基于Multisim的差分放大电路仿真分析
基于Multisim10的差分放大电路温漂分析
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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 。
基于Multisim9.0的差动放大电路仿真与分析
T C N L G N R E E H 0 o YA DMA K T
Vo.7No72 1 11 , .,0 0
基 于 Mut i .的差 动放大 电路仿 真 与分 析 l m90 i s
袁 勋, 帅江华
( 上饶职 业技 术学院 , 江西 上饶
摘
3 4 0) 319
5 结 语
作 者 简介 :
随着智能控制技术 的不断发展 , 智能PD I 技术将 不断的完 善 , 能控制 与PD 智 I 控制有机结合 , 是智 能控制技术发展 的一
个非常有潜力 的方向。
安宁(9 8 )男 , 1 8 一 , 河北赵 县人 , 为中国矿业大学信 息与 现
电气 工程 学 院 学生 , 究 方 向 : 业 自动 化 。 研 工
与 实验 。
(电路分析手段完备, 3 ) 除了可以用多种常用测试仪表( 示波 女 口
器、 数字万用表、 波特图仪等尉 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。 ( 提供多种输入/ 出接 E, 4 ) 输 l 可以输入 I S i 等其他 电路  ̄P p e c 仿真软件所创建 的Sie pc网表文件, 自动形成相应的电路原理 并
ห้องสมุดไป่ตู้
适应度函数要满足单值 、 连续 、 非负和最大化 , 具有合理性和一
致性 , 计算量小 , 通用性强等特点 。系统工作时 , 在初始化后控
【】 李 文, 青 立, 宏远 等 . 4 欧 沈 智能 控 制 及其 应 用综 述【 . 庆 邮 J重 ] 电 大 学学报 ( 自然科 学 版) 0 6() 7 ~ 8 . , 0 , : 631 2 63
仿真实验--差分电路仿真实验
仿真实验三差分电路仿真实验一、实验目的(1)通过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、实验平台Multisim 10.0三、实验原理差放的外信号输入分差模和共模两种基本输入状态。
当外信号加到两输入端子之间,使两个输入信号V i1、V i2的大小相等、极性相反时,称为差模输入状态。
此时,外输入信号称为差模输入信号,以V id表示,且有:当外信号加到两输入端子与地之间,使V i1、V i2大小相等、极性相同时,称为共模输入状态,此时的外输入信号称为共模输入信号,以V ic表示,且:当输入信号使V i1、V i2的大小不对称时,输入信号可以看成是由差模信号Vid和共模信号V ic两部分组成,其中动态时分差模输入和共模输入两种状态。
(1)对差模输入信号的放大作用当差模信号V id输入(共模信号V ic=0)时,差放两输入端信号大小相等、极性相反,即V i1=-V i2=V id/2,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相反,导致两输出端对地的电压增量,即差模输出电压V od1、V od2大小相等、极性相反,此时双端输出电压V o=V od1-V od2=2V od1=V od,可见,差放能有效地放大差模输入信号。
要注意的是:差放公共射极的动态电阻R e对差模信号不起(负反馈)作用。
(2)对共模输入信号的抑制作用当共模信号V ic输入(差模信号V id=0)时,差放两输入端信号大小相等、极性相同,即V i1=V i2=V ic,因此差动对管电流增量的大小相等、极性相同,导致两输出端对地的电压增量,即差模输出电压V oc1、V oc2大小相等、极性相同,此时双端输出电压V o=V oc1-V oc2=0,可见,差放对共模输入信号具有很强的抑制能力。
此外,在电路对称的条件下,差放具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。
Multisim12仿真教程
