multisim单管放大电路

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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 Source→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。
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C1
10µF

C2
10µF

RB750kΩRC
2.0kΩ

V1
12 V
Q1

2N2222A
R3
10kΩ

V2
2mVpk
1kHz

1

0
345
2

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。

图1-2 直流工作点分析对话框
左边的Variables in circuit栏内列出了电路中各节点电压变量和电流变量。右边
的Selected variables for analysis栏用于存放需要分析的节点。
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在Variables in circuit栏内选中需要分析的变量,在单击Add按钮,相应变量会
出现在Selected variables for analysis栏中。如果Selected variables for analysis
栏中某个变量不需要分析,则先选中它,然后单击Remove按钮,该变量将会回到左边
的Variables in circuit中。
Analysis Options选项卡用于分析参数设置,Summary选项卡列出了该分析所设置
的所有参数和选项,用户通过检查可以确认这些参数的设置。
单击图1-2下部的Simulate按钮,测试结果如图1-3所示。测试结果给出了各节点
电压。根据这些电压的分析,可以确定该电路的静态工作点是否合理。

图1-3 基本共发射极放大电路的静态工作点
2)观察输入输出波形。
将图1-1所示仿真电路接上示波器,打开仿真开关,调整示波器扫描时间和通道A、
B的显示比例,得到如图1-4(b)所示的输入、输出波形。

C1
10µF

C2
10µF

RB750kΩRC
2.0kΩ

V1
12 V
Q1

2N2222A
R3
10kΩ

V2
2mVpk
1kHz

1

0
3

4
XSC1
A
B
Ext Trig
+

+__+
_

5
2

a)接上示波器的仿真电路
4

b)基本共发射极放大电路的输入、输出波形
图1-4 基本共发射极放大电路的输入、输出波形观察
4、仿真分析
1)静态工作点偏低时产生截止失真
2)静态工作点偏高时产生饱和失真
出现上述两种情况,该如何调整电路参数。

二、电阻分压式共发射极放大电路
1、电路组成
在仿真软件的工作窗口合适的位置,构成如图1-5所示电路。
5

RE1kΩRc2.4kΩRL4.7kΩRB1220kΩRB1120kΩRP100kΩKey=A50%C210µFCe
47µF

Q1
2N2222A

1

VCC
12V

XFG1

0

XSC1
A
B
Ext Trig
+

+__+
_

53
4

VCC

C3
10µF
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图1-5 电阻分压式共发射极放大电路
静态工作点可用下式估算:

CCBBBB
VRRRU211

CEBEBE
IRUUI
)(ECCCCCERRIVU
电压放大倍数为beLcurRRA//
输入电阻为beBBirRRR////21
输出电阻为coRR
2、仿真分析
(1)静态工作点分析
函数信号发射器参数设置:双击函数信号发生器图标,出现如图1-6所示面板图,
改动面板上相关设置,可改变输出电压信号的波形类型,大小、占空比或偏置电压等。
本例选择正弦波、频率1KHz、信号电压10mV。
电位器RP参数设置:双击电位器RP,出现如图1-7所示对话框,单击Value选项
卡。Key文本框,调整电位器大小。Increment文本框,设置电位器按百分比增加或减少。
调整图1-5中的电位器RP确定静态工作点。电位器RP旁边标注的文字“Key=A”表明
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按A键,电位器的阻值按5%的速度较少;若要增加,按Shift+A快捷键,阻值将以5%
的速度增加。电位器变动的数值大小直接以百分比的形式显示在一旁。

图1-6 函数信号发生器参数设置 图1-7 电位器RP参数设置
启动仿真开关,反复按A键。双击示波器图标,观察示波器输出波形。在输出波形
不失真情况下,单击Options→Sheet Properties菜单命令,再打开对话框的Circuit
选项卡选择Show All选项,使图1-5显示出节点编号,然后执行菜单命令Simulate→
Analysis,在列出的可操作分析类型中选择DC Operating Point,以选择需要用来仿真
的变量,单击Simulate按钮,可以看到静态工作点。分析静态工作点是否合理。
另外,也可以采用电压表、电流表的方法、测量探针的方法判断电路静态工作点。
(2)放大电路的动态指标测试
a、电压放大倍数测量
当信号源电压幅值为5mV时,对图1-5所示电路进行仿真测试,测得的输入、
输出电压波形如图1-8所示。从测量结果看,在图示的测试线1处,输入信号的幅值为
-4.891mV,输出信号幅值为509.527mV。放大倍数104891.4527.509uA。
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图1-8 输入信号为5mV时的输入、输出电压波形
当图1-5中的500ER时,电压输出波形如图1-9所示。发现输出幅值明显增大
许多,同时看到输入、输出有一定的相移。这是由于选用的耦合电容较小,在1KHz频
率下耦合电容的低频效应造成的。在测试线1处,输入信号的幅值为-4.398mV,输出信
号的幅值为857.691mV,电压放大倍数约等于-195。当KRE2,交流电压放大倍数
大约只有57,如图1-10所示。

图1-9 500ER时的输入、输出电压波形
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图1-10 KRE2时的输入、输出电压波形
因此,该电阻对放大倍数的影响较大。
2)电压放大失真分析。
情况一:静态工作点不合适(Q点偏高或偏低),输入信号大小合适。
将如图1-5所示的电路中的RB11去掉,只保留电位器RP,改变RP的大小,可改
变Q点高低,输出波形会出现失真。观察波形。
情况二:静态工作点合适,输入信号偏大。
当输入信号幅值为50mV,观察输入、输出电压波形。
当输入信号幅值为100mV,观察输入、输出电压波形。
当输入信号幅值为200mV,观察输入、输出电压波形。
3)输入、输出电阻测量
a、测量交流输入电阻。
电路如图1-11所示,测量输入电阻。并与计算值比较。
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图1-11 放大电路输入电阻测量
b、测量输出电阻
按图1-12所示电路,测量输出电路,并与计算值比较是否一致。

图1-12 放大电路输出电阻测量电路