Multisim在放大電路分析中的仿真應(yīng)用

徐璐

渤海大學(xué)

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Multisim在放大電路分析中的仿真應(yīng)用

徐璐

渤海大學(xué)

本文主要介紹了Multisim10理論知識，分析了Multisim10在放大電路中的應(yīng)用，在Multisim10提供的平臺上進(jìn)行仿真有著精確性高，效率快的特點(diǎn)，儀器與設(shè)備也得到了簡化，在放大電路的仿真中采用Multisim10軟件可以實(shí)現(xiàn)電路的簡單化，直觀化，界面更加友好，用戶體驗(yàn)更佳，本文對Multisim10進(jìn)行參數(shù)性能的分析介紹，通過Multisim10仿真發(fā)現(xiàn)負(fù)反饋放大電路和普通放大電路相比較，大大提高了電路中的性能，輸出電阻減少了，非線性失真情況的出錯(cuò)得到了抑制。

Multisim10 負(fù)反饋放大電路 仿真

1　引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，輔助軟件的不斷普及，電子相關(guān)的產(chǎn)品已經(jīng)不斷的走上了集成化，數(shù)字化和功率損耗低的方向道路，而且EDA技術(shù)也得到了廣泛的普及與應(yīng)用，EDA之所以可以在電子通信領(lǐng)域中受到極大的歡迎是因?yàn)槠渲芷诙蹋矢?。從目前的形勢來看電子設(shè)計(jì)已經(jīng)離不開Multisim。

Multisim10的功能極其豐富，Multisim10中包括了對功能進(jìn)行測試部分，以及對集成電路進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，作為一個(gè)電子平臺，Multisim10滿足了使用者對儀器的需求。使用者可以借用Multisim10這個(gè)平臺對數(shù)字電路，模擬電路以及射頻電子線路仿真。

在電路的設(shè)計(jì)，電路的分析以及電路的測試中引用Multisim的仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了將復(fù)雜問題具體化，形象化，通過理論聯(lián)系實(shí)踐，提高了使用者對Multisim軟件的掌握程度以及理解程度，對電子電路的知識有了更深入的認(rèn)識。按照事先設(shè)計(jì)的原理圖依次在Multisim10軟件中進(jìn)行器件的擺放。

2　Multisim 10.0 的簡介

Multisim10仿真軟件的前身是SPICE，Multisim10的特點(diǎn)可以總結(jié)如下所示。

2.1界面設(shè)計(jì)直觀，簡潔易懂

由于Multisim10軟件的許多元件設(shè)計(jì)得很逼真，幾乎跟具體的實(shí)物沒有太大的差別，所以提高了用戶體驗(yàn)度。

2.2元件器件資源豐富

Multisim10軟件中提供了很多的元件，在很大程度上方便了用戶使用。

2.3Multisim10軟件中提供的虛擬儀器數(shù)量相當(dāng)多

一共有21種，與現(xiàn)實(shí)中的儀器類似，這21種的虛擬儀器可以放入到電路中正常工作，此外，基于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析效率高的特點(diǎn)，Multisim10可以直接通過對測量后的數(shù)據(jù)處理從而生成對應(yīng)的結(jié)果。數(shù)據(jù)自動處理，自動記錄和自動測試的這些實(shí)現(xiàn)都離不開Multisim10提供的虛擬儀器，相比于傳統(tǒng)意義上的儀器，虛擬的儀器在優(yōu)越性方面得到了很大的提高，Multisim10大大調(diào)高了電路設(shè)計(jì)的效率。

2.4Multisim10中包括了電子電路分析過程中經(jīng)常使用的方法

而這些使用方法涉及到的有傅里葉分析，噪聲分析以及交直流分析等。

3　電路設(shè)計(jì)-----以負(fù)反饋放大電路為例

本文主要是以負(fù)反饋放大電路為主研究分析了Multisim10的放大電路中的仿真應(yīng)用，通過對電路的仿真從而實(shí)現(xiàn)分析了電路的幅頻特性，元件的性能以及討論了普通的放大電路的輸入輸出與加入負(fù)反饋后的電路的分析。負(fù)反饋放大電路對電路的性能提高起到了很大的促進(jìn)作用，Multisim10仿真中電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛。

