实验十一 基于multisim的仪器放大器设计
南昌大学仿真实验(multism)
目录一，软件仿真实验实验一仪器放大器设计与仿真………………………实验二逻辑电平信号检测电路设计与仿真…………实验三三极管Beta值分选电路设计与仿真…………实验四宽带放大电路设计与仿真……………………二，硬件实验实验一电子仪器的使用实验二二极管整流滤波电路实验三晶体管共发射极放大器实验四负反馈放大器实验五差分放大器实验六集成运算放大器的基本应用——模拟运算电路实验七集成运算放大器的基本应用——电压比较器实验一、基于Multisim 的仪器放大器设计一、实验目的：1、掌握仪器放大器的设计方法，理解仪器放大器对共模信号的抑制能力；2、掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法，如示波器、毫伏表、函数信号发生器等虚拟仪器的使用。
二、实验基本原理：仪器放大器是用来放大差值信号的高精度放大器，它具有很大的共模抑制比，极高的输入电阻，且其增益能在大范围内可调。
下图是由三个集成运放构成的仪器放大器电路。
其中，集成运放U3组成减法电路，即差值放大器，集成运放U1和U2各对其相应的信号源组成对称的同相放大器，且21R R =，63R R =，74R R =令R R R ==21时，))(21(2121V V R RU U Go o -+=- 集成运放U3的输入信号是1o U 和2o U ，由于63R R =，74R R = 所以))(21()(21342134V V R R R R U U R R U Go o o -+-=--= 仪器放大器的差值电压增益)21(3421Go Vf R RR R V V U A +-=-=因此改变电阻的值可以改变仪器放大器的差值电压增益，此仪器放大器的增益是负的。
1o U2o U三、实验内容：1、 采用运算放大器设计并构建一仪器放大器，具体指标为：（1）当输入信号u i ＝2sinwt(mV)时，输出电压信号u o ＝0.4sinwt(V)，200=Vd A ，kHz f 1=；（2）输入阻抗要求Ω>M R i 1。
放大电路multisim实验报告
放大电路multisim实验报告1. 实验目的通过实验，熟悉和掌握放大电路的基本原理和放大倍数的计算方法。
2. 实验原理放大电路是指用于增大输入信号的电压、电流或功率的电路。
常用的放大电路有共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路等。
本实验以共射放大电路为例进行研究。
共射放大电路是一种常见的放大电路，其特点是输入信号加在基极上，输出信号从集电极取出。
放大电路的放大倍数可通过直流负载线和交流负载线的交点来确定。
3. 实验器材和仪器- Multisim电路仿真软件- 电脑4. 实验步骤4.1 搭建电路在Multisim电路仿真软件中，选择适当的元件并搭建共射放大电路。
4.2 设置输入信号为电路添加一个函数信号发生器，设置输入信号的振幅和频率。
4.3 测量输出信号连接示波器，测量输出信号的波形。
4.4 计算放大倍数根据示波器上的波形，测量输入信号和输出信号的幅值，然后计算放大倍数。
5. 实验结果将示波器上测得的信号波形截图作为实验结果。
6. 实验讨论分析实验结果，讨论放大倍数是否符合预期，有无改进的空间。
7. 实验结论通过实验，我们成功搭建了共射放大电路，并计算出放大倍数。
实验结果和预期的结果相符。
通过这次实验，我们对放大电路的原理和计算方法有了更深入的了解。
8. 实验总结本次实验通过Multisim电路仿真软件，从搭建电路到测量输出信号，并计算出放大倍数。
实验过程中我们掌握了放大电路的基本原理和计算方法。
通过实验，我们发现实际电路中可能存在误差，因此在实际应用中应对放大电路进行优化和调整，以获得理想的放大效果。
基于Multisim的场效应管放大器电路设计
基于Multisim的场效应管放大器电路设计场效应管放大器是一种基于场效应管的电路，可以将输入信号的幅度放大到更大的值。
在此处，我们将通过Multisim软件进行场效应管放大器电路的设计。
首先，我们需要选择电路的目标放大倍数。
在这个例子中，我们希望达到一个放大倍数为20的目标。
接着，我们需要选择场效应管的型号。
我们选择了2N7000型的场效应管，但实际上有许多不同的型号可以选择。
接下来，我们需要画出电路图。
我们使用Multisim软件进行画图，选择添加器件，包括两个2N7000型的场效应管，电阻器和DC电源。
我们选择将一个场效应管放置在放大器的输入端，将另一个场效应管放置在输出端。
接着，我们需要设置电路的参数值。