Multisim模拟电路仿真1 Multisim用户界面及基本操作1.1 Multisim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及仪器仪表,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为基础的仿真工具,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进行了较大变动,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、Multisim11、Multisim12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Multisim12为例介绍其基本操作。
图1-1是Multisim12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部分。
图1-1 Multisim12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可进行个性化界面设置,Multisim12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。
multisim仿真反相比例放大器的电路
multisim仿真反相比例放大器的电路反相比例放大器是一种常见的基本放大电路,它可以将输入信号的幅度放大,并且输出信号的相位与输入信号相反。
本文将使用Multisim软件来仿真反相比例放大器的电路。
让我们来了解一下反相比例放大器的原理。
反相比例放大器由一个差分放大器和一个负反馈电阻组成。
差分放大器由两个输入端口和一个输出端口组成。
输入信号通过负反馈电阻连接到差分放大器的负输入端口,而输出信号则从差分放大器的输出端口获取。
在Multisim中,我们可以使用操作符库中的元件来构建反相比例放大器的电路。
首先,从元件库中选择一个操作放大器,例如LM741。
将它拖放到工作区中。
接下来,我们需要添加两个电阻来构建差分放大器的输入电路。
选择一个合适的电阻元件,并将其连接到操作放大器的正输入端口和负输入端口。
然后,添加一个反馈电阻,将其连接到操作放大器的输出端口和负输入端口。
现在,我们已经搭建好了反相比例放大器的电路。
接下来,我们需要设置输入信号和测量输出信号。
在Multisim中,我们可以使用函数发生器来生成输入信号。
从元件库中选择一个函数发生器,并将其连接到操作放大器的正输入端口。
我们可以设置函数发生器的幅度和频率来模拟不同的输入信号。
例如,我们可以将幅度设置为1V,频率设置为1kHz。
然后,我们需要添加一个示波器来测量输出信号。
从元件库中选择一个示波器,并将其连接到操作放大器的输出端口。
现在,我们已经完成了反相比例放大器的电路搭建和设置。
我们可以点击运行按钮来开始仿真。
在仿真结果中,我们可以观察到输入信号和输出信号的波形。
输入信号的幅度和频率可以通过函数发生器进行调节。
输出信号的幅度将根据输入信号的幅度和反馈电阻的比例进行放大,并且相位将与输入信号相反。
通过调节反馈电阻的阻值,我们可以改变放大器的放大倍数。
较大的反馈电阻将导致较大的放大倍数,而较小的反馈电阻将导致较小的放大倍数。
在实际应用中,反相比例放大器被广泛应用于信号处理和放大电路中。
multisim三极管差分放大电路
Multisim是一款电子电路仿真软件,可以模拟和分析电路的性能和行为。
以下是一个简单的三极管差分放大电路的Multisim仿真步骤:
1. 打开Multisim软件,创建一个新的电路图。
2. 从元件库中选择所需的元件,包括三极管、电阻、电容等。
3. 在电路图中放置元件,并按照差分放大电路的原理图连接线路。
4. 设置三极管的参数,例如类型、极性、放大倍数等。
5. 添加输入信号源,并将信号源的电压或电流设置为所需的幅度和频率。
6. 连接输出负载,例如虚拟示波器或其他测量仪器。
7. 运行仿真并观察输出信号的波形和幅度。
8. 根据需要调整元件参数或电路结构,以优化性能或改变放大倍数等。
需要注意的是,在使用Multisim进行电路仿真时,应确保元件库中包含了所有必要的元件类型和参数,以便准确地模拟实际情况。
此外,仿真结果可能与实际电路的性能存在差异,因此还需要在实际电路中进行测试和验证。
利用multisim设计惠斯通电桥差分放大器电路
利用multisim设计惠斯通电桥差分放大器电路1.引言1.1 概述概述部分的内容:概述部分旨在介绍本文的主题,即利用Multisim设计惠斯通电桥差分放大器电路。
在当前电子技术的发展中,电路设计和仿真软件的应用越来越广泛,Multisim作为一款功能强大、易于使用的电路设计工具,被广泛应用于电子教学、科研和工程实践领域。
而惠斯通电桥差分放大器电路作为一种常用的信号放大器电路,具有放大稳定性好、噪声水平低等优点,在传感器信号放大、测量控制系统等领域得到了广泛应用。
