单级阻容耦合放大电路仿真实验.docx
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单级阻容耦合放大电路仿真实验
单级阻容耦合放大电路仿真实验（总11页）
实验二、单级阻容耦合放大电路仿真实验
放大电路要实现不失真放大，必须设置合适的静态工作点；放大电路的适用范围是低频小信号，电压放大倍数、输入和输出电阻是放大电路的核心指标。
实验目的：
（1）进一步熟悉multisim10软件的使用方法。
（2）学会用multisim10软件分析单管放大电路的主要性能指标。
（3）了解仿真分析法中的直流工作点分析法。
（4）掌握测量放大器的电压放大倍数。
（5）了解不同的负载对放大倍数的影响。
（6）学会测量放大器输入、输出电阻的方法。
计算机仿真实验内容：
1.静态工作点的测试
（1）在电子仿真软件Multisim10基本界面的电子平台上组建如图1所示的仿真电路。
（2）从电子仿真软件Multisim10基本界面虚拟仪器工具条中调出虚拟万用表并将它并联在集电极电阻R3两端，如图2所示；调节RP大约在35%左右时，虚拟万用表大面板屏幕上显示6V左右的电压；根据欧姆定律，可知电路的静态工作点
。
图1单级阻容耦合放大电路仿真电路图
图2测静态工作点
（3）先关闭仿真开关，将虚拟万用表分别接入电路相关位置，然后重新开启仿真开关，测出
和
，并将测试结果填入表1中。
比较理论估算与仿真分析结果
表1静态工作点数据
（V）
（mA）
（mA）
（V）
（V）
12
2
2.电压放大倍数测试
（1）先关闭仿真开关，然后删除虚拟万用表；再从电子仿真软件Multisim10基本界面虚拟仪器工具条中，调出虚拟函数信号发生器和虚拟双踪示波器，将虚拟函数信号发生器接到电路输入端，将虚拟示波器两个通道分别接到电路的输入端和输出端，如图3所示。
（2）开启仿真开关，双击虚拟函数信号发生器图标“XFG1”，将打开虚拟函数信号发生器放大面板，首确认“Waveforms”栏下选取的是正弦信号，然后再确认频率为1kHZ”；再确认幅度为10mVp，如图4所示。
图3动态测量仿真电路
图4虚拟函数信号发生器放大面板
（3）双击虚拟示波器图标“XSC1”，打开虚拟双踪示波器放大面板，可以看到输入信号和放大后的输出信号波形如图5所示（注意：
须保持电位器的百分比为35%不变）。
图5虚拟双踪示波器放大面板
（4）用鼠标按住屏幕左上角的两个读数指针，将它们分别拉倒如图5所示的输入和输出正弦波的波峰位置，从屏幕下方“T1”右侧“Channel_A”下方可以读出输入信号的幅值为“”；从屏幕下方“T2”右侧“Channel_B”下方可以读出输出信号的幅值为“”，从而得到单级阻容耦合放大电路的电压放大倍数约为93.比较理论估算与仿真分析结果
（5）先关闭仿真开关，在电路输出端再并联一个负载电阻R6（10KΩ），然后开启仿真开关进行仿真；关闭仿真开关后，重新调整读数指针位置并读出电路输出的正弦波幅值，算出电压放大倍数Au（输入信号不变），将它们填入表2中。
表2测试放大倍数数据
’（KΩ）
Ui（mVp）
UoL（mVp）
Au
3
察静态工作点变化对放大器输出波形的影响
（1）关闭仿真开关，先删除并联负载电阻R6（10kΩ），再开启仿真开关，改变电位器Rp的百分比为15%左右时，屏幕波形如果失真，此波形属于何种失真说出判别理由。
饱和失真
（2）将电位器Rp的百分比调到100%，然后将虚拟函数发生器的信号幅度增加到30mV，屏幕波形如果失真，此波形属于何种失真说出判别理由。
4.测放大器的输入、输出电阻
（1）测放大器的输入电阻
①在如图3所示电路中，关闭仿真开关，删除虚拟万用表；虚拟函数发生器的信号幅度恢复到10mVp；电位器Rp的百分比恢复到35%。
