基于Multisim10的差分放大电路温漂分析
基于Multisim10的差分-共射负反馈放大电路相对稳定性的
基于Multisim10的差分-共射负反馈放大电路相对稳定性的探讨摘要差分-共射负反馈放大电路是电子线路中的重要组成部分，在电子电气产品中占有十分重要的位置，在很多领域都有着广泛的应用。
本文在探讨差分-共射负反馈放大电路的相对稳定性时，借助于Multisim10软件，对其在不同情况下做了仿真。
根据仿真的数据对三种相对稳定性公式进行计算分析，结果验证了三种形式公式的正确性，同时也验证了三种形式的公式适用于不同条件：微分形式仅适用于反馈系数不变，增益变化极小的条件下；差分形式适用于反馈系数不变的条件下；反馈系数改变时的普遍公式不但在前两种条件下适用，在反馈系数和增益同时改变的条件下也适用。
本文同时根据多级放大器的分析方法，对开环静态工作点、开闭环源电压增益进行了理论计算和仿真，根据二者的性能指标数据得出：在合理的近似处理下，理论计算和仿真的数据基本一致，验证了负反馈基本的公式。
关键词Multisim10；相对稳定性；差分-共射The Discuss on Relative Stability of Differential-common Emitter Negative Feedback Amplification Circuit Based onMultisim10Abstract Differential-common emitter negative feedback amplification circuit is an important part in electronic circuit and electronic products, it occupies a very important position in many fields. And it has a wide range of applications. In this paper, the simulation was done in different situations about relative stability of differential-common emitter negative feedback amplification circuit with the help of Multisim10 software. According to results of three kinds of relative stability based on the simulation data, it verifies the correctness of the formula in three kinds and also shows that three kinds of formulas apply in different conditions: differential form only applied to the condition of feedback coefficient unchanged and gain variation is minimum; differential form applied to the condition of the same feedback coefficient; the general formula not only applied to two conditions above, but also applied to the condition while feedback coefficient and gain changed at the same time. In this paper, according to the analysis method of multistage amplifier, the theoretical calculations and simulations of the open loop static working point, open and closed loop voltage gain are done. According to the two performance indexes data, it is indicated: under the processing of reasonable approximation,theoretical calculation and simulation data are basically consistent, verify the negative feedback basic equation.Key words Multisim10; Relative stability; Differential-common emitter目录1 引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４2 Multisim10简介及仿真步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 2.1 Multisim10简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５2.2 Multisim10仿真过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６3 差分-共射负反馈放大电路的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．７4 差分-共射负反馈放大电路的理论计算．．．．．．．．．．．．．８ 4.1 电路开环静态工作点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 4.2 电路开环．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８4.3 电路闭环．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９5 相对稳定性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 5.1 相对稳定性公式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 5.2 相对稳定性的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．181 引言在模拟电子技术中，负反馈占有十分重要的地位，并且有广泛的应用。
