单管共射放大电路Multisim仿真实验.doc
单管共射放大电路Multisim仿真实验
单管共射放大电路Multisim仿真实验
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单管共射放大电路Multisim仿真
1.实验目的:在Multisim中构建单管共射放大电路,测量其
静态工作点,观察输入输出波形,测量输入输出电阻
2.实验器材(双踪示波器,万用表,电阻,电容,电源)
3.实验过程：
(1).测量静态工作点
〔2〕.观察Ui，Uo
〔3〕,当Ui=9.998mv时候
为了测量输出电阻R0，将RL开路的Uo’=1.567v
如图：
2.分压式工作点稳定电路Multisim仿真
〔1〕构建电路图,电路中三极管β=30,rbb`=300Ω
测得静态工作状态UBQ,UCQ,UEQ,IBQ,ICQ
(2).U0,Ii,示波器U0和UI相反
〔3〕.换上β=60的三极管后测得静态UBQ,UCQ,UEQ,IBQ,ICQ
反应放大电路Multisim仿真
1.实验目的:利用Multisim的直流工作点分析功能测量放大
电路的静态工作点
2.实验器材:双踪示波器,万用表,电阻,电容,电源.
3.实验过程
(1).构建如下电路图
(2). 利用Multisim的直流工作点分析功能测量放大电路的静态工作点
4.实验结果如图:。
基于Multisim的单管共射放大电路的分析和设计
第４６卷第１期应㊀㊀㊀用㊀㊀㊀科㊀㊀㊀技Ｖｏｌ．４６ɴ．１２０１９年１月ＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪａｎ．２０１９ＤＯＩ：１０．１１９９１／ｙｙｋｊ．２０１８０４０１５网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１１９１．Ｕ．２０１８０５２２．０８４１．００８．ｈｔｍｌ基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ的单管共射放大电路的分析和设计宋璐１，卫亚博２，冯艳平３１．陕西中医药大学医学技术学院，陕西咸阳７１２０４６２．平顶山学院电气工程学院，河南平顶山４６７０００３．郑州职业技术学院电子工程系，河南郑州４５０１２１摘㊀要：为了让学生更加形象地理解放大电路的工作原理，在对共射放大电路理论研究的基础上，采用Ｍｕｌｔｉｓｍ作为开发平台，设计了一种基于分压偏置式基本共射放大电路的仿真系统㊂学生只需要调整可调电阻和输入信号，即可获得不同情况下共射放大电路的输入输出波形以及动态参数，在改变实验参数的过程中，能够直观地分析不同静态工作点对电路输出的影响㊂经过测试，该系统仿真效果良好，各种不同情况下的仿真结果与理论保持一致，具有操作简单㊁显示直观和修改方便等特点，能够加深学生对基本放大电路的理解，并激发其学习兴趣㊂关键词：Ｍｕｌｔｉｓｍ；放大电路；静态工作点；仿真；幅频特性；基本共射；动态参数；通频带中图分类号：ＴＮ９１９㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：１００９－６７１Ｘ（２０１９）０１－０１０１－０３Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｓｉｎｇｌｅ⁃ｓｈｏｔｃｏｍｍｏｎ⁃ｅｍｉｔｔｅｒａｍｐｌｉｆｙｃｉｒｃｕｉｔｂａｓｅｄｏｎＭｕｌｔｉｓｉｍＳＯＮＧＬｕ１，ＷＥＩＹａｂｏ２，ＦＥＮＧＹａｎｐｉｎｇ３１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｄｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｘｉａｎｙａｎｇ７１２０４６，Ｃｈｉｎａ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＰｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ４６７０００，Ｃｈｉｎａ３．