Multisim10在负反馈放大电路实验中的应用

摘要：运用Multisim10软件对负反馈放大电路实验进行电路设计和仿真，并对仿真结果进行分析。将Multisim10软件应用在实验教学中，使学生加深对原理知识的理解，将理论和实践相结合，从而有效地提高实验教学效果。
关键词：负反馈放大电路；Multisim10；仿真

0 前言
    在实用的放大电路中，都要引入各种反馈来改善放大电路的性能。放大电路中引入负反馈可以达到稳定放大倍数、改变输入输出电阻、展宽频带、减小非线性失真等性能的改善。负反馈电路的知识是模拟电子线路实验教学中的难点，学生不易理解，将仿真软件Multisim10结合到实验中，通过仿真结果形象生动地展示，能够有效地加强学生对知识的掌握，从而提高教学效果。
    传统的负反馈放大器实验是在已经焊接好的实验电路板上进行操作，在分析反馈放大器与基本放大器的性能差别时，由于实验电路板上负反馈支路是由开关控制，在将反馈放大器还原成基本放大器时只是简单地断开反馈支路，并没有考虑到负载效应的影响，因此导致测试的结果不够准确，应用mulitisim10可以方便地绘制出负载效应的基本放大电路，可以更加准确地对基本放大器和负反馈放大器性能指标进行分析和比较。

1 负反馈对放大倍数和输入输出电阻的影响
1．1 绘制电路图并进行仿真测量
    打开mulitisim1O软件建立如图1所示的带电压串联负反馈的两级阻容耦合放大电路，其中负载电阻RL为2．4kΩ。首先调节静态工作点，调节RB1、RB2使T1管、T2管集电极对地电压V7=V10≈6V，然后在输入端连接上信号源XFG1，调节一个f=1kHz，Vp-p=3mV的正弦波信号，用示波器观察输出为不失真的放大信号后，在Us、Ui、Uo端并联连接上Multimeter(数字万用表)，分别测量出带负载(闭路)和无负载(开路)时的输入输出电压值。单击按钮选择测量交流电压值，数字万用表上显示输入输出电压的有效值，如图2、图3所示。

    在分析反馈放大器对放大器性能的影响时，需要测量基本放大电路的动态参数，大多数仿真分析只是简单地断开反馈支路，但是要实现无反馈而得到基本放大电路的方法是要去掉反馈作用，还要考虑反馈网络的影响(负载效应)，这里采用的方法是：
    (1)对于输入回路，由于是电压负反馈，因此将负反馈放大器的输出端交流短路，令Uo=0，此时RF相当于并联在R10上。
    (2)对于输出回路，由于输入端是串联负反馈，因此将反馈放大器的输入端(T1管的发射极)开路，此时相当于RF+R10(RF1+R4)并接在输出端。
    根据以上分析，得到如图4所示的基本放大器，并依次测量出Us、Ui、Uo的大小，如图5、图6所示。

1．2 计算放大倍数和输入输出电阻
    负反馈放大器
   
    根据仿真测量和计算可知，电压串联负反馈降低了电路的放大倍数，减小了输出电阻，增大了输入电阻。

2 负反馈对带宽的影响
    对负反馈放大器和基本放大器负载开路时的通频带进行分析。单Simulate／Analysis／AC analysis(交流分析)按钮，选择待分析的输出电路节点V可得到如图7、图8所示的幅频特性曲线。

    由仿真结果可得负反馈放大器BW=2．36MHz，基本放大器BW=195．76kHz，负反馈电路对通频带进行了拓宽。

3 结束语
    运用multisim10对负反馈放大器实验进行仿真分析得到的结果与理论分析一致，与传统实验相比较具有以下优点：
    (1)传统的负反馈放大器实验是在已经焊接好的电路板上进行操作，负反馈支路由开关控制，在分析基本放大器的性能参数时，只是简单地切断反馈支路的开关，而没有考虑到负载效应，但通过multisim10可以清楚绘制出带负载效应的基本放大器，有助于学生对原理的理解和正确的分析。
    (2)运用Multisim10可以方便地搭建电路，改进电路，并可以通过改变元器件的参数对电路性能指标进行仿真，观察不同原件参数对实验结果的影响，并且减少在实验过程中对元件的损耗，学生通过对仿真过程的观察，加强对理论知识的理解和掌握。