基于NIMultisim10差分放大电路的仿真实验
基于NIMultisim10差分放大电路的仿真实验作者：宋晗璇来源：《硅谷》2013年第08期摘要差分放大电路实验所需元器件的种类多、数量较大，实验前利用NI Multisim 10计算机仿真实验，可找到实验最简便电路，节省实验元器件，且实验成本低，效率高，速度快；仿真数据准确。
设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。
关键词差分放大电路；NI Multisim 10；EDA；仿真中图分类号：TN402 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-065-021 NI Multisim 10简介NI Multisim 10软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。
使用NI Multisim 10可以交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真，该软件提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样使用者可以很快进行捕获，仿真和分析新的设计，使其更适合电子教育教学，通过Multisim和虚拟器技术，使用者可以完成从理论到原理图捕获与仿真，再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
Multisim软件使模拟电路、数字电路的设计及仿真更为方便，并且广泛的应用于教学实验中，方便老师教学讲解，也便于学生理解学习。
如图1所示，NI Multisim 10启动欢迎界面：如图2所示，NI Multisim 10操作界面：2 实验原理在本实验中，应该掌握差分放大器的、及U ，并比较测量值与计算值。
掌握差分放大器的差模增益，并比较测量值与计算值。
掌握差分放大器输出电压波形与输入波形之间的相位关系。
测定差分放大器的双端的输出峰值电压，并与单端输出峰值电压相比较。
计算差分放大电器的共模电压增益，比较测量值与计算值。
测定差分放大器的共模抑制比KCMR，说明此参数对抑制噪声的作用。
差分放大器的发射极总电流可用发射极电阻R 两端的电压除以发射极电阻来计算，假定每个晶体管的直流基极电流可忽略，则基极电压Ub近似等于零，即4 在NI Multisim 10搭建实验电路建立如图4所示的差分放大电路，连接仪器仪表，并进行设置，双击函数信号发生器—XFG1。
基于Multisim的差分放大电路仿真分析
基于Multisim的差分放大电路仿真分析差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，以放大差模信号抑制共模信号为显著特征，广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。
但是差分放大电路结构复杂、分析繁琐，特别是其对差模输入和共模输入信号有不同的分析方法，难以理解，因而一直是模拟电子技术中的难点。
Muhisim作为著名的电路设计与仿真软件，它不需要真实电路环境的介入，具有仿真速度快、精度高、准确、形象等优点。
因此，Multisim被许多高校引入到电子电路实验的辅助教学中，形成虚拟实验和虚拟实验室。
通过对实际电子电路的仿真分析，对于缩短设计周期、节省设计费用、提高设计质量具有重要意义。
1 Multisim8软件的特点Muhisim是加拿大IIT(Interactive Image Tech—nologies) 公司在EWB(Electronics Workbench)基础上推出的电子电路仿真设计软件，Muhisim现有版本为Muhisim2001，Muhisim7和较新版本Muhisim8。
它具有这样一些特点：（1）系统高度集成，界面直观，操作方便。
将电路原理图的创建、电路的仿真分析和分析结果的输出都集成在一起。
采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。
操作方法简单易学。
(2)支持模拟电路、数字电路以及模拟／数字混合电路的设计仿真。
既可以分别对模拟电子系统和数字电子系统进行仿真，也可以对数字电路和模拟电路混合在一起的电子系统进行仿真分析。
(3)电路分析手段完备，除了可以用多种常用测试仪表(如示波器、数字万用表、波特图仪等)对电路进行测试以外，还提供多种电路分析方法，包括静态工作点分析、瞬态分析、傅里叶分析等。
(4)提供多种输入／输出接口，可以输入由PSpice 等其他电路仿真软件所创建的Spice网表文件，并自动形成相应的电路原理图，也可以把Muhisim环境下创建的电路原理图文件输出给Protel等常见的印刷电路软件PCB进行印刷电路设计。
Multisim 10在差分放大电路教学中的应用
图 ６所示 电路 中差模信号 的有效值为 ｖｉ ＝ ： ５０ｍＶ，共模信号 的有效值为 ，＝ 以＝５０ｍＶ，和 图 中 电压表 Ｕ４、ｕ５和 Ｕ６所 测 的读数基 本相 同 。
在双端输 出时，由于 Ａ 一０，因此单端输入一双 端输 出的 输 出 电压 和双 端 输 入一双 端 输 出 是 相 同 的 ，从 图 ４和 图 ６的电压 表 ｕ３的读 数相 同也可 以看 出 。
在 单端输 出时 ，由于单 端 输 出共 模 电压放 大 倍 数的影响 ，单端输入一单端输出 电压和双端输入一 单端输 出 电压 略 有 不 同。 由前 面计 算 出 的差 模 电 压放 大倍 数 和 共 模 电压 放 大倍 数 可 以计 算 出 、
