Multisim 10在差动放大电路分析中的应用

5．2 直流信号测试
拨动开关J1，J2，在图1电路中两输入端加入直流差模信号ui1=+0．1V，ui2=-0．1V，通过数字万用表测得uo1=2．246V，uo2=7.115V。计算Aud=(2．246-7．115)／0．2=-24．345，Aud1=(2．246-4．68)／0．2=-12．17，Aud2=(7．115-4．68)／0．2=12．175。在图1电路中两输入端加入直流共模信号ui1=ui2=0．1 V，通过数字万用表测得uo1=uo2=4．616 V。计算Auc1=Auc2=(4．616-4．68)／0．1=-0．64，Auc为零。直流信号测试参数与式(4)～式(6)分析结果基本一致。

5．3 交流信号测试
5．3．1 单端输出
在图1电路中两输入端分别加入交流差模信号(函数信号发生器的输出端接ui1、地端接ui2，构成单端输入方式)及交流共模信号(函数信号发生器的输出端同时接ui1，ui2)，设置正弦波输入信号频率为1 kHz、幅值为10 mV。
通过示波器观测差模、共模信号输入波形和单端输出波形如图5所示。由示波器测得：差模单端输出电压的幅值约为119mV，Aud2=11.9；共模单端输出电压的幅值约为6．4 mV，Auc1=-0．64。单端输出测试参数与式(5)、式(6)分析结果基本一致。

5．3．2 双端输出
由于Multisim 10提供的示波器不能直接测量uo两端的电压波形，因此需通过后处理器对双端输出电压进行观测。在进行后处理之前需要对电路进行瞬态分析，然后将瞬态分析结果进行后处理。瞬态分析是一种非线性电路分析方法，可用来分析电路中某一节点的时域响应。在进行瞬态分析时，Multisim 10会根据给定的时间范围，选择合理的时间步长，计算所选节点在每个时间点的输出电压，通常以节点电压波形作为瞬态分析的结果。图1电路设置为交流差模信号输入方式，设置正弦波输入信号频率为1 kHz、幅值为10 mV，依次执行Simulate／An-alyses／Transient Analysis(瞬态分析)命令，选择图1电路中节点uo1，uo2的电压作为输出变量，得到如图6所示的瞬态分析结果。可见，uo1，uo2大小相等、相位相反。后处理器(Postprocessor)是专门对仿真结果进行进一步计算处理的工具，不仅能对仿真得到的数据进行各种运算，还能对多个曲线或数据之间进行数学运算处理，并将结果绘制到曲线图或图表中，绘制的结果表现为“轨迹线”的形式。

依次执行Simulate／Postprocessor(后处理器)命令，选择对图6瞬态分析结果中两个节点(uo1，uo2)输出电压进行减法运算，得到的差模信号双端输出电压uo波形如图7所示。由图7可测得uo的幅值约为242 mV，计算Aud=-24．2，双端输出测试参数与式(4)分析结果基本一致。图1电路设置为交流共模信号输入方式，通过瞬态分析和后处理器测得共模信号双端输出电压uo幅值仅为0．062μV，Auc=6．2×10-6。可见，差动放大电路对共模信号具有很好的抑制作用。

6 结语
Multisim 10具有强大的电路设计和仿真分析功能，以典型差动放大电路为例，利用直流工作点分析和传递函数分析对电路的静态工作点、差模及共模电压放大倍数的仿真数据和真实值进行比较，利用参数扫描及温度扫描分析了电路参数变化对输出波形的影响，利用瞬态分析、后处理器分析对实际应用中难以观测的双端输出电压波形进行了测试，电路各项参数指标均与真实值相符，提高了电路的设计和分析效率。研究表明，利用Multisim 10进行电子电路计算机仿真设计，不仅速度快，效率高，参数测试精确可靠，而且可广泛应用于电气控制、电子信息、通信工程、自动化等各种电路设计领域。