multisim仿真教程 差动放大器.ppt
第13讲--差动放大电路课件
+ T1 RC1 uBE1
－ iE1
RS2 －
+ uod －
+
+
uo1
uo2
－
－
RE iE
iC2
iB2 T2
RC2
+
uBE2 －
iE2
❖ 由三极管e极电流与e极电压指数关系，电流方程：
iC1
iE1＝I ES
exp( u BE1 UT
)
iE iE1 iE2 iC1 iC2
iC 2
iE2＝I ES
2024/10/10
电子电路基础
第十三讲 差动放大电路 （1）
1
主要内容
7.1 基本电路及特征分析 7.2 双端输入、单端输出差动放大电路旳特征 7.3 单端输入、双端输出差动放大电路旳特征 7.4 单端输入、单端输出差动放大电路旳特征 7.5 有源偏置差动放大电路
2
零点漂移
❖ 放大电路无输入时，还有缓慢变化旳电压 输出旳现象为零点漂移
(2)先求rbe,再用前述公式
rbe
rbb
UT ICQ
134 100 26 1.1
2.5(k)
ASD
RC1 //( RL / 2)
RS1 rbe1
100 5 // 5 71
1 2.5
VCC
iC1
iC2
RC1
RL
RC2
Ri 2(RS1 rbe1)
2 (1 2.5) 7(k)
❖ 增大发射极电阻RE旳阻值，线性范围增大
uo1, uo2
uo2
uodm
uo1
RE 小
RE 大
uid
0
电压传输特性
第五讲 multisim 仿真分析PPT课件
第五讲 multisim的仿真分析 单击Add按钮。
第五讲 multisim的仿真分析
1号节点被移至右边的Selected variables for栏内。
第五讲 multisim的仿真分析 用同样方法选定节点2。
第五讲 multisim的仿真分析 将其移至Selected variables for栏 。
Analysis Options分页：确定分析选项，但通常情况下不 需要任何干预，采用默认设置就可以顺利进行分析。
Summary分页，提供对用户所作分析设置的快速浏览，不 需用户再做任何设置，但可以利用此页查阅分析设置信息。
第五讲 multisim的仿真分析
从下拉的目录里 选择输出变量的 类型。
被选择电路的可 能输出变量。
直流工作点分析 交流分析 瞬态分析 傅里叶分析 噪声分析 噪声系数分析 失真分析 直流扫描分析 灵敏度分析 参数扫描分析 温度扫描分析 极零点分析 传递函数分析 最坏情况分析 蒙特卡洛分析 布线宽度分析 批处理分析 用户自定义分析
第五讲 multisim的仿真分析
主工具栏
第五讲 multisim的仿真分析
第五讲 multisim的仿真分析
3.1 设置瞬态分析参数
瞬态分析对话框也有4个分页，默认为Analysis Parameters分页，其余3页与直流工作点分析完全一 样。
选择设置初始条件。
设置瞬态分析的起始时间。
设置瞬态分析的结束时 间， 该值需大于起始时间。
选中此复选项，可输入 最小时间点数。
蒙特卡洛分析
布线宽度分析 其它分析 批处理分析
用户自定义分析
计算电路的输出变量对元器件参数的 敏感程度 元器件参数对电路性能产生的最坏影 响的统计分析 给定电路元器件参数容差的统计分布 规律情况下，研究元器件参数变化对 电路性能影响的统计分析 原理图转化为PCB板时需要确定连接 导线的最小宽度 按顺序处理同一电路的多种分析，或 同一分析的不同应用
利用Multisim9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-推荐下载
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关，1系电过，力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层，机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2，高总而中体且资配可料置保试时障卷，各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高；中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整，处核或理对者高定对中值某资，些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定，卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置，跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等，料，编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气，线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术，技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项；资方对料式整试，套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资，气