和 分 别为
Ｖｏ１＝ ＩＡｄｖｉｄｌ＋Ａｃ１ ｃ１ ｌ＝２．４４９Ｖ ＝ ＩＡｄ 以 ＋Ａｃ２ ｃ２Ｉ＝２．４０１Ｖ
Ｍｕｈｉｓｉｍ １０提供 了很 多 种 分 析 方 法 ，现 以 图 １ 所示在共模信号作用下 的差分放大 电路为 例。软 件 执行 Ｏｐｔｉｏｎｓ／Ｓｈｅｅｔ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ命令 ，在 Ｃｉｒｃｕｉｔ标 签 页 中的 Ｎｅｔ Ｎａｍｅｓ区 中选 择 Ｓｈｏｗ Ａｌｌ，单 击 ＯＫ 按 钮 ，即可在 电路 中显 示 出各 节点 号 。
５ 结 语
利用 Ｍｕｈｉｓｉｍ １０仿 真软 件 ，通 过对 典 型差 分 放 大 电路 的静态分 析 和 动态 分 析 ，以及 对差 分 放 大 电 路 的单端 输 入 和 双 端 输 人 的仿 真 、计 算 和 比较 ，使 学 生对差 分 放 大 电路 的难 点 和 抽 象 的理 论 知 识 变 得直观，提 高 了教学 效 果。实 践证 明，通过 采 用 Ｍｕｈｉｓｉｍ １０中提供的丰富的电路分析和仪器仪表 ， 借助于 Ｍｕｌｔｉｓｉｍ １０仿真软件辅助讲授模拟 电子技 术 课程 ，能有 效地帮 助学 生理解 抽象 的理论 知识 。
Multisim10模拟电路仿真分析_Multisim实验三
I0(mA)
VR(V)
VL(V)
VC(V)
Q
15915.5
1.369
1.369mV
13.865mV
13.51V
10
159.15
1.409
1.409mV
1.409V
1.409V
1000
品质因数Q=10
品质因数Q=1000
2.占空比可调的矩形波发生电路仿真：
1）测量矩形波的频率、幅度及占空比。
3）瞬态分析：求出电压放大倍数。
实验现象：由瞬态分析图像可知，放大电压最大值为240uV左右，电压放大倍数约为3倍左右。
4）参数扫描分析：对电阻R2=35kΩ，R2=45kΩ，R2=55kΩ进行分析，画出幅频曲线。
5）温度扫描分析：对温度-250C，250C，500C进行分析，画出瞬态波形曲线
6）容差分析：分析三极管2N5224的模型参数Cje的容差，相对误差为80%，分析该容差对电路频率特性的影响，画出曲线。
一、实验目的：
熟悉使用Multisim10的模拟电路仿真功能、主要分析方法和后处理功能。
二、实验容：
1. Multisim10 RLC串联谐振电路仿真
2. Multisim10占空比可调的矩形波发生电路仿真
3. Multisim10电路分析方法应用
三、实验步骤：
1．RLC串联谐振电路仿真：
1）调节电源频率，使电路进入谐振状态（电抗等于0、电流与电源电压同相时），测量电路谐振时的电流I0、VR、VL、VC，计算电路Q值。填入表中。
由示波器显示的波形图像可知周期为65ms,由 得，矩形波的频率 96.66 ，幅度为5.2V，高电平占空比为50%左右。
2）如果要得到占空比为40%的矩形波，应如何实现？调试并得到占空比40%的矩形波，记录波形。
Multisim10应用于电路分析实验教学的研究-4页精选文档
Multisim10应用于电路分析实验教学的研究引言随着近十几年高等教育的迅猛发展，我国高等教育已经进入了大众化阶段，但是高等教育质量下降问题也日益突出。
一些高等院校为了追求经济利益，盲目扩招，造成大学生人数逐年递增；同时，其办学规模、设施水平、师资力量等不能满足教学的要求，造成毕业生不能适应企业的工作需求，使得部分家长和用人单位对我国高等教育质量提出了很多质疑。
其中最为突出的问题就是很多大学毕业生实践能力较差，这已经成为高等教育发展的突破口。
一、电路分析实验的重要性及存在的问题电路分析基础课程对于工科学生非常重要，实验对于培养电子专业学生的实践动手能力有着举足轻重的作用。
在传统实验过程中，需要配置的仪器种类较多，通常需要制作一块试验板或在面包板上进行模拟试验，以测试是否达到设计指标要求，并且需要反复实验、调试，才能设计出符合要求的电路。
这样做既费时又费力，同时也提高了设计成本，另外，因受工作场所、仪器设备等因素的限制，许多试验不能进行。
学生在实验过程中，错误操作导致元件或仪器损坏，维修费用也是一笔不小的数目。
为了提高电路分析实验教学的质量，需要改善实验条件，改革实验教学方法，将Multisim10仿真软件应用于电路分析实验教学变得势在必行。
二、Multisim10的优点电子仿真软件Multisim10是美国国家仪器公司（NI）于2007 年推出的，是目前最新版本的电子电路仿真软件，这也是交互式SPICE仿真和电路分析软件的最新版本，专用于原理图捕获、交互式仿真、电路板设计和集成测试。
是EWB（Electrical Workbench）电子工作台的一个部分，其余三个部分是PCB 设计、软件Ultiboard、布线引擎Uhiroute及通信线路分析和设计模块Commsim。
四个模块相互独立，并且每个模块又有增强专业版、专业版、个人版、教育版、学生版、演示版等多个版本。
有庞大的元件数据库、完备的实验仪器库、完整的分析方法，界面易懂直观，操作容易。
基于Multisim软件建立并仿真直流工作点的温度漂移
输入电压为零而输出电压不为零且缓慢变化的现象,称为零点漂移现象。
当输入电压为零,由温度变化所引起的半导体器件参数的变化而使输出电压不为零且缓慢变化的现象,称为温度漂移.它使产生零点漂移的主要原因。
抑制零点漂移的方法有：⑴在电路中引入直流负反馈；⑵采用温度补偿的方法,利用热敏元件来抵消放大管的变化；⑶采用“差动放大电路”。
什么是温度漂移？
温度漂移一般是指，环境温度变化时会引起晶体管参数的变化，这样会造成静态工作点的不稳定，使电路动态参数不稳定，甚至使电路无法正常工作。
一般来说，温度升高，晶体管的电流放大倍数增大，Q点升高；反之减小。
这部分增额外加的电流是温度变化引起的，理解为温度漂移。
在直接耦合的放大电路中，即使将输入端短路，用灵敏的直流表测量输出端，也会有变化缓慢的输出电压。
这种输入电压为零而输出电压不为零且缓慢变化的现象，称为零点漂移现象。
在放大电路中，任何参数的变化，如电源电压的波动、元件的老化、半导体元件参数随温度变化而产生的变化。
