析结果与理论分析一致。

（2）调制特性分析

①集电极调制特性

调整直流电源V1的电压值，记录功率表XWM1和XWM2的示数，计算电

路的效率η，如表2所示。

表2功率、效率随集电极电源电压变化表

直流电源V1（V）791113151719

供给功率PDC（uW）65.662109.423162.222206.262236.899268.485

300.072

输出功率Po（uW）64.868106.785158.102183.947183.947183.947183.947

效率η（%）98.7997.5997.4689.1877.6