我们需要设定DC电源的电压，电阻器的阻值和场效应管的偏置电压。
在这个例子中，我们设置DC电源的电压为10V，电阻器的阻值为1kΩ，场效应管的偏置电压为5V。
接下来，我们需要运行电路模拟来检查电路的性能。
我们通过Multisim中的模拟器来模拟电路，使用示波器来观察电路的输入信号和输出信号。
如果模拟的结果符合我们的预期，我们可以继续优化电路。
我们可以尝试改变场效应管的型号或者改变偏置电压来进一步优化电路的性能。
最后，我们需要绘制电路的PCB布局图。
我们需要将电路图转换成布局图，使用Multisim软件进行布局。
在布局中，我们需要安排器件的位置，并连接各个器件。
总的来说，基于Multisim的场效应管放大器电路设计非常简单。
通过选择合适的器件并对电路进行设置，我们可以准确地设计出符合要求的电路，并且能够通过电路模拟来验证电路的性能。
信号放大器的设计基于Multisim的电路仿真
3.效率η
， ：直流电源供给的平均功率。理想情况下， 。在实验中，可测量电源供给的平均电流 ，从而求得 ，负载上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以计算实际效率了。
仿真值:%
实测值：η=%
（四）综合测量方案
1、测量系统电路的输入输出电阻以及通频带
测量值：输入电阻486KΩ
输出电阻Ω
图3-2 RC正弦波振荡电路图
图3-3 RC正弦震荡产生的波形图
仿真数据：F=1kHZ
T1
UB
(V)
UE
(V)
UC
(V)
IC
(MA)
UO
(V)
T2
UB
V)
UE
(V)
UC
(V)
IC
(MA)
实测数据：F=
T1
UB
(V)
UE
(V)
UC
(V)
IC
(MA)
UO
(V)
T2
UB
V)
UE
(V)
UC
(V)
IC
(MA)
2、闭合开关S1，并记录波形
（三）功率放大器电路方案
功率放大器的主要作用是向负荷提供功率，要求输出功率尽可能大，转换效率尽可能高，非线性失真尽可能小。这里我们采用OTL功率放大电路。电路原理图如下：
1.静态工作点的调整
分别调整R4和R1滑动变阻器器，使得万用表XMM2和XMM3的数据分别为5---10mA和，然后测试各级静态工作点填入下表：
1.调节放大器零点
把开关S1和S2闭合，S3打在最左端，启动仿真，调节滑动变阻器的阻值，使得万用表的数据为0（尽量接近0，如果不好调节，可以减小滑动变阻器的Increment值），填表一：
基于Multisim的实用低频功率放大器仿真设计
因为开关的K2的闭合和断开，有两种情况下，下面分别对应其断开和闭合两种情况对电路参数进行确定。
因为当输入信号在40—700nV时，K2断开，要求20 lgA≥16dB
有
若取
则可得：
取标称值为
又因为当输入在5~40mV时，开关闭合，要求：
故：
取标称值470Ω。最后经过核算，能够达到设计要求。
综合以上4种情况，可以得到图2.3.2所示的反馈式音调控制电路，图中RW2为低音调节，RW1为高音调节，为了使电路得到较满意的效果，C3、C2容量要适当，其容抗和有关电阻相比在低频时要够大，在中高频时要足够小，而C3的容抗选择是在低、中频时足够大，而在高频时要足够小，就是说C1、C2只让中、高音信号通过不让低音信号通过，而C3只在电路设计时时常设：
输入级输出为：
考虑到时题目所给的正弦信号入电压幅度范围很宽，为了均衡放大并使大多数类型的音源处于低噪声工作状态，所以前置放大级的电压增益分成两档，用开关K2控制。
当开关K2断开时，要求电路增益大于16dB，用于放大V1为40-700mV时的信号，当K2闭合时，电路增益大于35 dB，用于放大V1为5-40mV时的信号，故得电路2.2.2。
由于本设计不是对单一信号频率实施放大，而是对一个输入电压变化幅度大（5~700mV），频带范围宽（50~10000Hz ）的频带信号实施功率放大，所以不能只从简单的功率放大上考虑。至少应从以下几方面作较为全面的考虑：
1，解决本设计的电路对信号源，尤其是信号幅度小的影响。
2, 要求对整个频带内不同频率范围i，不同电压幅值信号都能均匀放大。
因此，所设计的低频功率放大电路，既能有效实现隔离，完成电路阻抗匹配，又能在一个频率范围内进行信号均衡放大的实用性电路。
实验十一、基于Multisim的仪器放大器设计
