Multisim12下的模拟电子线路仿真研究

林维宝（宁海县技工学校，浙江宁波，315605）

Multisim12下的模拟电子线路仿真研究

林维宝
（宁海县技工学校，浙江宁波，315605）

电压串联负反馈电路在Multisim12进行电路仿真分析，探究了闭环和开环状态下的电压增益、输出阻抗、频率响应和非线性失真等的工作状况，经过Multisim12仿真波形和数据的分析计算，图像清晰，现象直观，结果精确的仿真效果，对电路工作状况研究有一定的借鉴价值。

Multisim12；模拟电子线路；仿真研究

0 引言

我国的电子技术取得了卓有成效的发展，Multisim仿真技术在电子线路的分析中显得越来越重要，Multisim仿真可以根据电路和元器件参数对电子线路进行仿真，获得电子线路的技术指标和性能参数，可快速、方便地对电子线路进行分析和研究，节省大量的时间和费用。电压串联负反馈电路是常见的一种电路。在Multisim12下的模拟电子线路进行仿真分析，其能够呈现出直观的电路状态，便于学习者对相关知识的理解与学习。

1 Multisim12的功能与特点

Multisim12是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，是一个专门用于电路原理设计、电路功能测试的虚拟仿真软件，用软件方法模拟电子元器件和仪器仪表，可以按一定电路结构自由随意搭建一些电路原理图，并进行仿真研究。首先，该仿真系统操作界面方便友好、形象，直观易懂；兼容性能强。其次，“软件即元器件”，它包含了一万多种元器件，还可以创建元器件以及设置元器件的各种参数，能满足电路设计要求。再次，“软件即仪器”，Multisim12的虚拟测量仪器仪表种类齐全， 有示波器、万用表、交直流电源、信号发生器、波特图示仪、频谱分析仪和失真度测试仪等，能满足电路测量要求。最后，有强大的电路分析功能，可以完成电路的瞬态和稳态分析、、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析和交直流灵敏度分析等电路分析方法，能满足电路分析要求。通过Multisim12对电压串联负反馈电路的仿真研究，使学生能够增强对电路性能的了解。

2 电压串联负反馈电路的仿真

通常在实际应用的放大电路中都要引入负反馈，电压串联负反馈是在输出端以并联形式获取一部分电压，通过反馈网络用串联方式回送到输入回路。引入电压串联负反馈可以改善放大电路的许多性能指标，如提高放大电路增益的稳定性，提高输入电阻，减少输出电阻，扩展通频带，改善频率响应，减少非线性失真，抑制干拢和噪声。通过对反馈电路闭环和开环的Multisim12下仿真研究。可以直观的对电压负反馈电路的性能进行分析和研究。

图1 电压负反馈电路的性能

3 测量电压放大倍数

3.1 测量开环电压放大倍数

图2 仿真图

敲击B键，将开关S2断开，输入有效值为1mV、频率为1KHZ的正弦交流电压信号UI 。用示波器测量输出电压的峰值U0m=740.465mv（将示波器面板展开，拖曳展开，拖曳读数指针读取T1和T2的电压数值）如图2所示，并求出AU=U0m/ UIm≈524。

3.2 测量闭环电压放大倍数

敲击B键，将开关S2闭合，输入有效值为1mV、频率为1KHZ的正弦交流电压信号UI ，用示波器测量输入、输出电压的峰值U0m=40.93mv（将示波器面板展开，拖曳展开，拖曳读数指针读取T1和T2的电压数值），并求出AUF=U0m/UIm≈29。

接入负反馈电路，放大电路的放大倍数明显下降，但提高了放大电路的电压增益稳定性。

4 测量输出电阻

4.1 测量开环时的输出电阻

在放大电路开环时，敲击B键,开关S2断开，打开数字万用表，置于交流有效值测试档，分别测得负载开路时输出电压U0=1.041V和负载接入时输出电压UL=506.242mv，并算出R0 =（U0/UL-1）·RL≈1.6kΩ。

4.2 测量闭环时的输出电阻

在放大电路闭环时，，敲击B键,开关S2闭合，打开数字万用表，置于交流有效值测试档，分别测得负载开路时输出电压UO=29.253 mv和负载接入时输出电压UL=28.483 mv，并算出R0=（U0/UL-1）·RL≈40.6Ω。

接入负反馈后，输出电阻减少，明显提高放大电路带负载能力。

5 测量频率响应

5.1 测量反馈放大电路闭环时的频率响应曲线

在放大电路在开环状态，选择分析菜单中的交流频率分析，扫描的起始和终止频率设置为1HZ和1GHZ,扫描形式选择十倍频程，选择节点8作输出节点，按下仿真后得到反馈放大电路开环频率响应曲线。

图3 反馈放大电路开环频率响应曲线

5.2 测量反馈放大电路闭环时的频率响应曲线

在放大电路在开环状态，选择分析菜单中的交流频率分析，设置同开环时相同。按下仿真后得到反馈放大电路闭环频率响应曲线。

图4 反馈放大电路闭环频率响应曲线

加入负反馈电路后，低频和高频性能得到很大提升，扩大放大电路的通频带，改善放大电路性能。

6 观察引入负反馈和无负反馈对放大电路非线性失真的改善

在有负反馈和无负反馈情况下，分别输入有效值为40mV、频率1KHZ的正弦信号，对比有负反馈和无负反馈情况下的输出波形，可看到引入负反馈后，非线性失真得到明显改善，波形正负两半周期的对称性明显提高如图5、图6所示。

图5

图6

7 结束语

对电压串联负反馈电路给予Multisim12软件仿真分析，有利于对不同电路工作状态的仿真，其仿真结果更为直观，能够增强相关工作人员对电子线路的理解，便于进行电子线路模拟实验验证，使模拟电子线路理论与电路仿真实践相结合，对于电子线路分析具有一定的借鉴价值。

[1]基于Multisim环境下的电路设计与仿真[J].石嘉顺.计算机仿真.2007(12).

[2]KEIL C51单片机仿真器的设计[J].陈晓莉,张俊涛.微计算机信息.2006(05).

[3]仿真技术发展及应用[J].王子才.中国工程科学.2003(02).

Simulation of analog electronic circuit under Multisim12

Lin Weibao
（Ninghai County Technical School，Ningbo Zhejing,315605）

Voltage series circuit simulation in Multisim12 negative feedback circuit of voltage gain and output impedance, frequency response and nonlinear distortion of the working condition of closed-loop and open-loop state, through the analysis of Multisim12 simulation waveform and data calculation, clear image, intuitive phenomenon, the simulation results have certain accurate results. The reference value for the research work of the circuit

Multisim12; analog electronic circuit; simulation research