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０１２１，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｌｅｔｓｔｕｄｅｎｔｓｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅａｍｐｌｉｆｙｃｉｒｃｕｉｔｍｏｒｅｖｉｖｉｄｌｙ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｃｏｍｍｏｎ⁃ｅｍｉｔｔｅｒａｍｐｌｉｆｙｃｉｒｃｕｉｔ，ｕｓｉｎｇＭｕｌｔｉｓｍａｓａｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｐａｒｔｉａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｆｓｅｔｂａｓｉｃｃｏｍｍｏｎ⁃ｅｍｉｔｔｅｒａｍｐｌｉｆｙｃｉｒｃｕｉｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｓｔｕｄｅｎｔｓｏｎｌｙｎｅｅｄｔｏａｄ⁃ｊｕｓｔｔｈｅａｄｊｕｓｔａｂｌｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｔｈｅｉｎｐｕｔｓｉｇｎａｌｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｉｎｐｕｔａｎｄｏｕｔｐｕｔｗａｖｅｆｏｒｍｓａｎｄｄｙｎａｍｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｃｏｍｍｏｎ⁃ｅｍｉｔｔｅｒａｍｐｌｉｆｙｃｉｒｃｕｉｔｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｉｎｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆｃｈａｎｇｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｔｉｃｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｏｉｎｔｓｏｎｔｈｅｏｕｔｐｕｔｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｂｅｉｎｔｕｉｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓａｇｏｏｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｉｎｔｈｅｔｅｓｔ，ａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｖａｒｉｏｕｓｓｉｔｕａｔｉｏｎｓａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｔｈｅｏ⁃ｒｙ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｉｍｐｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｉｎｔｕｉｔｉｖｅｄｉｓｐｌａｙａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃａｎｄｅｅｐｅｎｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｂａｓｉｃａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｓｔｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｉｒｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｌｅａｒｎｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｕｌｔｉｓｍ；ａｍｐｌｉｆｙｃｉｒｃｕｉｔ；ｓｔａｔｉｃｗｏｒｋｉｎｇｐｏｉｎｔ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ａｍｐｌｉｔｕｄｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｂａｓｉｃｃｏｍｍｏｎｆｉｒｅ；ｄｙｎａｍｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｐａｓｓｂａｎｄ收稿日期：２０１８－０４－２３．