Multisim电路设计与仿真电子仿真5章模拟习题参考答案

1、习题参考答案：5.1建立共射放大电路如图1所示。XFG1C1R310 |iF5.1k Q C22N2221T卜10 I1FV112 VR25.1k Q 171R5100 QR65.1k QR4-1kQC3ZX47FXSC1图1共射放大电路(1)静态工作点测量：执行菜单命令Simulation/Analysis ,在列出的可操作分析类型中选择DC Operating Point,在弹出的对话框中的 Output Variables选项卡中选择1、2、4节点作为 仿真分析节点。单击 Simulate按钮，得到在图示参数下的静态工作点的分析结果，如图 2所 示。图2静态工作点从结果来看，集电极电流I

2、cQ=1.08722mA ,放大电路的Uce=V4 V 1=6.45518 1.21295=45.24223V ,电源电压为12V,可见该电路的静态工作点合适。(2)交流放大倍数测量：单击 Simulate下的Run按钮，双击示波器 XSC1 ,得到如图3 所示的输入输出波形。图3单管共射放大电路输入输出波形从图3可以看出，在测试线 1处，当输入信号电压幅值为 4.998mV时，输出信号幅值为 -98.881mV ,并且输出电压没有失真，电压放大倍数 Au=Uo/Ui=-98.881/4.998 =-19.78(3)测量输入电阻：删除虚拟双踪示波器，在放大电路的输入回路接电流表XMM1和电压表

3、XMM2 。在放大器的输入端串接一个1k的电阻R7作为信号源的内阻，连接后的电路如图4所示。XFG1C1109F10西0R127k Q图4输入电阻测量双击虚拟电流表，将它切换在交流电流档，双击虚拟电压表，将它切换在交流电压档，开启仿真开关，测得的数据如图5所示，电压为2.622mA,电流为913.663nA,那么输入电阻 为 Ri=Ui/Ii 2.54kQ 。Multimeter-XMMl913,663 nASet3图5输入电阻测量结果(4)输出电阻测量：将图1电路中的信号发生器 XFG1短路，负载R6开路，在输出端接电压源、电压表和电流表，连接后的电路如图36所示。R71.0k QR127k

4、QR35.1k QC24 i10户XMM1C110户Q12N2221XMM2R25.1k Q 7 iR41kQ1 R5 ：100QV21000mVpk1kHz0。V112 V图6输出电阻测量双击虚拟电流表，将它切换在交流电流档，双击虚拟电压表，将它切换在交流电压档，开启仿真开关，测得的数据如图7所示，电压为707.106mV,电流为152.491uA,那么输出电 阻为 Ro=Uo/Io = 4.64k 。Multimeter-XMMl | 3Multimeter-XMM2 | 3152 491 11A707 106 mVB 0 叵 OJ【二【一iM EEI im图7输出电阻测量结果5.2创建差

5、分放大电路如图8所示:VDDXSC1-12V图8差分放大电路100Hz、10mV的正弦波信号,该差分放大电路是单端输入单端输出电路，输入的信号为 示波器“XSC1”的Channel-A、Channel-B分别接输入信号和差分放大器的反相输出端，运行Simulate,得到输入输出信号如图9所示。图9输入输出信号由图9可见，放大倍数为A=1.673V/19.974mV =84,输入输出信号反相。5.3创建集成运放差动电路如图10所示。图10差动放大电路运行Simulate,观察XSC1 ,如图11所示。图11输出波形图R22k理论分析：V R 2 -Vi) - - (1.5-0.5) =2VR11

6、k从图11中可以看出输出波形幅度为1.999V,与理论计算值相符合。1,5.4创建有源带阻滤波器，如图 12所示。其中，运放接为电压跟随器形式，通带增益为 特征频率和品质因数为：f033.9 Hz二 RC= 0.5图1,2带阻滤波器选择 Simulate 中的 Analysis ,然后选择 AC Analysis 子命令，在 Frequency Parameters选 项中将起止频率设置为1Hz和10MHz,在Output Variable选项中将结点3作为分析结点，单击Simulate按钮，得到频率特性如图13所示。由频率特性可以看出，阻带的中心频率为32.6805Hz,与理论计算值相近，阻

7、带的带宽大约为2 (83.0050-32.6805) = 100.6Hz,通带特a1性较平坦。Grapher VtewAle Edit View Graph Trace Cursor Legerd Tools Help岭 X 电 a (Hlfl CursorAC Analysis | Bo* Pttbp-KBPI | 加航带阻3edi 2x2 ya lx dy dy/dK 1/dx32飞目0S -B3.727UEB3.00S0 TM有力加 ,必 5 56.昌942皿 13,0532m 19.871OraSelected Diagram AC Analysis图13频率特性建立乙类互补功率放大器

8、如图14。图14乙类互补功率放大器运行Simulate按钮，得到输出波形如图15所示，从图中可以看到输出信号有明显的交越 失真。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。图15乙类功放输出信号进行直流扫描分析，运行 Simulate/Analysis/DC Sweep ,设置 StartValue 和 StopValue 的值 分别为-5V和5V , Increment为0.1V,在Output variables标签中，选定节点 1作为测试节点， 其他项默认设置，得到如图16所示结果，由此可以确定交越失真的范围为-639.81

9、04mV到781.9905mV。xlyl11419x2781.990S3心“门的!M1.4I2LBdry助时也dy/dJt321191/se703.3333ransff Characteristicrtw Edit View Graph Trace Curwr Legend IToals HEip总,司妁，晶|回忆画Q I，八尊0 直您施可|禹州|尹匕(h曲Sraphe* ewwl Voyage (V)图16交越失真范围然后，重新设置参数扫描范围，把 StartValue和StopValue的值设置为为-20V和20V ,其 他参数不变，仿真得到如图17所示结果。可以看出最大电压输出范围为-1

10、2.0071V至M1.9754V。raphe* 曲erFik tort view Graph Trace Cjurwr Legend iTcmIs Help这2J妁工品|回回画2 ，人尊鼻 回忠施白禹州|不匕曲的DC | OC &wm |l |j | 0flcN0p* KSCi |. l DC |155-0-Cursor习题 5.5snsfer Characteristic-12.QD71L9.Z971 aax 19.4D26 09035 国”.5021/dxwl Voltage (VJ0独一图17最大电压输出范围针对乙类功放电路的交越失真问题，可以米用甲乙类互补功率放大器如图18所示,输出信

11、号如图19所示，可见交越失真已经消除。VDDD2堂 1N4148vdD2 V1Q1 2N3904XSC1V15 Vpk 1kHz 0。D3 1N4148R3 2kQQ22N3906VEEk20QR2 2kQVEE-12V图18甲乙类互补功放图19甲乙类互补功放输出结果进行直流扫描分析，运行 Simulate/Analysis/DC Sweep ,设置 StartValue 和 StopValue 的值 分别为-10V和10V, Increment为0.1V,在Output variables标签中，选定节点 1作为测试节点，其他项默认设置，得到如图20所示结果，观察到输出信号范围为-4.7344V至ij 4.6655V。R* Edit Vitui Grdph Trac-e Curccr LegeindHlp宫Jl 9 曲眈回国Q 国.八 班色膜画