南昌大学实验报告学生姓名：王崇伙学号: 6103413026 专业班级：生医131班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验十一、基于Multisim的仪器放大器设计一、实验目的1.掌握仪器放大器的设计方法；2.理解仪器放大器对共模信号的抑制能力，熟悉仪器放大器的调试方法；3.掌握虚拟仪器库中虚拟电路仪器的使用方法，例如示波器、函数发生器、毫伏表、等的使用；二、实验原理在精密仪器和控制系统中，需要将来自各种仪器的信号放大，，这种电信号往往为为仪器间或仪器与基准信号之间的微小差值信号。
仪器放大器是用来放大差模信号的高精密度放大器，它具有很大的共模抑制比、极高的输入电阻，且其增益能在大范围内可调。
三、实验内容1.采用运算放大器设计并构建一仪器放大器，具体指标为：(1)输入信号Ui=2mV，要求输出电压信号Uo=0.4,Avd=200,f=1kHZ(2)输入阻抗要求Ri>1兆欧姆2. 用虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器，按设计指标进行调试。
3.测量所构建的测量放大器的共模抑制比。
四、实验仪器和设备Multisim虚拟仪器库中的函数信号发生器、毫伏表、示波器、集成运放等。
五、实验步骤（1），由Avd=Avf=-R4/R3(1+2R/RG)=200确定各种电阻阻值(2) 设计出电路图并连接好电路如图1：图1 ——仪器放大器设计电路3 打仿真开关，调节函数发生器使图中左侧万用表示数为2mV(4) 调节示波器使输入输出波形很好地显示（5）观察右侧万用表示数（6）仿真结果如图：数据处理：右侧万用表显示Uo=397.679mv,示波器上显示输入信号Ui=2.210mv,输出信号Uo=508.394Mv故理论值：Avd=Uo/Ui=397.679/2=198.84实际值：Avd= Uo/Ui=508.39/2.210=230.04实验心得通过本次实验，让我更加熟练Multisim的使用。
而且对仪器放大器有了更深入的了解，基本掌握了其作用和原理。
最新基于Multisim高频功率放大器设计
精品资料基于M u l t i s i m高频功率放大器设计........................................目录摘要···········（错误!未定义书签。
）0 引言........................ （错误!未定义书签。
）1 高频功率放大器知识简介 (2)1.1 电路工作原理 (3)1.2 高功放性能分析 (6)1.2.1 谐振功率放大器的动态特性 (6)1.2.2 功率放大器的负载特性 (7)1.2.3放大器工作状态的调整 (8)2 方案论证 (10)3 电路设计与参数计算 (11)3.1 设计任务要求 (11)3.2 单元电路设计 (11)3.2.1 甲类谐振放大器 (12)3.2.2 丙类高功放 (13)3.3 总体电路图设计.......................... （1错误!未定义书签。
）4 电路仿真与结果分析 (15)4.1 multisim软件简介 (17)4.2 仿真波形 (19)5 元件清单 (20)6 总结 (20)参考文献 (20)Abstract (20)基于Multisim的高频功率放大器的设计作者：指导教师：摘要：本论文主要介绍了EDA 软件Multisim的功能和特点,并利用其先进的高频仿真功能对丙类谐振功率放大器进行了仿真研究,给出了其各种外部特性仿真分析结果,实现了其功能验证. 该实例充分表明,Multisim可为高频电子电路的分析、设计和优化提供一个快捷、高效的新途径.关键字：高频功率放大器； Multisim0 引言高频谐振功率放大器是一种广泛应用于无线电通信系统中的基本电子电路. 其高工作频率和器件的非线性等特点是传统的分析和设计方法不得不面对的麻烦. 随着计算机技术和集成电路技术的发展,现代电子电路的设计方式已经步入了EDA技术时代. 如今,EDA 技术已被广泛的应用于电子电路设计、仿真、集成电路版图设计、印刷电路板的设计以及可编程器件的编程等过程中,极大地提高了电子电路与系统的设计质量及其效率,越来越受到人们的重视. 采用EDA 技术对电子产品设计进行前期工作已成为一种发展的必然趋势. 但目前流行的众多通用电路仿真软件一般不具备高频电路的仿真分析与设计功能. 本文介绍仿真软件Multisim 的主要功能特点,并利用其先进的高频仿真功能对丙类谐振功率放大器特性进行仿真研究。
利用Multisim10.0对OTL音频功率放大器进行仿真实验
ｉ 应 用 ，其 对 于 硬件 电路 设 计 有 着 极 为 重 要
： ：
一 Ｖ ｐ ｓ ｉ ｎ Ｊ —
Ｔ ： 仅 有
，
避免交越失真现象的发生 ，其输 出功率也有所 增加， 电源 电流变大 。另外 ，在输 出电压为达 到 电源 电压时，功率放大器效率已 ％。
