虚拟仿真实验报告

电子技术虚拟仿真实验报告

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实验一、 单级阻容耦合放大电路仿真实验

一、实验目的

1、进一步熟悉multisim10软件的使用方法。

2、学会用multisim10软件分析单管放大电路的主要性能指标。 3、了解仿真分析法中的直流工作点分析法。 4、掌握测量放大器的电压放大倍数。

5、掌握静态工作点变化对放大器输出波形的影响。 6、了解不同的负载对放大倍数的影响。

7、学会测量放大器输入、输出电阻的方法。

二、实验内容及步骤

1．静态工作点的测试

（1） 在电子仿真软件Multisim 10基本界面的电子平台上组建如图1所示的仿真电路。双击电位器图标，将弹出的对话框的“Valve”选项卡的“Increment”栏改成“1”，将“Label”选项卡的“RefDes”栏改成“RP”。

图1单级阻容耦合放大电路仿真电路图

（2）调节RP大约在35%左右时，利用直流工作点分析方法分析直流工作点的值。直流工作点分析（DC Operating Point Analysis）是用来分析和计算电路静态工作点的，进行分析时，Multisim 10自动将电路分析条件设为电感、交流电压源短路，电容断开。

单击Multisim 10菜单“Simulate/Analyses/DC operating Point…”,在弹出的对话框中选择待分析的电路节点，如2图所示。单击Simulate 按钮进行直流工作点分析。分析结果如图3所示。列出了单级阻容耦合放大电路各节点对地电压数据，根据各节点对地电压数据，可容易计算出直流工作点的值,依据分析结果，将测试结果填入表1中，比较理论估算与仿真分析结果。

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图2 直流工作点分析选项对话框

图3 直流工作点分析结果

表1 静态工作点数据 V1(V) 12.00000 URC IBQ (mA) ICQ (mA) UCEQ (V) UBEQ (V) 4.5824 0.00882 1.41941 6.31353 0.63034

2. 电压放大倍数测试

（1）关闭仿真开关，从电子仿真软件Multisim 10基本界面虚拟仪器工具

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条中，调出虚拟函数信号发生器和虚拟双踪示波器，将虚拟函数信号发生器接到电路输入端，将虚拟示波器两个通道分别接到电路的输入端和输出端，如图4所示。

（2）开启仿真开关，双击虚拟函数信号发生器图标“XFG1”，将打开虚拟函数信号发生器放大面板，首确认“Waveforms”栏下选取的是正弦信号，然后再确认频率为1kHZ”；再确认幅度为10mVp，如图5所示。

图 4 动态测量仿真电路

图5 虚拟函数信号发生器放大面板

（3）双击虚拟示波器图标“XSC1”，打开虚拟双踪示波器放大面板，可以看到输入信号和放大后的输出信号波形如图6 所示（注意：须保持电位器的百分比为35%不变）。放大面板屏幕下方的各栏设置如图6。

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图5 虚拟双踪示波器放大面板

（4）用鼠标按住屏幕左上角的两个读数指针，将它们分别拉倒输入和输出正弦波的波峰位置，从屏幕下方“T1”右侧“Channel_A”下方可以读出输入信号的幅值；从屏幕下方“T2”右侧“Channel_B”下方可以读出输出信号的幅值，从而得到单级阻容耦合放大电路的电压放大倍数。 比较理论估算与仿真分析结果。

（5）先关闭仿真开关，在电路输出端再并联一个负载电阻 R6(10KΩ) ，然后开启仿真开关进行仿真；关闭仿真开关后，重新调整读数指针位置并读出电路输出的正弦波幅值，算出电压放大倍数 Au（输入信号不变），将它们填入表2中。注意也可以用虚拟万用表测量进行放大倍数的测量，其测得的是信号的有效值。比较理论估算与仿真分析结果。

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表 2 测试放大倍数数据

Ui(mVp) UoL(mVp) 9.988 9.988 930.663 777.795 RL’(KΩ) 3//10 3//5

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Au -93.2 -77.9 .

3. 观察静态工作点变化对放大器输出波形的影响

（1）关闭仿真开关，先删除并联负载电阻R6(10kΩ) ，再开启仿真开关，改变电位器 Rp的百分比为15%左右时，放大电路的电压放大倍数和Q点如何变化。观测屏幕波形看是否有失真，如果失真，此波形属于何种失真？说出判别理由。

答：此波形属于饱和失真。

由于电位器调小，使基极电压升高，静态工作的Q升高。当Q点过高时，虽然基极动态电流为不失真的正弦波，但由于输入正半周的某一段时间内进入了饱和区，导致集电极动态电流产生顶部失真，集电极电阻上的电压波形随之产生同样的失真。由于输出电压与电阻上电压的变化相位相反，从而导致输出波形产生底部失真。

（2） 将电位器 Rp的百分比调到100%，然后将虚拟函数发生器的信号幅度增加到30mV ，放大电路的电压放大倍数和Q点如何变化。观测屏幕波形看是否有失真，如果失真，此波形属于何种失真？说出判别理由。

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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：

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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

电压或电VCQ1(V) VCQ2(V) 流 理论计算6.50540 9.97842 -4.46700 0.50540 1.01079 1.51619 值 实际测量5.36890 10.32978 -4.38247 0.63110 0.83511 1.47519 值

2)静态工作点实际测量值：

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VBQ3(V) ICQ1(mA) ICQ2(mA) ICQ3(mA) .

了相互补偿的作用，抑制了温度漂移。

（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。

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（6）请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。 该电路输出端的幅频、相频特性曲线如图所示：

（7）请利用温度扫描功能给出工作温度从25℃变化到100℃时，节点2的输出波形的变化，最大输出电压偏差以及变化比例。 节点2的输出波形的变化如图所示：

（7）请分析并总结仿真结论与体会。

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。

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。

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3、差分放大电路较普通放大电路共模抑制比的变化。

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Ext Trig+VCC12V_AB+_+_2k¦¸Rc35k¦¸7Rb121B910uFC22N2222A31k¦¸Rs10uFT2k¦¸C1RL10mVrms 10k¦¸51kHz Rb20¡ã 1k¦¸Vs0Re47uFCe

图2 仿真电路