㊀㊀网络出版日期：２０１８－０５－２２．作者简介：宋璐，女，讲师，硕士．通信作者：卫亚博，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｔｕｚｉ２１３１４＠１６３．ｃｏｍ．㊀㊀基本放大电路是电子电路的重要组成部分，而单管共射放大电路是最典型的基本放大电路，因此掌握单管共射放大电路的分析方法对电子电路的学习起着至关重要的作用［１－２］㊂然而，在长期教学中发现，由于晶体三极管的知识过于抽象，学生对于由其所构成的放大电路的理解不够深刻，所以在传统的电子技术的教学里，也加入了很多实验，让学生可以对电路的掌握更加形象深刻㊂而在理论教学中，由于无法经常将实验设备搬到课堂上，所以演示能力有限㊂为此，基于Ｍｕｌｔｉｓｍ设计了一种典型单管放大电路的虚拟仿真实验，对其静态工作点和动态参数进行研究，并分析了静态工作点对电路工作状态的影响，讨论电压放大倍数㊁输入输出电路和频率特性的计算机辅助分析方法，能将抽象的电路具体化㊁形象化，有助于学生对基本放大电路的理解㊂１㊀单管基本放大电路的静态分析㊀㊀设计了一个基于ＮＰＮ型三极管的分压偏置式基本共射放大电路，原理图如图１所示㊂其中Ｑ１为电流控制原件，Ｒ１和Ｒ２为基级电阻，Ｒ６为可调电阻，用来调节静态工作点，Ｒ３为集电极电阻，Ｒ４射级电阻，Ｒ５为负载电阻；Ｃ１和Ｃ２分别为输入输出回路的耦合电容，Ｃ３为旁路电容，Ｖ１为直流电源，为整个电路提供合适的电位，使三极管正常工作在放大区［３－４］㊂图１㊀分压偏置式基本共射放大电路１．１㊀静态工作点的计算㊀㊀使输入信号为０，当直流电源ＶＣＣ单独作用时，计算出来的基极电流ＩＢ㊁集电极电流ＩＣ㊁基射级之间的电压ＵＢＥ和集射级之间的电压ＵＣＥ统称为静态工作点Ｑ㊂对于分压偏置式基本共射放大电路来说，静态工作点Ｑ的计算方法为ＶＢ＝Ｒ２Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ６ＶＣＣ（１）ＩＣʈＩＥ＝ＶＢ－ＵＢＥＲ４（２）ＩＢ＝ＩＣβ－（３）ＵＣＥ＝ＶＣＣ－（Ｒ３＋Ｒ４）ＩＣ（４）式中β－为直流放大倍数㊂除了ＵＢＥ＝０．７Ｖ为已知的，由晶体三极管的性质所决定，其他均可由式（１） （４）计算出来㊂静态工作点的设置在放大电路中非常重要，设置正确的静态工作点是保证放大电路正常工作的必要条件，放大的前提必须是不失真，要保证电路的静态工作点在合适的范围内，才能使输入信号在整个变化范围内，始终工作在放大区，从而获得一个不失真的输出［５－７］㊂１．２㊀基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ的静态工作点的仿真㊀㊀Ｍｕｌｔｉｓｉｍ是美国国家仪器有限公司推出的原理图设计㊁电路功能测试的虚拟仿真软件，具有强大的电路分析功能，可用于模拟电子㊁数字电子等各类电路的仿真测试㊂它提供了众多虚拟元器件，提供了齐全的虚拟电子仪器设备，以图形化的方式消除了传统电路仿真的复杂性，帮助用户使用先进的电路分析技术［８－１１］㊂在Ｍｕｌｔｉｓｉｍ中设计的单管共射放大电路的仿真原理图如图２所示，通过改变可调电阻Ｒ６的阻值，可以调节静态工作点的高低㊂静态工作点过高或者过低都会使得输出波形出现失真，只有三极管工作在放大区，才能获得一个放大的不失真的输出㊂静态工作点过低，三极管会进入到截止区，输出波形会出现截止失真，现象是缩顶；静态工作点过高，三极管会进入到饱和区，输出波形会出现饱和失真，现象是削底㊂静态工作点高低的判断，可以参考文献［１２－１３］，这里不再赘述㊂图２㊀单管共射放大电路的仿真原理㊀㊀在使用Ｍｕｌｔｉｓｉｍ对该电路进行仿真过程中，通过调节可调电阻Ｒ６，可以获得不同阻值下的静态工作点㊂使用万用表分别测出静态工作点的各个参数，列出的３种情况下的各个值如表１所示㊂可以看出，随着静态工作点的升高，ＩＣ也不断增大㊂同时，在表中还列出了采用公式计算出的可调电阻Ｒ６的理论值和使用Ｍｕｌｔｉｓｉｍ仿真所测得的实际值㊂通过比较，可以看出仿真效果良好，理论和实际基本相符㊂表１㊀静态工作点仿真结果组别Ｒ６／ｋΩ实际值Ｒ６／ｋΩ理论值ＵＢＱ／ＶＵＣＱ／ＶＵＥＱ／ＶＩＣＱ／ｍＡ工作状态第１组３２．３００３１．１５０２．６００１０．０２９１．９８３０．９８５截止区第２组１７．９１０１７．５２９３．６８９８．