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基于Multisiml0的电路质化分析教学研究

摘要:晶体管基本放大电路是模拟电子技术的基础电路,是教学的

重点和难点,借助仿真软件Multisim对基本放大电路的仿真分析,加强

学生对器件和电路的深度把握；在教学过程中强调质化分析,为模拟

电路后续知识的学习打下良好的基础。

关键词:Multisim10基本放大电路质化分析

模拟电子技术是电子信息工程、电气工程及其自动化、计算机科

学等专业的基础课程,而基本放大电路又是模拟电子技术的基础知识

点,是教学的重点和难点。学生对此知识点的掌握深度,将直接影响对

后续知识点和课程的学习。本文强调在电子线路的教学过程中,充分

利用电子设计自动化软件,对电子线路进行仿真分析,同时强调质化教

学,结合工程实际,加强学生对电路的理解,在教学过程中取得了很好

的效果。下面借助电路设计仿真软件Multisim10,以基本放大电路为

例,以音频信号为基本信号来进行电路的分析。

1模拟电路中信号的概念

放大电路是对模拟信号进行放大的,工程中常用的模拟信号,如声

音信号,测量传感器输出的代表现场的如温度、压力、密度、流量、

气味、成分等各种物理量的电压或电流信号,电动执行器的输入控制

量的电压或电流信号。工程中常见的模拟信号如音频信号是非正弦信

号,而对基本放大电路的分析都是以正弦信号作为基本信号来分析的,

所以必须强调这些非正弦信号与正弦信号的关系。利用频谱分析法,

对非正弦周期信号进行傅里叶分解,可得信号的离散频谱图,而工程中

的非正弦非周期信号可看作周期为无限长的周期信号,其频谱图由非

正弦周期信号的离散频谱过渡到连续频谱,也就是说工程中的模拟信

号如声音信号可以看作是有一系列不同幅值不同频率的正弦信号叠

加而成。系统的带宽必须包括声音信号的频率范围为20Hz-2kHz,否

则将会导致频率失真。

2把握基本元器件的特性

学生对基本元器件的把握是后续电路分析的基础,对于基本放大

电路的核心器件双极性三极管的特性曲线和参数需重点掌握,要注重

量化分析,更要注重质化分析。三极管是一个基极电流控制集电极电

流的器件,在输出回路中相当于恒流源,通过对基极电流源i1进行DC

SweepAnalysis分析,可以看出三极管的集射电压随着的增加而近似

于线性地减小。=0uA时,≈12V,截止状态；=14uA时,≈0V,饱和状态；

=0～14uA时,=0～12V放大状态。

3放大电路参数的质化分析

质化分析可理解为对电路的一种形象直观的分析,比如网络框图,

只是强调电路的功能和模块间的网络拓扑,没有量化分析模块的细

节。教学过程中质化分析和量化分析并重。放大电路可以看作是一个

二端口网络,电压放大倍数为输出端口与输入端口电压有效值之比；

输入电阻相当于信号源的负载,越大可以减小信号源的输出电流,获取

更大的信号电压。放大电路的输出回路相当于负载或下级放大电路的

信号源,输出电阻相当于下级电路的信号源内阻。

4叠加定理在基本放大电路分析中的应用

将电路分析理论如叠加定理、戴维宁定理、回路电流法、结点电

压法等,应用到基本放大电路的分析当中,可以取得更好的教学效果。

比如叠加定理运用于放大电路的交直流分析,当输入信号幅度不大时,

三极管可以看作一个线性元件,这样整个放大电路就可以看作是一个

具有两个独立电源（信号源e和直流电源E)的线性网络,根据叠加定

理,直流电源E单独作用时,信号源e置零,耦合电容开路,可得放大电路

的直流通路,也就是基本放大电路的直流分析法；信号源e单独作用

时,直流电源E置零,耦合电容相当于短路,将三极管线性化处理,用其

微变等效模型替代,可得基本放大电路的微变等效电路,也就是基本放

大电路的交流分析法。

5电路的仿真设计方法

电路设计首先需要根据电路的性能指标确定电路的形式和晶体

管的型号,接着进行电路静态工作点设置和元件参数计算,最后进行电

路性能指标测试、电路参数修改、再测试。电路的设计和调试可以通

过万能板或面包板搭接电路,也可借助于Multisim10仿真软件进行电

路的设计和仿真。在放大电路中引入适当的负反馈,可改善放大电路

的性能,得到设计指标要求,负反馈的引入形式和深度,需加强理论研

究和实践探索。集成运算放大器在模拟电路中的应用非常广泛,集成

运放具有设计调试简单、性能价格比高、灵活性大等优点,在模拟电

路