16
阻容耦合放大电路 阻容耦合放大电路由电阻、电容和三极管等 元器件构成。这里，我们主要测试该电路的静态 工作点、电压放大倍数、输出电阻等指标。 a. 静态工作点的测试 测试其静态工作点的电路如下图所示。
17
XMM1
5
R1 5.1k¦ ¸ 6 Rp 200k¦ ¸ 50% Key=A C1 10uF 1
首先我们利用 Multisim 提供的虚拟电流表和 电压表测试电路中相关节点的电流和电压值，然 后就可以计算差分放大电路的静态工作点。测试 的电路如图所示。
R2 10k¦ ¸ A1
+ -
R3 10k¦ ¸ A2
+ -
2 R6 47kΩ
3 DC 1e-009Ohm
0.000
A
4 DC 1e-009Ohm
R4 1kΩ
C4 10µ F
两级放大电路
29
这里，我们利用波特仪分析两级放大电路的 幅频特性和相频特性，波特分析仪的设置和使用 方法请参考书上的内容。将波特仪的输入输出端 接入电路的输入输出端，按下F5启动仿真，观察 输出波形。这了利用波特仪输出放大电路的幅频 和相频特性如下图所示。
30
波特仪输出放大电路的幅频特性和相频特性
+ -
2 R6 47kΩ
3 DC 1e-009Ohm
0.000
A
4 DC 1e-009Ohm
0.000
A
3
二极管伏安特性的测试 晶体二极管由PN结构成，因此晶体二极管的 特性就是PN结的特性。PN结的最主要特性就是单 向导电性，也就是当PN结加上不同极性的电压时， 二极管可以呈现出不同的工作特性。伏安特性是 指加在二极管上的电压与流过二极管的电流之间 关系，伏安特性曲线是描述晶体二极管的一种数 学模型。
0 5.1k¦ ¸ XMM1
C3 10uF
测试输入电阻 的电路 24
设计好如上图所示的电路，按下 F5 快捷键， 启动仿真，打开两个万用表的面板，观察万用表 的读数，然后利用公式
Ui Ri R U s Ui
就可以计算出放大器的输入电阻。输出电路 的测试方法和输入电阻的测试方法一样，这里就 不做详细的解释。
25
两级放大电路仿真分析 前面一部分对阻容耦合放大电路进行了仿真 分析，但是在很多场合，由于源信号都非常微弱， 单独一级的放大器并不能完成信号的放大任务。 此时，就需要对信号进行多级放大，才能在输出 负载上输出足够的电压和功率。常用的多级放大 电路为两级放大电路，这部分，我们利用 Multisim对两级放大电路的相关特性和指标进行 仿真分析。
8
在二极管伏安特性曲线的测试中，我们利用 了IV分析仪来进行测试，IV分析仪输出了二极管 的伏安特性曲线。这里，我们依旧利用IV分析仪 来测试 NPN 型三极管的伏安特性曲线。测试的电
路图如图所示。
XIV1
2 32
B
3
E
C
1 2 3
1 Q1
2N2222
三极管VI特性曲线的测试 9
1
设置好了IV分析仪的相关参数之后，按下F5 快捷键，启动仿真，就可看到IV分析仪输出的三 极管的伏安特性曲线，如图所示。
c. 输出电阻的测量 测量完了该电路的电压放大倍数，下来，我 们测试该电路的输入输出电阻。测试输入电阻的 电路如图所示。
XFG1 5 R1 5.1k¦ ¸ 6 C2 Rp 200k¦ ¸ 50% Key=A 8 R6 7 C1 10uF XMM2 1 3 10uF Q1 R5 10k¦ ¸ 2N2222A 2 R2 24k¦ ¸ R4 1k¦ ¸ V1 12 V 4 R3 3k¦ ¸
31
再利用双踪示波器测试该放大电路的输入输 出波形，并测量其电压放大倍数。将双踪示波器 的输入端分别接到放大电路的输入输出端，设置 相关参数，按下F5快捷键，启动仿真，观察输出 波形，如下图所示。
32
双踪示波器的输出波形
33
差分放大电路仿真分析 前面的两个放大电路都存在一个问题，就是 在工作的时候存在零点漂移的现象，当零点漂移 现象严重的时候，放大电路的性能就会受到严重 的影响。差分放大电路在解决这一问题上具有很 大的优势，因此很有必要了解差分放大电路的相 关工作特性。这里我们就用Multisim对差分放大 电路进行仿真分析。差分放大电路如下图所示。
R3 3k¦ ¸ 3 C2 10uF Q1 R5 10k¦ ¸ 2N2222A 2 V1 12 V 4
R2 24k¦ ¸
R4 1k¦ ¸
C3 10uF
0
测试阻容放大电路的静态工作点
18
静态工作点测试对话框
这里，我们使用 静态工作点分析方法 （ DC Operating Point ） 来 测 试 该 电 路的静态工作点。在 Simulate 菜 单 下 的 Analysis 中选择静态 工作点测试，弹出一 个对话框，如图所示。