本文将重点讨论如何利用Multisim这一工具进行惠斯通电桥差分放大器电路的设计。
在引言部分,首先将简要介绍本文的结构和目的,为读者提供概览。
接着,文章将通过正文部分详细阐述设计的关键要点和步骤,包括电路分析、参数计算和电路优化等内容。
最后,在结论部分对所设计的电路进行总结,并展望未来的发展方向。
通过本文的阅读,读者将能够了解到如何利用Multisim这一工具进行惠斯通电桥差分放大器电路的设计,掌握设计的关键要点,并能够根据实际需求进行电路参数的计算和优化,从而能够更好地应用于实际工程和科研中。
1.2文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的组织结构进行介绍和说明。
下面是一种可能的写法:文章结构本文按照以下结构进行组织。
首先在引言部分进行概述,介绍了设计惠斯通电桥差分放大器电路的目的和意义。
接下来,正文部分将详细介绍设计过程中的两个关键要点。
其中,第一个要点将重点阐述如何使用Multisim软件进行电路设计和仿真,包括电路元件的选取、参数设置以及仿真结果的分析。
第二个要点将着重讲解惠斯通电桥差分放大器电路的原理及其在实际应用中的优势。
最后,结论部分对整个设计过程进行总结,并展望了未来该电路在相关领域中的应用前景。
通过以上结构的设计,本文将全面介绍利用Multisim设计惠斯通电桥差分放大器电路的过程和关键要点,旨在帮助读者更好地了解该电路的原理和应用价值。
multisim仿真反相比例放大器的电路
multisim仿真反相比例放大器的电路反相比例放大器是一种常见的电路,可以将输入信号放大到更高的幅度。
本文将介绍如何使用Multisim仿真反相比例放大器的电路,并解释其原理和应用。
让我们来了解一下反相放大器的基本原理。
反相放大器由一个差动放大器和一个负反馈回路组成。
差动放大器有两个输入端口,一个是非反相输入端口,另一个是反相输入端口。
负反馈回路将从输出端口获取的信号与输入信号进行比较,并将差异信号返回到反相输入端口。
这样,反相放大器可以将输入信号反向放大,并输出一个放大后的信号。
在Multisim中,我们可以通过使用操作放大器来实现反相放大器。
操作放大器是一种高增益、差分输入的电路元件,常用于放大信号。
在Multisim中,我们可以选择合适的操作放大器模型,并使用它来构建反相放大器电路。
我们需要选择一个合适的操作放大器模型。
Multisim提供了多种操作放大器模型,如LM741、LTSpice等。
选择一个适合你的需求的模型,并将其放入电路中。
接下来,我们需要添加适当的电阻来构建差动放大器。
差动放大器通常由两个电阻组成,一个连接到非反相输入端口,另一个连接到反相输入端口。
这两个电阻的比例决定了放大器的放大倍数。
在Multisim中,我们可以选择合适的电阻值,并将其放入电路中。
然后,我们需要添加负反馈回路。
负反馈回路通常由一个电阻连接到放大器的输出端口,并将其连接到反相输入端口。
这样,输出信号将与输入信号进行比较,并将差异信号返回到反相输入端口。
在Multisim中,我们可以选择适当的电阻值,并将其放入电路中。
完成上述步骤后,我们可以通过设置输入信号的幅度和频率,并运行仿真来观察反相放大器的输出信号。
在Multisim中,我们可以设置输入信号的幅度和频率,并将其应用到电路中。
然后,我们可以运行仿真,并观察输出信号的波形和幅度变化。
通过仿真,我们可以观察到反相放大器的放大倍数和频率响应。
放大倍数是指输出信号与输入信号的幅度比值。
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
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
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。
multisim仿真电路
1.输入和逻辑状态判断电路的测试
1)调节逻辑电平测试器的被测电压(输入直流电压)为低电平(VL<0.8v)用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2)调节逻辑电平测试器的被测电压(输入直流电压)为高电平(VH>3.5v)用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2.音响声调产生电路
1)逻辑电平测试器的被测电压为低电平(VL<0.8v)用示波器观察、记录音响声调产生电路输出波形,用频率计测量振荡频率f.