電子電路設(shè)計(jì)中經(jīng)常會涉及到負(fù)反饋電路，負(fù)反饋的引入對于放大電路在工作性能方面得到了很大的提高，例如可以使放大倍數(shù)呈穩(wěn)定型，也可以對輸入電阻和輸出電阻進(jìn)行改變，但是這些優(yōu)點(diǎn)所付出的代價(jià)是電路的放大倍數(shù)降低了。隨著電子電路技術(shù)的不斷發(fā)展，電子設(shè)計(jì)的自動化（EDA）已經(jīng)成為電子領(lǐng)域中的一個(gè)主要的發(fā)展方向，20世紀(jì)80年代的時(shí)候，EDA仿真軟件開發(fā)完成。而作為電子工作平臺的最新的一個(gè)版本，Multisim10在負(fù)反饋的電路中的仿真與測試起到了很大的作用。

4　電路組成

負(fù)反饋電路中將電壓和放大器串聯(lián)起來，輸入端中連接著電壓u0，發(fā)射極端連接著三極管Q1，而用uf表示的反饋電壓是在發(fā)射極上用Rf1表示的電阻產(chǎn)生的，按照反饋判斷法的相關(guān)知識可以得出，這可以歸為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，當(dāng)關(guān)閉S1開關(guān)后，放大電路中就會引入負(fù)反饋，當(dāng)打開 S1開關(guān)的時(shí)候此時(shí)的放大電路中就不會存在著負(fù)反饋。負(fù)反饋放大電路如圖1-1所示。

該負(fù)反饋放大電路中相關(guān)的性能指標(biāo)總結(jié)為：

4.1 該負(fù)反饋放大電路的電壓

4.2放大電路的輸入電阻

本文討論的負(fù)反饋放大電路的輸入電阻用Ri表示為Rif=（1+AuFu） Ri，公式中的Ri指的是沒有負(fù)反饋加入電路中的時(shí)候輸入電阻的值。

4.3放大電路的輸出電阻

圖1-1　電壓串聯(lián)負(fù)反饋的兩級阻容耦合放大電路

5　仿真電路的步驟

5.1仿真原理圖繪制

打開Multisim10軟件，選擇工具欄中的“Components”來實(shí)現(xiàn)對元件的控制，然后再選擇“Instrument”對儀表的相關(guān)位置進(jìn)行調(diào)整。

5.2調(diào)整電路和參數(shù)設(shè)置

原理圖設(shè)置結(jié)束后就設(shè)置信號，通過點(diǎn)擊軟件界面的發(fā)生器圖標(biāo)，把交流信號的電壓設(shè)置成5mV，點(diǎn)擊菜單中的“Run”，調(diào)節(jié)波形的幅度，讓幅度是最大的情況下也不會出現(xiàn)失真的現(xiàn)象，不斷的調(diào)整直至幅度是最適合。

5.2.1負(fù)反饋對放大器性能的主要影響

5.2.2電路幅頻特性的測試與分析

放大電路中附帶著有固定的頻帶的寬度，由于來自旁路的電容和耦合的電容會頻率的下限值造成一定的影響，晶體管本身的截止頻率會對頻率的上限值造成影響。電路的幅頻特性可以通過波特圖示儀進(jìn)行測試，使用起來容易操作。測試的時(shí)候需要將波特圖示儀的輸入端與電路的輸入端連接起來，波特圖示儀的輸出端需要連接電路的輸出端，輸出與輸出彼此都要一一對應(yīng)起來。

5.2.3電壓放大倍數(shù)的分析

電壓放大倍數(shù)的分析主要是從電路中加入反饋和沒有加入反饋進(jìn)行分析。通過示波器可以觀察到輸入輸出的波形，從波形圖中可以看出波形沒有失真，而且波形不管是輸入還是輸出中相位上都是相同的。放大電路的輸入輸出波形圖如圖1-2所示。

圖1-2　放大電路的輸入輸出波形圖

6　結(jié)語

本文介紹了Multisim10在放大電路中的仿真應(yīng)用，放大電路中仿真方法的引入使得電路中的性能得到了很大的改善，通過仿真用戶對知識的掌握會更加深入，而且大大簡單了復(fù)雜的電路，實(shí)踐表明，Multisim10仿真將復(fù)雜問題簡單化，將抽象具體化，加強(qiáng)了學(xué)習(xí)者對電子電路的理論知識的掌握程度，豐富了人們的知識面，相對于傳統(tǒng)意義的放大電路，效率得到了大大的提高，性能也得到了很大的改善。

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