９６３３．０５６１．５１８放大区第３组２．１３０２．４０３６．８９５６．２８８６．２２４２．８５６饱和区㊀㊀在Ｍｕｌｔｉｓｉｍ中使用双通道示波器同时观察输入输出波形，表１中３种工作状态所对应的波形如图３所示㊂其中，图３（ａ）和图３（ｃ）分别是三极管工作㊃２０１㊃应㊀㊀㊀用㊀㊀㊀科㊀㊀㊀技㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４６卷在截止区和饱和区的波形图，可以看出，这２种情况下均出现了明显的失真，分别为缩顶和削底，只有图３（ｂ）静态工作点合适，获得了放大并且反向的输出波形㊂（ａ）截止区输入输出波形（ｂ）放大区输入输出波形（ｃ）饱和区输入输出波形图３㊀静态工作点的仿真结果２㊀单管基本放大电路的动态分析㊀㊀动态参数的测试参照图２，调节可调电阻Ｒ６，获得合适的静态工作点，使得三极管工作在放大区㊂２．１㊀放大倍数的分析在图２中，调节信号源，使得输入为幅度１０ｍＶ，频率为１ｋＨｚ的正弦波信号，输入输出波形参考图３（ｂ），可以看出此时输入和输出反向㊂采用开关Ｓ１切换电路空载和有载时的状态，用交流毫伏表分别测量出２种情况下的输入输出电压，结果如表２所示㊂可以看出，带负载时的电压放大倍数比空载时减小，但输入输出波形的相位关系没有改变㊂表２㊀动态分析仿真结果状态ｕｉ／ｍＶｕｏ／ｍＶＡｕｆＬ／ＨｚｆＨ／ＭＨｚ有载７．０５６５６６．１８９８０．２４２２４４．１１９．７９空载７．０４６７３３．９６８１０８．９４６２６５．５１５．１２２．２㊀通频带的分析使用Ｍｕｌｔｉｓｉｍ中的交流分析（ＡＣａｎａｌｙｓｉｓ）可以对电路进行交流频率响应的分析，具体分析方法可以参考文献［１４－１５］㊂在有载的情况下，使用交流分析仿真出来的频率响应曲线如图４所示，使用光标分析窗口可以看出放大倍数最大值为Ａｕｍａｘ＝８４．１４１，如图４（ｃ）所示㊂通过计算上限和下限频率所对应的放大倍数应为０．７０７倍的Ａｕｍａｘ，应为５９．４８８，使用光标功能找到与之相对应的２个频率，分别是上限频率和下限频率㊂同样的方法，可以测出空载时的数据，具体值如表２所示㊂（ａ）幅频特性曲线（ｂ）频率响应曲线（ｃ）仿真结果图４㊀频率响应的仿真结果３㊀结论㊀㊀本文设计了一种分压偏置式基本共射放大电路的仿真系统，采用Ｍｕｌｔｉｓｉｍ作为仿真平台，针对放大电路的静态工作点和动态参数进行分析，并得到了以下结论：１）在对静态工作点理论分析的基础上，通过仿真软件，得到了不同静态工作点时所对应的输入输出波形，可以看出在放大电路中设置合适静态工作点是非常重要的；２）在设置了合适的静态工作点的前提下，通过（下转第１１０页）㊃３０１㊃第１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀宋璐，等：基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ的单管共射放大电路的分析和设计㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１４，２６（４）：１０１－１０４．［９］王旭鹏，刘更，马尚君．含间隙运动副机构的动力学特性研究［Ｊ］．振动与冲击，２０１６，３５（７）：１１０－１１５．［１０］张雷，贺虎，孔佳元．含间隙和尺寸误差空间连杆引纬机构运动精度综合分析［Ｊ］．纺织学报，２０１６，３７（６）：１２４－１２９，１３５．［１１］赵子坤．含间隙机构动力学仿真与实验研究［Ｄ］．大连：大连理工大学，２００９．［１２］朱巨才，符炜．用无质量杆－弹簧阻尼组合模型（ＭＬＳＤ模型）对间隙机构进行分析的方法探讨［Ｊ］．湘潭大学自然科学学报，２００３，２３（２）：７５－８０，９４．［１３］王华杰，张军．含连杆摇杆运动副间隙四杆机构动力学仿真研究［Ｊ］．襄樊学院学报，２００６，２７（５）：８９－９１．［１４］张立勋，董玉红．机电系统仿真与设计［Ｍ］．哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，２００６：５９－９１．［１５］谢平，杜义浩，邢婷婷，等．机械系统误差分析新方法［Ｊ］．计算机工程与应用，２０１１，４７（７）：３６－３９．［１６］杜建军．平面连杆机构运动误差分析系统的开发［Ｄ］．沈阳：东北大学，２０１２．本文引用格式：富威，崔运山，吴琼，等．考虑间隙的摆弹机构动力学特性分析与仿真［Ｊ］．