都将产生输出电压的漂移。
在阻容耦合放大电路中，这种缓慢变化的漂移电压都将降落在耦合电容之上，而不会传递到下一级电路进一步放大。
但是，在直接耦合放大电路中，由于前后级直接相连，前一级的漂移电压会和有用信号一起被送到下一级，而且逐级放大，以至于有时在输出端很难区分什么是有用信号、什么是漂移电压、放大电路不能正常工作。
采用高质量的稳压电源和使用经过老化实验的元件就可以大大减小由此而差生的漂移。
所以由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移现象的主要原因。
因此也称零点漂移为温度漂移，简称温漂。
基于MultiSim_10的负反馈放大电路仿真分析
很明显 ， 引入 负反馈时， 输出电压 的变化值为 ０９ ；没 ． ７ 有引入 负反馈时，输 出电压的变化值为 ００ １ ． 。由此，引入 ０ 负反馈对输 出电压的稳定性有 了明显 的提高 。 引入负反馈对输 出波形失真 隋 的测试结果如下 ： １ 况 Ｊ断 开， 没有引入负反馈 时， 用示波器观察 输出波形 明显 失真 （ 图 四） ，非正弦信号。Ｊ 闭合 ，引入 负反馈 时， 用示 波器观察 １ 输出波形无明显失真 （ 图五） ，且输出波形幅度减小。
维普资讯
闭合 Ｊ 和断开 Ｊ，仿真测试的幅频 特 陛如图六 、图七， １ １ 很明显引入负反馈后，幅频 特性 得到明显改善 。
断开 测 图六 Ｊ 闭合 仿真 测试 的幅频杼 眭 １
（）
图三
（） ｂ
Ｊ １闭合测试结果
图七
Ｊ 断开仿真测试的幅频特性 １
ｔ ｏｏ１ ｓ．
Ｋｅ ｗｏｄ ： ｕ ｔ ｓ ｍ ｉ ｖ ｒｓ Ｍ ｌ ｉ ｉ ０；Ａ ｐ ｉ ｉ ｒ； Ｓ ｍ ｌ ｔ ｎ ｌ ｓ ｓ ｍｉｆｅ ｉ ｕａ ｅＡ ｓ ｙ ｅ
１ 绘制仿真实验 电路图
作 巾导致功耗太大， 散热 、 失真、 效率 等方面都将受到影响 。
３ 仿真 测试 利用 Ｍ ｌ ｉ ｉ ０ ｕ ｔ ｓ ｍ １ ，完 成以下 ４ 电路中的重要环节进 个
如图一所示为 ＯＡ Ｐ ＋并联推挽 ＋负反馈结构的音频 小功
率功放仿真 实验 电路 。
行仿真测试 ：输 出电压在有负反馈 和无负反馈 时的变化 、 输 出波形的失真情况 、幅频特性测试 、输入 输出电阻 测试 。Ｊ １ 是控制是否引入反馈的开关，键盘上 用 Ｃ 键控制 ；ｕ 、ｕ 分 ３ ４
摘 要： 在并联推挽结构的放大电路 中引入负反馈 将对整个放 大电路性能指标有很大影响 ， 采用 Ｍ ｌｉｉ Ｏ ｕｔｓｍ １ 设计仿真 软件 可以直接观察 影响放大性能 的关键参数 ，是一种有效且高效的电路分析 设计工具 。 关键词： ｕｔｓｍ１ 放大 电路：仿真分析 Ｍ ｌｉｉ ０：
基于Multisim 的差动放大电路的仿真分析
基于Multisim 的差动放大电路的仿真分析一．实验目的：1.掌握NI Multisim的使用方法，学会用Multisim对电路进行仿真分析；2.用Multisim 研究差动放大电路的性能。
二．实验原理：实验原理图1三极管参数：(Is=44.14f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=100 Bf=78.32 Ne=1.389Ise=91.95f Ikf=.3498 Xtb=1.5 Br=12.69m Nc=2 Isc=0 Ikr=0 Rc=.6Cjc=2.83p Mjc=86.19m Vjc=.75 Fc=.5 Cje=4.5p Mje=.2418 Vje=.75 Tr=1.073u Tf=227.6p Itf=.3 Vtf=4 Xtf=4 Rb=10)如图1所示的电路为差动放大电路，它采用直接耦合方式，当开关K 打向左边时是长尾式差动放大电路．开关K 打向右边时是恒流源式差动放大电路。
在长尾式差放电路中抑制零漂的效果与共模反馈电阻Re的数值有密切关系，Re愈大，效果愈好。
但Re 愈大，维持同样工作电流所需要的负电压Vee 也愈高这在一般的情况下是不合适的，恒流源的引出解决了上述矛盾。
在三极管的输出特性曲线上，有相当一段具有恒流源的性质，即当Uce 变化时,Ic电流不变。
图1中Q3管的电路为产生恒流源的电路，用它来代替长尾电阻Re ，从而更好地抑制共模信号的变化，提高共模抑制比。
三．差动放大电路的仿真分析⑴静态分析1.调节放大器零点在测量差放电路各性能参量之前，一定要先调零。
信号源Ⅵ不接人。
将放大电路输入端A、B与地短接，接通±12 V的直流电源，用万用表的直流电压档测量输出电压Ucl、Uc2，调节晶体管射极电位器Rw ，使万用表的指示数相同，即调整电路使左右完全对称，此时Uo=0，凋零工作完毕。
2.直流工作点分析理论值：(R3+RB1)Ib+0.7+0.5RW(1+β)Ib+2(1+β)Ib=12 Ib×RC1+Uce+0.5RW+2(1+β)Ib=Vcc-Vee在上述方程中代入数据得：Ib≈0.0071mAUce≈7.11VUbe≈0.63VQ1、Q2和Q3管的静态工作点分析从直流分析结果中看出，三极管Q1基一射电压U2 ≈ 0．6 V，集一射电压 Uce≈ 7．13 V，Q1管工作在放大区。
实验二、差分放大电路仿真实验
实验二、差分放大电路仿真实验一、实验目的：（1）通过使用Multisim来仿真电路，测试差分放大电路的静态工作点、差模电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
（2）加深对差分放大电路工作原理的理解。
（3）通过仿真，体会差分放大电路对温漂的抑制作用。
二、计算机仿真实验内容：图1 仿真电路（1）利用仿真软件建立如图1所示的带恒流源的差分放大电路。
（2）请对该电路进行直流工作点分析。
表1差分电路静态工作点理论计算和实际测量值比较（3）请利用软件提供的电流表测出电流源提供给差放的静态工作电流。
（4）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入、输出电阻。
（5）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的单端出、双端输出差模电压放大倍数。
