基于Multisim10的負反饋放大電路的研究
負反饋在電子線路中有著非常廣泛的應用,采用負反饋是以降低放大倍數為代價的,目的是為了改善放大電路的工作性能,如穩定放大倍數、改變輸入和輸出電阻、減少非線性失真、擴展通頻帶等,所以在實用放大器中幾乎都引入負反饋。在以往的教學中發現,即使教師對負反饋的概念、反饋的類型等都做了全面的分析,但學生掌握得不夠好。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、并聯反饋;電流、電壓反饋;直流、交流反饋及正、負反饋等不同類型的反饋,導致學生概念的混淆和理解的困難,即使通過上實驗課,也因教學時間限制不可能將全部反饋類型都進行;其次,實驗所需時間較長,加上儀器本身的缺陷,所采集到的數據量較少且誤差較大,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、輸入和輸出電阻,其結果與理論值有較大偏差,效果不太理想。這幾年我院將《電子技術基礎》作為精品課程,按照“五個一流”的標準建設,探索教學改革之路,如應用EDA(電子設計自動化)軟件Pro-tel、EWB等,特別是使用Multisim 2001及升級版Mul-tisim 7軟件,作為教學和實驗的一種輔助手段,由最初的創建電路圖到現在的仿真實驗及電路設計,取得了顯著的教學效果。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/161859.htm1 仿真電路
Multisim 7軟件用虛擬的元件搭建各種電路、用虛擬的儀表進行各種參數和性能的測試,在理論課的教學中,為了增加學生的感性認識,運用Multisim 7進行原理電路設計、電路功能測試,將信號發生器、波特圖儀、示波器等儀器在屏幕上直觀地顯示出來,對電路進行直流工作點分析、交流分析、瞬態分析、靈敏度分析、溫度掃描分析等,并即時顯示電路的仿真結果。再通過實驗課的親自操作、觀察現象、得出結論,使電路理論與實驗現象緊密結合,學生對電子技術基礎課程產生了極大的興趣,增強了學習的主動性與積極性,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負反饋放大電路為例,用Multisim 7進行負反饋放大電路的研究。
首先在Multisim 7中創建仿真電路。進入Multi-sim 7仿真環境,從元件庫中調用晶體管(2N2222A,默認值β=200、UBE=0.75 V)、電阻、電容、直流電源、開關等元件,從虛擬儀器工具欄中取出函數信號發生器、雙蹤示波器,創建仿真電路如圖1所示。
信號源沒置頻率1 kHz、幅值1 mV的正弦波;連接地線、節點等,在Options菜單中,打開參數Prefer-ences對話框,單擊Show node names對所創建的電路的節點自動編號,其輸出端節點為14,在圖1中為了簡化,使電路圖清晰,刪除了其余節點編號,至此電路圖已創建。開關A向左扳,開關B打開時,為兩級阻容耦合放大電路,開關B閉合時,為兩級阻容耦合電壓串聯負反饋放大電路。
首先,測兩級的靜態工作點,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。開環和閉環時靜態工作點相同。
理論計算如下:
可見,理論值與實驗值基本相同。
2 電壓放大倍數
將開關A、C向左扳,D向右扳,即RS串入電路,相當于信號源內阻。開關B打開(基本放大器),啟動仿真開關,在示波器Timebase區設置X軸的時基掃描時間,在Channel A和Channel B區分別設置A、B通道輸入信號在Y軸的顯示刻度。仿真結果見圖2。
移動游標讀出輸出電壓、輸入電壓的幅值,則開環時的電壓放大倍數為Au=uo/uj=148.916 6;再將開關B閉合(負反饋放大器),方法同上。其仿真結果見圖3。
因此,閉環電壓放大倍數為:
理論計算如下。
1) 開環
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
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