高频电子仿真实验教程(Multisim)

第13章MUltiSim模拟电路仿真本章MUltiSimIO电路仿真软件，讲解使用MUltiSim进行模拟电路仿真的基本方法。

目录1.MUltiSim软件入门2.二极管电路3.基本放大电路4.差分放大电路5.负反馈放大电路6.集成运放信号运算和处理电路7.互补对称（OCL）功率放大电路&信号产生和转换电路9.可涮式三端集成宜流稳压电源电路13.1MUltiSim用户界面及基本操作13.1.1MUItiSinI 用户界面在众多的EDA仿真软件中，IVIiiltisim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。

MUItiSim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。

MUItiSim来源于加拿大图像交互技术公司（InteraCtiVe Image Technologies,简称IIT公司）推岀的以WindOWS 为基础的仿真工具，原名EWB。

HT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 BCnCh （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推岀了 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MUItiSim （多功能仿真软件）。

Irr后被美国国家仪器（NI, NatiOnal InStrUlnentS）公司收购,软件更名为Nl MUltiSinK MUItiSim经历了多个版本的升级，已经有 MUItiSim2001X MUItiSin17X MUItiSim8X MUItiSim9、MUltiSimlO 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MUItiSimIO为例介绍其基本操作。

图13.1-1是MUltiSimIO的用户界而，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。

Multisim软件简介二极管电路基本功放差分放大器电路负反馈放大器集成运算放大器信号运算处理电路互补对称（OCL）功率放大器信号产生与转换电路可调三端集成直流稳压电源电路13.1 Multisim用户界面和基本操作在此处插入图片说明13.1.1 Multisim用户界面在许多EDA仿真软件中，Multisim软件具有友好的界面，强大的功能，易于学习和使用，受到电气设计和开发人员的青睐。

Multisim是一种虚拟仿真软件，用于通过软件方法对电子元器件进行虚拟设计和电路测试。

Multisim来自交互式图像技术（IIT）的基于Windows的仿真工具，以前称为EWB。

1988年，IIT公司推出了用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件，电子工作台（EWB），它以其直观的界面，便捷的操作，强大的分析功能以及易于学习和使用而迅速普及和使用。

IIT在1996年推出了EWB5.0版本。

ewb5之后。

在X版本和EWB6.0版本中，IIT 将EWB更改为Multisim（多功能模拟软件）。

IIT被美国国家仪器公司Ni收购后，其软件更名为Ni Multisim。

第9版之后，Multisim 经历了多个版本的升级，包括Multisim2001，Multisim7，Multisim8，Multisim9，Multisim10等。

增加了单片机和LabVIEW虚拟仪器的仿真和应用。

下面以Multisim10为例介绍其基本操作。

图13.1-1显示了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，组件工具栏，仿真按钮，状态栏，电路图编辑区域等。

图13.1-1 Multisim10用户界面菜单栏类似于Windows应用程序，如图13.1-2所示。

图13.1-2 Multisim菜单栏其中，选项菜单下的全局首选项和工作表属性可用于个性化界面设置。

Multisim10提供了两组电气元件符号标准：ANSI：美国国家标准协会，美国标准，默认为标准，本章采用默认设置；丁：德国国家标准协会，欧洲标准，与中国符号标准一致。

高频电路（仿真）实验指导书光电学院电子科学与技术系2014年2月实验一、共射级单级交流放大器性能分析一、实验目的1、学习单级共射电压放大器静态工作点的设置与调试方法。

2、学习放大器的放大倍数（A u）、输入电阻（R i）、输出电阻（R o）的测试方法。

3、观察基本放大电路参数对放大器的静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。

4、熟悉函数信号发生器、示波器、数字万用表和直流稳压电源等常用仪器的使用方法。

二、实验原理如图所示的电路是一个分压式单级放大电路。

该电路设计时需保证U B>5～10U BE，I1≈I2>5～10I B，则该电路能够稳定静态工作点，即当温度变化时或三级管的参数变化时，电路的静态工作点不会发生变化。

U B=V CC I C I E由上式可知，静态工作时，U B是由R1和R2共同决定的，而U BE一般是恒定的，在0.6到0.7之间，所以I C、I E只和有关。

当温度变化时或管子的参数改变时（深究来看，三极管的特性并非是完全线性的，在很多的情况下，必须计入考虑），例如，管子的受到激发而I C欲要变大时，由于R E的反馈作用，使得U BE节压降减小，从而I B减小，I C减小，电路自动回到原来的静态工作点附近。