四、实验内容及步骤
1.场效应管共源放大器的调试
(1)连接电路。按图1连接好电路,场效应管选用N沟道消耗型2N3370,静态工作点的设置方式为自偏压式。直流稳压电源调至12V。
图1
2.测量静态工作点
将输入端短接(图2),并测量此时的 Vg、Vs、VD、 ,填入下表1
静态工作点:
1.006V
39.355nV
1)输入电阻测量:先闭合开关S1(R2=0),输入信号电压Vs,测出对应的输出电压 ,然后断开S1,测出对应的输出电压 ,因为两次测量中和是基本不变的,所以
,测得 =134.137mV, =67.074mV,
仿真结果如下图4:
2)输出电阻测量:在放大器输入端加入一个固定信号电压Vs,分别测量当已知负载RL断开和接上的输出电压 和 。则 ,由于本实验所用的场效应管必须接入很大的负载才能达到放大效果,因此此方法不适合用来测量本实验输出电阻效果不太好,仿真结果如下图5 =66.8mV, =125mV .
38.328
43.36
35
40
45
50
55
60
65
47.847
51.875
55.507
双输入双输出差分放大
第一部分模拟电子课程设计目录1 模拟电子部分 (3)1.1课程设计的目的与作用 (3)1.2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍 (3)1.2.1设计任务 (3)1.2.2所用multisim软件环境介绍 (4)1.3 电路模型的建立 (5)1.4 理论分析及计算 (6)1.4.1对于差模输入信号的理论分析 (6)1.4.2长尾式差分放大电路基本理论分析 (6)1.4.3仿真电路模型的理论计算 (8)1.5 仿真结果分析 (10)1.5.1仿真结果 (10)1.5.2仿真结果的分析计算 (10)1.5.3仿真结果与理论估算的比较 (11)1.6 设计总结和体会 (13)1.6.1设计总结 (13)1.6.2心得体会 (13)1.7 参考文献 (14)1 模拟电子课设1.1课程设计的目的及作用1、了解并掌握Multisim软件,并能熟练的使用其进行仿真;2、加深理解长尾式差分放大电路组成及性能;3、进一步学习放大电路基本参数的测试方法;通过自己动手亲自设计和用Multisim软件来仿真电路,不仅能使我们对书上说涉及到的程序软件有着更进一步的了解和掌握,而且通过用计算机仿真,避免了实际动手操作时机器带来的误差,使我们对上课所学到的知识也有跟深刻的了解。
1.2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍1.2.1设计任务(1)设计一个双入双出长尾式差分放大电路,使其能够实现一定的放大电路的功能,电路由自己独自设计完成,在仿真实验中通过自己动手虚拟调试电路,能够真正掌握实验原理,即静态分析和动态分析,并在仿真实验后总结出心得体会。
⑵正确理解双入双出长尾式差分放大电路各个元件对放大电路性能的影响,以及如何根据实际要求在仿真实验中调试。
⑶正确理解双入双出长尾式差分放大电路电压静态分析、动态分析的估算方法。
1.2.2所用multisim软件环境介绍Multisim是加拿大IIT公司(Interrative Image Technologies Ltd)推出的基于Windows的电路仿真软件,由于采用交互式的界面,比较直观、操作方便,具有丰富的元器件库和品种繁多的虚拟仪器,以及强大的分析功能等特点,因而得到了广泛的引用。
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 。
multisim单电源差分放大电路
multisim单电源差分放大电路多数情况下,电子电路需要使用双电源来提供正负电压以供电路工作。
然而,有一些应用需要使用单电源差分放大电路,这种电路只需一种电源即可。
在本篇文章中,我将介绍单电源差分放大电路的工作原理、关键设计要点以及其在实际应用中的优缺点。
单电源差分放大电路是一种基于差分放大器的电路。
差分放大器是一种常见的电路结构,用于放大输入信号。
它由两个输入端口和一个输出端口组成,通过对两个输入信号进行放大,可以得到一个放大的差分输出信号。
在传统的差分放大器中,通常需要两种电源,一种为正电源,另一种为负电源。
然而,当需要使用单电源时,可以通过添加偏置电压来实现。
这个偏置电压可以通过将一个电阻分压器连接到一个电源电压上来产生。
单电源差分放大器的输入通过一个电阻和一个偏置电压连接到一个输入端口,将输入信号加到偏置电压上。
