基于NI Multisim10单管放大电路的仿真实验

摘要：利用NI Multisim10可以实现计算机仿真设计与虚拟实验，实验中不消耗实际的元器件，实验所需元器件的种类和数量不受限制，实验成本低，实验速度快，效率高；实验数据准确。设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。

关键词：NI Multisim10；EDA；仿真；单管放大电路

中图分类号：TN721文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 08-0000-02

Single-tube Amplification Circuit Simulation Based on NI Multisim10

Yu Jianyong

(Changji Vocational and Technical College,Changji831100,China)

Abstract:Use NI Multisim 10 can realize the computer simulation design and virtual experiment,experiment,don't consume the actual components required components and type of experiment,experiment unlimited number of low cost,experimental speed,high efficiency;Experimental data accuracy.Design and successful experiment circuit can directly use it in production.

Keywords:NI Multisim 10;EDA;Simulation;Single-pipe amplifying circuit

NI Multisim10软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。作为Windows下运行的个人桌面电子设计工具，NI Multisim10是一个完整的集成化设计环境。NI Multisim10计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。使学习者可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。NI Multisim10具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助学习人员分析电路的性能。

下面就以单管放大电路的实验为例，利用NI Multisim10来完成整个实验，并且得出实验结论。就实验过程作详细说明，这一实例足以说明NI Multisim10仿真软件在教学环节中的优越性和实用性。

一、NI Multisim10软件概述

如图（1）所示，NI Multisim10启动欢迎界面：

图（1）

如图（2）所示，NI Multisim10操作界面：

图（2）

二、实验原理

在本实验中，应该掌握单管放大电路的电压增益，并比较测量值与计算值；测定单级共射极放大电路输入与输出波形的相位关系；测量共射极放大器的输入电阻，并比较测量值与计算值；测量共射极放大器的输出电阻，并比较测量值与计算值；测定负载电阻对电压增益的影响；测定无旁路电容时发射极电阻对共射极放大器电压增益的影响。

放大器的电压增益Au，可用交流输出电压峰值Uop除以输入电压峰值Uip来计算

Au=Uop/Uip

在单级共射极放大器中，集电极等效交流负载电阻为

//=

晶体管的输入电阻可估算为

300+（1+）

式中，为静态发射极电流，也可用静态集电极电流来代替。

当发射极旁路电容的容量足够大时，的容抗近似于零，与发射极电阻的并联总阻抗也近似于零，晶体管的发射极相当于交流接地，则电压增益的计算公式为

放大器的输入电阻为分压电阻、及晶体管输入电阻三者的并联值，即

=////

输出电阻近似于等于集电极负载电阻，即

=

当发射极旁路电容断开时，在发射极电阻上产生串联电流负反馈，则电压增益为

=-

当>>时，放大器的电压放大倍数为

=-

这时输入电阻为、和[]的并联值，即

=////[]

输出电阻仍近似等于集电极负载电阻。

三、电路实验原理图

如图（3）所示

四、在NI Multisim10搭建实验电路

建立如图（4）所示的单管放大电路，连接仪器仪表，并进行设置，双击函数信号发生器―XFG1，参数设置如图（5）所示。

图（4）

图（5）

单击仿真电源开关，激活电路进行仿真分析。电路达到稳态后，波形如示波器―XSC1如图（6）所示。

图（6）

由图（6）测量数据如表（1）所示：

表（1）

Uip Uop T

-19.991mV 4.616V 1.004mS

建立如图（7）所示电路，并如图所示，放置相应仪器仪表，在此实验电路中测量出的、值计算晶体管输入电阻。

图（7）

由实验仪器仪表测量静态工作点及β的测量值，数据如表（2）所示

表（2）

IBQ（U5） ICQ（U4） IEQ（U1） UBQ（U3） UCEQ（U2）

0.044mA 3.716mA 3.760mA 3.255V 10.011V

由表（2）中数据以及结合实验原理得出：

300+（1+）=300+（1+84）=888

由图（6）、图（7）、表（1）、表（2）以及结合实验原理得出结论如表（3）所示。

表（3）（负载RL为200KΩ电阻的情况）

Uip Uop （测量值） Au（理论值）

-19.991mV 4.616V -230 -187

（断开时）

1.98K 888 579 2K -2.83

参考文献：

[1]付植桐.电子技术（第3版）[M].北京:高等教育出版社.2008,11

[2]李新平,郭勇.电子设计自动化技术[M].北京:高等教育出版社,2009,6

[3]张新喜.Multisim10电路仿真及应用[M].北京:机械工业出版社,2010,2

[4]聂典,丁伟.Multisim10计算机仿真在电子电路设计中的应用[M].北京:电子工业出版社,2009,6

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