应用科技，２０１９，４６（１）：１０４－１１０．ＦＵＷｅｉ，ＣＵＩＹｕｎｓｈａｎ，ＷＵＱｉｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｍｍｕｎｉｔｉｏｎ⁃ｓｗｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｃｏｎｓｉｄ⁃ｅｒｉｎｇｃｌｅａｒａｎｃｅ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，４６（１）：１０４－１１０．（上接第１０３页）对交流参数的分析，得到了放大电路正常工作下的各种动态参数，仿真效果良好㊂此外，该系统不受仪器和场地的限制，通过改变一些电路参数即可获得不同条件下的输出结果，使得模拟电子学的课堂教学变得生动形象，对促进学生对放大电路的学习有积极的意义，实现了模拟电子教学的现代化㊂参考文献：［１］马敬敏．基本放大电路工作波形的Ｍｕｌｔｉｓｉｍ仿真［Ｊ］．电子设计工程，２０１４，２２（３）：１３３－１３５．［２］张士文，殳国华，张峰．一种三极管共射放大电路的讨论［Ｊ］．电气电子教学学报，２０１２，３４（６）：４３－４５．［３］余平，方杰，吴从兵，等．共射极放大电路输出波形研究［Ｊ］．长春师范大学学报，２０１８，３７（６）：３９－４１．［４］曹鸿霞，冒晓丽，张加宏，等．Ｍｕｌｔｉｓｉｍ１０在单管共射放大电路中的应用［Ｊ］．现代电子技术，２０１１，３４（１４）：１６９－１７２．［５］杨莲红，杨奇，孙万麟．基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ１０的单管共射放大电路静态分析［Ｊ］．现代电子技术，２０１４，３７（５）：１２７－１３０．［６］童诗白，华成英．模拟电子技术基础［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００８．［７］杜晓玉，孔庆梅，李辉．共射极放大电路失真问题分析［Ｊ］．实验科学与技术，２０１７，１５（４）：１１－１３，２６．［８］刘君，杨晓苹，吕联荣，等．Ｍｕｌｔｉｓｉｍ１１在模拟电子技术实验中的应用［Ｊ］．实验室研究与探索，２０１３，３２（２）：９５－９８．［９］付扬．基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ技术的电子电路综合设计改革［Ｊ］．实验技术与管理，２０１７，３４（４）：１１２－１１４，１９８．［１０］姜海燕．基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ的负反馈放大电路的仿真与实验分析［Ｊ］．现代计算机，２０１７（２）：６９－７１，７５．［１１］王尔申，庞涛，李鹏，等．Ｍｕｌｔｉｓｉｍ和Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真在数字电路课程教学中的应用［Ｊ］．实验技术与管理，２０１３，３０（３）：７８－８１．［１２］张爱英．基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ的三极管放大电路仿真分析［Ｊ］．现代电子技术，２０１３，３６（４）：１２３－１２６．［１３］周萍．图解法分析放大电路三种基本组态的最大输出幅值及失真［Ｊ］．邯郸学院学报，２００５，１５（３）：４９－５１，５７．［１４］李瑞金．Ｍｕｌｔｉｓｉｍ１０对单管共射放大电路的仿真与研究［Ｊ］．电子技术与软件工程，２０１６（１９）：１３２－１３４．［１５］腾香．大学物理实验ＲＣ电路时间常数的Ｍｕｌｔｉｓｉｍ仿真测试［Ｊ］．电子设计工程，２０１２，２０（５）：１００－１０２．本文引用格式：宋璐，卫亚博，冯艳平．基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ的单管共射放大电路的分析和设计［Ｊ］．应用科技，２０１９，４６（１）：１０１－１０３，１１０．ＳＯＮＧＬｕ，ＷＥＩＹａｂｏ，ＦＥＮＧＹａｎｐｉｎｇ．Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｓｉｎｇｌｅ⁃ｓｈｏｔｃｏｍｍｏｎ⁃ｅｍｉｔｔｅｒａｍｐｌｉｆｙｃｉｒｃｕｉｔｂａｓｅｄｏｎＭｕｌｔｉｓｉｍ［Ｊ］．Ａｐ⁃ｐｌｉｅｄｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，４６（１）：１０１－１０３，１１０．㊃０１１㊃应㊀㊀㊀用㊀㊀㊀科㊀㊀㊀技㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４６卷。