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技，进术合行，理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对：于于在调差分试动线过保盒程护处中装，高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时，术，作是应为指采调发用试电金人机属员一隔，变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内；图部同纸故一资障线料时槽、，内设需，备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切，验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中，术资要资料进料试行，卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
Multisim仿真技术与应用幻灯片PPT
6.取样电路的选择（150Ω，1kΩ，330Ω）
• 当电源输出功率最大时，UO=12V，IO=800mA， 考虑尽量不增加 电源总功率 ，取样支路的电流也应远小于800mA， 但取样电路的电 流也不宜太小，应使其远大于VT3的基极驱动电流。取 IR5max=10mA,那么(R5+Rp1+R6)min=12/10mA=1.2kΩ。
项目一 电源设计
2.整流管选择（1N4001）
• 每只整流管的最大整流电流为： • IDmax＝0.5×IL=0.5×800mA＝0.4A • 考虑到取样和放大局部的电流，可选取最大电流IDmax为0.5A。 • 整流管的耐压URM即当市电上升10％时的最大反向峰值电压为： • URM≈1.414×U2max＝1.414×1.1×18V≈28V • 得到这些参数后可以查阅有关整流二极管参数表，这里我们选择额定
• 取R5+Rp1+R6≈1.5kΩ，VT3基极电位UB3=0.7+0.7=1.4V，
•
UB3 × (R5+Rp1+R6)/R6>12V且UB3 × (R5+Rp1+R6)/R6 ≈
12V，
•
因此有：R6<175Ω。功率<0.0175，选择R6：150Ω/0.25W
•
UB3 ×(R5+Rp1+R6)/(Rp1+R6)<3V，UB3
Multisim仿真技术与应用 幻灯片PPT
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电子技术实验与Multisim 12仿真实验2.5 差动放大电路
图2-63 双端输入、双端输出时四踪示波器显示波形
实验3.3 差动放大电路四、计机仿真实验内容图2-66 共模输入、单端输出时示波器波形 图2-64 测量双端输出共模电压放大倍数仿真电路
图2-65 测量单端输出共模电压放大倍数仿真电路
实验3.3 差动放大电路
五、实验室操作实验内容
1．典型差动放大电路的性能测试 （1）测量静态工作点 （2）测量双端输入时差模电压放大倍数 （3）测量双端输入时共模电压放大倍数 （4）测量单端输入时差模电压放大倍数 2．具有恒流源的差动放大电路性能测试
实验3.3 差动放大电路
二、实验设备及材料
1．装有Multisim 12的计算机。 2．函数信号发生器。 3．双通道示波器。 4．数字万用表。 5．模拟电路实验箱。 6．差动放大电路实验操作电路板。
实验3.3 差动放大电路
三、实验原理
图2--59 差动放大电路实验电路
实验3.3 差动放大电路
三、实验原理
实验3.3 差动放大电路
一、实验目的
1．掌握应用Multisim 12软件对典型差动电路和恒流源差动放大电路进行仿真分析。 2．掌握典型差动电路和恒流源差动放大电路静态工作点的设置及调试方法。 3．掌握典型差动电路和恒流源差动放大电路差模、共模放大倍数的测试方法。 4．掌握典型差动电路和恒流源差动放大电路共模抑制比的计算方法。 5．比较典型差动电路和恒流源差动放大电路性能的差异。 6．加深对差动放大电路性能及特点的理解。
实验3.3 差动放大电路
四、计算机仿真实验内容
图2-60 差动放大电路仿真电路
图2-61 典型差动放大电路调零电路
实验3.3 差动放大电路
multisim仿真教程 差动放大器
2.5 差动放大器
2.5.1 差动放大器电路结构
图2.5.1是差动放大器的基本结构。 它 由两个元件参数相同的基本共发射放大电路 组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差 动放大器。调零电位器RP用来调节VT1(VT1)、
VT2(VT2 )管的静态工作点 ，使得输入信号 Ui＝0时，双端输出电压UO＝0。RE(RE)为两 管共用的发射极电阻， 它对差模信号无负 反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数， 但对共模信号有较强的负反馈作用，故可 以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。
图2.5.1 差动放大器原理电路
