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《电磁场与微波实验》
实 验 报 告
实验名称：非线性电路仿真
指导老师：周雪芳 学 号：1308505 班 级：13083415 姓 名：隋鹏楠 实验日期：2015-11-18 3-5节
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实验四 非线性电路仿真 一、 实验目的
1、复习分布参数滤波器设计-利用AWR Filter Synthesis Wizard。 2、通过实验熟悉三极管的特性曲线图。
3、通过一个简单的功率放大器的设计来介绍射频非线性电路的设计与仿真，以此来熟悉非线性电路中的各种参数以及各种非线性元件的使用，熟悉支电路的使用等。
4、通过仿真设计熟悉功率放大电路的输出的功率曲线。
二、 实验要求：
1、
利用AWR Filter Synthesis Wizard设计集总参数低通滤波器（复习上
次课实验内容），要求如下： 通带频率范围：0MHz～800MHz ，
增益参数 S 21 ：通带内 0MHz～800MHz S 21 >-0.5dB 阻带内 1000MHZ 以上 S 21 <-15dB
反射系数 S 11 ：通带内 0MHz～800MHz S 11 <-10dB 2、 3、
测量BJT特性曲线。
利用选择的三极管设计电路，仿真其输出功率曲线。
三、 实验原理： 1.滤波器类型
常见模拟滤波器可以分为巴特沃斯型，切比雪夫型以及贝塞尔型。
巴特沃斯型（最平坦响应）：巴特沃斯响应能够最大化滤波器的通带平坦度。该响应非常平坦，然后慢慢衰减至截止频率点为-3dB，最终逼近-20ndB/decade的衰减率，其中n为滤波器的阶数。巴特沃斯滤波器特别适用于低频应用，其对于维护增益的平坦性来说非常重要。
贝塞尔型：除了会改变依赖于频率的输入信号的幅度外，滤波器还会为其引入了一个延迟。延迟使得基于频率的相移产生非正弦信号失真。就像巴特沃斯响应利用通带最大化了幅度的平坦度一样，贝塞尔响应最小化了通带的相位非线性。
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切贝雪夫型：在一些应用当中，最为重要的因素是滤波器截断不必要信号的速度。如果你可以接受通带具有一些纹波，就可以得到比巴特沃斯滤波器更快速的衰减。 2、三极管特性
三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP两种。功率放大电路通常是在大信号状态下工作，是以输出较大功率为目的的放大电路。 三极管基本参数与工作特性如下图所示：
图1 三极管工作电路图及特性曲线
在大功率三极管的输出特性中，除了与普通三极管一样分有放大区、饱和区、截止区外，从使用和安全角度还分有:
图2 三极管工作区间
过电压区由c、e间的 击穿电压过电流区是由最大允许集电极电流 过损耗区由集电极 第 2 页
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功放与小信号放大器区别：
表1 功放与信号放大器区别
四、实验过程
三极管
特性曲线
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三极管直流偏置电路
仿真频率点输出功率
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五、思考题
1、三种类型滤波器设计结果有什么区别？
答：相同阶数时：巴特沃斯滤波器通带最平坦，阻带下降慢。切比雪夫滤波器通带等纹波，阻带下降较快。贝塞尔滤波器通带等纹波，阻带下降慢。也就是说幅频特性的选频特性最差。但是，贝塞尔滤波器具有最佳的线性相位特性。
2、利用向导设计的滤波器和前面我们设计的滤波器有什么不同 ？
答：利用集总参数滤波器设计向导，可以方便地设计出符合技术指标的集总参数带通滤波器，功能强大、效率高。
六、实验心得
通过此次实验，复习了分布参数滤波器设计-利用AWR Filter Synthesis Wizard。通过一个简单的功率放大器的设计来介绍射频非线性电路的设计与仿真，以此来熟悉非线性电路中的各种参数以及各种非线性元件的使用，熟悉支电路的使用。并且通过实验熟悉三极管的特性曲线图和熟悉功率放大电路的输出的功率曲线。
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