和传统的差分放大器一样,单电源差分放大器也有两个输入端口,一个为正极性输入端口,另一个为负极性输入端口。
但是,由于只有一个电源电压,所以只能将一个输入端口连接到偏置电压上,而另一个输入端口需要通过一个电容连接到地。
单电源差分放大器的输出端口则通过一个负反馈电阻连接到输入端口。
这个负反馈电阻可以帮助稳定电路的增益,并提供更好的抗干扰能力。
在实际设计单电源差分放大电路时,有几个关键的要点需要考虑。
首先,偏置电压的选择非常重要。
偏置电压应该为输入信号的中间值,以便使差分放大器处于最佳工作状态。
其次,输入电容的值也需要合理选择,以确保输入信号的完整性。
此外,负反馈电阻的值和差分放大器的增益也需要根据具体要求进行选择和调整。
使用单电源差分放大器有许多优点。
首先,使用单电源可以简化电路结构,减少成本和尺寸。
其次,单电源差分放大器适用于许多应用场景,包括音频放大、信号传感器等。
此外,由于使用了负反馈电阻,单电源差分放大器在增益和输出电平方面具有很好的稳定性和可控性。
然而,单电源差分放大器也有一些限制和缺点。
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。
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。
差分放大电路(仿真)
实验五、差分放大电路(仿真)一、实验目的1.掌握差分放大电路原理与主要技术指标的测试方法2.熟悉基本差分放大电路与具有恒流源差分放大电路的性能差别,明确提高性能的措施3.熟悉并熟练使用multisim仿真软件二、实验仪器与元器件1.信号源示波器万用表交流毫伏表各一台2.电位器470Ω1只3.电阻4.7kΩ、62kΩ、36kΩ各一只;620Ω2只;10kΩ3只三、实验原理AB四、预习要求1.复习差分放大器工作原理及性能分析方法2.阅读实验原理,熟悉实验内容及步骤3.估算图中所示电路的静态工作点,设各三极管β=30,r be=1kΩ五、实验内容1.典型差分放大器测试将开关S置于位置“1”处(1)测量静态工作点按图搭好电路,将差动输入端A、B两点接地,调节电位器R w,使V o=0V,然后测量T、T的静态工作点,记入下表(2)测量差模电压放大倍数调节信号发生器,是之输出VIP-P =100mV,f=1kHz的正弦波,将其送入三极管T1的输入端A(B接地)。
用示波器分别观测单端输入、单端输出的电压波形,计算出差模放大倍数,填入下表:双端输入差模测量双端输入共模测量单端输入a)双端输出时,差模放大倍数A vd =vOd/(vId1-vId2)= 2·vOd1/ 2·vId1=β·RL’/γbe+(1+β)·RW/2b)单端输出时,差模放大倍数A vd1= -Avd2=1/2·Avd=-β·RL’/2·[γbe+(1+β)·RW/2]2.对共模信号印制作用:a)双端输出时A vc =vOc/vIc= (vOc1- vOc2)/ vIc≈0b)单端输出时A vc1=vOc1/vIc= vOc2/vIc=-β·RL’/[γbe+(1+β)·(RW/2+2·Re)]≈-RL ’/2Re=-Rc/2Re3.共模抑制比KCMRa)双端输出时K CMR =| Avd/ Avc|≈8b)单端输出时K CMR =| Avd1/ Avc1|≈β·Re/γbe+(1+β)·RW/2双端输入的差模波形图(3)测量共模电压放大倍数将A、B两端短路,并直接接到信号源的输出端,信号频率不变,用示波器测量V O2P-P,算出A vc1及K CMR=A vd/A vc填入上表双端输入差模测量双端输入共模测量单端输入差分放大电路2.具有恒流源的差分放大器测试将开关置于2处,重复实验内容的步骤,将结果填入下表1.整理实验数据,填入实验表格中。
基于multisim的电路设计与仿真 (毕设)
I
中国民航大学本科毕业论文
Abstract
