基于multisim的差动放大电路的仿真分析

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1、基于Multisim的差动放大电路的仿真分析一．实验目的：1.掌握NIMultisim的使用方法，学会用Multisim对电路进行仿真分析；2.用Multisim研究差动放大电路的性能。二．实验原理：实验原理图1三极管参数：(Is=44.14fXti=3Eg=1.11Vaf=100Bf=78.32Ne=1.389Ise=91.95fIkf=.3498Xtb=1.5Br=12.69mNc=2Isc=0Ikr=0Rc=.6Cjc=2.83pMjc=86.19mVjc=.75Fc=.5Cje=4.5pMje=.2418Vje=.75Tr=1.073uTf=227.6p

2、Itf=.3Vtf=4Xtf=4Rb=10)如图1所示的电路为差动放大电路，它采用直接耦合方式，当开关K打向左边时是长尾式差动放大电路．开关K打向右边时是恒流源式差动放大电路。在长尾式差放电路中抑制零漂的效果与共模反馈电阻Re的数值有密切关系，Re愈大，效果愈好。但Re愈大，维持同样工作电流所需要的负电压Vee也愈高这在一般的情况下是不合适的，恒流源的引出解决了上述矛盾。在三极管的输出特性曲线上，有相当一段具有恒流源的性质，即当Uce变化时,Ic电流不变。图1中Q3管的电路为产生恒流源的电路，用它来代替长尾电阻Re，从而更好地抑制共模信号的变化，提高共模抑制比。

3、三．差动放大电路的仿真分析⑴静态分析1.调节放大器零点在测量差放电路各性能参量之前，一定要先调零。信号源Ⅵ不接人。将放大电路输入端A、B与地短接，接通±12V的直流电源，用万用表的直流电压档测量输出电压Ucl、Uc2，调节晶体管射极电位器Rw，使万用表的指示数相同，即调整电路使左右完全对称，此时Uo=0，凋零工作完毕。2.直流工作点分析理论值：(R3+RB1)Ib+0.7+0.5RW(1+β)Ib+2(1+β)Ib=12Ib×RC1+Uce+0.5RW+2(1+β)Ib=Vcc-Vee在上述方程中代入数据得：Ib≈0.0071mAUce≈7.11VUbe≈0.6

4、3VQ1、Q2和Q3管的静态工作点分析从直流分析结果中看出，三极管Q1基一射电压U2≈0．6V，集一射电压Uce≈7．13V，Q1管工作在放大区。同样分析Q2管也工作在放大区，Q3管工作在恒流区。理论值和仿真结果近似相等，存在很小的误差此误差是由⑵动态分析1.交流分析（Io1点的频率特性分析）2.瞬态分析（测量差模电压放大倍数）图2长尾式差放电路的双端输入单端输出电压波形图3长尾式差放电路双端输入双端输出的电压波形在图1的电路中，输入信号频率f=1kHz，输入信号幅度为V1P—P=100mV。开关K打向左边，选择Simulate／Analyses／Transie

5、ntAnaIysis一命令，在出现的TransientAnalysis对话框中选取输出变量节点C1和C2，将Endtime改为0．002sec，将minimumnumberoftimepoint设为1000，其余项不变，仿真结果如图2所示。从图2中可以看出，两个输出端C1、C2输出电压大小相等方向相反，但叠有直流分量约为6．48V，其电压峰一峰值之差约为8．4301—4．45l0=3．9791V。由此求得双端输入单端输出时的差模电压放大倍数为Ad1=3.9791/0.1≈39．7。从图3中可以看出，输出直流电压为0，其峰一峰值为3．979I一(一3．9791)=

6、7．9582V。由此可求得双端输人双端输出时的差模电压放大倍数为Ad2=7.9582/0.1=79．58。再将开关K打向右边，构成具有恒流源的差动放大电路。按同样的分析方法得知双端输入单端输出时Ad1’=4.0092/0.1≈40.99，双端输入双端输出时Ad2’=8.1984/0.1≈81.98。单端输入时的差模放大倍数、共模电压放大倍数仿真分析重复上述操作，其测量数据如下表：参数项目V1p-pUc1p-pUc2p-pUop-pA单端输入单端输出100mv4.0277v3.9307v×Ad3=40.28双端输出××7.9584vAd4=79.58共模输入单端输

7、出100mv0.0992v0.0949v×Ac1=99.2×0.01双端输出××4.2978mvAc2=4.2978×0.01表1长尾式差动放大电路仿真结果(f=1kHz时)参数项目V1p-pUc1p-pUc2p-pUop-pA单端输出100mv4.0995v4.0987v×Ad3’=41单端输入双端输出××8.1982vAd4’=81.98共模输入单端输出100mv0.7mv0.9mv×Ac1’=0.7×0.01双端输出××0.3097mvAc2’=0.3097×0.01表2恒流源式差动放大电路仿真结果(f=1kHz时)对以上数据进行比较可以看出，双端输出时的

8、共模抑制能力比单端输出时