Multisim模拟电路仿真实验.doc

实验19 Multisim模拟电路仿真实验 1.实验目的 （1）学习用Multisim实现电路仿真分析的主要步骤。 （2）用仿真手段对电路性能作较深入的研究。 2.预习内容 对仿真电路需要测量的数据进行理论计算，以便将测量值与理论值进行对照。 3.实验内容 实验19-1 基本单管放大电路的仿真研究 射极电流负反馈放大电路的仿真电路如下图所示。三极管的电流放大系数设置为60。 调节Rw，使VE=1.2V; 用“直流工作点分析”功能进行直流工作点分析，测量静态工作点，并与估算值比较； 用示波器观测输入、输出电压波形的幅度和相位关系，并测量电压放大倍数，与估算值比较； 用波特图仪观测幅频特性和相频特性，并测量电压放大倍数和带宽（测出下线截止频率和上限截止频率即可）； 用“交流分析”功能测量幅频特性和相频特性； 加大输入信号幅度，观测输出电压波形何时会出现失真，并用失真度分析仪测量信号的失真度； 设计测量输入电阻、输出电阻的方法并测量之。（测输入电阻采用“加压求流法”，测输出电阻采用改变负载电阻测输出电压进而估算输出电阻的方法，即r0=(UoOUoL-1)×RL。式中，UoO是输出端空载时的输出电压，UoL是接入负载RL时 将RE1去掉，将RE2的值改为1.2kΩ，即静态工作点不变，重测电压放大倍数、上下限截止频率及输入电阻。将测得的放大倍数、上下限截止频率和输入电阻进行列表对比，说明R 实验结果如下： 静态直流工作点分析 理论上，VE I I IC UCE 实际测量结果如下： VE=1.20022mV;相对误差为0.0 IE=1.00018 IB=15.94774μA; 相对误差为 IC=0.9842mA; 相对误差为 UCE=7.55181V; 相对误差为 由此可见，静态工作点的理论预测值与实际测量值十分接近。其中IB误差最大，其主要影响因素应当是根据模拟的参数设置，该三极管是实际三极管而并非理想三极管，在实际电流放大倍数方面与理论值 观测输入、输出电压波形和相位关系，测量放大倍数； 理论分析： rbe Au=-βR 实际测量结果如下： 示波器测量结果： Au=-13.942;相对误差为 使用交流分析测量： Au=-13.8361; 分析结果：理论计算的放大倍数与实际测量结果误差很小，可以认为理论计算是可信的。主要误差原因仍然应该是三极管的实际电流放大倍数与理论值有一定误差； 用波特图仪观测幅频特性和相频特性，并测量电压放大倍数和带宽 中心频率： 上限截止频率： 下限截止频率： 使用波特图仪分析结果为： 上限截止频率18.588MHz,下限截止频率17.626Hz,带宽18.588MHz。 使用交流分析结果： 中心频率： 上下限截止频率： 使用交流分析结果为： 上限截止频率18.2499MHz,下限截止频率17.5083Hz,带宽18.2499MHz。 用“交流分析”功能测量幅频特性和相频特性 测量结果如下： 中心频率约在15.7833kHz，由（3）中测量结果可知，上限截止频率18.2449MHz,下限截止频率9.7413Hz,带宽18.2449MHz。 单管放大电路的幅频特性为：输入信号的频率在放大电路中心频率附近的放大倍数最大，放大倍数随着输入信号频率向两侧变化而递减，截止频率对应的放大倍数为最大放大倍数的12 相频特性：a. 输入信号的频率等于中心频率时，输出输入信号同相； b. 输入信号的频率小于中心频率时，输出信号落后于输入信号，在中心频率附近接近反相，落后的相位值随着输入信号频率的减小而减小； c. 输入信号的频率大于中心频率时，输出信号超前于输入信号，在中心频率附近接近反相，落后的相位值随着输入信号频率的减小而减小； (5) 观测电压波形失真： 测量结果如下： 当输入电压提高至200mV时，输出电压波形出现饱和失真，失真度为9.092%； 测量输入电阻、输出电阻： 输入电阻采用加压求流法，测量结果如下： ui ri 测量输出电阻采用改变负载电阻测输出电压进而估计输出电阻的方法，测量结果如下： 空载时： 接入负载电阻RL 测量结果为： UoO r0 由此可见，单管放大电路的输出电阻较大，放大倍数受负载影响较明显； 将RE1去掉，将RE2的值改为1.2kΩ，即静态工作点不变，重测电压放大倍数、上下限 测量结果如下： 测量放大倍数：Au 中心频率： 上下限截止频率： 上限截止频率为18.6325MHz，下限截止频率为106.4209Hz，带宽为18.6324MHz； 输入电阻测量结果如下： ri 列