The application of EDA technology has greatly changed the mode of production and teaching mode. Multisim compared with the same type of software is more powerful, more simple operation, has become one of the EDA software tool is a popular international. Study on Simulation of electronic circuit flexible is the important advantages and characteristics of Multisim, simulation study using Multisim can be an ideal situation to the circuit. With the Multisim software in the analog electronic technology teaching, the students can build the application ability and innovation ability as the goal of learning concept. This design take Multisim as the platform for simulation analysis, and focus of knowledge of key circuit teaching, correct the theory teaching to verify the simulation results, to consolidate the knowledge and thinking. The first chapter is mainly on the introduction of Multisim software. The second chapter is mainly to the completion of the basic amplifying circuit, filter, voltage comparator, waveform generator and double sideband demodulation and modulation simulation and analysis. The third chapter mainly completes a temperature measurement circuit and feasible implementation, design temperature measuring circuit with Multisim, making a simple virtual instrument with Labview, using the virtual instrument to watch the measurement results. Key Words: Multisim; Labview; temperature measurement; EDA
基于Multisim的电路仿真
模拟电子技术实验《信号放大器的设计》班级:姓名:指导老师:2013年12月10日至12日1.实验目的(1)掌握分立或集成运算放大器的工作原理及其应用。
(2)掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法。
(4)通过实验培养学生的市场素质,工艺素质,自主学习的能力,分析问题解决问题的能力以及团队精神。
(5)通过实验总结回顾所学的模拟电子技术基础理论和基础实验,掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法2.实验任务和要求2.1实验任务1)已知条件:信号放大电路由“输入电路”、“差分放大电路”、“两级负反馈放大电路”、“功率放大器”、“扬声器”几部分构成。
图2-1 信号放大器的系统框图 2)性能指标:a)输入信号直接利用RC 正弦波振荡电路产生。
b) 前置放大器: 输入信号:Uid ≤ 10 mV 输入阻抗:Ri ≥ 100 kc) 功率放大器: 最大不失真输出功率:Pomax ≥1W 负载阻抗:RL= 8; 电源电压:+ 5 V ,+ 12V ,- 12V d) 输出功率连续可调直流输出电压 ≤ 50 mV信号产生差分放大 共射级放大功率放大负反馈输出信号静态电源电流≤ 100 mA2.2实验要求1)选取单元电路及元件根据设计要求和已知条件,确定信号产生电路、前置放大电路、功率放大电路的方案,计算和选取单元电路的原件参数。
2)前置放大电路的组装与调试测量前置放大电路的差模电压增益AU、共模电压增益AUc、共模抑制比KCMR、带宽BW、输入电压Ri等各项技术指标,并与设计要求值进行比较。