IV分析仪 输出三极 管的伏安 特性曲线 10
为了更清楚的看出三极管的伏安特性曲线的 走势，我们利用 Multisim 中提供的一种分析方 法——直流扫描分析来进行分析。测试的电路图 如图所示。
1 Q1
3 2
3
2 2
2
B
E
1
1
I1 20mA 0
2N2222
1பைடு நூலகம்
1
2
V2 5V
C
1
直流扫描分析测试三极管伏 安特性曲线 11
26
在多级放大电路中，直接与信号源相连接的 为输入端，直接与负载相连接的是输出端，中间 的部分叫做中间级。输入级与中间级之间的电路 叫做前置级，前置电路的主要任务是放大电压。 经过前置级的放大，输入到输出端电压信号已经 比较大了，因此输出级的任务主要是功率放大。
27
两个单级放大电路间相连的方式成为耦合， 实现两个单级放大电路之间连接的电路叫做耦合 电路。耦合电路能够保证各级有合适的静态工作 点，保证耦合电路的接入不引起信号的失真，耦 合电路上信号的损失尽可能的小。这里，我们分 析的两级放大电路就是用耦合的方式构成的，电 路图如下图所示。
Multisim & Ultiboard 11.0
电路设计和虚拟仿真
李海燕
张榆锋
吴俊 李威威
电子工业出版社
Designed by OVALTELENT
1
第二章
模拟电路的Multisim
虚拟仿真
基本元器件特性的测试
放大电路的测试分析 信号运算电路的仿真分析 滤波，整流电路的仿真分析
2
15
0 V2 12 V
0 DC 10MOhm
0
0.000
-
A -
0.495m
V
U3 DC 10MOhm
R7 10kΩ
12 A3 R5 1kΩ 14
差分放大电路静态 工作点的测试 36
按下 F5 快捷键，启动仿真，可以看到电压表和 电流表上显示出当前测试点的测量值，
R2 10k¦ ¸ A1
+ -
R3 10k¦ ¸ A2
28
R5 100kΩ R1 5.1kΩ R3 3kΩ C2 Rp 200kΩ 70% Key=A C1 10µ F 10µ F Q1
R7 3kΩ C3
Rp1 200kΩ 65% Key=B
10µ F Q2 R9 10kΩ 2N2222A
2N2222A
R6 24kΩ
R8 1kΩ
C5 10µ F
R2 24kΩ
XIV1
1 D1
1 A K 2
1 2 3
2
二极管VI特性曲线的测试 6
1N4002
打开IV分析面板，进行相关设置。按下F5快 捷键，启动仿真，可以看到IV分析仪输出的曲线 如图所示。
IV分析仪 输出二极 管的伏安 特性曲线 7
三极管伏安特性的测试 半导体三极管也是电子线路中经常用到的一 种半导体器件，广泛的应用于各种信号放大电路 和开关电路中。三极管由 2 个 PN 结组成，按照 PN 结的不同构造，将半导体三极管分为NPN型和PNP 型。 三极管是一种非线性器件，其特性可以用伏 安特性曲线来描述。三极管的伏安特性曲线反应 了三极管的工作性能，是分析三极管电路的基本 依据。
13
这里，我们利用 Multisim 来对 N 沟道型场效 应管的伏安特性曲线进行测试，测试的电路如图 所示。
XIV1
1 2 3
3 2
3 G
D 1 S 2
1
Q1
2N3370
场效应管伏安特性曲线测试 14
设置测试的电压区间为（ 0:0.1:10V ），启 动仿真，可以看如图所示的输出结果。
IV 分析仪输出场效应管的福安特性曲线
0.000
A
1 Q1 6 U1
+
5 Q2 7 U2 2N2222A R4 510¦ ¸
+ -
0.013u
-
V
R1 510¦ ¸
R8 2N2222A 1kΩ 9 Key=A 50% 8 11 Q3 13 2N2222A 10 DC 1e-009Ohm
+ +
DC 10MOhm
0.013u
V
V1 12 V
34
2 R2 10k¦ ¸ 3 Q1 6 R1 510¦ ¸ 0 R8 2N2222A 1kΩ 9 Key=A 50% 8 11 Q3 R3 10k¦ ¸ 1 Q2 7 2N2222A R4 510¦ ¸ 0 R6 47kΩ
15
2N2222A 4 R5 1kΩ 14 R7 10kΩ
差分放大电路
35
15
2. 放大电路的测试分析
在实际的工作电路中，控制信号往往都是一 些很微弱的信号，这时就需要将信号进行放大， 使其具有足够的能量，驱动负载进行工作，这种 将输入的微弱信号加以放大的电路就是放大电路。 可以实现放大功能的电路主要有两种，分立元件 放大电路和集成运算放大电路。这部分，我们就 利用 Multisim 对阻容耦合放大电路、多级放大 电路、负反馈放大电路和差分放大电路的主要性 能指标以及电路特性进行仿真分析。