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多级放大电路分析

一、实验目的：

通过multisim.电路分析软件对多级放大电路进行各种分析，并与理论值进行比较和验证，以此熟悉multisim的基本功能和特点，将其改为闭环电路时，进一步了解多级放大电路反馈的作用。

二、电路图：

㈠开环特性分析电路如下图所示：

11R51k¦¸10Q2Q342N2222AR81k¦¸0R32k¦¸2R1121k¦¸V30.02 Vrms 1000 Hz 0¡ã 0Q112N2222A6R76k¦¸R42k¦¸3R61k¦¸9Q40V112 V PN425072N2222AvoR98.2k¦¸5R26k¦¸voV212 V 0 三、分析与仿真：

（一）开环状态下分析：

1、分析静态工作点；记录此时的VO值。

2．分析静态VO对电阻R5、R6、R2、R9的灵敏度。

3、用参数扫描法调整有关电阻，使静态时Vo值为零（误差小于±5uv）。单击Simulate→Analysis→Parameter Sweep..选项，在弹出Parameter Sweep Analysis 对话框进行参数扫描分析.分析结果如下：

则把R9改成10.5K，再进行参数扫描，最后分析结果如下：

则由上图分析可知把R6改为1550.5欧时Vo值可近似看成为零。 4 、分析温度由-50度到+50度变化时Vo值的变化。

单击Simulate→Analysis→Temperature Sweep..选项，在弹出Temperature Sweep Analysis 对话框进行温度扫描分析.分析结果如下：

5、用波形测量法确定电路的电压放大倍数。

单击Simulate→Analysis→Transient Analysis..选项，在弹出Transient Analysis对话框进行瞬态分析.分析结果如下：

已知输入V3=0.02V，由上图知输出最大幅值为0.326V，则电压放大倍数为16.3

6、确定电路的最大不失真输出幅度（峰值），要求对应的非线性失真系数小于5%（记录失真情况）；

单击Simulate→Analysis→Fourier Analysis..选项，在弹出Fourier Analysis对话框进行傅立叶分析，不断地调节输入电压，直到非线性失真系数接近5%分析结果如下

则由上图可知电路输出最大幅度为8.4V

7、分析此电路的频率特性（注：差分对三极管结电容设定为50P）。 单击Simulate→Analysis→AC Analysis..选项，在弹出AC Analysis对话框进行交流分析.分析结果如下：

8、分析当 R3、R4、R7 变化 15％ 时，VO 的最坏情况

单击Simulate→Analysis→Worst Case..选项，在弹出Worst Case Analysis对话框进行最坏情况分析.分析结果如下：

9、确定此电路的差模电压放大倍数，输入电阻，输出电阻。

单击Simulate→Analysis→Transfer Function..选项，在弹出Transfer Function对话框进行传递函数分析.分析结果如下：

改变电路输入方式成共模输入其分析结果如下：

由于CMRR=|Ad/Ac|, 则得CMRR=19577.211

（二）闭环特性分析电路如下图所示：

11R51k¦¸10Q2Q346R76k¦¸2N2222AR81k¦¸0R32k¦¸2R1121k¦¸V30.02 Vrms 1000 Hz 0¡ã 0Q112N2222AR42k¦¸3R61k¦¸9Q40V112 V PN42507R105kΩR98.2k¦¸5vo2N2222AR26k¦¸voV212 V 0 1、分析静态工作点；记录此时的VO值。

单击Simulate→Analysis→DC Operating Point..选项，在弹出DC Operating Analysis 对话框，进行直流工作点分析状态。分析参数如下：

2 、分析静态VO对电阻R5、R6、R2、R9的灵敏度。

单击Simulate→Analysis→Sensitivity..选项，在弹出Sensitivity Analyses 对话框进行灵敏度分析.分析结果如下：

3、用参数扫描法调整有关电阻，使静态时Vo值为零（误差小于±5uv） 单击Simulate→Analysis→Parameter Sweep..选项，在弹出Parameter Sweep Analysis 对话框进行参数扫描分析分析如下：

则把R5的阻值改为7，对R2再进行参数扫描，其结果如下：

4 、分析温度由-50度到+50度变化时Vo值的变化。

单击Simulate→Analysis→Temperature Sweep..选项，在弹出Temperature Sweep Analysis 对话框进行温度扫描分析.分析结果如下：

5 、确定电路的最大不失真输出幅度（峰值），要求对应的非线性失真系数小于5%（记录失真情况）。

单击Simulate→Analysis→Fourier Analysis..选项，在弹出Fourier Analysis对话框进行傅立叶分析，不断地调节输入电压，直到非线性失真系数接近5%分析结果如下

则由上图可知电路输出最大幅度为3.4V。

6 、在前一问的基础上，用波形测量法确定电路的电压放大倍数。 单击Simulate→Analysis→Transient Analysis..选项，在弹出Transient Analysis对话框进行瞬态分析.分析结果如下：

左侧的表示Y1,右侧的那条线表示Y2。则由图可知电压放大倍数为8.2。

7 、分析此电路的频率特性（注：差分对三极管结电容设定为50P）。 单击Simulate→Analysis→AC Analysis..选项，在弹出AC Analysis对话框进行交流分析.分析结果如下：

8 、确定此电路的差模电压放大倍数，输入电阻，输出电阻。

单击Simulate→Analysis→Transfer Function..选项，在弹

出Transfer Function对话框进行传递函数分析.分析结果如下：

改变电路输入方式成共模输入其分析结果如下：

由于CMRR=|Ad/Ac|, 则得CMRR=1

9、分析当反馈电阻由0.1k～10k变化时，频率特性的变化。当反馈

电阻为0.1k时其频率特性如下：

当反馈电阻为1k时其频率特性如下：

当反馈电阻为3k时其频率特性如下：

当反馈电阻为6k时其频率特性如下：

当反馈电阻为10k时其频率特性如下：

由上图可得当反馈电阻由0.1k～10k变化时，下限频率不变，中频放大倍数不变，但相位随电阻增大而变大。

10 、分析当 R3、R4、R7 变化 15％ 时，VO 的最坏情况 单击Simulate→Analysis→Worst Case..选项，在弹出Worst Case Analysis对话框进行最坏情况分析.分析结果如下：

四、结论:

1. 分析静态工作点时开环电路的VO值比闭环电路的大，而且闭环电路此时的VO值可约看成0。

2. 用参数扫描法调整有关电阻，使静态时Vo值为零时闭环电路调节范围比较小。

3.分析静态VO对电阻R5、R6、R2、R9的灵敏度时开环电路时各电阻灵敏度大。

4.温度的变换对闭环电路影响较小。

5.在电路的非线性失真系数小于5%时，开环电路的最大不失真幅度大。

6. 开环电路的电压放大倍数大。 7．开环电路的频率特性较好。

8. 开环电路的放大倍数、共模抑制比较好，闭环电路的输入电阻和输出电阻较好。

9．当R3、R4、R7 变化 15％ 时，开环电路的输出变化较小。

参考文献：

1.《基于Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析》 黄智伟 主编 2.《模拟电子技术基础》 童诗白 华成英 主编 3.《Multisim 10电路仿真及应用》 张新喜 等 编著 4.《电子电路与计算机》 电子工业出版

5.《模拟电子技术基础》高等教育出版社 第四版