在 设 计 时 ， 选 择 VT1、、VT2 特 性 完 全 相 同 ， 相应的电阻也完全一致，调节电位器RP的位置
1. 差模电压放大倍数 当差动放大器的发射极电阻RE足够大，或
采用恒流源电路时，差模电压放大倍数Ad由输 出端方式决定，而与输入方式无关。
（1）双端输出方式
RE＝∞，RP在中心位置时，
Ad
△UO △Ui
RB
βRC
rbe
1(1 2
β)RP
图2.5.3 双端输出波形
（2）单端输出方式
Ad1
△U C1 △U i
AC
△U O △U i
0
实际上由于元件不可能完全对称，因此 AC也不会绝对等于零。
2.5.4 共模抑制比CMRR
为了表征差动放大器对有用信号（差模信
号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通
Multisim仿真-电路分析PPT演示课件
5.1 基尔霍夫定律
注意电流的方向、参考方向 电流表内阻在表旁；双击可以更改Mode(DC/AC)
•5
5.1 基尔霍夫定律
2. KVL
•6
5.2 节点电压法
节点电压法：对所有独立节点列KCL方程组，求解。 当电路结构复杂时，计算困难！
•7
5.2 节点电压法
用仿真方法可以顺利解决这一问题。
等效电阻为二者之比。
•12
5.6 RC一阶电路
方波作为信号源。
•13
5.6 RC一阶电路
示波器上读时间常数。
•14
5.7 谐振电路仿真
作业：
进行RLC串联电路频响仿真 要求： （1）参数自定（提示：交流信号源不必设置） （2）仿真内容包括幅频、相频特性，给出相应图示 （3）实验分析品质因数与选频作用 （4）仿真独立写一个报告，A4打印，不得超过4页 （5）若发现雷同则雷同报告一律计零分
•2
第5章 Multisim应用于电路分析
5.1 基尔霍夫定律 5.2 节点分析法 5.3 叠加原理 5.4 戴维南及诺顿等效电路 5.5 最大功率传输 5.6 过渡过程仿真 5.7 谐振电路仿真 5.8 三相电路仿真 5.9 二端口网络
•3
5.1 基尔霍夫定律
1. KCL 电压表和电流表：Place/Component/Indicators
•16
5.8 三相电路仿真
三相星形联结电路仿真
•17
5.8 三相电路仿真
电流表、电压表模式更改：AC 仿真
开关设置
•18
5.8 三相电路仿真
各表显示的数值：线电压、相电压、线电流=相电 流、中性线电流（约等于零）
•19
添加直流电压表，仿真。
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。
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。
差动放大电路.ppt
性相同，幅度也相同，
则是纯共模信号。如
果极性相同，但幅度
不等，则可以认为既
包含共模信号，又包
含差模信号，应分开
加以计算，如图06.07
所示。
图06.07共模差模信 号混合的情况
共模抑制比KCMR是差动放大器的一个重要
指标。
KCMR
Avd Avc
，或
KCMR
20 lg
Avd Avc
dB
双端输出时KCMR可认为等于无穷大，单端 输出时共模抑制比为
K CMR
R'L / 2( RB1 rbe ) R'L / 2Re
Re
RB1 rbe
(动画6-2)
3 带恒流源差动放大电路的分析
1 问题的提出
K CM RR
Ad AC
Avc
RB1
RC
rbe (1
)2RE
单端输出时，为提高共模抑制比，有两个途径，一是增大差模电压放大倍数，一
1 RB vi
RC 3 vo 4 RC RB
T3
A
RB2
RE
RB1
B
-VEE
电路分析
• 静态分析：从T3开始
பைடு நூலகம்
1 RB
VAB
R2 R1 R2
(VCC
VEE )
vi
IE3
VAB VBE RE 3
IC3
I E1
IE2
IC3 2
RC 3 vo 4 RC
VCC
RB RL
T3
A
RB2
差动运算放大器优秀课件
Rc UC2
V2
UCC
Rb2 Rb1
ui2
表3-1 差动放大电路的输入输出形式
表3-1 差动放大电路的输入输出形式
R b 2 共模信号 Rb1
1 ui2 2 uid uic
2、单端输出
(3)单端输出KCMRR
RC
KCMRR
Aud1 Auc1
2rbe
RC
Re
rbe
(4）单端输出时的ro
2Re
∵仅从一管的集电极输出 ∴rod=RC
( 2( 1 )Re r )
Rc
Rb2
UC1
Rb1
V 1 uO
ui1
共模信号输入 时交流通路
RC
UC1
V1
ui 1 uic
uo
uo1
ie1 RE
RC
UC2
uo2 V2
ui 2 uic
ie ie2
6、共模特性动态分析
(2)Re对差模信号不起负
反馈作用,Re对共模信号 起强烈的负反馈.Re越大
RC
负反馈越强，抑制漂移
IC1 IC1
RC
U CC
IC2 IC2
Aud 称为差模电压放大倍数
ui1
差动
uο Aud ( ui1 ui 2 )
放大电路
uo
ui2
Aud
3.2 差动放大电路
3.2.1 为什么选用“差动”的电路形式 3.2.2 基本差动放大电路的分析 3.2.3 差动放大电路的输入、输出形式 3.2.4 差动放大电路的改进形式
3.2.1为什么选用“差动”的电路形式?