3)有源带通滤波器电路的组装与调试测量有缘带通滤波器电路的差模电压增益AUd、带通BW,并与设计要求进行比较。
4)功率放大电路的组装与调试功率放大电路的最大不失真输出功率Po,max、电源供给功率PDC、输出效率η、直流输出电压、静态电源电流等技术指标。
5)整体电路的联调6)应用Multisim软件对电路进行仿真分析。
2.3选用元器件电容电阻若干、双踪示波器1个、信号发生器一个、交流毫伏表1个、数字万用表等仪器、晶体三极管 2N3906 1个,2N2222A 5个,2N2222 2个,2N3904 2个,1N3064 1个。
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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。
2 差分放大电路仿真分析
运行Muhisim 8,在绘图编辑器中选择信号源、直流电源、三极管、电阻,创建双端输入双端输出差分放大电路(双入双出差分放大电路)如图1所示,标出电路中的结点编号。
该次仿真中,采用虚拟直流电压源和虚拟晶体管,差分输入信号采用一对峰值为5 mV、频率为1 kHz的虚拟正弦波信号源。
设置虚拟晶体管的模型参数BF= 150,RR=300Ω。
2.1 差模放大性能仿真分析
2.1.1 直流分析
直流分析实际上就是确定静态工作点。
选择Sim-ulate菜单中的Analysis命令,
然后选择Dc OperatingPoint子命令,分析结果如图2所示。
用静态工作点分析方法得VBEQ1=UBEQ2=O .69 V ,UCEQ1=UCEQ2=V3一V2Δ8.94 V ,与题中理论计算结果完全相同。
2.1.2 差模放大倍数分析
加差模信号 ui1,ui2,分别接入电路的左右输入端,电阻R1作为输出负载,则电路的接法属于双入双出。
将四通道示波器XSC1的3个通道分别接在信号源ui1和负载R1两端,如图1所示。
运行并双击示波器图标XSC1,调整各通道显示比例,得差分放大电路的输入/输出波形如图3所示。
用示波器观察和测量输入电压和输出电压值,差模信号单边电压V1△一
3.597 mV(5 mV/Div),单边输出交流幅值约为170.124 mV(500 mV/Div),所以双入双出差分放大电路的差模放大倍数AuΔ一170.124/3.597=一47,与单管共射的放大倍数相同,即差分放大电路对差模信号具有很强的放大能力。
仿真结果与题中理论计算结果相同。
2.2 共模抑制特性仿真分析
2.2.1 共模放大倍数分析
在图1中,将信号源ui2的方向反过来,即加上共模信号,运行并双击示波器图标XSC1,调整A,B通道显示比例,可得如图4所示波形。
由图4波形可知,在峰一峰14 mV(有效值为5 mV)的共模信号作用下,输出的峰值极小,峰一峰值为13 mV,因此单边共模放大倍数小于1。
且uc1和uc2
大小相等,极性相同。
所以,在参数对称且双端输出时,共模放大倍数等于0,说明差分放大电路对共模信号具有很强的抑制能力。
显然,仿真结果与理论分析结果一致。
2.2.2 共模抑制比分析
选择Simulate菜单中的Analysis命令,然后选择Transient Analysis子命令,选择结点3,4作为输出,单击Simulate按钮;选择Simulate菜单中的后处理器Postprocessor子命令,在Expression列表框中编辑“V($4)一V($3)”,然后打开Graph选项卡,可画出差分放大电路共模输入双端输出波形,见图5。
可见,波形属于噪声信号,且幅值极小,可忽略不计。
因此,差分放大电路双端输出时,其共模抑制比KCNR趋于无穷大。
如果再将图1所示的电路中发射极电阻R2改为恒流源,重复前面步骤,再分析共模特性,可得出结论:具有恒流源的差分放大电路的共模抑制比KCNR更高。
3 结语
应用Multisim8软件对差分放大电路进行仿真分析,结果表明仿真与理论分析和计算结果一致,应用Multisim进行虚拟电子技术实验可以十分方便快捷地获取实验数据,突破了在传统实验中硬件设备条件的限制,大大提高了实验的深度和广度。
利用仿真可以使枯燥的电路变得有趣,复杂的波形变得形象生动,并且不受场地(可以在教室、宿舍),不受时间(课内、课外)的限制,通过教师演示和学生动手设计、调试,不但可以使学生更好地掌握所学的知识,同时提高了学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。