Multisim10在負反饋放大電路實驗中的應用

摘要：運用Multisim10軟件對負反饋放大電路實驗進行電路設(shè)計和仿真，并對仿真結(jié)果進行分析。將Multisim10軟件應用在實驗教學中，使學生加深對原理知識的理解，將理論和實踐相結(jié)合，從而有效地提高實驗教學效果。
關(guān)鍵詞：負反饋放大電路；Multisim10；仿真

0 前言
    在實用的放大電路中，都要引入各種反饋來改善放大電路的性能。放大電路中引入負反饋可以達到穩(wěn)定放大倍數(shù)、改變輸入輸出電阻、展寬頻帶、減小非線性失真等性能的改善。負反饋電路的知識是模擬電子線路實驗教學中的難點，學生不易理解，將仿真軟件Multisim10結(jié)合到實驗中，通過仿真結(jié)果形象生動地展示，能夠有效地加強學生對知識的掌握，從而提高教學效果。
    傳統(tǒng)的負反饋放大器實驗是在已經(jīng)焊接好的實驗電路板上進行操作，在分析反饋放大器與基本放大器的性能差別時，由于實驗電路板上負反饋支路是由開關(guān)控制，在將反饋放大器還原成基本放大器時只是簡單地斷開反饋支路，并沒有考慮到負載效應的影響，因此導致測試的結(jié)果不夠準確，應用mulitisim10可以方便地繪制出負載效應的基本放大電路，可以更加準確地對基本放大器和負反饋放大器性能指標進行分析和比較。

1 負反饋對放大倍數(shù)和輸入輸出電阻的影響
1．1 繪制電路圖并進行仿真測量
    打開mulitisim1O軟件建立如圖1所示的帶電壓串聯(lián)負反饋的兩級阻容耦合放大電路，其中負載電阻RL為2．4kΩ。首先調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點，調(diào)節(jié)RB1、RB2使T1管、T2管集電極對地電壓V7=V10≈6V，然后在輸入端連接上信號源XFG1，調(diào)節(jié)一個f=1kHz，Vp-p=3mV的正弦波信號，用示波器觀察輸出為不失真的放大信號后，在Us、Ui、Uo端并聯(lián)連接上Multimeter(數(shù)字萬用表)，分別測量出帶負載(閉路)和無負載(開路)時的輸入輸出電壓值。單擊按鈕選擇測量交流電壓值，數(shù)字萬用表上顯示輸入輸出電壓的有效值，如圖2、圖3所示。

    在分析反饋放大器對放大器性能的影響時，需要測量基本放大電路的動態(tài)參數(shù)，大多數(shù)仿真分析只是簡單地斷開反饋支路，但是要實現(xiàn)無反饋而得到基本放大電路的方法是要去掉反饋作用，還要考慮反饋網(wǎng)絡的影響(負載效應)，這里采用的方法是：
    (1)對于輸入回路，由于是電壓負反饋，因此將負反饋放大器的輸出端交流短路，令Uo=0，此時RF相當于并聯(lián)在R10上。
    (2)對于輸出回路，由于輸入端是串聯(lián)負反饋，因此將反饋放大器的輸入端(T1管的發(fā)射極)開路，此時相當于RF+R10(RF1+R4)并接在輸出端。
    根據(jù)以上分析，得到如圖4所示的基本放大器，并依次測量出Us、Ui、Uo的大小，如圖5、圖6所示。

1．2 計算放大倍數(shù)和輸入輸出電阻
    負反饋放大器
   
    根據(jù)仿真測量和計算可知，電壓串聯(lián)負反饋降低了電路的放大倍數(shù)，減小了輸出電阻，增大了輸入電阻。

2 負反饋對帶寬的影響
    對負反饋放大器和基本放大器負載開路時的通頻帶進行分析。單Simulate／Analysis／AC analysis(交流分析)按鈕，選擇待分析的輸出電路節(jié)點V可得到如圖7、圖8所示的幅頻特性曲線。

    由仿真結(jié)果可得負反饋放大器BW=2．36MHz，基本放大器BW=195．76kHz，負反饋電路對通頻帶進行了拓寬。

3 結(jié)束語
    運用multisim10對負反饋放大器實驗進行仿真分析得到的結(jié)果與理論分析一致，與傳統(tǒng)實驗相比較具有以下優(yōu)點：
    (1)傳統(tǒng)的負反饋放大器實驗是在已經(jīng)焊接好的電路板上進行操作，負反饋支路由開關(guān)控制，在分析基本放大器的性能參數(shù)時，只是簡單地切斷反饋支路的開關(guān)，而沒有考慮到負載效應，但通過multisim10可以清楚繪制出帶負載效應的基本放大器，有助于學生對原理的理解和正確的分析。
    (2)運用Multisim10可以方便地搭建電路，改進電路，并可以通過改變元器件的參數(shù)對電路性能指標進行仿真，觀察不同原件參數(shù)對實驗結(jié)果的影響，并且減少在實驗過程中對元件的損耗，學生通過對仿真過程的觀察，加強對理論知識的理解和掌握。