Multisim10仿真软件在模拟电子技术教学中的应用
(1)将开关K断开,电路中暂时不引入级间负反馈,利用Multisim10的直流工作点分析功能,测量无级间反馈时两级放大电路的静态工作点,分析结果如图4所示。由分析结果可得,两级放大电路的静态工作点的值为UBQ1=1.99331V,UEQ1=1.38742V,UCQ1=8.81030V,UBQ2= 2.98027V,UEQ2=2.34901V,UCQ2=7.32302V,可见静态工作点设置合理,保证了放大电路的正常工作。
加上正弦交流输入,利用虚拟示波器观察到第一级输出电压波形与输入电压反相,而第二级输出电压波形与输入电压同相。两级放大电路的输出波形均无明显的非线性失真。利用虚拟万用表测得输入电压和输出电压,得到无级间反馈时总的电压放大倍数为:
并且测得当Ui=707.1 06 μV时,输入电流Ii=432.882nA,则无级间反馈时放大电路的输入电阻为
将负载开路,测得负载开路时的输出电压Uo=213.212mV,则无级间反馈时放大电路的输出电阻为
(2)开关K闭合,引入级间的电压串联负反馈。
在同样的输入电压下,输出电压的幅值明显下降,测量输出电Uo=7.012mV,求得闭环电压放大倍数为
可见引入级间负反馈后电压放大倍数减小。
同时测得输入电流Ii=425.156nA,则引入级间负反馈后,输入电阻为
说明引入级间负反馈后输入电阻提高了,但与无级间负反馈时的输入电阻相比,提高得很少,这是由于总的输入电阻为Rif=Rif//Rb11//Rb12,引入电压串联负反馈只是提高了反馈环内的输入电阻R'if,而Rb11和Rb12不在反馈环内,因此总的输入电阻不会提高很多。
将负载开路,测得Uo=7.409mV,则
可见,引入电压串联负反馈后,输出电阻降低。
总之,引入级间电压串联负反馈后,电压放大倍数降低,输入电阻增大,输出电阻减小,与教材的理论分析结果一致。
2.3 电压串联负反馈放大电路频率响应的测试
在图3的仿真电路中,首先将开关K打开,利用Multisim10的交流分析功能,测量无级间反馈时放大电路的波特图,分析结果如图5(a)所示。然后将开关K闭合,测量引入电压串联负反馈后放大电路的波特图,进行交流分析的结果如图5(b)所示。
由图5(a)可得,未引入级间反馈时,中频电压放大倍数20lg‖大约为45dB,当‖下降到约为0.7‖时,利用游标可以测得下限频率约为20Hz,上限频率约为2.3MHz。引入级间反馈后,由图5(b)可得,中频电压放大倍数20lg‖约为20dB,下限频率约为7Hz,上限频率约为18M Hz。可见,引入电压串联负反馈后,中频电压放大倍数下降,但下限频率减小,上限频率增大,故展宽了总的通频带。
3 结束语
本文首先介绍了Multisim10仿真软件的功能特点,然后详细说明了Multisim10仿真软件在负反馈放大电路中的应用,从仿真结果看出,仿真结果与理论计算结果一致。运用Multisim10进行模拟电子技术的辅助教学,不仅使得教学更生动、形象,提高了教学的质量和学生的兴趣,而且能加深学生对理论知识的理解和应用,同时在课余时间学生可以运用仿真软件进行电路设计,可以任意修改元件的参数,并通过反复修改来达到最佳的电路设计方案,培养学生的创新思维,提高学生分析问题、解决问题的能力。
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