研究旁路电容和静态工作点分别对Q点稳定电路频率响应的影响。 5.2仿真电路
图5—1 旁路电容 Ce 变化时静态工作点稳定电路频率响应的测试
图5-2 耦合电容C1变化时静态工作点稳
定电路频率响应的测试
5.3仿真结果
仿真结果如表5-1所示
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表5-1 电路参数变化时对频率响应的影响
耦合电容 耦合电容 旁路电容 射极电阻 中频电压增益/dB 33.499 33.499 33.499 32.299 下限频率 上限频率 c1/?F c/?F 2c/F e?10 Re/kΩ 1 1 1 flHz fHHz 10 10 100 10
10 10 10 10 1540 173.094 1540 228.757 245.824 100 10 10 1.2 5.4结论
(1)实验表明,耦合电容C1从10微F变为100微F时下线截止频率基本不变,而旁路电容Ce从10微F变为100微F时下线截止频率明显减小。这一方面说明由于Ce所在回路的等效电阻最小,想改善该电路的低频特性应当增大Ce;另一方面说明在分析电路的下限频率时,如果有一个电容所在回路的时间常数远小于其他电容所在回路的时间常数,那么该电容所确定的下限频率就是整个电路的下限频率,而没有必要计算其他电容所确定的下限频率,因而计算前的分析是很重要的。
(2)在静态工作点稳定电路中,当射极电阻Re从1kΩ变为1.2kΩ时,放大管的静态集电极
电流减小,使跨导gm减小,从而使|K|=gmRl减小,导致Ce减小,上线频率fH增大。上述现象一方面进一步说明增益与带宽的矛盾关系,另一方面说明发射结等效电容与Q点有关,即Q点的设置将影响上线频率。
第6节Multisim应用举例——交流负反馈对放大倍数稳定性的影响
6.1题目
负反馈对电压串联负反馈放大电路电压放大倍数稳定性的影响
6.2仿真电路
仿真如图6-1所示。采用虚拟集成运放,运放U1、U2分别引入了局部电压并联反馈,其闭环电压放大倍数分别为Auf1≈-Rf1/R1,Auf2≈-Rf2/R2,可以认为该负反馈放大电路中基本放大电路的放大倍数
A≈Auf1Auf2 (6-1)......。
整个电路引入了级间电压串联负反馈,闭环电压放大倍数
Auf≈Auf1Auf2/(1+Auf1Auf2F) (6-2)......。
F≈R/(R+Rf) (6-3)......。
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图6-1虚拟集成运放电路
6.3仿真内容
分别测量Rf2=100KΩ和10KΩ时的Auf。从示波器可读出输出电压的幅值,得到电压放大倍数的变化。 6.4仿真结果
仿真结果如表(6-1)所示
表6-1仿真结果数据
信号源峰值反馈电阻运放U2输出电压峰值u op闭环电压放大倍数A uf电压放大倍数A uf1电压放大倍数A uf2uip/10mv Rf2/KΩ 开环电压放大倍数A 10mv 10mv 100 10 965.32 924.36 96 92 -100 -100 -100 -10 10000 1000 6.5结论
(1)根据表6-1可知Rf2从100k欧姆变为10k欧姆时,开环电压放大倍数从10000变为1000,闭环电压放大倍数变化量ΔA/A=(1000-10000)/10000=-0.9,闭环电压放大倍数变化量为ΔAuf/Auf=(92-96)/96=-0.082,|ΔAuf/Auf|<<|ΔA/A|。由此说明负反馈提高了放大倍数的稳定性。
(2)当开环电压放大倍数A由10000变为1000时,闭环电压放大倍数Auf分别为99和90.9,与仿真结果相似。
(3)当开环电压放大倍数从10000变为1000时闭环电压放大倍数变化量的计算结果为ΔAuf/Auf=[1000/(1+1000F)-10000/(1+10000F)]/[10000/(1+10000F)]≈-0.082,与仿真结果近似。
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设计体会及今后改进意见
Multisim具有齐全的元器件模型参数库和比较齐全的仪器仪表库,可模拟实验室内的操作进行各种实验。学习Multisim可以提高仿真能力、综合能力和设计能力,还可进一步提高实践能力,但自己的电路分析能力还有待提高,应多做 Multisim仿真,从而加深对课本知识的理解。
参考文献
[1] 童诗白 华成英 著作 模拟电子技术基础(第四版)高等教育出版社
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