基于Multisim11的静态工作点稳定电路研究

李建伟

(长治学院 电子信息与物理系，山西 长治 046011)

基于Multisim11的静态工作点稳定电路研究

李建伟

(长治学院 电子信息与物理系，山西 长治 046011)

文章利用Multisim11仿真软件对静态工作点稳定电路的静态工作点、动态参数、频率特性几个方面进行了仿真研究，仿真结果与理论计算基本一致。

Multisim11；静态工作点；动态分析；频率特性

引言

EDA(Electronic Design Automation)技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。EDA技术依托先进的计算机技术和相关应用软件，能最大限度的提高电子线路或系统的设计质量和效率，从而节省人力、物力和开发成本，缩短开发周期。

模拟电子技术是电子专业的基础课程。放大电路的分析是该课程的重点内容，静态工作点稳定电路是具有代表性的一个放大电路，在教学中有必要让学生进行深入研究。文章利用Multisim11软件对其进行了仿真研究。

1 静态工作点分析

测量电路如图1所示。在Multisim11中做出电路图。该电路中选择的三极管型号为2N2712，并将其放大倍数设置为50。

其Q点进行仿真结果如图2所示。

从图2中可以计算出节点4和节点3之间的电压即UCEQ=6.48V。可以看出Q点的选择是比较合理的，基本处于交流负载线的中点。

从原理图上可直接求出UCEQ，求解方法如下：

代入数据得UCEQ=6.25V。结果与仿真数据基本吻合。

图2 静态工作点稳定电路的Q点数据

这时打开示波器可以观察到输入与输出的波形如图3所示。

图3 Q点合理时uo和ui的波形

从图3中可以看出uo与ui相位相反，输出波形没有失真。如果把滑动变阻器R1调到10％，对应的波形如图4(a)所示，在图中很明显的看到输出波形uo的底部削平，由于该放大电路输入与输出反相，失真波形是由于Q点设置过高，三极管进入饱和区引起的，为饱和失真。如果把R1调到90％，对应的波形如图4(b)所示，在图中可以看到输出波形uo的顶部有失真，是由于Q点设置过低，三极管进入截止区引起，为截止失真。

在仿真过程中，可以适当的增大输入信号，同时调节滑动变阻器R1，通过示波器观察输出波形，当波形顶部和底部同时削平(双向失真)时，保持R1不变，这时候静态工作点是合理的，只要减小输入信号就可得到理想的波形。

图4 静态工作点对电路的影响

图6 静态工作点稳点电路电压放大倍数的测量

2 动态分析

2.1 电压放大倍数Au的测定

在图6所示的测量电路中，用电压表直接测出放大电路的输入端(节点2)与地之间的电压即为输入电压。输出端(节点5)与地之间的电压即为输出电压。

理论计算公式为：

代入数据得：AU=-24.9，仿真结果与理论计算基本一致。

2.2 输入电阻的测量

根据输入电阻的定义，只要测出其输入电压与输入电流的有效值即可。测量电路如图7，从测量数据求得：

理论计算：

计算得：Ri=1.35KΩ

图7 静态工作点稳点电路输入电阻的测量

2.3 输出电阻的测量

在测量输出电阻时，常用到两种方法。首先将输入信号短路，然后在输出端加交流信号U0，测出输入电流，利用公式即可求出。也可通过测试电路有载和空载时的输出电压得出测量结果。本文采用了前者。测量电路如图8所示。

理论值ro=Rc=5.1KΩ

2.4 频率特性的测量

频率特性测量时只要将波特仪的输入与输出和放大电路的输入与输出连接即可。电路如如图9所示。

图8 静态工作点稳点电路输出电阻的测量

图9 静态工作点稳点电路幅频特性/相频特性测试电路图

打开波特仪控制面板(图10)，在幅频特性测试仪上移动标志找到3db点可以得到其上限截止频率fH为46.278MHZ，下限截止频率fL为539.468HZ。

图10 静态工作点稳点电路频率特性测量结果

3 结束语

文章利用Multisim11对静态工作点稳定电路的静态分析、动态分析和频率特性三个方面进行了仿真研究，理论计算与仿真结果基本一致。将Multisim仿真软件引入到模拟电路的教学中，能使学生更方便、形象、直观的观察到实验结果，有助于调动学生的学习积极性，激发学习潜能，起到很好的教学效果。

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Research on Multisim11 in Quiescent Point Stabilization Circuit

Li Jian-wei
(Department of Electronics Information and Physics，Changzhi University，Changzhi Shanxi 046011)

In this paper，Multisim11 simulation software used for static stability circuit analysis.Mainly from the static and dynamic parameters，used frequency characteristics of the circuit is simulated.The simulation results are consistent with the theoretical analysis and calculation.

Multisim11；static working point；dynamic analysis；frequency characteristic

TN919-34

A

1673-2014(2012)02-0014-04

2012—02—03

长治学院科研课题资助(2011115)。

李建伟(1979—)，男，山西长治人，助教，主要从事电路与系统研究。

(责任编辑 郝瑞宇)