（6）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的共模输入、单端输出共模电压放大倍数。
（7）请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。
（8）请利用温度扫描功能给出工作温度从25℃变化到100℃时，节点6的输出波形的变化，最大输出电压偏差以及变化比例。
三、实验报告要求：（1）根据直流工作点分析的结果，说明该电路的工作状态。
（2）请画出测量电流源提供给差放的静态工作电流时，电流表在电路中的接法，并说明电流表的各项参数设置。
（3）详细说明测量输入、输出电阻的方法（操作步骤），并给出其值。
（4）详细说明测量差模放大倍数的方法（操作步骤），并给出其值。
（5）详细说明测量共模放大倍数的方法（操作步骤），并给出其值。
（6）详细说明测量幅频、相频特性曲线的方法（操作步骤），并分别画出幅频、相频特性曲线。
（7）工作温度从25℃变化到100℃时，节点6的输出波形的变化，最大输出电压偏差以及变化率。
（8）请分析并总结仿真结论与体会。
四、思考题1、在信号源、负载等电路参数相同的情况下，普通放大电路如图2所示和差分放大电路的“温度漂移”特性对比。
图2 仿真电路2、将单端输出接法改为双端输出接法，电压放大倍数和共模抑制比的变化。
基于Multisim的差分放大电路基本形式仿真分析
图1 基本共射放大电路图3 差分放大电路的四种接法图2 对称式电路射放大电路，忽略基极电阻Rb的静态电压，则发射极电流：(1)其静态工作点基本稳定。
但是温度变化会使得集电极电流I CQ发生微小的变化，采用直接耦合的方式会进一步放大该变化，引起静态工作点的变化。
在输出位置构建有一个完全一样的镜面电路，如图所示，当输入信号U I1和U I2是大小相等、极性相同的共模信号时，电路参数一致，所以电流变化量和电(2)说明差分放大电路对共模信号起到了很强的抑制作用，理想情况下共模输出为零。
同理可得，当中Re既能抑制零点漂移也决定晶体管的静态工作点电流[1-4,7]。
2 差分放大电路四种接法根据输入输出方式的不同，将电路分成四种形式，具体电路见图3。
单端输出的差分放大电路在T1管的集电极连接了一个负载电阻RL然后直接接地，同时取消了T2管的接线端，具体电路如图3（b）所示。
单端输入的差分放大电路仅仅只有一个输入，另外一个输入口直接接地，具体电路如图3（b）所示[2]。
此时电路不再对称，静态工作点和其他动态参数也发生了改变，同时由于差分放大电路的放大能力只和输出形式有关，因此可将电路分成单端输出和双端输出两大类进行分析。
类比基本差分放大电路的分析，可以得出单端输出和双端输出的差分放大电路的部分特性如下：单端输出时，差模电压放大倍数Aud、共模电压放大倍数A uc和输出电阻Ro为(3)(4)(5)双端输出时，差模电压放大倍数A ud、共模电压放大倍数A uc和输出电阻R o为[1,2,6](6)图4 双端输入、双端输出差分放大电路仿真电路(7)(8)3 差分放大电路仿真分析(11)接入函数信号发生器，输入信号设置为振幅10mV ，频率2 kHz ，相位相反的正弦波，链接到管的基极端口如图4(b)所示，测得晶体管基极之间的交流有效电压U =14.142mV ，输出端的交流有 (15)接入函数信号发生器，输入信号设置为振幅10mV ，频率2kHz ，相位相反的正弦波，连接方式如图5(b)所示。
Multisim10基本分析方法
2.1.3 检查测试结果 直流工作点的测试结果如图所示。测试结果给出电路各个
节点的电压值。根据这些电压的大小，可以确定该电路的静态 工作点是否合理。
如果不合理，可以改变电 路中的某个参数，利用这种方 法，可以观察电路中某个元件 参数的改变对电路直流工作点 的影响。
10
2.2 交流分析
交流分析是在正弦小信号工作条件下的一种频域分析。 它计算电路的幅频特性和相频特性，是一种线性分析方法。 Multisim 10在进行交流频率分析时，首先分析电路的直流工 作点，并在直流工作点处对各个非线性元件做线性化处理， 得到线性化的交流小信号等效电路，并用交流小信号等效电 路计算电路输出交流信号的变化。在进行交流分析时，电路 工作区中自行设置的输入信号将被忽略。也就是说，无论给 电路的信号源设置的是三角波还是矩形波，进行交流分析时， 都将自动设置为正弦波信号，分析电路随正弦信号频率变化 的频率响应曲线。
3
2.1 直流工作点分析
直流工作点分析也称静态工作点分析，电路的直流分析 是在电路中电容开路、电感短路时，计算电路的直流工作点， 即在恒定激励条件下求电路的稳态值。在电路工作时，无论 是大信号还是小信号，都必须给半导体器件以正确的偏置， 以便使其工作在所需的区域，这就是直流分析要解决的问题。 了解电路的直流工作点，才能进一步分析电路在交流信号作 用下电路能否正常工作。求解电路的直流工作点在电路分析 过程中是至关重要的。
7
2. Analysis Options 页 点击Analysis Options按钮进入 Analysis Options页，其中排
列了与该分析有关的其它分析选项设置，通常应该采用默认的。
8
3. Summary 页 点击Summary按钮进入Summary页，如图所示。Summary
差分运算放大电路 温漂
差分运算放大电路（也称为差动放大器）设计时特别注重抑制由于温度变化导致的输入失调电压的变化，即温漂（Temperature Drift）。
在晶体管或场效应管组成的差分对中，两个对称结构的器件并联连接，它们的基极（或栅极）接收一对大小相等、极性相反的输入信号。
当环境温度变化时，通常会引起晶体管参数（如发射结电压Vbe）的变化，进而产生失调电压。
差分放大电路抑制温漂的主要原理和机制包括：
1. 元件匹配：通过使用特性尽可能一致的晶体管，并采取精密的布局和布线，使得两管受温度影响产生的失调电压趋于相同，在差分模式下相互抵消。
2. 负反馈机制：长尾电阻（共模负反馈电阻）能够有效地将共模信号（例如由温度引起的共同变化）转化为差模信号，然后被差分放大器本身所抑制。