②放大器输入端串接一个Ω的电阻，调出两个虚拟万用表，按图6将仿真电路连好。
图6测量输入电阻仿真电路
③开启仿真开关，双击虚拟万用表“XMM1”和“XMM2”图标，将它们切换到交流电压档，再双击虚拟函数信号发生器图标，连续按“Amplitude”右侧箭头，直到虚拟万用表“XMM2”屏幕显示“10mV”左右为止；双击虚拟万用表“XMM1”图标，读出它的值，将它们填入表3中，根据式1即可求出输入电阻。
（2）测放大器的输出电阻。
在如图3所示的仿真电路中，删除原负载电阻R5（10KΩ），电位器百分比调整为35%。
开启仿真开关，用示波器屏幕上读数指针读出空载时的输出电压。
将它填入表3中；关闭仿真开关，然后将负载电阻R5（10KΩ）接回输出端，再开启仿真开关，读出带负载时的输出电压Uol，将它填入表3中，根据式1可求出输出电阻。
表测放大器输入电阻和输出电阻
Us（mV）
Ui（mV）
Ri（kΩ）
Uo（V）
Uol（V）
Ro（KΩ）
（1）
5.直流工作点分析（DCOperatingPointAnalysis）仿真法
直流工作点分析（DCOperatingPointAnalysis）是用来分析和计算电路静态工作点的，进行分析时，Multisim10自动将电路分析条件设为电感、交流电压源短路，电容断开。
（1）在电子仿真软件Multisim10电子平台中组建如图所示的仿真电路（可以利用图1，将电位器Rp的百分比调为35%即可）。
（2）如图所示的仿真电路中各节点编号添加操作如下。
在电子仿真软件Multisim10基本界面主菜单中选择“Options”命令，然后在其下拉菜单选择“SheetProperties”命令，如图所示。
②在弹出的“SheetProperties”对话框中，将“NetNames”栏下的“ShowAll”单选按钮选中，如图7所示；最后单击对话框下方的“OK”按钮退出，仿真电路上的每个节点即自动产生编号（注意：
读者进行以上操作后，有可能出现节点编号与图不完全吻合的现象，但不影响下面的工作点分析）。
图7选中“NetNames”栏下的“ShowAll”单选按钮
（3）选择主菜单中“Simulate（仿真）”命令，在出现的下拉菜单中再选择“Analyses”命令，然后选取下级菜单中的“DCOperatingPoint…”命令，如图8所示。
图8选择直流工作点
（4）在弹出的“DCOperatingPointAnalyses”对话框中，将左面的节点全部选中呈蓝色，然后单击中间的“Add”按钮；此时会将全部节点移至到右面框内，最后单击下方的“Simulate”按钮即可出现直流工作点分析法的分析结果数据，如图9（局部截图）所示。
图9“DCOperatingPointAnalyses”对话框
（5）图9中列出了单级阻容耦合放大电路各节点对地电压数据，根据各节点对地电压数据，可以得到电路的静态工作点Icq、Uceq和Ubeq的值，比如节点“1”的电压V
（1）=，节点“5”的电压V（5）=≈6，从而可算得Icq≈6V/Rc≈2mA，与前面的计算结果吻合。
用图9中各节点计算电路的直流工作点并将它们与表中数据作比较。
实验报告要求
（1）实验目的。
（2）简述实验原理。
（3）简述实验步骤，给出仿真实验电路图。
（4）完成仿真实验中三个表格内容的测试和计算。
（5）根据每个表格的结果，叙述自己对实验的体会及得出的结论。
（6）详细说明仿真实验内容3中波形属于何种失真如何调整
（7）计算直流工作点分析中的静态工作点的值，并与表比较。
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