Multisim10对单管共射放大电路的仿真与研究
Multisim10对单管共射放大电路的仿真与研究作者：李瑞金来源：《电子技术与软件工程》2016年第19期摘要模拟电子技术基础属于电类学科的专业基础课，作为一门理实一体化课程，对后续课程的学习影响较大。
为降低学生学习模拟电子技术课程的难度，在教学及实验过程中引入了Multisim10软件。
通过使用Multisim10可以使学生理论学习过程不再抽象，实验过程中，虚实结合，相辅相成很好地推动了实验教学，使实验教学更加容易，也能使学生学习轻松。
本文以模拟电子技术基础中的单管共射放大电路为例，对其进行了仿真分析研究。
在仿真的同时，不仅继续学习理解了模拟放大电路的相关知识，也熟练掌握了Multisim10的使用方法，更展现了软件的强大功能。
【关键词】Multisim10 模拟电子技术仿真软件模拟电子技术基础是高校电子、电气、自动化等理工科专业的专业基础课，是一门理论和实际紧密结合应用性很强的一门课程。
通过这门课的学习希望学生能够掌握基本放大电路的分析计算能力。
在长期的教学中，发现很多学生在学习这门课程时比较吃力。
理论学习过程中对晶体管构成的放大电路，感觉抽象不能较好的理解。
而在具体的实验过程中不能熟练的选用元器件，搭建电路，常因选用电路搭建不合理，测量方法不对而使实验设备损坏不能正常进行实验。
另外实验测量数据受各方面影响不够准确，不能帮助学生更好的理解放大电路的特性。
使得一门实用性很强的课程，变得学生怕学，老师怕教。
基于此我们在教学过程中引入了Multisim仿真软件。
理论教学过程中可以通过Multisim演示一边进行修改元件参数一边进行实验，直观的显示出各项数据及波形图与原理图。
实验教学过程中，可以先让学生进行Multisim 仿真，实验不消耗实际元件，必需的元件种类与数量没有限制，成本低，速度快，效率高；然后再动手搭建实际电路，减少了不必要的错误。
在这个过程中学生可以方便快速地对比和探究仿真电路和实际电路的区别。
实验五Multisim分析方法与单元电路的研究单管共射放大电路
实验五Multisim 分析方法与单元电路的研究单管共射放大电路一、实验目的1、学会Multisim7 虚拟仪器电压表、电流表的使用；2、掌握测量电压放大倍数的方法，了解不同负载对放大倍数的影响；3、掌握静态工作点分析方法和瞬态分析方法，了解Rb 对静态工作点的影响。
4、掌握测量放大器输入、输出电阻的方法。
二、实验原理及参考图单管共射放大电路，如图4-5.1 所示。
图4-5.1三、实验内容与步骤1、放大电路的静态工作点分析（1）用电压表和电流表测量静态工作点1>按图4-5.1 选择元件、设置参数并连接好电路；2>、调节可变电阻，测出I E=2V 和3V 时的两组静态工作点值及Rb 的大小（电阻大小用万用表测），记录数据。
当I E=2V时，I BQ=13.767uA；I EQ=1.999uA；U CEQ=4.407mV；Rb=76.0KΩ；当I E=3V时，I BQ=46.185uA；I EQ=3.001uA；U CEQ=135.682mV；Rb=42.1KΩ；（2）、用直流工作点分析法（DC Operation Point）测量静态工作点：1>显示电路节点；2>在I B、I C、I E 支路中分别串入直流电压源V1、V2、V3，将值设为0；3>设置输出变量（Output variables）：选择V B、V C、V E 对应的节点和I B、I C、I E 对应的V1、V2、V3 支路作为输出变量；4>、仿真与测试：点击Simulate，运行仿真，将静态工作点值记录。
（3）用信号发生器输入f=1kHz，峰值为20mV 的正弦波，用示波器观察I E=2V和3V 时输出波形，说明Rb 对静态工作点的影响，静态工作点对输出波形的影响。
电压为2v时:电压为3v时:可见，在Ie的电压在3v时，出现了饱和失真。
2、放大倍数的测量（应用瞬态分析测量）（1）、输入正弦波信号，设法使输出电压波形处于不失真状态，并显示电路节点。
multisim单管放大电路