3. 恒流源偏置：如果差分对的发射极加载一个恒定电流源，而不是简单的电阻，那么即使温度变化引起晶体管的发射极-基极电压Vbe发生变化，恒流源会维持集电极电流的稳定，进一步减少温度对输出电压的影
响。
通过这些设计手段，差分运算放大器能够显著地降低由温度引起的零点漂移，从而提高了电路在不同温度条件下的稳定性与精度。
基于Multisim 10的差动放大电路仿真分析
基于Multisim 10 的差动放大电路仿真分析差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，以放大差模信号抑制共模信号为显著特征，广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。
但是差分放大电路结构复杂、分析繁琐，特别是其对差模输入和共模输入信号有不同的分析方法，难以理解，因而一直是模拟电子技术中的难点。
Muhisim 作为著名的电路设计与仿真软件，它不需要真实电路环境的介入，具有仿真速度快、精度高、准确、形象等优点。
因此，Multisim 被许多高校引入到电子电路实验的辅助教学中，形成虚拟实验和虚拟实验室。
通过对实际电子电路的仿真分析，对于缩短设计周期、节省设计费用、提高设计质量具有重要意义。
Muhisim 是加拿大IIT(Interactive Image Technologies) 公司在EWB(Electronics Workbench)基础上推出的电子电路仿真设计软件，Muhisim 现有版本为Muhisim2001，和较新版本Muhisim 10。
它具有这样一些特点：(1)系统高度集成，界面直观，操作方便。
将电路原理(2)支持模拟电路、数字电路以及模拟／数字混合电路的设计仿真。
既可以分别对模拟电子系统和数字电子系统进行仿真，也可以对数字电路和模拟电路混合在一起的电子系统进行仿真分析。
(3)电路分析手段完备，除了可以用多种常用测试仪表(如示波器、数字万用表、波特(4)提供多种输入／输出接口，可以输入由PSpice 等其他电路仿真软件所创建的Spice 网表文件，并自动形成相应的电路原理1 电路设计在Multisim 10 中建立了如实际电路中T1，T2 宜选用差分对管，晶体管的静态电流ICQ 不宜超过1 mA。
由ICQ 可选取两管共用的发射极电阻Re，且Re 不影响差模电压放大倍数，仅对共模信号有较强的负反馈作用，因此可以有。
差分放大电路仿真分析报告
差分放大电路仿真剖析差分放大电路是集成运算放大器的主要单元电路之一，它拥有很强的克制零点漂移的能力。
作为集成运算放大器的输入级，差分放大电路几乎完整决定着集成运算放大器的差模输入特征、共模克制特征、输入失调特征和噪声特征。
差分放大电路经由两个参数完整同样的晶体管构成，电路构造对称。
电路具有两个输入端和两个输出端，所以差分放大电路拥有四种形式：单端输入单端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出以及双端输入双端输出。
实验内容：一、理想差分放大电路1、绘制电路图启动 Capture CIS 程序，新建工程，利用 Capture CIS 画图软件，绘制以下的电路原理图。
双击正弦电压源VS+的图标，在弹出的窗口中设置AC为 10mV，DC为 0V，VOFF 为 0，VAMPL为 10m，VFREQ1kHz。
VS-的设置除 AC为-10mV外，其他均与 VS+同。
2、直流工作点剖析选择 Spice | New Simulation Profile功能选项或单击按钮，翻开NewSimulation 对话框，在Name文本框中输入Bias ，单击 Create按钮，弹出Simulation Settings-Bias对话框，设置以下：保留设置，启动 PSpice A/D 仿真程序，调出 PSpice A/D 窗口，能够在 PSpice A/D 窗口中选择 View | OutPut Filse 功能菜单项选择项，查察输出文件。
在 Capture CIS 窗口中，单击 I 、 V 按钮，此时电路图中显示电路的静态工作电压与电流值，以下列图：3、双端输入是的基本特征上边的电路是双端输入的形式，能够利用上边的电路来剖析双端输入时的电路特征。
将剖析种类设为沟通扫描剖析AC Sweep。
选择 PSpice | New Simulation Profile 功能选项或单击按钮，翻开New Simulation对话框，在Name文本框中输入 AC，单击 Create 按钮，弹出 Simulation Settings-AC 对话框，设置以下：启动 PSpice A/D 仿真程序，显示空的 PSpice A/D 窗口，选择 Trace | Add Trace 命令，在 Add Trace 窗口中设置以下列图，即察看单端输出时的电压增益：V(OUT1)/ (V(VS+:+)-V(Vs-:+)) 。
差分放大电路的作用和特点 差分放大电路抑制零漂的原理分析
差分放大电路的作用和特点差分放大电路抑制零漂的原理分析要想掌握差分放大电路，首先就要知道什么是差分放大电路以及它的作用。
差分放大电路是（模拟）集成（运算放大器）输入级所采用的的电路形式，差分放大电路是由对称的两个基本放大电路，通过射极公共（电阻）（耦合）构成的，对称的意思就是说两个三极管的特性都是一致的，电路参数一致，同时具有两个输入（信号）。
它的作用是能够有效稳定静态工作点，同时具有抑制共模信号，放大差模信号等显著特点，广泛应用于直接耦合电路和测量电路输入端。
差模放大电路特点电路两边对称两个管子公用发射机电阻Re具有两个信号输入端信号既可以双端输出，也可以单端输出共模信号：大小幅度相等极性相同的输入信号差模信号：大小幅度相等极性相反的输入信号差分放大电路具有抑制零漂移稳定静态工作点，和抑制共模信号等作用，接下来一一分析。
首先我们的电路的工作环境温度并不是一成不变的，也就是说是时刻变化着的，还有直流（电源）的波动，（元器件）老化，特性发生变化都会引起零漂和静态工作点变化。
通常在阻容耦合放大电路中，前一级的输出的变化的漂移电压都落在耦合（电容）上，不会传入下一级放大电路。
