基于Multisim10的負反饋放大電路的研究

3 電壓放大倍數的穩定性

將直流電壓源改為12 V，方法同上，分別測出開(kāi)環(huán)和閉環(huán)時(shí)的電壓放大倍數，Au(12V)=138.469 3，Auf(12V)=10.106 4，則開(kāi)環(huán)電壓放大倍數的穩定度為：

閉環(huán)電壓放大倍數的穩定度為：

可見(jiàn)，引入負反饋電壓放大倍數的穩定性提高了。

4 信號源內阻對反饋效果的影響

用參數掃描法分析。單擊Simulate菜單中Analy-sis選項下的Parameter Sweep Analysis命令，在彈出的對話(huà)框中，點(diǎn)擊Analysis Parameter標簽，設置將要掃描分析的信號源內阻的起始值start 100，終止值stop5000，掃描點(diǎn)數#of 2，點(diǎn)擊Output variables標簽，沒(méi)置分析的節點(diǎn)，選取輸出節點(diǎn)14作為仿真分析變量，點(diǎn)擊More按扭，在A(yíng)nalysis to下拉菜單中選擇Transientanalysis(瞬態(tài)分析)，默認Group all traces on one plot，即將所有的分析曲線(xiàn)放在同一個(gè)圖中顯示。最后單擊Simulate按扭進(jìn)行仿真，其仿真結果見(jiàn)圖4。

若RS=0，則Aus=Au，Aufs=Auf；若RS=∞，反饋電壓加不到基本放大電路的輸入端，不能參與對輸出電壓uo的控制作用，uo不受串聯(lián)反饋的影響?？梢?jiàn)，信號源內阻對反饋影響較大，為使串聯(lián)反饋能取得最好效果，信號源內阻RS應盡可能小。

5 輸入電阻

將交流電壓表和電流表接在輸入端，測得開(kāi)環(huán)時(shí)，Ui=6.98 mV，Ii=0.901μA，則Ri=Ui／Ii=7.75 kΩ；閉環(huán)時(shí)，Iif=0.061μA，Rif=Uif／Iif=115.13 kΩ。理論值為：Ri=Rb11∥Rb12∥[rbe1+(1+β)Ref]=7.72 kΩ，Rif=Ri(1+AuFu)=114.68 kΩ?？梢?jiàn)，串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大。

6 輸出電阻

在輸出端接交流電壓表，測出開(kāi)環(huán)和閉環(huán)的輸出電壓，Uo=1.031 V，Uo′=0.07 V，再將開(kāi)關(guān)C打開(kāi)，即負載RL開(kāi)路，分別測出開(kāi)環(huán)和閉環(huán)時(shí)的開(kāi)路電壓，Uoc=1.534 V，Uoc=0.072 V，則Ro=(Uoc／Uo-1)RL=4.88 kΩ，Rof=(U′oc／U′o-1)RL=0.29 kΩ。理論值為：Ro∥RC2=5 kΩ，Rof=Ro／(1+AusFu)=0.337 kΩ，輸出電阻減小了。

7 通頻帶

用交流分析法，分別測量開(kāi)環(huán)和閉環(huán)的上下限截止頻率。單擊Simulate菜單中Analyses選項下的ACAnalysis(交流分析)命令，在彈出的對話(huà)框中，點(diǎn)擊Frequency Parameters標簽，設置AC分析時(shí)的參數頻率：交流分析的起始頻率1 Hz、終止頻率10 GHz、掃描方式Decade、取樣數量10、縱坐標的刻度Linear。最后單擊Simulate按扭進(jìn)行仿真，其仿真結果見(jiàn)圖5、圖6。

圖5中fL=28.3924 Hz，fH=462.407 2 kHz，通頻帶fbw=fH-fL=462.378 9 kHz，穩頻時(shí)的增益約為148.088。由圖6，fLf=9.665 4 Hz，fHf=7.880 5 kHz，通頻帶fbwf=fHf-fLf=7.880 4 MHz，穩頻時(shí)的增益約為10.094。由此直觀(guān)地反映了引入負反饋后增益降低了，但是擴寬了通頻帶。

8 觀(guān)察負反饋對非線(xiàn)性失真的改善

打開(kāi)開(kāi)關(guān)B(開(kāi)環(huán))，增大輸入信號的幅值(頻率不變)，使輸出電壓波形出現輕度非線(xiàn)性失真，仿真結果見(jiàn)圖7。再閉合開(kāi)關(guān)B(閉環(huán))，觀(guān)察輸出電壓波形，見(jiàn)圖8?？梢?jiàn)負反饋改善了非線(xiàn)性失真。

9 反饋深度對反饋效果的影響

用參數掃描法分析，方法同第4節。仿真結果見(jiàn)圖9。

設置將要掃描分析的反饋電阻Rf的起始值、終止值、掃描點(diǎn)數，即設置start 5100，stop 51000，#of 2，點(diǎn)擊More按扭，在A(yíng)nalysis to下拉菜單中選擇AC analysis(交流分析)，默認Croup all traces on 0ne plot，最后單擊Simulate按扭進(jìn)行仿真。由圖9可見(jiàn)Rf越大，反饋深度(1+AuFu)越小，增益越大，通頻帶越窄，即反饋深度對反饋效果的影響較大。

10 結束語(yǔ)

通過(guò)Multisim 7的仿真分析，直觀(guān)形象地反映了放大電路引入負反饋后，雖然降低了放大倍數，但放大電路的其他性能得到了改善。教學(xué)實(shí)踐證明，在電子技術(shù)的理論課教學(xué)中應用計算機軟件進(jìn)行仿真分析，加深了對電路原理、信號流通過(guò)程、元器件參數及電路性能的了解，使抽象的理論形象化，使復雜的電路分析變得生動(dòng)形象、真實(shí)可信，讓學(xué)生在課堂上就能感受到實(shí)驗才能具有的測試效果，克服了傳統理論教學(xué)的不足，對提高教學(xué)質(zhì)量、激發(fā)學(xué)習熱情、增強學(xué)習的主動(dòng)性積極性、培養電路設計能力和創(chuàng )新能力具有重要作用。在預習實(shí)驗或電路設計時(shí)用EWB模擬，不僅實(shí)驗能較快地進(jìn)行，而且不消耗元器件。有利于培養學(xué)生的邏輯思維、工程觀(guān)點(diǎn)和分析解決問(wèn)題的能力，方便快捷的仿真實(shí)驗優(yōu)化了教學(xué)效果，值得研究和推廣。