multisim单管放大电路.docx
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multisim单管放大电路
multisim单管放大电路
实验一单管放大电路
实验目的:
1、掌握单管放大电路的电路特性;
2、掌握单管放大电路的各项参数的测试方法;
3、学习MULTISIM仿真软件的使用。
实验步骤:
1、用MULTISIM仿真软件绘制电路图;
2、共发射极放大电路的静态工作点的调整;
3、共发射极放大电路的电压放大倍数的测量;
4、共发射极放大电路的输入电阻的测量;
5、共发射极放大电路的输出电阻的测量。
实验内容:
一、共发射极放大电路
1、元件选取
1)电源V1:
PlaceSource→POWER_SOURCES→DC_POWER。
(此处的含义为:
单击元器件工具栏的PlaceSource按钮,在打开的窗口的Family列表框中选择POWER_SOURCES,再在Component列表框中选择DC_POWER)
2)接地:
PlaceSource→POWER_SOURCES→GROUND,选取电路中的接地。
3)信号源V2:
PlaceSource→SIGNAL_VOLTAGE_SO→AC_VOLTAGE,需要注意,默认的电压为1V,需要设置电压为2mV。
4)电阻:
PlaceBasic→RESISTOR,选取2KΩ、10KΩ和750KΩ。
5)电容:
PlaceBasic→CAPACITOR,选择10uF。
6)三极管:
PlaceTransistor→GJT_NPN→2N222A。
2、电路组成
将元器件及电源放置在仿真软件工作窗口合适的位置,连接成图1-1所示的仿真电路。
图1-1仿真电路图
3、电路仿真
1)分析直流工作点
首先在SheetProperties对话框的Circuit选项卡中选中ShowAll选项。
然后执行菜单命令Simulation→Analysis,在列出的可操作分析类型中选择DCOperatingPoint,则出现直流工作点分析对话框,如图1-2所示。
图1-2直流工作点分析对话框
左边的Variablesincircuit栏内列出了电路中各节点电压变量和电流变量。
右边的Selectedvariablesforanalysis栏用于存放需要分析的节点。
在Variablesincircuit栏内选中需要分析的变量,在单击Add按钮,相应变量会出现在Selectedvariablesforanalysis栏中。
如果Selectedvariablesforanalysis栏中某个变量不需要分析,则先选中它,然后单击Remove按钮,该变量将会回到左边的Variablesincircuit中。
AnalysisOptions选项卡用于分析参数设置,Summary选项卡列出了该分析所设置的所有参数和选项,用户通过检查可以确认这些参数的设置。
单击图1-2下部的Simulate按钮,测试结果如图1-3所示。
测试结果给出了各节点电压。
根据这些电压的分析,可以确定该电路的静态工作点是否合理。
图1-3基本共发射极放大电路的静态工作点
2)观察输入输出波形。
将图1-1所示仿真电路接上示波器,打开仿真开关,调整示波器扫描时间和通道A、B的显示比例,得到如图1-4(b)所示的输入、输出波形。
a)接上示波器的仿真电路
b)基本共发射极放大电路的输入、输出波形
图1-4基本共发射极放大电路的输入、输出波形观察
4、仿真分析
1)静态工作点偏低时产生截止失真
2)静态工作点偏高时产生饱和失真
出现上述两种情况,该如何调整电路参数。
二、电阻分压式共发射极放大电路
1、电路组成
在仿真软件的工作窗口合适的位置,构成如图1-5所示电路。
图1-5电阻分压式共发射极放大电路
静态工作点可用下式估算:
电压放大倍数为
输入电阻为
输出电阻为
2、仿真分析
(1)静态工作点分析
函数信号发射器参数设置:
双击函数信号发生器图标,出现如图1-6所示面板图,改动面板上相关设置,可改变输出电压信号的波形类型,大小、占空比或偏置电压等。
本例选择正弦波、频率1KHz、信号电压10mV。
电位器RP参数设置:
双击电位器RP,出现如图1-7所示对话框,单击Value选项卡。
Key文本框,调整电位器大小。
Increment文本框,设置电位器按百分比增加或减少。
调整图1-5中的电位器RP确定静态工作点。
电位器RP旁边标注的文字“Key=A”表明按A键,电位器的阻值按5%的速度较少;若要增加,按Shift+A快捷键,阻值将以5%的速度增加。
电位器变动的数值大小直接以百分比的形式显示在一旁。
图1-6函数信号发生器参数设置图1-7电位器RP参数设置
启动仿真开关,反复按A键。
双击示波器图标,观察示波器输出波形。
在输出波形不失真情况下,单击Options→SheetProperties菜单命令,再打开对话框的Circuit选项卡选择ShowAll选项,使图1-5显示出节点编号,然后执行菜单命令Simulate→Analysis,在列出的可操作分析类型中选择DCOperatingPoint,以选择需要用来仿真的变量,单击Simulate按钮,可以看到静态工作点。
分析静态工作点是否合理。
另外,也可以采用电压表、电流表的方法、测量探针的方法判断电路静态工作点。
(2)放大电路的动态指标测试
a、电压放大倍数测量
当信号源电压幅值为5mV时,对图1-5所示电路进行仿真测试,测得的输入、输出电压波形如图1-8所示。
从测量结果看,在图示的测试线1处,输入信号的幅值为-4.891mV,输出信号幅值为509.527mV。
放大倍数
。
图1-8输入信号为5mV时的输入、输出电压波形
当图1-5中的
时,电压输出波形如图1-9所示。
发现输出幅值明显增大许多,同时看到输入、输出有一定的相移。
这是由于选用的耦合电容较小,在1KHz频率下耦合电容的低频效应造成的。
在测试线1处,输入信号的幅值为-4.398mV,输出信号的幅值为857.691mV,电压放大倍数约等于-195。
当
,交流电压放大倍数大约只有57,如图1-10所示。
图1-9
时的输入、输出电压波形
图1-10
时的输入、输出电压波形
因此,该电阻对放大倍数的影响较大。
2)电压放大失真分析。
情况一:
静态工作点不合适(Q点偏高或偏低),输入信号大小合适。
将如图1-5所示的电路中的RB11去掉,只保留电位器RP,改变RP的大小,可改变Q点高低,输出波形会出现失真。
观察波形。
情况二:
静态工作点合适,输入信号偏大。
当输入信号幅值为50mV,观察输入、输出电压波形。
当输入信号幅值为100mV,观察输入、输出电压波形。
当输入信号幅值为200mV,观察输入、输出电压波形。
3)输入、输出电阻测量
a、测量交流输入电阻。
电路如图1-11所示,测量输入电阻。
并与计算值比较。
图1-11放大电路输入电阻测量
b、测量输出电阻
按图1-12所示电路,测量输出电路,并与计算值比较是否一致。
图1-12放大电路输出电阻测量电路
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