模拟电子技术教学课件作者王连英电子教案习题解答仿真第4章课件.docVIP

第4章 4.3　差分放大电路Multisim仿真 在Multisim中构建一个具有调零电位器和恒流源的双端输入、单端输出的差分放大电路，如图4.3.1所示。 1、静态分析 利用Multisim的直流工作点分析功能（DC Operating Point Analysis），分析、测量实验电路的静态工作点，结果如图4.3.2所示。从分析结果中可以看出 VCQ 1＝VCQ2＝5.0936V（对地） VBQ1＝VBQ2＝－65.85818mV（对地） VEQ 1＝VEQ2＝－662.6163mV（对地） ICQ1＝ICQ2＝mA≈0.691mA VCEQ1＝V CEQ2＝VCQ－VEQ≈（5.0936＋0.6626）V≈5.756V 2、差模放大特性分析 （1）单端输出 如图4.3.1中所示，用连接在实验电路中的示波器测量的差模输入电压信号和单端输出的电压信号如图4.3.3所示，由示波器的测量数据，可得差模单端输出的电压放大倍数 Avd1＝≈－7.8 （2）双端输出 由于Multisim 8里的示波器不能直接测量双端输出的电压波形，需在对双端输出的两个节点进行瞬态分析的基础上，在主菜单中执行Simulste / Postprocessor指令，对双端输出的两个节点的瞬态分析进行后处理，从而得出双端输出的电压波形。 选定图4.3.1实验电路中的双端输出节点VO1、VO2（即电路中的节点3、4）作为待分析的节点，执行Simulste / Analysis / Transient Analysis…瞬态分析指令，得到瞬态分析结果如图4.3.4所示。从图中可以看出，VO1、VO2输出波形的峰值有微小差别，通过适当调节调零电位器RW可减小偏差。 执行Simulste / Postprocessor后处理指令，在弹出的对话框中，分别设置“Expression”和“Graph”两个选项卡。在“Expression”选项卡中的“Select simulste Results”栏中是电路瞬态分析的结果。双击“Variables”栏和“Functions”栏中需后处理的符号，首先选中瞬态分析的电路，然后按秩序在“Expressions”栏中建立需后处理的数学表达式，V（＄3）－V（＄4），即（VO1－VO2），如图4.3.5（a）所示。在“Graph”选项卡中，选中“Expressions” 栏中需后处理的数学表达式并添加到右侧显示区中用于显示，如图4.3.5（b）所示。设置完成后，单击“Calculate”按钮，即可得到图4.3.1所示差分放大电路双端输出的电压波形，如图4.3.6所示。 从图4.3.6中得出双端输出电压（VO1－VO2）峰值约为－216.852mV，从而有差模输入、双端输出的电压放大倍数 Avd2＝≈－15.3 可见，其大小约为单端输出电压放大倍数Avd1的两倍。 3、共模放大特性分析 将图4.3.1所示电路连接成如图4.3.7所示的共模输入方式，用连接在实验电路中的示波器测量的共模输入信号和单端输出信号如图4.3.8所示。由图4.3.8所示示波器的测量数据，可得共模单端输出的电压放大倍数 Avc＝≈－0.59×10－3 对应的共模抑制比为 KCMR＝≈1.32×104 可见，差分放大电路对共模信号基本上没有放大能力，或者说对共模信号有很好的抑制作用。 4、温度特性分析 对于图4.3.1所示的差分放大电路，在Multisim 8中执行Simulste / Analysis / Temperature Sweep Analysis指令。在弹出的温度扫描分析对话框中设置扫描参数、扫描方式和输出变量，如图4.3.9所示。输出节点VO1（节点3）在27℃和100℃时的输出电压波形如图4.3.10所示。 由图4.3.10得出，温度升高73℃，VO1输出的电压幅值变化量 ≈（5.0933－4.9402）V＝0.1531V 可以看出，差分放大电路对温度变化有较好的抑制作用。 5、分析讨论 （1）从理论上分析，差分放大电路对共模信号没有放大能力。实际上，由于电路参数的不对称，共模电压放大倍数虽然较小，但不为零。 （2）为简化操作步骤，在共模放大特性分析和温度特性分析中仅采用了单端输出的工作方式。显然，双端输出工作方式对共模信号的抑制能力更高。 图4.3.1　差分放大电路Multisim仿真 图4.3.2　直流工作点分析结果 图4.3.3　双端输入、单端（反相）输出电压波形 图4.3.4　输出节点VO1、VO2的瞬态分析 图4.