所以该电路不仅有较好的温度稳定性，还可以适应一定非线性的三极管，只要电路设计得当。

调整电阻R1、R2，可以调节静态工作点高低。

若工作点过高，使三极管进入饱和区，则会引起饱和失真；反之，三极管进入截止区，引起截止失真。

图1-1 分压式单级放大电路如图1-1，C1、C2为耦合电容，将使电路只将交流信号传输到负载端，而略去不必要的直流信号。

发射极旁路电容C E一般选用较大的电容，以保证对于交流信号完全是短路的，即相当于交流接地。

也是防止交流反馈对电路的放大性能造成影响。

电路的放大倍数A U=，输入电阻R i=R1∥R2∥r be，输出电阻R O=R L’，空载时R O=R C。

Multisim电子电路仿真教程：Multisim电子电路仿真教程作者朱彩莲，介绍了一种电子电路仿真软件——Multisim 2001。

通过对该软件的学习和使用，读者可以轻松地拥有一个元件设备非常完善的虚拟电子实验室，进而可以完成电子电路的各种实验和设计。

本书介绍了一种电子电路仿真软件——Multisim 2001。

通过对该软件的学习和使用，读者可以轻松地拥有一个元件设备非常完善的虚拟电子实验室，进而可以完成电子电路的各种实验和设计。

全书共9章。

第l～4章主要介绍Multisim 2001软件的基本功能和操作，主要有Multisim 200l中电路的创建、元件库和元件的使用、虚拟仪器的使用和Multisim基本分析方法；第5～9章主要介绍Mulfisim 200l软件的应用，其中第5～8章分别从电路基础、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术中选取了若干个典型实验进行：Multisim仿真分析，每个实验给出了实验目的、实验电路、仿真操作步骤和实验结果，第9章是Multisim2001在电子综合设计中的应用实例。

本书可作为高等院校电子技术类课程的软件实验教材，也可作为从事电子电路设计的工程技术人员的参考书。

计算机高效率绿色电源高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。

八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。

接着开关电源技术相继进入了电子、电器设备领域。

计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。

绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品，绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求，提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。

就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。

通信用高频开关电源通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。

《高频电子线路》频率调制与解调实验报告课程名称：高频电子线路实验类型：验证型实验项目名称：频率调制与解调一、实验目的和要求通过实验，学习频率调制与解调的工作原理、电路组成和调试方法，学习用锁相环电路实现频率调制、斜率鉴频实现调频信号的解调的设计方法，利用Multisim仿真软件进行仿真分析实验。

二、实验内容和原理1、实验原理所谓调制，就是用一个信号(原信号也称调制信号)去控制另一个信号(载波信号)的某个参量，从而产生已调制信号，解调则是相反的过程，即从已调制信号中恢复出原信号。

根据所控制的信号参量的不同，调制可分为：调幅，使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。

调频，使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变，而幅度保持不变的调制方式。

调相，利用原始信号控制载波信号的相位。

这三种调制方式的实质都是对原始信号进行频谱搬移，将信号的频谱搬移到所需要的较高频带上，从而满足信号传输的需要。

2、实验内容（1）设计实现中心频率为100kHz的调频信号发生器。

绘出电路原理图，采用锁相调频的方式，给出仿真结果图。

（2）对产生的调频信号，采用斜率鉴器进行鉴频，设计失谐网络和包络检波器，绘出电路图，给出仿真结果图。

三、主要仪器设备计算机、Multisim仿真软件、双踪示波器、函数发生器、直流电源。

四、操作方法与实验步骤及实验数据记录和处理1、采用锁相环路实现调频信号，调频信号的中心频率为100kHz。

2、对调频信号进行解调，采用斜率鉴器，对调频信号进行解调。

将AD741输出的100kHz 的调频信号加到电容C7与地之间，设计失谐网络和包络检波器。

C21nFR65kΩR550ΩC71µF L11.2mHU2AD741CH3247651U3AD741CH3247651R131kΩR141kΩR152kΩR164kΩD21N4150D31N4150V712VV812VC81µFXSC1A BExt Trig++__+_C3160nFR810kΩR71kΩR111kΩR121kΩC4160nFC510µF C9160nF4、分析说明U2、U3、D2、D3的作用。

multisim高频课程设计一、教学目标本课程旨在通过Multisim高频课程设计，让学生掌握高频电路的基本概念、设计和仿真方法。

在知识目标方面，学生需要了解高频电路的特点、分类和应用，掌握Multisim 仿真软件的基本操作，学会使用该软件进行高频电路的设计与验证。

在技能目标方面，学生应能独立完成高频电路的设计与仿真，具备分析和解决高频电路问题的能力。

在情感态度价值观目标方面，学生应培养对高频电路设计与仿真的兴趣，提高创新意识和团队合作能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：第一部分是高频电路基本概念，介绍高频电路的定义、特点和分类；第二部分是 Multisim 仿真软件的使用，讲解Multisim 软件的安装、界面及其基本操作；第三部分是高频电路设计与仿真，包括放大器、滤波器、振荡器等常见高频电路的设计与仿真；第四部分是案例分析，通过分析实际案例，让学生学会如何运用所学知识解决实际问题。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法。