但在直接耦合放大电路中，这种漂移电压和有用的信号一起送到下一级被放大，导致电路不能正常工作，所以要采取措施，抑制温度漂移，虽然耦合电容可以隔离上一级温漂电压，但是很多时候我们要接受处理的是很多微弱的、变化缓慢的弱信号，这类信号不足以驱动负载，必须经过放大。
又不能通过耦合电容传递，所以必须通过直接耦合放大电路，那么直接耦合典型电路：就是差分放大电路。
通常克服温漂的方法是引入直流负反馈，或者温度补偿。
接下来谈谈直接耦合电路中，差分放大电路如何抑制零漂电压稳定工作点，和抑制共模信号，并放大差分信号的。
抑制零漂的原理下面以电路双端输出为例:首先T1和T2特性相同，电路两边对称，在输入电压Vi1=Vi2=0V 当温度T一定时，流过T1的电极（电流）与流过T2集电极的电流一致即（ic）1=ic2，那么T1和T2上两个集电极电阻的压降是相等的所以Uo1=Uo2那么输出电压Uo就等于零即Uo1-Uo2=Uo=0所以这个电路可以抑制零漂的。
差动放大电路multisim仿真实验
仪器放大器基本原理
――――差动放大电路仿真实验
实验目的：学习利用Multisim进行差动放大电路仿真。
试验过程：1.使用Multisim进行仿真电路的连接如下图1所示：
图2 差动放大电路图仿真
2．输入差模信号，采用信号为60HZ，50mv交流差模输入。
差模与输出如图2所示：
图2：差模输入下仿真结果
放大倍数约为：8197/199.968=41。
即放大倍数约为41倍。
进行后处理，如图3所示：
图3：差模输入后处理
图3所示中，输出的差模放大值为：8.1524V。
3．输入共模信号。
调整变阻器为45%。
输入端电路连接及示波器显示共模输出如图4
图4：输入端电路连接及示波器显示共模输出
由于共模输出较小需要调整示波器测量的幅值，并去除直流分量的放大，显示如上图中示波器显示。
后处理如图5：
图5 ：共模输入后处理
如图6所示，显示输出输入的后处理。
图6：输出输入的后处理
共模情况下，输出幅值为（287.1709-287.0167）mV=0.1542mV。
输入为：49.698*2=97.369 mV。
共模放大倍数为0.1542mV/97.369 mV=0.0016倍。
基于Multisim的差动放大电路设计
单端输入双端输出差动放大电路的设计一、设计题目：单端输入双端输出差动放大电路。
二、设计目的：①熟悉multisim软件的使用方法。
②掌握差动放大器的主要特性及其测试方法。
③学习带恒流源的差动放大器的设计方法和调试方法。
三、电路简介及功能：差动放大电路又叫差分电路，他不仅能有效的放大直流信号，而且能有效的减小由于电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。
特别是大量的应用于集成运放电路，他常被用作多级放大器的前置级。
差动放大电路是是典型的直流放大电路基本形式，由两个互为发射极耦合的共射电路组成，电路参数完全对称，是运算放大器的前级电路，期中具有恒流源的差动放大电路，应用十分广泛，特别是在模拟电路中，常作为输入级或中间放大级。
具有抑制零点漂移作用，是放大直流信号和缓慢变化信号的电路。
差动放大电路按输入和输出的方式分为：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。
四、电路设计图：单端输入双端输出差动放大电路五、原理分析及理论计算：差动放大电路的静态工作点主要由恒流源I0决定，故一般先设定I 0，I 0越小，恒流源越恒定，漂移越小，放大器的输入阻抗越高。
但也不能太小，一般为几毫安左右。
故这里取I0=1mA ，由公式得：I R =I 0=1mAI C1=I C2=I 0/2=0.5mAR be =300+(1+β)2/)(260I mV =3.4K Ω 要求R id >20K Ω,即R id =2(R b1+rbe)>20K Ω则R b1>6.6K Ω取R b1=R b2=6.8K Ω要求A ud >20,A ud =rbeR R b L +-1'β>20 取A ud =30则R L ’=6.7K ΩR L '=Rc//2RL 则R C ='2/2/'L L L L R R R R -=20.3K Ω 取R C1=R C2=20K Ω由公式可得：U C1=UC 2=V CC -I C R C =2VU C1、U C2分别为V1、V2集电极对地的电压，而基极对地的电压U B1、U B2则为U B1=U B2=1b CR I β=0.08V ≈0V则U E1=U E2≈-0.7V射级电阻不能太大，否则负反馈太强，使得放大器增益很小，一般取100Ω左右的电位器，以便调整电路的对称性，现取R W1=100Ω。
利用Multisim软件分析差动放大器静态工作点电压放大倍数输入电阻输出电阻的仿真方法
实验二 差动放大电路
一、实验目的
1、熟悉Multisim9软件的使用方法。
2、掌握差动放大电路对放大器性能的影响。
3、学习差动放大器静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的仿真方法
4、学习掌握Multisim 9 交流分析
5、学习开关元件的使用 二、虚礼实验仪器及器材
双踪示波器 信号发生器
交流毫伏表
数字万用表
三、实验内容
1、 创建如上图所示差动放大电路，将数字万用表的“+”、“-”端分别接在1Q 、2Q 的集电
极
上
2、 调节放大器零点
将开关J2和J3闭合，J1打到最左端，启动仿真，调节滑动变阻器的阻值，使得数字万用表的数值为0（尽量接近0，如果不好调整，可以减小滑动变阻器的Increment 值），利用直流工作点分析，测量1Q 、2Q 的各管脚工作情况，填写表。
表1
3、测量差模电压放大倍数
更改电路为单输入电路形式，J1开关打到左边为长尾式放大电路，到右边为恒流源放大电路，如下图所示，把相应的数据填入表2中
4、测量共模电压放大倍数
更改电路，将两输入端接同一信号源，注意J3必须断开，J1开关打到左边为长尾式放
大电路，到右边为恒流源放大电路，如下图所示，把仿真的数据填入表2中
表2。
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／ ０ ｏ
电路 ｏ单击 Ｍｕ ｉｍｌ 面菜 单 “ ｉ ｌｔ Ａ ａ ｓｓＴ ｒ ｈｓ ０界 ｉ Ｓｍｕａ ／ ｎｌ ｅ／ ｅ — ｅ ｙ ｎ