UCC
RC
UC2
V2
IE2
2IE1
差分放大电路Multisim仿真
差分放大电路仿真
双端输入双端输出差分放大电路模型：
双端输入双端输出差分放大电路的调零和静态工作点求解：
XMM1和XMM2的电压都为6.398V，输出电压为零。
双端输入双端输出时静态工作点如下图所示，Ib=4.975uA，Ie=1.13mA，Vcq=6.398V。
双端输入单端输出时的静态工作点：
Ib=5.197uA, Ie=1.13mA，Vcq1=6.398V，Vcq2=2.169V。
对比上图的静态工作点可知，XMM2的静态工作点基本不变，但XMM1的静态工作点变化较大，计算公式可参照模电书上的静态工作点计算公式，经计算和实际的仿真结果非常接近。
VCC’=VCC*R6/(R1+R6)=12*5/(10+5)=4V，Rc’=R1//R6=10*5/(10+5)=3.33，Ieq1=（VCC-Ubeq1）/2R11=(12-0.7)/2/10=0.565mA，Vcq1=Vcc’-Ieq1*Rc’=4-0.565*3.33=2.11167V,基本和仿真结果相同。
双端输入双端输出差分放大电路差分放大倍数：
输入电压Ui=7.071mV，输出电压Uo=124.194，Aod=Uo/Ui=17.56
把R3和R4减小为510Ω后，放大倍数如下图所示：放大倍数为26.28。
共模放大倍数：
下图测量的是差分放大电路对共模信号的放大作用，Ui=7.071mV，输出电压为6.935nV，对共模信号有很强的抑制作用
把R11改为一个由三极管组成的恒流源：
Uo=55.676pV，相对于加10KΩ的电阻R11，能更好的抑制共模信号，能模电书上的公式和结论吻合。
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2.5.1 差动放大器电路结构
图2.5.1是差动放大器的基本结构。 它 由两个元件参数相同的基本共发射放大电路 组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差 动放大器。调零电位器RP用来调节VT1(VT1)、
VT2(VT2 )管的静态工作点 ，使得输入信号 Ui＝0时，双端输出电压UO＝0。RE(RE)为两 管共用的发射极电阻， 它对差模信号无负 反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数， 但对共模信号有较强的负反馈作用，故可 以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。
图2.5.1 差动放大器原理电路
在 设 计 时 ， 选 择 VT1、、VT2 特 性 完 全 相 同 ， 相应的电阻也完全一致，调节电位器RP的位置
置50％处，则当输入电压等于零时，UCQ1= UCQ2， 即Uo＝0。双击图中万用表XMM1、XMM2、 XMM3 分别显示出UCQ1、、UCQ2、 Uo电压，其显示结果 如图2.5.2所示。
A C1
AC2
△UC1 △Ui
RB
rbe
βRC (1β)(12 RP
2R
E
)
RC 2RE
（2）双端输出方式 若为双端输出，在理想情况下
AC
△U O △U i
0
实际上由于元件不可能完全对称，因此 AC也不会绝对等于零。
2.5.4 共模抑制比CMRR
为了表征差动放大器对有用信号（差模信
号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通
Ad
△UO △Ui
RB
βRC
rbe
1(1 2
β)RP
图2.5.3 双端输出波形
（2）单端输出方式
Ad1
△U C1 △U i
1 2
Ad
Ad2
△U C2 △U i
1 2
Ad
VT2集电极输出 VT1集电极输出
图2.5.4 单端输出波形
2. 共模电压放大倍数 （1）单端输出方式 当输入共模信号时，若为单端输出，则有
IC3
IE3
R1
R2
R
2
(UCC
R E1
U EE
) UBE
IC1
IC1
1 2
IC3
2.5.3 差模电压放大倍数和共模电压放大倍数
1. 差模电压放大倍数 当差动放大器的发射极电阻RE足够大，或
采用恒流源电路时，差模电压放大倍数Ad由输 出端方式决定，而与输入方式无关。
（1）双端输出方式
RE＝∞，RP在中心位置时，
常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比
CMRR
Ad Ac
或
CMRR
20Log
Ad Ac
dB
注意：差动放大器的输入信号可采用直
流信号也可采用交流信号。
（a）UCQ1显示结果 （b）Uo显示结果
（c）UCQ2显示结果
图2.5.2 UCQ1、、UCQ2、 Uo显示结果
2.5.2 差动放大器的静态工作点分析
1. 典型差动放大器电路静态工作点
IE
UEE UBE RE
（认为UB1＝UB2≈0）
IC1
IC2
1 2Biblioteka IE2. 恒流源差动放大器电路静态工作点