主要包括：讲授法，用于讲解高频电路基本概念和 Multisim 软件的使用；讨论法，在课堂或课后学生针对具体问题进行讨论；案例分析法，通过分析实际案例，让学生学会解决实际问题；实验法，让学生动手进行高频电路的设计与仿真。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：教材，包括《高频电路》、《Multisim 仿真软件教程》等；参考书，为学生提供更多的学习资料；多媒体资料，包括教学PPT、视频等；实验设备，包括电脑、示波器、信号发生器等，用于进行高频电路的设计与验证。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。

平时表现主要考察学生的课堂参与、提问和团队协作等情况；作业包括课后练习和实验报告，用以巩固学生的理论知识；考试则分为期中和期末两次，全面检验学生的学习效果。

第13章 Multisim模仿电路仿真本章Multisim10电路仿真软件,讲授运用Multisim进行模仿电路仿真的根本办法.目次1. Multisim软件入门2. 二极管电路5. 负反馈放大电路7.互补对称（OCL）功率放大电路13.1 Multisim用户界面及根本操纵在浩瀚的EDA仿真软件中,Multisim软件界面友爱.功效壮大.易学易用,受到电类设计开辟人员的青睐.Multisim用软件办法虚拟电子元器件及仪器内心,将元器件和仪器聚集为一体,是道理图设计.电路测试的虚拟仿真软件.Multisim起源于加拿大图像交互技巧公司（Interactive Image Technologies,简称IIT公司）推出的以Windows为基本的仿真对象,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对象软件Electronics Work Bench（电子工作台,简称EWB）,以界面形象直不雅.操纵便利.剖析功效壮大.易学易用而得到敏捷推广运用.1996年IIT推出了EWB5.0版本,在EWB5.x版本之后,从EWB6.0版本开端,IIT对EWB进行了较大变动,名称改为Multisim（多功效仿真软件）.IIT后被美国国度仪器（NI,National Instruments）公司收购,软件改名为NI Multisim,Multisim阅历了多个版本的进级,已经有Multisim2001. Multisim7. Multisim8.Multisim9 .Multisim10等版本,9版本之后增长了单片机和LabVIEW虚拟仪器的仿真和运用.下面以Multisim10为例介绍其根本操纵.图13.1-1是Multisim10的用户界面,包含菜单栏.尺度对象栏.主对象栏.虚拟仪器对象栏.元器件对象栏.仿真按钮.状况栏.电路图编辑区等构成部分.图13.1-1 Multisim10用户界面菜单栏与Windows运用程序类似,如图13.1-2所示.图13.1-2 Multisim菜单栏个中,Options菜单下的Global Preferences和Sheet Properties可进行共性化界面设置,Multisim10供给两套电气元器件符号尺度：ANSI：美国国度尺度学会,美国尺度,默以为该尺度,本章采取默认设置;DIN：德国国度尺度学会,欧洲尺度,与中国符号尺度一致.对象栏是尺度的Windows运用程序作风.尺度对象栏：视图对象栏：图13.1-3是主对象栏及按钮名称,图13.1-4是元器件对象栏及按钮名称,图13.1-5是虚拟仪器对象栏及仪器名称.图13.1-3 Multisim主对象栏图13.1-4 Multisim元器件对象栏图13.1-5 Multisim虚拟仪器对象栏项目治理器位于Multisim10工作界面的左半部分,电路以分层的情势展现,重要用于层次电路的显示,3个标签为：Hierarchy：对不合电路的分层显示,单击“新建”按钮将生成Circuit2电路;Visibility：设置是否显示电路的各类参数标识,如集成电路的引脚名;Project View：显示统一电路的不合页.13.1.2 Multisim仿真根本操纵Multisim10仿真的根本步调为：1. 树立电路文件2. 放置元器件和内心3. 元器件编辑4. 连线和进一步伐整5. 电路仿真6. 输出剖析成果具体方法如下：1. 树立电路文件具体树立电路文件的办法有：●打开Multisim10时主动打开空白电路文件Circuit1,保管时可以从新定名●菜单File/New●对象栏New按钮●快捷键Ctrl+N2. 