ultisim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：Place Sourc e→POWER_SOURCES→DC_POWER。
（此处的含义为：单击元器件工具栏的Place Source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：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地。
3)信号源V2：Place Source→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：Place Basic→RESISTOR，选取2KΩ、10KΩ和750KΩ。
5)电容：Place Basic→CAPACITOR，选择10uF。
6)三极管：Place Transistor→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。
C110µFC210µFRB750kΩRC2.0kΩV112 VQ12N2222AR310kΩV22mVpk1kHz0°13452图1-1 仿真电路图3、电路仿真1)分析直流工作点首先在Sheet Properties对话框的Circuit选项卡中选中Show All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DC Operating Point，则出现直流工作点分析对话框，如图1-2所示。
模电实验-共射放大电路Multisim仿真
Multisim模拟电路仿真实验1.Multisim用户界面与根本操作1.1Multisim用户界面在众多的EDA仿真软件中，Multisim软件界面友好、功能强大、易学易用，受到电类设计开发人员的青睐。
Multisim用软件方法虚拟电子元器件与仪器仪表，将元器件和仪器集合为一体，是原理图设计、电路测试的虚拟仿真软件。
Multisim来源于加拿大图像交互技术公司〔Interactive Image Technologies，简称IIT公司〕推出的以Windows为根底的仿真工具，原名EWB。
IIT公司于1988年推出一个用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件Electronics Work Bench〔电子工作台，简称EWB〕，以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。
1996年IIT推出了EWB5.0版本，在EWB5.x版本之后，从EWB6.0版本开始，IIT对EWB 进展了较大变动，名称改为Multisim〔多功能仿真软件〕。
IIT后被美国国家仪器〔NI，National Instruments〕公司收购，软件更名为NI Multisim，Multisim经历了多个版本的升级，已经有Multisim2001、Multisim7、Multisim8、Multisim9 、Multisim10等版本，9版本之后增加了单片机和LabVIEW虚拟仪器的仿真和应用。
下面以Multisim10为例介绍其根本操作。
图1-1是Multisim10的用户界面，包括菜单栏、标准工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成局部。
图1-1 Multisim10用户界面菜单栏与Windows应用程序相似，如图1-2所示。
图1-2 Multisim菜单栏其中，Options菜单下的Global Preferences和Sheet Properties可进展个性化界面设置，Multisim10提供两套电气元器件符号标准：ANSI：美国国家标准学会，美国标准，默认为该标准，本章采用默认设置；DIN：德国国家标准学会，欧洲标准，与中国符号标准一致。
电子技术实验与Multisim 12仿真实验2.2 单管放大电路
R
R
fL
fo
fH
BW
f(kHz)
1
uo(V)
/
。
Au=uo/ui
/
实验2.2 单管放大电路
四、计算机仿真实验内容
图2-29 测量探针测量静态工作点示意图
图2-30 使用万用表测量静态工作点示意图
实验2.2 单管放大电路
四、计算机仿真实验内容
图2-31 使用电压表、电流表测量静态工作点示意图
实验2.2 单管放大电路
