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基于Multisim10的负反馈放大电路的研究

发布时间:2020-07-21 18:21:46 阅读: 来源:磁力锁厂家

负反馈在电子线路中有着非常广泛的应用,采用负反馈是以降低放大倍数为代价的,目的是为了改善放大电路的工作性能,如稳定放大倍数、改变输入和输出电阻、减少非线性失真、扩展通频带等,所以在实用放大器中几乎都引入负反馈。在以往的教学中发现,即使教师对负反馈的概念、反馈的类型等都做了全面的分析,但学生掌握得不够好。分析其原因,主要有以下几个方面。首先,因反馈类型较多,如串联、并联反馈;电流、电压反馈;直流、交流反馈及正、负反馈等不同类型的反馈,导致学生概念的混淆和理解的困难,即使通过上实验课,也因教学时间限制不可能将全部反馈类型都进行;其次,实验所需时间较长,加上仪器本身的缺陷,所采集到的数据量较少且误差较大,如用示波器对反馈电路中放大的信号波形简单采集,然后计算放大倍数、输入和输出电阻,其结果与理论值有较大偏差,效果不太理想。这几年我院将《电子技术基础》作为精品课程,按照“五个一流”的标准建设,探索教学改革之路,如应用EDA(电子设计自动化)软件Pro-tel、EWB等,特别是使用Multisim 2001及升级版Mul-tisim 7软件,作为教学和实验的一种辅助手段,由最初的创建电路图到现在的仿真实验及电路设计,取得了显著的教学效果。

本文引用地址: 仿真电路

Multisim 7软件用虚拟的元件搭建各种电路、用虚拟的仪表进行各种参数和性能的测试,在理论课的教学中,为了增加学生的感性认识,运用Multisim 7进行原理电路设计、电路功能测试,将信号发生器、波特图仪、示波器等仪器在屏幕上直观地显示出来,对电路进行直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、灵敏度分析、温度扫描分析等,并即时显示电路的仿真结果。再通过实验课的亲自操作、观察现象、得出结论,使电路理论与实验现象紧密结合,学生对电子技术基础课程产生了极大的兴趣,增强了学习的主动性与积极性,分析问题与解决问题的能力有了较大提高,考试成绩比前几年也有了显著提高。本文以交流电压串联负反馈放大电路为例,用Multisim 7进行负反馈放大电路的研究。

首先在Multisim 7中创建仿真电路。进入Multi-sim 7仿真环境,从元件库中调用晶体管(2N2222A,默认值β=200、UBE=0.75 V)、电阻、电容、直流电源、开关等元件,从虚拟仪器工具栏中取出函数信号发生器、双踪示波器,创建仿真电路如图1所示。

信号源没置频率1 kHz、幅值1 mV的正弦波;连接地线、节点等,在Options菜单中,打开参数Prefer-ences对话框,单击Show node names对所创建的电路的节点自动编号,其输出端节点为14,在图1中为了简化,使电路图清晰,删除了其余节点编号,至此电路图已创建。开关A向左扳,开关B打开时,为两级阻容耦合放大电路,开关B闭合时,为两级阻容耦合电压串联负反馈放大电路。

首先,测两级的静态工作点,将信号源短接,用直流电流表、电压表分别测出基极、集电极电流及管压降,其值为IB1=5.63μA,IC1=1.2 mA,UCE1=7.13 V,IB2=7.58μA,IC2=1.6 mA,UCE2=5.18 V。开环和闭环时静态工作点相同。

理论计算如下:

可见,理论值与实验值基本相同。

2 电压放大倍数

将开关A、C向左扳,D向右扳,即RS串入电路,相当于信号源内阻。开关B打开(基本放大器),启动仿真开关,在示波器Timebase区设置X轴的时基扫描时间,在Channel A和Channel B区分别设置A、B通道输入信号在Y轴的显示刻度。仿真结果见图2。

移动游标读出输出电压、输入电压的幅值,则开环时的电压放大倍数为Au=uo/uj=148.916 6;再将开关B闭合(负反馈放大器),方法同上。其仿真结果见图3。

因此,闭环电压放大倍数为:

理论计算如下。

1) 开环

式中:rbel=4.77 kΩ;rbe2=3.59 kΩ;RL1=RC1∥Rb21∥Rb22∥[rbe2+(1+β)Re3]=2.92kΩ;RL=RC2∥RL=3.33 kΩ。

因此,Au=Au1Au2=155.67。

2) 闭环

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