基于Multisim10的負(fù)反饋放大電路的研究
負(fù)反饋在電子線路中有著非常廣泛的應(yīng)用,采用負(fù)反饋是以降低放大倍數(shù)為代價的,目的是為了改善放大電路的工作性能,如穩(wěn)定放大倍數(shù)、改變輸入和輸出電阻、減少非線性失真、擴(kuò)展通頻帶等,所以在實(shí)用放大器中幾乎都引入負(fù)反饋。在以往的教學(xué)中發(fā)現(xiàn),即使教師對負(fù)反饋的概念、反饋的類型等都做了全面的分析,但學(xué)生掌握得不夠好。分析其原因,主要有以下幾個方面。首先,因反饋類型較多,如串聯(lián)、并聯(lián)反饋;電流、電壓反饋;直流、交流反饋及正、負(fù)反饋等不同類型的反饋,導(dǎo)致學(xué)生概念的混淆和理解的困難,即使通過上實(shí)驗(yàn)課,也因教學(xué)時間限制不可能將全部反饋類型都進(jìn)行;其次,實(shí)驗(yàn)所需時間較長,加上儀器本身的缺陷,所采集到的數(shù)據(jù)量較少且誤差較大,如用示波器對反饋電路中放大的信號波形簡單采集,然后計算放大倍數(shù)、輸入和輸出電阻,其結(jié)果與理論值有較大偏差,效果不太理想。這幾年我院將《電子技術(shù)基礎(chǔ)》作為精品課程,按照“五個一流”的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),探索教學(xué)改革之路,如應(yīng)用EDA(電子設(shè)計自動化)軟件Pro-tel、EWB等,特別是使用Multisim 2001及升級版Mul-tisim 7軟件,作為教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的一種輔助手段,由最初的創(chuàng)建電路圖到現(xiàn)在的仿真實(shí)驗(yàn)及電路設(shè)計,取得了顯著的教學(xué)效果。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/161859.htm1 仿真電路
Multisim 7軟件用虛擬的元件搭建各種電路、用虛擬的儀表進(jìn)行各種參數(shù)和性能的測試,在理論課的教學(xué)中,為了增加學(xué)生的感性認(rèn)識,運(yùn)用Multisim 7進(jìn)行原理電路設(shè)計、電路功能測試,將信號發(fā)生器、波特圖儀、示波器等儀器在屏幕上直觀地顯示出來,對電路進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析、交流分析、瞬態(tài)分析、靈敏度分析、溫度掃描分析等,并即時顯示電路的仿真結(jié)果。再通過實(shí)驗(yàn)課的親自操作、觀察現(xiàn)象、得出結(jié)論,使電路理論與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象緊密結(jié)合,學(xué)生對電子技術(shù)基礎(chǔ)課程產(chǎn)生了極大的興趣,增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的主動性與積極性,分析問題與解決問題的能力有了較大提高,考試成績比前幾年也有了顯著提高。本文以交流電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路為例,用Multisim 7進(jìn)行負(fù)反饋放大電路的研究。
首先在Multisim 7中創(chuàng)建仿真電路。進(jìn)入Multi-sim 7仿真環(huán)境,從元件庫中調(diào)用晶體管(2N2222A,默認(rèn)值β=200、UBE=0.75 V)、電阻、電容、直流電源、開關(guān)等元件,從虛擬儀器工具欄中取出函數(shù)信號發(fā)生器、雙蹤示波器,創(chuàng)建仿真電路如圖1所示。
信號源沒置頻率1 kHz、幅值1 mV的正弦波;連接地線、節(jié)點(diǎn)等,在Options菜單中,打開參數(shù)Prefer-ences對話框,單擊Show node names對所創(chuàng)建的電路的節(jié)點(diǎn)自動編號,其輸出端節(jié)點(diǎn)為14,在圖1中為了簡化,使電路圖清晰,刪除了其余節(jié)點(diǎn)編號,至此電路圖已創(chuàng)建。開關(guān)A向左扳,開關(guān)B打開時,為兩級阻容耦合放大電路,開關(guān)B閉合時,為兩級阻容耦合電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路。
首先,測兩級的靜態(tài)工作點(diǎn),將信號源短接,用直流電流表、電壓表分別測出基極、集電極電流及管壓降,其值為IB1=5.63μA,IC1=1.2 mA,UCE1=7.13 V,IB2=7.58μA,IC2=1.6 mA,UCE2=5.18 V。開環(huán)和閉環(huán)時靜態(tài)工作點(diǎn)相同。
理論計算如下:
可見,理論值與實(shí)驗(yàn)值基本相同。
2 電壓放大倍數(shù)
將開關(guān)A、C向左扳,D向右扳,即RS串入電路,相當(dāng)于信號源內(nèi)阻。開關(guān)B打開(基本放大器),啟動仿真開關(guān),在示波器Timebase區(qū)設(shè)置X軸的時基掃描時間,在Channel A和Channel B區(qū)分別設(shè)置A、B通道輸入信號在Y軸的顯示刻度。仿真結(jié)果見圖2。
移動游標(biāo)讀出輸出電壓、輸入電壓的幅值,則開環(huán)時的電壓放大倍數(shù)為Au=uo/uj=148.916 6;再將開關(guān)B閉合(負(fù)反饋放大器),方法同上。其仿真結(jié)果見圖3。
因此,閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為:
理論計算如下。
1) 開環(huán)
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) 閉環(huán)
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