放置元器件和内心Multisim10的元件数据库有：主元件库（Master Database）,用户元件库（User Database）,合作元件库（Corporate Database）,后两个库由用户或合作人创建,新装配的Multisim10中这两个数据库是空的.放置元器件的办法有：●菜单Place Component●元件对象栏：Place/Component●在画图区右击,运用弹出菜单放置●快捷键Ctrl+W放置内心可以点击虚拟仪器对象栏响应按钮,或者运用菜单方法.以晶体管单管共射放大电路放置+12V电源为例,点击元器件对象栏放置电源按钮（Place Source）,得到如图13.1-6所示界面.图13.1-6 放置电源修正电压值为12V,如图13.1-7所示.图13.1-7 修正电压源的电压值同理,放置接地端和电阻,如图13.1-8所示.图13.1-8 放置接地端（左图）和电阻（右图）图13.1-9为放置了元器件和仪器内心的后果图,个中左下角是函数旌旗灯号产生器,右上角是双通道示波器.图13.1-9 放置元器件和仪器内心3. 元器件编辑（1）元器件参数设置双击元器件,弹出相干对话框,选项卡包含：●Label：标签,Refdes编号,由体系主动分派,可以修正,但须包管编号独一性●Display：显示●Value：数值●Fault：故障设置,Leakage漏电;Short短路;Open开路;None无故障（默认）●Pins：引脚,各引脚编号.类型.电气状况（2）元器件领导（Component Wizard）对特别请求,可以用元器件领导编辑本身的元器件,一般是在已有元器件基本长进行编辑和修正.办法是：菜单Tools/ Component Wizard,按照划定步调编辑,用元器件领导编辑生成的元器件放置在User Database（用户数据库）中.4. 连线和进一步伐整连线：（1）主动连线：单击肇端引脚,鼠标指针变成“十”字形,移动鼠标至目的引脚或导线,单击,则连线完成,当导线衔接后呈现丁字交叉时,体系主动在交叉点放节点（Junction）;（2）手动连线：单击肇端引脚,鼠标指针变成“十”字形后,在须要拐弯处单击,可以固定连线的拐弯点,从而设定连线路径;（3）关于交叉点,Multisim10默认丁字交叉为导通,十字交叉为不导通,对于十字交叉而愿望导通的情形,可以分段连线,即先衔接起点到交叉点,然后衔接交叉点到终点;也可以在已有连线上增长一个节点（Junction）,从该节点引出新的连线,添加节点可以运用菜单Place/Junction,或者运用快捷键Ctrl+J.进一步伐整：（1）调剂地位：单击选定元件,移动至适合地位;（2）转变标号：双击进入属性对话框更改;（3）显示节点编号以便利仿真成果输出：菜单Options/Sheet Properties/Circuit/Net Names,选择Show All;（4）导线和节点删除：右击/Delete,或者点击选中,按键盘Delete键.图13.1-10是连线和调剂后的电路图,图13.1-11是显示节点编号后的电路图.图13.1-10 连线和调剂后的电路图（a）显示节点编号对话框（b）显示节点编号后的电路图5. 电路仿真根本办法：●按下仿真开关,电路开端工作,Multisim界面的状况栏右端消失仿真状况指导;●双击虚拟仪器,进行仪器设置,获得仿真成果图13.1-12是示波器界面,双击示波器,进行仪器设置,可以点击Reverse按钮将其布景反色,运用两个测量标尺,显示区给出对应时光及该时光的电压波形幅值,也可以用测量标尺测量旌旗灯号周期.图13.1-12 示波器界面（右图为点击Reverse按钮将布景反色）6. 输出剖析成果运用菜单敕令Simulate/Analyses,以上述单管共射放大电路的静态工作点剖析为例,步调如下：●菜单Simulate/Analyses/DC Operating Point●选择输出节点1.4.5,点击ADD.Simulate图13.1-13 静态工作点剖析13.2 二极管及三极管电路13.2.1 二极管参数测试仿真试验半导体二极管是由PN结构成的一种非线性元件.典范的二极管伏安特点曲线可分为4个区：逝世区.正领导通区.反向截止区.反向击穿区,二极管具有单领导电性.稳压特点,运用这些特点可以构成整流.限幅.钳位.稳压等功效电路.半导体二极管正向特点参数测试电路如图13.2-1所示.表13.2-1是正向测试的数据,从仿真数据可以看出：二极管电阻值不是固定值,当二极管两正直向电压小,处于“逝世区”,正向电阻很大.