如果将电阻R3换成一个变阻器，则可调整其周期！
第4章 Multisim8应用实例
矩形波发生电路仿真分析举例
第4章 Multisim8应用实例
三角波发生电路仿真分析举例
第4章 Multisim8应用实例
仿真分析结果
第4章 Multisim8应用实例
例5.8 设计一个通带截止频率为100Hz的二阶低通有源滤 波电路。
例5.6 如图5-17，是一个方波和锯齿波产生电路。 测试其周期，如果使其周期可调，该如何处理？
图5-17 例5.6电路原理图
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分析：
在该电路中，运放U1和电阻R1、R3、R5等构成了一 个滞回比较器;
其中R3、R5将Vo1反馈到运放U1的同相输入端，与 零电位比较，实现状态的转换。
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图5-13 例5.4电路原理图
由电路可估算：
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通过瞬态分析仿真，得到输出波形如图5-14所示。通过 测试可以发现Vo=0.2Vi。
输出波形
图5-14 例5.4仿真结果
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5.1.3 信号产生和处理电路分析
理论分析： 仿真分析：
V0
R2 R1
(V
2
V 1)
2k 1k
(1.5
0.5)
2.0
输出波形， 幅值为2V
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5.1.2 模拟信号运算电路分析
例5.4 用集成运放设计一个实现Vo=0.2Vi的电路。
分析：按照设计要求， Vo=0.2Vi，因此可采用两级反 相比例运放电路， 第一级实现Auf1=-0.2， 第二级实现Auf2=-1， 从而实现Auf=0.2。设计电路如图5-13所示。
仿真分析
仍然观察其输出波形，并判断其最大电压输出范围。
观察输出波形，如图所示， 可以发现已经没有交越失真
图5-30 例5.10输出波形
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判断其最大电压输出范围：
Simulate/Analysis/DCSweep，直流扫描设置：设置Start value和Stop value 的值分别为-10V和10V，设置Increment为0.1V，在Output variables标签页， 选定节点5作为测试点，其他项默认。
为使输出功率大, 功率放大器采用的三极管均应工作在大信号状 态下。由于三极管是非线性器件, 在大信号工作状态下, 器件本身 的非线性问题十分突出, 因此, 输出信号不可避免地会产生一定的 非线性失真。
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功率放大电路有三种工作状态 iC
(1) 甲类工作状态
iC Q
静态工作点 Q 大致在负载
uO
UT-
比较器有两个不同的门限电平，
故传输特性呈滞回形状。
uO
+UZ
UT+
O
uI
-UZ
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若 uO = UZ ，当 uI 逐渐增大时，使 uO 由 +UZ 跳变
为 -UZ 所需的门限电平 UT+
UT
RF R2 RF
U REF
R2 R2 RF
UZ
若 uO= UZ ，当 uI 逐渐减小时，使 uO 由 UZ 跳 变为 UZ 所需的门限电平 UT
线的中点。三极管的工作角度
为360度。
O
tO
uCE
(1) 甲类工作状态
这种工作状态下，放大电路的最高效率为 50%。
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(2) 甲乙类工作状态
iC
静态工作点 Q 沿负载
线下移，静态管耗减小，
但产生了失真。三极管的
导通角度大于180度小于
360度。 iC
iC
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O
iC tO
第4章 Multisim8应用实例 图5-5 参数扫描结果
比较输出波 形，选择 R6为400欧
R6=400
第4章 Multisim8应用实例
3）如何测试fL和fH？
加上电阻R6前后分别进行交流分析，测试节点为 2，其他设置默认，可分别得幅频和相频特性曲线如 图；
可对比加电阻R6前后的幅频和相频特性曲线，看 出其通频带的变化；
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二、Multisim11 应用实例
1 在模拟电子技术中的应用 2 在数字电子技术中的应用
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5.1 在模拟电子技术中的应用
5.1.1 放大电路设计与分析 例5.1 共射晶体管放大电路，如图5-1所示，要求： 1）判断输出波形是否失真？ 2）如何改善波形失真？ 3）测试其fL和fH。