ｐｒｔｒ ｗ ｅ …”（ 度扫 描 分析 ） 钮 ， 弹 出 的对 话 框 ｅａｕｅＳ ｅｐ 温 按 在 Ａ ａｙｅ ａａ ｅ ｒ ｎｌｓｓＰ ｒｍ ｔ ｓ设置 栏 中设 置 ： ｅ 扫描 方式 为 线性 （ ｉ ． Ｌｎ ｅ
差分放大 电路 又称 差动放大电路 ， 是集成运算放 大器 中 重要的基本单元 电路 ， 广泛地应用于多级直接耦合放 大电路 的输入级 ， 它的最大优点 就是 对“ 温漂 ” “ 点漂 移” 等 零 ・ 现象 具有很强 的抑制作 用。但 在教学中 ， 差分放大 电路对 温漂 的
抑制作用却难 于理解 ， 且在 实验室 的条 件下也 难于 实现 。 并
ｎ
２ ｋＱ
ａ） 所要扫描 的起 始温 度为 ２ ￣ 终 止温 度为 １０ ：扫 描 ｒ； ５Ｃ， ０Ｔ ；
的点 数为 ２点 ； 分析类 型为瞬态分 析（ ｒ ｓ ｎ Ａ ａ ｓｓ ； Ｔａ ｉ ｔ ｎｌ ｅ） 单 ｎ ｅ ｙ
图 １ 共射 放 大 电路
图 ２ 共射放大电路的温度扫描分析特性 曲线及参数 从 图 ２所示 的温度 扫描分 析特 性 曲线及参 数 中可 以看 出， 一是图 １ 示共射放大电路的输 出 电压 呈负温度 系数变 所 化， 二是 当温度从 ２ ５℃上升到 １０℃时 ， ０ 产生 的最大输 出电
放大电路 ， 且信号 源 、 负载等 电路参数 都相 同， Ｍ ｈｓ ０ 在 ｕｉｍ １ ｉ 电路窗 口中搭建如 图 ３所示 电路 】启 动仿 真开关 ， 行仿 ， 进 真测量 ， 如图 ４所示 。
收 稿 日期 ：０ ２— ４—１ ２１ ０ ２
作者 简介 ： 森（９４ ） 男， 蒙树 １６一 ， 黑龙 江肇 州县人 ， 副教授 ， 主要从 事电子类课程的教 学与科研 。
击 “ ｄ ｎ ｙｅ” Ｅ ｉＡ ａ ｓｓ 按钮后设置扫描起始 时间为 ０Ｓｅ 终止时 ｔ ｌ ｅ ，
间为 ０ ０ １Ｓ ｃ 即一个信号 周期 ） 随后 在 Ｏ ｔ ｔ ．０ ｅ（ ； ｕｐ 选项 中选 ｕ 择节 点 Ｖ［ ］ ２ 为待分析的输 出 电路 节点 。单 击 “ ｉ ｕａ ” Ｓｍ ｌ ｅ 仿 ｔ 真按钮 ， 即可得到如图 ２所示共射放大 电路 的温度 扫描分析
摘 要 ： 拟电路 的教学 中， 在模 差分放 大电路 的温漂抑制作 用无疑是一个难点 内容 。如果在教 学 中应 用 Ｍ ｌ ｕｉ ｔ －
ｓ Ｏ进行仿 真分析 ， ｉ ｍｌ 可以将 复杂的知识 简单化 ， 而加深 学生对理论 知识 的理 解 ， 从 大大提 高课 堂教 学效 果。
关 键 词 ： ｕｔｉ ０ 差 分放 大 电路 ；仿 真 分 析 Ｍ ｌｓ ｉｍｌ ； 中 图分 类 号 ：Ｐ ９ ． Ｔ ３ １９ 文献标识码 ： Ａ
第 ３期
蒙树 森 ： 于 Ｍｕｔｉ ０的差 分放 大 电路 温漂分析 基 ｌｓ ｉｍｌ
１ ７
ＶＣ Ｃ
Ｒｅ １
２ｋｎ
Ｒ ２ ｃ ２ｋ ｎ
ｌ Ｖ ２
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０
２ｋ Ｑ Ｊ— Ｉ
３
６ ２ｋｎ
２
∞
２ ２ Ａ ２ ２ ２ ２ ２ Ｎ ２ Ｎ２ ２ Ａ Ｌ 一
教学效果 。
ＶＣ Ｃ
ｌ 白ｎＶ Ｒ ｃ２ ３ １ ５ ｋ ｂ ｔ ｌ Ｑ
ｃ ：
１
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Ｒ Ｌ
１ 传统 放 大 电路 的温度 扫 描分析
在 Ｍｕ ｉｍｌ ｌｓ ０的电路窗 口中建 立如 图 １所 示共 射放 大 ｔｉ
ｒ
－ ｕ
Ｖ１
ｔＦ ｒ
。
、 Ｎ １ Ｖｍｔ ０ｍ ｘ ｔ
山西 电子 技术 ２１ ０２年第 ３期
文 章 编 号 ：６ ４４ ７ （０２）３Ｏ １—２ １７ －５ ８ ２ １ ０ 一０ ６０
应 用 实 践
基 于 Ｍ ｈｓ 差 分放 大 电路 温 漂 分析 ｕ ｉｍｌ ｉ Ｏ的
蒙树森
（ 江苏经贸职业技术学院， 江苏 南京 ２００ ） １０７
ｌ Ｒｌ ｆｋ Ｉ ｎ １ Ｖ１ ｍ ‘ ． １ ｍＶｒ 。 、 ０
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图 ４ 输入 、 输出电压仿真测量
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ＶＥ Ｅ
图 ３ 差分放大 电路
由电路 分析可知 ， 差分 放大 电路 ， 其是单 端输 出接 在 尤 法 的差 分放大电路 中 ， 大 发射 极 电阻 ， 增 能够有 效地 抑 制每
单 击 Ｍ ｌｓ ｌ 面 菜单 “ ｉｕ ｔ Ａ ａ ｓ ／ ｅ ｐｍ ｕｉｍ ０界 ｔｉ Ｓ ｌｅ ｎｌ ｅ Ｔｍ ｅ ． ｍ ａ， ｙ ｓ ／ ｔ ｅ ｗ ｅ…” 温度扫描分析 ） ｕ ｅｐ （ ｒＳ 按钮 ， 弹 出的对话 框 Ａ ａ － 在 ｎｌ ｙ ｓ８ ａａ ｅｅ ｅ ｒｍ ｔｍ设置栏 中设置 ： Ｐ 扫描方式为线性 （ ｉｅｒ ； Ｌｎ ａ） 所要 扫描 的起 始温度为 ２ ５℃ ， 终止温度为 １０℃ ； 描的点数为 ０ 扫 ２点 ； 析类 型 为瞬 态 分析 （ ｒｎｉ ｔ ｎ ｌ ｅ） 单 击 “ ｄｔ 分 Ｔａｓ ｎ ａ ｓｓ ； ｅ Ａ ｙ Ｅｉ
２ 带恒 流源 的差 分放 大 电路 的温 度扫描 分 析
为 了使两种 放 大 电路具 有 可 比性 ， 采用 同一 个 三极 管 ２ ２２ Ａ组成的单端输入 、 Ｎ ２２ 单端输 出接法 的带恒 流源 的差 分
压偏差为 △ ｏ ５０ ０ ８９—５８ ５ ２１ ｍ ３ ．０ ｖ， Ｖ ＝（ ４ ．６ ０ ． ６ ） Ｖ＝ １５ ６８ｍ 大约变化 了 ５ ８ ． ％。
特性 曲线 及参 数。
ＸＳ Ｃｌ Ｖ ＣＣ
如果在教学 中利用 Ｍｕ ｉｍｌ ｈｓ ０的温度 扫描 分析 功能进 行仿 ｉ 真分析 ， 以将传统 电路环境 温度 变化对输 出电压 的影 响 ， 可
差分 电路环境 温度变化对 输 出电压 的影 响形 象地展 示在学 生面前 ， 既加深 了学生 的理解 ， 又减轻 了老 师的负担 ， 提高 了 教学效果 ， 有利 于辅 助教 学。通过实 际运用 ， 取得 了很好 的