正向电流很小,当二极管两正直向电压超出逝世区电压,正向电流急剧增长,正向电阻也敏捷减小,处于“正领导通区”.图13.2-1 二极管正向特点测试电路表13.2-1 二极管正向特点仿真测试数据Rw 10% 20% 30% 50% 70% 90%半导体二极管反向特点参数测试电路如图13.2-2所示.图13.2-2 二极管反向特点测试电路表13.2-2是反向测试的数据,从仿真数据可以看出：二极管反向电阻较大,而正向电阻小,故具有单向特点.反向电压超出必定命值（VBR）,进入“反向击穿区”,反向电压的渺小增大会导致反向电流急剧增长.表13.2-2 二极管反向特点仿真测试数据二极管长短线性器件,引入线性电路模子可使剖析更简略.有两种线性模子：（1）大旌旗灯号状况下的幻想二极管模子,幻想二极管相当于一个幻想开关;（2）正向压降与外加电压比拟不成疏忽,且正向电阻与外接电阻比拟可以疏忽时的恒压源模子,即一个恒压源与一个幻想二极管串联.图13.2-3是二极管试验电路,由图中的电压表可以读出：二极管导通电压Von=0.617V; 输出电压Vo=-2.617V.图13.2-3二极管试验电路（二极管为IN4148）运用二极管的单领导电性.正领导通后其压降根本恒定的特点,可实现对输入旌旗灯号的限幅,图13.2-4（a）是二极管双向限幅试验电路.V1和V2是两个电压源,依据电路图,上限幅值为：V1+Von,下限幅值为：–V2–Von.在Vi的正半周,当输入旌旗灯号幅值小于（V1+Von）时,D1.D2均截止,故Vo = Vi;当Vi大于（V1+Von）时,D1导通.D2截止,Vo=V1+Von≈4.65V;在Vi的负半周,当|Vi|<V2+Von时,D1.D2均截止,Vo = Vi;当|Vi|>（V2+Von）时,D2导通.D1截止,Vo = -（V2+Von）≈-2.65V.图13.2-4（b）是二极管双向限幅试验电路的仿真成果,输出电压波形与理论剖析根本一致.（a）二极管双向限幅仿真电路（b）输出电压波形选择虚拟晶体管特点测试仪（IV-Analysis）XIV1,双击该图标,弹出测试仪界面,进行响应设置,如图13.2-5所示,点击Sim_Param按钮,设置集射极电压的肇端规模.基极电流的肇端规模,以及基极电流增长步数Num_Steps（对应特点曲线的根数）,单击仿真按钮,得到一簇三极管输出特点曲线.右击个中的一条曲线,选择show select marts,则选中了某一条特点曲线,移动测试标尺,则在仪器界面下部可以显示对应的基极电流.集射极电压.集电极电流.依据测得的和值,可以盘算出该工作点处的直流电流放大倍数,依据测得的和,可以盘算出交换电流放大倍数.图13.2-5 用晶体管特点测试仪测量三极管特点13.3 单管根本放大电路13.3.1 共射放大电路仿真试验放大是对模仿旌旗灯号最根本的处理,图13.3-1是单管共射放大电路（NPN型三极管）的仿真电路图.图13.3-1单管共射放大电路（NPN型三极管）进行直流工作点剖析,采取菜单敕令Simulate/Analysis/DC Operating Point,在对话框中设置剖析节点及电压或电流变量,如图13.3-2所示.图13.3-3是直流工作点剖析成果.图13.3-2 直流工作点剖析对话框图13.3-3 直流工作点剖析成果当静态工作点适合,并且参加适合幅值的正弦旌旗灯号时,可以得到根本无掉真的输出,如图13.3-4所示.图13.3-4 单管共射放大电路输入输出波形但是,中断增大输入旌旗灯号,因为超出了晶体督工作的线性工作区,将导致输出波形掉真,如图13.3-5（a）所示,图13.3-5（b）是进行傅里叶频谱剖析的成果,可见输出波形含有高次谐波分量.（a）输出波形掉真（b）傅里叶频谱剖析成果图13.3-5 增大输入后的掉真输出波形及其频谱剖析成果静态工作点过低或者过高也会导致输出波形掉真,如图13.3-6所示,因为基极电阻过小,导致基极电流过大,静态工作点接近饱和区,集电极电流也是以变大,输出电压,大的集电极电流导致全部电路的输出电压变小,是以从输出波形上看,输出波形的下半周趋于被削平了,属于饱和掉真.图13.3-6 减小Rb后的掉真输出波形1. 场效应管的转移特点场效应管的转移特点指漏-源电压固准时,栅-源电压对漏极电流的掌握特点,即,按照图13.3-7搭建N沟道加强型场效应管转移特点试验电路,单击Multisim10 菜单“Simulate/Analyses/DC Sweep…”选择直流扫描剖析功效,在弹出的对话框“Analysis Parameters”中设置所要扫描的直流电源,并设置肇端和终止值.