Multisim在電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

　　2.2.1靜態(tài)工作點(diǎn)分析

　　確定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法是動靜結(jié)合，在電路的輸入端加上正弦信號(幅值為10 mV，頻率為1 kHz)。加上示波器(示波器的A通道接輸入端，B通道接輸出端)，打開仿真開關(guān)，雙擊示波器圖標(biāo)，保持其他參數(shù)不變，調(diào)節(jié)電位器R的阻值(按A鍵阻值增大，按Shift+A鍵阻值減小，每次增減5％)，同時(shí)觀測輸出信號波形和UCE讀數(shù)(由萬用表或電壓表測得)，直至波形無失真且(此時(shí)電位器的阻值為50％)，即可認(rèn)為電路的靜態(tài)工作點(diǎn)基本合適。當(dāng)確定了靜態(tài)工作點(diǎn)后，將輸入正弦輸入信號置為0 mV，由仿真結(jié)果可知，UC=7.869 V，UE=1.902 V，UB=2.543 V，IC=1.726 mA。

　　2.2.2動態(tài)性能分析

　　放大器的動態(tài)性能指標(biāo)主要包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻和幅頻特性分析。

　　(1)電壓放大倍數(shù)Au

　　當(dāng)放大器調(diào)整到合適的靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，加入輸入電壓(10 mV的正弦信號)，用萬用表或電壓表測出輸入電壓Ui和輸出電壓Uo的值，則接上負(fù)載是電壓放大倍數(shù)為：

　　負(fù)載開路時(shí)電壓放大倍數(shù)為：

　　可知，電壓的放大倍數(shù)與負(fù)載有關(guān)，負(fù)載開路時(shí)電壓放大倍數(shù)增大。

　　(2)輸入、輸出電阻

　　輸入電阻Ri是指從放大器的輸入端看進(jìn)去的等效電阻，它表明放大器對信號源的影響程度；輸出電阻Ro是指從放大器的輸出端看進(jìn)去的信號源等效電阻。

　式(5)中的Ui和Us分別是輸入端與信號源之間串入的已知電阻和不加電阻時(shí)所測得的輸入值，Rs即為所串入的電阻值，其阻值的大小取為1～2 kΩ；式(6)中Uo和UL分別是負(fù)載開路和接上負(fù)載時(shí)的輸出值，其測試圖如圖5所示。

　　在圖5中通過開關(guān)J1控制在輸入端是否串入電阻，開關(guān)J2控制是否加入負(fù)載。通過萬用表測得數(shù)據(jù)可計(jì)算出輸入電阻Ri=9.57 kΩ，輸出電阻Ro=2.4 kΩ。

　　(3)幅頻特性

　　放大器的幅頻特性是指放大器的電壓放大倍數(shù)與輸入信號頻率之間的關(guān)系曲線。在Multisim中頻率特性的測試方法有兩種：直接測量法和掃描分析法。

　?、僦苯訙y量法

　　將波特圖儀連接在電路中，如圖5所示。雙擊波特圖儀，仿真后，放大電路的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)如圖6所示?？芍孪揞l率fL=21.319 Hz，上限頻率fH=1.82l MHz，則通頻帶BW=fH-fL=1.821 MHz。

　?、趻呙璺治龇?p>　　通過單擊Simulate→Analyses(AC Analysis菜單，在彈出的對話框中“Output”欄選擇輸出節(jié)點(diǎn)MYM7，設(shè)置完成后點(diǎn)擊Simulate按鈕進(jìn)行分析。得到電路的幅頻特性和相頻特性曲線圖同圖6所示一致，且與理路論分析結(jié)果完全吻合。

　　3結(jié)語

　　利用Multisim對RC一階動態(tài)電路及共射極放大電路主要性能指標(biāo)的分析是一種方便、易行的方法，省去了在電子電路教學(xué)中用實(shí)際元器件安裝調(diào)試電路的過程，能啟發(fā)學(xué)生從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)思維過渡到對電路的分析、故障的排除和電路的設(shè)計(jì)；降低了實(shí)驗(yàn)成本，彌補(bǔ)了硬件環(huán)境下實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，對更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果有著非常重要的作用。另外還可利用Multisim軟件自身提供的交流分析、噪聲分析等來優(yōu)化電路設(shè)計(jì)和分析。