图2-36 AC Analysis 仿真结果
实验2.2 单管放大电路
四、计算机仿真实验内容
2.直接测量法
（a) 幅频特性
图2-37 波特图仪测量频率特性电路图
(b) 相频特性 图2-38 波特图仪测量结果
实验2.2 单管放大电路
四、计算机仿真实验内容
1. 绘制单管放大电路仿真电路图 2. 静态工作点测量、分析与记录 3. 测量电压放大倍数 4. 测量输入电阻 5. 测量输出电阻 6. 测量放大电路幅频特性
uo 顶部和底部均失真 uo 饱和失真波形
减小ui
uo 截止失真波形
调RW
实验2.2 单管放大电路
一、实验目的
1.学会利用Multisim 12测量和调试放大电路的静态工作点。 2.学会利用Multisim 12测量放大电路的电压放大倍数、输入电阻
和输出电阻。 3.改变静态工作点，观察对放大电路的参数及波形失真的影响。 4.改变输入信号大小，观察对放大电路参数及波形失真的影响。 5.掌握对放大电路幅频特性测量的方法。
截止失真 （Q点过低）
减小Rw
饱和失真 （Q点过高）
增大Rw
双向失真
4、基于Multisim的单管放大电路仿真及调试
掌握Multisim 的使用和仿真，理解电路参数对放大电路静态工作点的影响基于Multisim 的单管放大电路仿真及调试基本放大电路1． 实验目的（1）掌握单管放大电路的静态工作点、电压放大倍数的测量方法。
（2）观察静态工作点的变化对电压放大倍数和输出波形的影响。
（3）学习和掌握Multisim 软件的使用及调试。
2． 知识要点（1）实验参考电路见图2-1：图2-1 分压式共射放大电路电路参考参数：V cc=12V R w=680k Ω R B =51k Ω R B2=24k Ω R c=5.1k Ω R E =1k Ω R L =5.1k Ω C 1=C 2=C 3=10µF T 为3DG12β=80（2）为获得最大不失真输出电压，静态工作点应选在交流负载线中点。
为使静态工作点稳定必须满足以下条件：（3）静态工作点可由下列关系式计算（4）电压放大倍数计算BEQBQBQ UUI I >>>>，1，EBEQBQE C R U UI I -=≈)()(26)1('mA I mV r r EQ bb be β++=,212CC B B B BQV R R R U+=)(C E CQ CC CEQ R R I V U +-=（5）输入电阻输出电阻测量方法：其中：0U 为带负载时的输出电压,'0U 为空载时的输出电压。
（6）Multisim 软件的使用（略） 3． 实验内容及要求（1）打开Multisim 软件，新建一个空白文件，调入所需元器件，并按下面的操作步骤进行实验。
（2）测量静态工作点1） 按图接好电路，设置好元件的参数值，无误后开始仿真。
2） 调节R W ，使U CE Q 约为6V 。
测量U CQ 、U BQ 、U EQ 、，计算I CQ =（V CC －U CQ ）/R C 。
（3）放大倍数测量在上述条件下，调入交流信号源，在放大电路输入端接入一个U ip-p =30mV 、f =5KHz 的正弦信号。
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单管共射放大电路Multisim 仿真
1.实验目的 :在 Multisim 中构建单管共射放大电路 ,测量其静态
工作点 ,观察输入输出波形 ,测量输入输出电阻
2.实验器材 (双踪示波器 ,万用表 ,电阻 ,电容 ,电源 )
3.实验过程：
(1).测量静态工作点
（2） .观察 Ui， Uo
（3） ,当 Ui=时候
为了测量输出电阻R0，将 RL开路的 Uo’= 如图：
2.分压式工作点稳定电路Multisim 仿真
（1）构建电路图 ,电路中三极管β =30,rbb`=300 Ω
测得静态工作状态 UBQ,UCQ,UEQ,IBQ,ICQ
(2).U0,Ii,示波器 U0 和 UI 相反
（3） .换上β =60 的三极管后测得静态UBQ,UCQ,UEQ,IBQ,ICQ
反馈放大电路Multisim 仿真
1.实验目的 :利用Multisim的直流工作点分析功能测量放大电路的静态工作点
2.实验器材 : 双踪示波器,万用表,电阻,电容,电源.
3.实验过程
(1).构建如下电路图
(2). 利用 Multisim的直流工作点分析功能测量放大电路的静态工作点
4.实验结果如图 :。