步长值,在“Output”选项卡中选择节点2的电压V[2]为剖析节点,因为源极电阻,所以电压V[2]的数值等于源极电流,也等于漏极电流.由图13.3-7（b）可知,N沟道加强型场效应管2N7002的开启电压V.（a）仿真电路（b）转移特点仿真成果图13.3-7 场效应管转移特点直流扫描剖析2. 场效应管共源放大电路图13.3-8是场效应管共源放大电路仿真试验电路图,调剂电阻和构成的分压收集可以转变,从而转变电压放大倍数.此外,转变电阻.也可转变输出电压.（a）仿真电路（b）输入和输出电压波形图13.3-8 场效应管共源放大电路仿真13.4 放大电路指标测量13.4.1 输入电阻测量万用表可以测量交直流电压.交直流电流.电阻.电路中两个节点之间的分贝损耗,不需用户设置量程,参数默以为幻想参数（比方电流表内阻为0）,用户可以修正参数.点击虚拟仪器万用表（Multimeter）,接入放大电路的输入回路,本例中将万用表设置为交换,测得的是有用值（RMS值）.因为交换输入电阻要在适合的静态工作点上测量,所以直流电源要保存.由图13.4-1可见,测得输入回路的输入电压有用值为3.536mV,电流为2.806μA,输入电阻.在试验室中进行的什物电路的输入电阻测量要采取间接测量办法,这是因为现实的电压表.电流表都不是幻想仪器,电流表内阻不是0,而电压表内阻不是无限大.（a）输入电阻测量电路（b）电压.电流测量成果图13.4-1 放大电路输入电阻测量电路图13.4.2 输出电阻的测量采取外加鼓励法,将旌旗灯号源短路,负载开路,在输出端接电压源,并测量电压.电流,如图13.4-2所示.由图13.4-2可见,测得输出回路的鼓励电压有用值为707.106mV,电流为517.861μA,输出电阻.（a）输出电阻测量（b）电压.电流测量成果图13.4-2 放大电路输出电阻测量电路图可以用示波器测量放大电路的增益,以电阻分压式共射放大电路为例,图13.4-3（a）是测量电压放大倍数的电路图,图13.4-3（b）是示波器输出波形.移动测试标尺可以读出输入输出波形幅值,进而盘算出电压放大倍数,但是,可以发明,标尺处于不合地位盘算出的成果不合,仅可作为估量值,此外,输出波形与输入波形比拟,消失必定相移,不是幻想的反相,即产生了相移,相移大小与频率有关,这就是该放大电路的相频特点.除了用示波器进行放大倍数测量的办法.还有两种办法：扫描剖析法和波特仪测量法.（a）（b）图13.4-3 分压式共射放大电路放大倍数的测量1. 扫描剖析法由菜单Simulate/Analyses/AC Analysis,弹出AC Analysis（交换剖析）对话框,如图13.4-4所示,选项卡Frequency Parameters中设置Start frequency（肇端频率,本例设为1Hz）.Stop frequency（终止频率,本例设为10GHz）.Sweep type（扫描方法,本例设为Decade,十倍频扫描）.Number of points per decade（每十倍频的采样点数,默以为10）.Vertical scale（纵坐标刻度,默认是Logarithmic,即对数情势,本例选择Linear,即线性坐标,更便于读出其电压放大倍数）.在Output选项卡中选择节点5的电压V[5]为剖析变量,按下Simulate （仿真）按钮,得到图13.4-4（b）所示的频谱图,包含幅频特点和相频特点两个图.在幅频特点波形图的左侧,有个红色的三角块指导,标明当前激活图形是幅频特点,为了具体获取数值信息,按下对象栏的Show/Hide Cursors按钮,则显示出测量标尺和数据窗口,移动测试标尺,则可以读取具体数值,如图（c）和（d）所示.同理,可激活相频特点图形,进行响应测量.（a）AC Analysis对话框（b）被剖析节点的幅频和相频特点（c）用测试标尺读取具体数值（d）频响数据图13.4-4 扫描剖析法进行放大电路幅频特点测量2. 波特仪测量法波特仪（Bode Plotter）也称为扫频仪,用于测量电路的频响（幅频特点.相频特点）,将波特仪衔接至输入端和被测节点,如图13.4-5（a）所示,双击波特仪,获得频响特点,图13.4-5（b）是幅频响应,图13.4-5（c）是相频响应.