基于Multisim10的负反馈放大电路的研究

3 电压放大倍数的稳定性

将直流电压源改为12 V，方法同上，分别测出开环和闭环时的电压放大倍数，Au(12V)=138.469 3，Auf(12V)=10.106 4，则开环电压放大倍数的稳定度为：

闭环电压放大倍数的稳定度为：

可见，引入负反馈电压放大倍数的稳定性提高了。

4 信号源内阻对反馈效果的影响

用参数扫描法分析。单击Simulate菜单中Analy-sis选项下的Parameter Sweep Analysis命令，在弹出的对话框中，点击Analysis Parameter标签，设置将要扫描分析的信号源内阻的起始值start 100，终止值stop5000，扫描点数#of 2，点击Output variables标签，没置分析的节点，选取输出节点14作为仿真分析变量，点击More按扭，在Analysis to下拉菜单中选择Transientanalysis(瞬态分析)，默认Group all traces on one plot，即将所有的分析曲线放在同一个图中显示。最后单击Simulate按扭进行仿真，其仿真结果见图4。

若RS=0，则Aus=Au，Aufs=Auf；若RS=∞，反馈电压加不到基本放大电路的输入端，不能参与对输出电压uo的控制作用，uo不受串联反馈的影响。可见，信号源内阻对反馈影响较大，为使串联反馈能取得最好效果，信号源内阻RS应尽可能小。

5 输入电阻

将交流电压表和电流表接在输入端，测得开环时，Ui=6.98 mV，Ii=0.901μA，则Ri=Ui／Ii=7.75 kΩ；闭环时，Iif=0.061μA，Rif=Uif／Iif=115.13 kΩ。理论值为：Ri=Rb11∥Rb12∥[rbe1+(1+β)Ref]=7.72 kΩ，Rif=Ri(1+AuFu)=114.68 kΩ。可见，串联负反馈使输入电阻增大。

6 输出电阻

在输出端接交流电压表，测出开环和闭环的输出电压，Uo=1.031 V，Uo′=0.07 V，再将开关C打开，即负载RL开路，分别测出开环和闭环时的开路电压，Uoc=1.534 V，Uoc=0.072 V，则Ro=(Uoc／Uo-1)RL=4.88 kΩ，Rof=(U′oc／U′o-1)RL=0.29 kΩ。理论值为：Ro∥RC2=5 kΩ，Rof=Ro／(1+AusFu)=0.337 kΩ，输出电阻减小了。

7 通频带

用交流分析法，分别测量开环和闭环的上下限截止频率。单击Simulate菜单中Analyses选项下的ACAnalysis(交流分析)命令，在弹出的对话框中，点击Frequency Parameters标签，设置AC分析时的参数频率：交流分析的起始频率1 Hz、终止频率10 GHz、扫描方式Decade、取样数量10、纵坐标的刻度Linear。最后单击Simulate按扭进行仿真，其仿真结果见图5、图6。

图5中fL=28.3924 Hz，fH=462.407 2 kHz，通频带fbw=fH-fL=462.378 9 kHz，稳频时的增益约为148.088。由图6，fLf=9.665 4 Hz，fHf=7.880 5 kHz，通频带fbwf=fHf-fLf=7.880 4 MHz，稳频时的增益约为10.094。由此直观地反映了引入负反馈后增益降低了，但是扩宽了通频带。

8 观察负反馈对非线性失真的改善

打开开关B(开环)，增大输入信号的幅值(频率不变)，使输出电压波形出现轻度非线性失真，仿真结果见图7。再闭合开关B(闭环)，观察输出电压波形，见图8。可见负反馈改善了非线性失真。

9 反馈深度对反馈效果的影响

用参数扫描法分析，方法同第4节。仿真结果见图9。

设置将要扫描分析的反馈电阻Rf的起始值、终止值、扫描点数，即设置start 5100，stop 51000，#of 2，点击More按扭，在Analysis to下拉菜单中选择AC analysis(交流分析)，默认Croup all traces on 0ne plot，最后单击Simulate按扭进行仿真。由图9可见Rf越大，反馈深度(1+AuFu)越小，增益越大，通频带越窄，即反馈深度对反馈效果的影响较大。

10 结束语

通过Multisim 7的仿真分析，直观形象地反映了放大电路引入负反馈后，虽然降低了放大倍数，但放大电路的其他性能得到了改善。教学实践证明，在电子技术的理论课教学中应用计算机软件进行仿真分析，加深了对电路原理、信号流通过程、元器件参数及电路性能的了解，使抽象的理论形象化，使复杂的电路分析变得生动形象、真实可信，让学生在课堂上就能感受到实验才能具有的测试效果，克服了传统理论教学的不足，对提高教学质量、激发学习热情、增强学习的主动性积极性、培养电路设计能力和创新能力具有重要作用。在预习实验或电路设计时用EWB模拟，不仅实验能较快地进行，而且不消耗元器件。有利于培养学生的逻辑思维、工程观点和分析解决问题的能力，方便快捷的仿真实验优化了教学效果，值得研究和推广。