借助Multisim 10仿真的負(fù)反饋放大電路

　　本文借助Multisim 10的仿真平臺(tái)，用Multisim仿真分析阻容耦合負(fù)反饋放大電路，研究加入負(fù)反饋后對(duì)放大電路放大倍數(shù)和電路參數(shù)的影響，比較幅頻和相頻的變化，對(duì)研究設(shè)計(jì)帶負(fù)反饋的放大電路具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

　　1 Multisim仿真軟件與特點(diǎn)

　　1.1 Multisim仿真軟件

　　Multisim軟件是加拿大圖像交互技術(shù)公司IIT公司推出的專(zhuān)門(mén)用于電路仿真和設(shè)計(jì)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件。其前身是電子工作平臺(tái)EWB，從EWB 6.0版本開(kāi)始，公司對(duì)軟件做了大規(guī)模的改動(dòng)，升級(jí)后軟件功能更為強(qiáng)大，被美國(guó)NI公司收購(gòu)后，更名為NI Multisim，而V10.0是其(National Instruments，NI)最新推出的Multisim新版本。相對(duì)于Protel等其他EDA軟件，它具有更加形象直觀的人機(jī)交互界面，特別是其儀器儀表庫(kù)中的各儀器儀表與操作真實(shí)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際儀器儀表完全沒(méi)有兩樣，但它對(duì)模/數(shù)電路的混合仿真功能卻毫不遜色，幾乎能夠100%地仿真出真實(shí)電路的結(jié)果。

　　1.2 Multisim仿真軟件特點(diǎn)

　　(1)直觀的窗口界面：菜單欄(Menu Bar)、工具欄(Toolbar)、設(shè)計(jì)欄(Design Toolbox)、元器件欄(Components Toolbar)、儀器欄(Instruments Toolbar)、電路編輯窗口(Workspace)等部分組成，如圖1所示。

　　(2)Multisim有龐大的元器件和豐富的虛擬儀器庫(kù)。諸如基本元件(Basic)、信號(hào)源(Sources)、模擬集成電路(Analog)、數(shù)字集成電路(Misc Digital)、可以從Design工具欄轉(zhuǎn)換到Instruments工具欄，或用菜單命令(Simulation/instrument)選擇這些儀表。

　　(3)Multisim強(qiáng)大的分析功能，可以完成電路的瞬態(tài)分析、穩(wěn)態(tài)分析、時(shí)域和頻域分析、元器件的線性和非線性分析、失真分析、直流掃描分析、參數(shù)掃描分析、以幫助設(shè)計(jì)人員分析電路的性能。

　　圖1 Multisim 10界面

　　2 Multisim仿真的負(fù)反饋放大電路

　　2.1理論分析

　　所謂反饋，就是將放大電路輸出信號(hào)(電壓或電流)的一部分或全部，通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)反送到輸入端(或輸入回路)，使放大電路凈輸入信號(hào)是外加輸入信號(hào)和反饋信號(hào)疊加的結(jié)果，從而影響放大電路性能的過(guò)程。

　　放大電路的輸出與輸入之間沒(méi)有聯(lián)系即斷開(kāi)的這種接法稱(chēng)為開(kāi)環(huán)接法。加入反饋的放大所示電路、輸出與輸入之間形成閉合環(huán)路這種接法稱(chēng)為閉環(huán)接法。反饋放大電路由基本放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)兩部分組成，前者的主要功能是放大信號(hào)，后者的主要功能是傳輸反饋信號(hào)。

　　當(dāng)靜態(tài)時(shí)，放大電路的直流輸出電流ICQ，利用發(fā)射極電流IEQ(IEQ≈ICQ)在發(fā)射極電阻Re上產(chǎn)生反饋電壓Uf，Uf=IEQRe送回到電路的輸入端基極，與輸入端的固定電位UB串聯(lián)疊加，從而改變了輸入電壓UBEQ的大小，使ICQ趨于穩(wěn)定，這種反饋方式屬于直流負(fù)反饋。動(dòng)態(tài)時(shí)，其中的交流電流ie通過(guò)發(fā)射極旁路電容Ce直接到放大電路的公共端—“地”端，因此發(fā)射極電阻Re對(duì)交流信號(hào)沒(méi)有反饋?zhàn)饔谩?/p>

　　2.2實(shí)踐與仿真分析

　　在反饋放大電路中，若反饋結(jié)果是加強(qiáng)了閉環(huán)放大電路輸人信號(hào)Xi的作用，使基本放大電路的凈輸人信號(hào)Xd增加，稱(chēng)為正反饋;若反饋結(jié)果抵消了閉環(huán)放大電路輸入信號(hào)Xi作用，使基本放大電路的凈輸人信號(hào)Xd減小，稱(chēng)為負(fù)反饋。

　　這里著重討論負(fù)反饋對(duì)電路性能的影響的某種性能。如圖2是兩級(jí)放大電路引入負(fù)反饋后的仿真電路。

　　其中，由電容C5，R9組成的就是反饋到輸出電容C3的負(fù)反饋電路。如圖3和圖4是分別將加入負(fù)反饋和去掉負(fù)反饋電路后得到的仿真圖像。

　　圖2兩極放大電路引入負(fù)反饋后的仿真電路

　　圖3加入負(fù)反饋仿真波形

　　圖4去掉負(fù)反饋的仿真波形