（a）波特仪测试频响电路图（b）幅频特点测试成果（c）相频特点测试成果图13.4-5 扫描剖析法进行放大电路幅频特点测量波特仪的面板设置：（1）Mode：模式选择,点击Magnitude获得幅频响应曲线,选择Phase获得相频响应曲线;（2）水温和垂直坐标：点击Log选择对数刻度,点击Lin选择线性刻度;（3）肇端规模：F文本框内填写终了值及单位,I文本框内填写肇端值及单位.13.5 差动放大电路13.5.1 差动放大电路仿真电路直接耦合是多级放大的重要级间衔接方法,对直流旌旗灯号.变更迟缓的旌旗灯号只能用直接耦合,但随之而来的是零点漂移问题,影响电路的稳固,解决这个问题的一个办法是采取差动放大电路,在电子装备中经常运用差动放大电路放大差摸旌旗灯号,克制温度变更.电源电压摇动等引起的共模旌旗灯号.图13.5-1是差动放大电路仿真电路,是由两个雷同的共射放大电路构成的,当开关J1拨向左侧时,构成了一个典范的差动放大电路,调零电位器Rw用来调节Q1.Q2管的静态工作点,使得输入旌旗灯号为0时,双端输出电压（即电阻RL上的电压）为0.当开关J1拨向右侧时,构成了一个具有恒流源的差动放大电路,用恒流源代替射极电阻Re,可以进一步进步克制共模旌旗灯号的才能.差动放大电路的输入旌旗灯号既可所以交换旌旗灯号,也可所以直流旌旗灯号.图13.5-1中,输入旌旗灯号由函数产生器供给,函数产生器（Function Generator）可以产生正弦波.三角波.矩形波电压旌旗灯号,可设置的参数有：频率.幅值.占空比.直流偏置,频率规模很宽（0.001pHz~1000THz）.差动放大电路须要一正一负两个电压源,现实中不消失负的电压源,将正极接地,则电压源的负极可以供给负的电压,是以,按照图中的接法可以供给正负电压源.差动放大电路有两个输入端和两个输出端,是以电路组态有双入双出.双入单出.单入双出.单入单出4种,凡是双端输出,差摸电压放大倍数与单管情形下雷同,凡是单端输出,差摸电压放大倍数为单管情形下的一半.图13.5-1 差动放大电路仿真电路13.5.2 差动放大电路的调零调零是指差动放大器输入端不接入旌旗灯号,调剂电路参数使两个输出端达到等电位.图13.5-2中是调剂电位器Rw,使节点3和节点4的电压雷同,这时可以为阁下两侧的电路已经对称,调零工作完成.图中的电压读数也是两个三极管的集电极静态工作电压.图13.5-2 差动放大电路的调零13.5.3 差动放大电路的静态工作点采取菜单敕令Simulate/Analysis/DC Operating Point,选择节点仿真可以获得静态工作点指标,下面采取另一种办法,将电流表和电压表接入仿真电路,获得更直不雅的静态工作点测量成果,如图13.5-3所示.1. 差模电压增益双端输入双端输出情形下的差摸电压放大倍数是输出端电压差除以输入端电压差.为获得较大电压增益,将仿真电路的参数进行一些调剂,测量电路如图13.5-4所示.函数产生器设置为输出正弦波,频率1kHz,幅值5mV,“+”端和“-”端接入差动放大电路的两个输入端,COM端接地.用电压表测量输入端的电压差,留意双击电压表,将测量模式（Mode）改为交换（AC）模式.由图中测量数据,输入端电压差为7.071mV,输出端电压差为308.991mV,双入双出模式时的差摸电压增益为.当开关J1拨向右侧时,以恒流源代替射极电阻,则差摸电压增益增长到.仿真可发明,负载电阻RL对增益值影响很大,此外,调零电阻Rw.基极电阻Rb1.Rb2.集电极电阻Rc1.Rc2均有影响.图13.5-4 双入双出差动放大电路的差摸增益测量2. 共模电压增益将两输入端短接,COM端接地,构成共模输入方法,如图13.5-5所示.调剂输入旌旗灯号频率为1kHz,幅值为1mV,在负载电阻两头接万用表,测得输出电压为6pV阁下,“皮”的数目级为10-12,几乎为零.可见,差动放大电路对共模旌旗灯号有很强的克制后果.图13.5-5 双入双出差动放大电路的共摸增益测量13.6 集成运放电路由分立元件构成的电路具有电子设计上灵巧性大的长处,但缺陷是功耗大.稳固性差.靠得住性差,此外,设计本身较庞杂.集成电路采取微电子技巧构成具有特定功效的电路体系模块,与分立元件构成的电路比拟,机能有了很大进步,电子设计也更为简略.集成运算放大器是高增益.高输入阻抗.低输出阻抗.直接耦合的线性放大集成电路,功耗低.稳固性好.靠得住性高.可以经由过程外围元器件的衔接构成放大器.旌旗灯号产生电路.运算电路.滤波器等电路.以集成运放μA741为例,图13.6-1是μA741的管脚示意图及什物照片.图13.6-1 集成运放μA741管脚示意图及什物照片用μA741构成同比拟例放大电路,仿真电路图如图13.6-2所示.依据同比拟例电路的增益公式,图13.6-2的电压增益应为：.（a）同比拟例放大电路（b）输入.