基于Multisim的负反馈放大电路仿真分析

时间:2022-10-24 13:20:04 来源:网友投稿

摘要: 为了提高教学效果,在教学过程中引入仿真教学方式。结果表明,利用仿真软件进行演示,能够形象的体现负反馈放大电路的典型特性,加强了学生对复杂电路的理解。

关键词: 负反馈放大电路;Multisim;仿真分析

中图分类号:TP23 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)35-0037-02

0 引言

在放大电路中,将输出信号的一部分或全部通过一定电路形式作用到输入回路,用来影响其输入量的措施成为反馈。根据反馈效果,如果是放大电路的净输入量增大成为正反馈,反之成为负反馈。在放大电路中,广泛引入负反馈来提高放大器的稳定性[1]。因此掌握负反馈电路的特点、性质具有很重要的意义。但是,在实际教学中发现,学生掌握不够好。主要原因理论与实际联系性不强。虽然也有负反馈放大电路的实验,但是实验在实验箱上完成,电路固定,测试点固定,所采集的数据量较少,对于理解相关理论知识达不到很好的效果。如果我们能在课堂讲授过程中,引入仿真软件,搭建电路模型并进行仿真。学生能够很直观的看到相关理论知识的实际波形变化,不但提高了学习兴趣,更加深了对理论知识的理解[2-4]。

本文使用Multisim仿真软件[5]对电流串联负反馈放大电路进行仿真分析,并对其性能进行比较,以便帮助学生加深对负反馈放大电路的理解。

1 负反馈放大电路仿真电路

本文使用电流串联负反馈放大电路进行分析。

电路中开关J1闭合,将R4短路,电路无反馈。开关J1打开,将输出电流引回到输入端,形成电流串联负反馈。下面对该电路进行仿真分析。

2 仿真分析

2.2 放大器的通频带 引入负反馈后,当放大倍数随频率的升高而减小的同时,负反馈使上限频率增大,下限频率基本不变,因此引入负反馈是频带展宽。即负反馈能扩展放大器的通频带。

当电路无负反馈时,对该电路进行交流分析,得到放大器的电压放大倍数A的幅频特性,如图2所示。由图可知放大倍数约为65.2756,上限频率约为48.2434MHZ。

打开开关J1,引入负反馈,再进行交流分析,如图3所示。此时放大倍数约为1.4457,上限频率约为50.0962MHZ。

结论:引入负反馈之后,电路的电压放大倍数下降,上限频率提高。所以,负反馈可以扩展放大器的通频带,但这是以牺牲电压增益为代价。

2.3 改变输入电阻和输出电阻 在放大电路中引入负反馈,将会对输入电阻和输出电阻产生影响。下面对这一影响进行分析。

闭合开关J1,未接入负反馈,此时测得输入电阻为:7.92KΩ。打开J1,接入负反馈,测得输入电阻为:91.25KΩ。即电流串联负反馈可以增大输入电阻。

去掉负载,替换成一个正弦信号源,同时将输入信号短路,测量输出电阻。无反馈时,输出电阻为:5.21kΩ,接入负反馈后测得输出电阻为:6.12kΩ。即电流串联负反馈可以增大输出电阻。

3 结论

通过使用Multisim仿真软件对负反馈放大电路进行了仿真分析,很好地验证了课本上所介绍的负反馈对放大电路性能的影响。即可以稳定放大倍数,可以展宽频带,可以改变输入电阻和输出电阻。而这种教学方法,使复杂的电路分析变得直观、形象,既可以活跃课堂气氛,同时可以加深学生对抽象理论知识的理解,对培养学生学习的主动性和积极性有着重要的作用。

参考文献:

[1]童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础[M].四版.北京:高等教育出版社,2006.

[2]翁硕.Multisim和Excel在模拟电子线路教学中的应用[J].科技信息,2014(12):207-208,210.

[3]付扬.Multisim仿真在电工电子实验中的应用[J].实验室研究与探索,2011,30(4):120-122.

[4]王心刚.应用Multisim提高”模拟电子技术”的教学效果[J].电气电子教学学报,2012,34(增刊):180-182.

[5]雄伟,侯传教,梁青等编著.Multisim7电路设计及仿真应用[M].北京:清华大学出版社,2005.

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