1、模拟电子技术仿真实验库实验 1：单管基本放大电路性能的研究一、实验目的1. 学习创建、编辑 Multisim 电路的方法；学习为元器件作标识、参数设置的方法；学习使用虚拟仪器的方法。2. 掌握静态工作点的调整和静态分析方法。3. 掌握电压放大倍数、动态范围、输入电阻、输出电阻及频率特性的测试方法，加深理解电子电路的动态分析。二、实验内容、方法与步骤1. 创建 Multisim 实验电路图（1）进入 Multisim 用户操作界面。（2）按图 1.1 所示电路从 Multisim 元器件库、仪器仪表库选取相应器件和仪器，连接电路。（3）给电路中的全部元器件按图 1.1 电路格式加标识、器件数值。
2、对其中的部分器件、仪器说明如下： 转换开关（单刀双掷开关）SW1图 1.1 单管基本放大电路性能研究的实验电路（4）双击开关的标志图形，打开其设置对话框单击 Labe1 选项键入 SW1，单击 Value 选项将 Kye 设置为 “A”，单击“确定”。 三极管 VT单击 Labe1 选项，键入 VT，单击 Models 选项，选中 Library 中的 2n 系列，再在 Model 列表框中点选 2N2222A 器件模型，最后单击确定按钮。 电位器 RP1单击 Labe1 选项，键入 RP1。单击 Value 选项，Resistance 数据框设置为 500k，Setting 数据框设置为 2
3、0，Increment 数据框设置为 5，改电位器控制键的缺省设置 R 键为 B 键，按一下西文状态下的 B 键，将使电位器电阻减小 5%。若按下 Shift 键不放，则按动一次 B 键电位器电阻增加 5%。单击“确定 ”。 电压表 UB双击电压表标志图形，打开参数设置对话框，设置参数。Mode：“DC” （UB 、UO 表测交流输入、输出电压时，设为 AC） 。Resistance：“100M” （考虑三极管输入电阻较高，为减小误差应取高内阻）Label 选项，键入： UB。 电流表双击电流表标志图形，打开参数设置对话框，设置参数。Mode：“DC” ，Resistance ：取默认值“1n
4、”，Label 选项：两块电流表分别键入：IB、IC。 示波器双击示波器标志图形，打开示波器面板，设置参数。Time base 设置：0. 05 mS/div、 “Y/T”显示方式。Channel A 设置：50mV/div 、Y Position“2.00”（波形上升两个坐标单位） 、 “DC”工作方式。Channel B 设置：2V/div”、Y Position“-1.20”、 “DC”工作方式。如图 1.2 所示。 信号发生器参数设置如图 1.3 所示，须注意图中 50mV 是电压幅值（峰值） ，而在电压表（选 AC 挡时）上显示的则为有效值。图 1.3 信号发生器的参数设置图 1.2
5、 示波器面板的参数设置及波形输入信号波形输出信号波形 波特图仪双击波特图仪标志图形，打开波特图仪面板，设置参数。Magnitude 幅频特性：Vertical 坐标类型选择“Log”，其坐标范围选择起点 I 为“-60dB”、终点F 为“60dB”；Horizontal 坐标类型选择“Log”，其坐标范围选择起点 I 为“1mHz” 、终点 F 为“1GHz”。如图 1.4 所示。Phase 相频特性： Vertical 坐标类型选择“Lin”， 其坐标范围选择起点 I 为“-360” （度） 、终点F 为“360”（度） ；Horizontal 坐标类型选择“Log” ，其坐标范围选择起点
6、I 为“1mHz”、终点 F 为“1GHz”。2. 运行电路，进行各项电路分析，记录数据、观察波形单击工具栏右边“O/I”仿真启动按钮，运行电路。（1）静态分析 图 1.1 中给出的各个元器件的数值是参考值，电路运行时如发现输出波形有明显失真应予调整，正常后记录电压表 UB、UC、Uo 及电流表 IB、IC 的读数，填入表 1.1。 观察静态工作点的变化对输出波形的影响。逐次按动 B 键，使电位器 RP1 的阻值减小并观察输出波形发生饱和失真；按住 Shift 键不放，再逐次按动 B 键，使电位器 RP1 的阻值增加并观察输出波形发生截止失真。 观察改变电位器 RP2 对静态工作点、输出波形的
7、影响。 （按动控制键 N 改变 RP2 的阻值） 。测试条件 测试数据 测试计算值EC(V) Rb(k ) Rc(k ) UB(V) UC(V) IB(A) IC(mA) UCE(V) 截止失真饱和失真电压放大倍数 Au 源电压放大倍数 Aus图 1.4 波特图仪面板的参数设置及幅频特性读数指针处 Y 轴数值读数指针读数指针处 X 轴数值表 1.1 静态分析:测量单管放大电路的静态工作点表 1.2 动态分析:测量单管放大电路的电压放大倍数（2）动态分析 测量并计算电压放大倍数在不失真的情况下，将 UB 表改为 AC 工作状态。读取 UB、Uo 表的数据，填入表 1.2 内。按键盘 D 键，使
8、SW3 开关接通负载 RL，再次记录 UB、Uo 表的数据，并填入表 1.2 内以便计算电压放大倍数。打开示波器面板，单击扩展按钮将读数指针移至输出电压波形的峰值处，读取数据并将此时信号发生器输出信号幅值一并填入表 1.2 内，用来计算源电压放大倍数。 测量动态范围，即最大不失真输出电压。逐渐改变输入信号电压，直到输出波形刚刚发生失真，记取输出电压峰值则为最大不失真输出电压，填入表 1.3 内。信号源电压幅值(mV) 10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 250 300 500 1000Uo(峰值)V,R L=Uo(峰值)V,R L=1 k 测量幅频特性运行电路
9、，记录波特图仪所显示的幅频特性，幅频特性曲线平坦区域的纵坐标读数即为中频电压增益 Aum，增益比 Aum 小 3dB（即 0.707 Aum）时对应的横坐标读数，低的即为下限频率fL，高的即为上限频率 fH，利用波特图仪的读数指针读取数据，将测量结果记入表 1.4 中。测试条件信号源(kHz) Y 轴 X 轴fL(Hz) fH(kHz) 通频带 B(kHz)110I=F=I=F= 观察耦合电容对频率特性的影响按键盘 A 键，使 SW1 开关改接 Ci2 观察幅频特性的变化；按键盘 S 键，使 SW2 开关改接Co2 观察幅频特性的变化。三、注意事项1. 连接的电路、参数的设置应认真检查、逐一确
10、认，无误后再做仿真运行。2. 调试过程中如改变了某器件的参数，为了减小误差应重新启动电路。3. 各控制键的使用须在西文状态下进行操作。四、实验报告1. 实验名称、目的、内容和实验电路。RL UB(AC)(有效值)mV Uo(有效值) (V) Au 信号源电压 幅值(mV) Uo(峰值)(V) Aus1 k表 1.4 动态分析:测量单管放大电路的幅频特性表 1.3 动态分析:测量单管放大电路的动态范围2. 整理数据，按实验要求填入表内。3. 单击 Window 菜单的 Description 选项，打开电路描述窗口。可将本次实验的有关重要数据、主要器件及仪器的参数设置、心得体会、存在的问题等记入，供以后作类似实验参考。五、讨论与思考1. 将如图 1.1 电路中的 NPN 型晶体管换成 PNP 型晶体管，Multisim 电路应作如何调整？2. 总结输出波形失真的原因都有哪些，怎样克服？3. 设置某器件发生开路、短路或漏电，放大器会出现什么故障？