输出电压波形图13.6-2 集成运放μA741构成的同比拟例放大电路从波形上看,输入.输出同相位,用测试标尺测量幅值,可发明输出与输入的比例为3,在必定规模内调剂负载电阻,波形根本不变,解释该电路带负载才能强.同理,可以进行反比拟例放大电路的仿真,图13.6-3是集成运放μA741构成的反比拟例放大电路,其电压增益应为：,这与示波器读数一致.图13.6-3 集成运放μA741构成的反比拟例放大电路及波形由仿真可见,由运算放大器构成比例放大电路的电路构造简略.设计轻易.机能稳固.带负载才能强.依据滤波电路中有无有源元件可将滤波器电路分为无源滤波器和有源滤波器,无源滤波器由无源元器件（电阻.电容.电感）构成电路收集,但其滤波特点跟着负载的变更而变更,负载效应显著,不克不及知足许多运用处合的请求,有源滤波器则经由过程运放电路进步输入阻抗,降低输出阻抗而大大削减了负载效应.简略的有源滤波器是在无源滤波器输出端接一个由运放电路构成的电压追随器或同比拟例放大器,使得滤波的同时可以放大旌旗灯号,并且进步带负载才能.图13.6-4是简略的二阶低通有源滤波电路,运放U1和电阻Rf.R3构成同比拟例放大电路,放大倍数为,电阻R1.电容C1.电阻R2.电容C2构成的RC收集是二阶低通滤波电路,其特点频率为Hz.旌旗灯号源是幅值为1V的交换电压源.用菜单敕令Simulate/Analyses/AC Analysis对其进行交换剖析,频率规模设置为1Hz~1MHz,扫描类型Sweep type选择Decade,纵坐标Vertical Scale选择Linear,Output选项卡中选择节点4作为剖析节点,单击Simulate按钮,可得到其频率特点,如图13.6-5所示.图13.6-4 简略二阶低通有源滤波电路由频率特点可以看出：最大输出为 1.9996V,截止频率为对应V（即增益降低3dB）的频率,约为125.4003Hz（标尺2处）,而在特点频率处（标尺1处,338.2989Hz）,幅值已降低至672.8329mV,可见,现实的截止频率远小于特点频率.为缩小二者的不同,可引入正反馈增大特点频率处的幅值,这就是所谓的压控电压源二阶低通滤波器.将电容C1的下端直接接在滤波器输出端,构成图13.6-6所示的压控电压源二阶低通滤波器,其频率特点如图13.6-7所示.图13.6-6 压控电压源二阶低通滤波电路图13.6-7 压控电压源二阶低通滤波电路的频率特点可以看出,特点频率处的幅值有所增大,在特点频率处（测量标尺1,338.2989Hz）幅值增大为1.9857V,截止频率为1.414V所对应的频率,在测量标尺2处（幅值为 1.3912）,对应频率为439.2605Hz,二者差距由约213Hz缩小至约100Hz,特点频率和截止频率差距大大缩小了.品德因数Q的物理意义是特点频率处的电压增益与通带电压增益之比,理论剖析给出品德因数Q与通带增益的关系为：,而在本节例子中,通带增益,是以,转变运放电阻或者即可转变品德因数.13.7 直流稳压电源13.7.1 桥式整流滤波电路树立如图13.7-1所示的单相桥式整流滤波电路,变压器取值Basic Group组的BASIC_VIRTUAL中的TS_VIRTUAL,设置变比（本例设为10）,变压器的二次侧有3个抽头,可以有两种接法,如图13.7-1中的（a）和（b）所示,前者的整流波形最大值约为15V,后者约为30V,整流桥选自Diodes组中的FWB中的元件.（a）变压器输出15V整流波形（b）变压器输出30V整流波形图13.7-1 单相桥式整流滤波电路以图13.7-1（b）电路为例,图13.7-2是该单相桥式整流滤波电路的输出波形,图（a）是未接入滤波电容C1时的输出波形,即整流桥输出波形,图（b）是接入滤波电容C1时的输出波形,可见,桥式整流后用滤波电容进行滤波,电压平均值上升,电压摇动（波浪系数）减小了.但是,RC回路参数对波形影响很大,波形与滤波电容的大小有关系,也与负载大小有关系.将负载增至10kΩ,输出波形如图13.7-2（c）所示,可见输出电压的摇动进一步减小,若中断将滤波电容增至100μF,则电压波形趋于幻想,如图13.7-2（d）所示.当负载较轻（对应负载电阻大）,对电压波形请求不高时,可采取这种方法供给直流电压,为削减纹波系数,可恰当增大滤波电容.（a）未接入滤波电容C1时的输出波形（b）接入滤波电容C1时的输出波形（c）电容为47μF.负载为10kΩ时的输出波形（d）电容为100μF.负载为10kΩ时的输出波形图13.7-2 单相桥式整流滤波电路的输出波形。