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可以发现其失真范围为 -775.0000mV~666.6667mV。
图5-27 例5.9直流扫描分析结果
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如何判断其最大电压输出范围？ 打开直流扫描分析设置窗口，设置其Start value和 Stop value的值分别为-20V和20V，然后进行直流扫描 分析，结果如图5-28所示；
通过对Vo1的积分运算，输出三角波。 其周期T为：T=4R1*R3*C/R4＝0.4ms
改变它，可调整输出 信号频率
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仿真分析：检查电路无误后，启动仿真，双击示波器，
打开其显示窗口。结果如图5-18所示。
输出波形 测得周期为
4ms
图5-18 例5.6结果(左图为Vo1，右图为Vo)
Q uCE
(2) 甲乙类工作状态
Q
(3) 乙类工作状态
O
tO
(3) 乙类工作状态
uCE
静态工作点下移到
IC 0 处 ，管耗更小， 但输出波形只剩半波了。
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功放电路仿真分析
例5.9 乙类互补对称功放电路如图5-25所示。要求观 察其输出波形，并判断其最大电压输出范围。
其失真范围如何呢？ 下面进行直流扫描分析，以便确定其交越失真的范围。 直流扫描分析： Simulate/Analysis/DC Sweep
设置StartValue和Stop value的值分别为-5V和5V 设置Increment为0.1V 在Output variables标签中，选定节点1作为测试节 点，其他项默认。
其最大电压输出范围为 -11.5000V~12.5000V。
图5-28 例5.9最大输出电压测试结果
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例5.10 针对上例中乙类互补对称功放电路的交越失 真问题，如何对电路进行改进？
电路原理分析
图5-29改进后的电路 甲乙类互补对称功放电路
第4章 Multisim8应用实例
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进行交流频率分析
图5-10 例5.2交流频率分析
可得其fL的值约为13Hz、fH的值约为19KHz
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例5.3 如图5.11是一个运放构成的差动放大器，分析其功能。
图5-11 例5.3差动放大电路
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UT
RF R2 RF
U REF
R2 R2 RF
UZ
回差(门限宽度)UT ：
UT
UT
UT
2R2 R2 RF
U
Z
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作用：产生矩形波、三角波和锯齿波，或用于波形 变换。抗干扰能力强。
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分析：运放U2和电阻R4、电容C1等构成反相积分电路，
输入电阻Ri=20k
第4章 Multisim8应用实例
通频带△f=fH-fL，设其中：fL≤20Hz，fH≥10kHz 据此可估算出电路中C1、C2、C3的取值
取标称值，C1=C2=1 、C3=5.7
第4章 Multisim8应用实例
启动仿真：得输入输出的信号，可估算出放大倍数约为1000倍
图5-9 例5.2示波器窗口
工作原理？
图5-25 乙类互补对称功放电路
第4章 Multisim8应用实例
运行仿真： 从中可以发现输出信号的波形有明显的交越失真。
其失真原因
输入波形
输出波形
当输入信号较小时，达 不到三极管的开启电压，三 极管不导电。
因此在正、负半周交替 过零处会出现非线性失真， 即交越失真。
第4章 Multisim8应用实例
同时R3还将Vo反馈到运放U1的同相输入端，作为滞 回比较器的 输入，构成闭环。
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滞回比较器
UREF 为参考电压； 输出电压 uO 为 +UZ 或 -UZ；uI 为输入电压。
当 u+ = u- 时，输出电压 的状态发生跳变。
u
RF R2 RF
U REF
R2 R2 RF
图5-24 波特图仪显示结果
第4章 Multisim8应用实例
若将信号源的频率分别修改为200Hz 和1MHz ，再次 启动仿真，其输出电压有何变化？
200Hz
1KHz
第4章 Multisim8应用实例
适当修改参数R1、R2、R3、R4和C1、C2，观察通带电
压放大倍数和通带截止频率的变化？
增如大果RR11输太出大波， 形输幅出度会增？大
其最大电压输出范围为 -5V~＋5V。
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5.1.5 直流电源分析
5.1.5.1 直流电源的组成
电网 电压
电源 变压器