大器 电路 的仿真结果 进行分析 ，结果显示 ＡＢ 类功率放大器能够将 Ｖ ４ 、Ｖｓ 电压改为 Ｏ ・ ７ ５ Ｖ，
， 、
｛ 功率放大器 实验结构不够理想 ，这在很 大 上是 由于 电路 性能参数误差及 电路参数选
间管耗计算公式为：
； 当造成的。当前，Ｍｕ ｈ ｉ ｓ ｉ ｍｌ ０ ． ０仿真软件 ｐ ｎ 。 ｅ ｚ ｉ ｃ ２
半周导通 ，平均管耗计算公式为
一
．
：
｝ 导作用。
时，
２ 丌． Ｉ ｏ ‘‘
积 ４ ，当
Ｉ ｔ ＂
２仿真实验 Ｍｕ １ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ １ ０ ｏ仿 真 软 件对 Ｏ Ｔ Ｌ音频 功 率
．
ｌ Ｔ Ｌ 音频 功率放大器 电性 能理论推导 分
【 ｍ ａ ｘ Ｊ ｝ ， 输出 最 大 功 率 （ ～ ） ￣ ｃ ｃ ， 放 大 器 性 能 的 实 验 仿 真 电 路 如 图Ｉ 所 示 ， 在
上 述推 导并 未考 虑 Ｂ类放 大 电路 受功 能 如 图 ３所 示， 当 处 于 ４ ０ Ｈ ｚ ￣ １ ・ ４ ５ ＭＨ ｚ的 条 件
下 ，通 频 带 能 够 通 过 增 大 电路 中 的 电 容值 延 伸
ｆ 形则 与之相 反 ，可 以得 出负载 Ｒ Ｔ电压：
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南昌大学实验报告
学生姓名： 学 号: 专业班级： 实验类型： □ 验证 □ 综合设计 □ 创新 实验日期： 实验成绩：
实验十一 基于multisim 的仪器放大器设计
实验目的
1.掌握仪器放大器的设计方法；
2.理解仪器放大器对共模信号的抑制能力；
3.掌握仪器放大器的调试方法；
4.掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法，如示波器、信号发生器等虚拟仪器的使用；
实验原理
仪表放大器电路的典型结构如右图所
示。
它主要由两级差分放大器电路构成。
其中，运放A1，A2为同相差分输入方式，
同相输入可以大幅度提高电路的输入阻
抗，减小电路对微弱输入信号的衰减；差
分输入可以使电路只对差模信号放大，而
对共模输入信号只起跟随作用，使得送到
后级的差模信号与共模信号的幅值之比
(即共模抑制比CMRR)得到提高。
这样在以
运放A3为核心部件组成的差分放大电路
中，在CMRR 要求不变情况下，可明显降
低对电阻R3和R4，Rf 和R5的精度匹配要求，从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。
在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的条件下，图1电路的增益为：G=(1+2R1/Rg)(Rf/R3)。
由公式可见，电路增益的调节可以通过改变Rg 阻值实现。
实验器材
741三片、电阻8只、万用表、示波器、函数信号发生器等
实验内容
1.采用运算放大器设计并构建一仪器放大器，指标如下：
（1）.输入信号i u =2mv 时，要求输出电压信号o u =0.4V ，Vd A =200，f=1kHz;
（2）要求输入阻抗Ω>M R i 1;
（3）共模抑制比的测量；
2.用虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器，按设计指标进行调试。
实验步骤
1.计算,由Vd A =vf A =-)/21(/4113R R R R f f +=200确定各电阻阻值(R=1f R 或2f R )；
2.按下图一和图二连接好电路图并设置各个元件的参数；
3.打开仿真开关，调节输入电压mV U i 1=，函数发生器的正、负端分别接2i U 和1i U ，使得输入的共模信号为零；
4.调节示波器使波形能在示波器上显示，记录万用表的示数。
实验总结
1.仪器放大器设计输入差模仿真结果如下图 i Vd U U A /0==399.932mv/2mv=199.702;
2.测量共模抑制比的仿真结果如下图
i Vc U U A /0==1.537uv/1mv=0.001537
|/|VC Vd CMR A A K ==129929.733dB
图一 仪器放大器电路设计
图二 共模抑制比测量电路
图三仪器放大器仿真结果
图四共模抑制比测量仿真电路
图五 仪器放大器波形图
3.通过本次软件仿真使我对运算放大器、差分电路、反馈电路有了进一步的了解，而在仪器放大器中我更进一步的理解了其放大的特点：
● 高共模抑制比
共模抑制比(CMRR) 则是差模增益( A d) 与共模增益( Ac) 之比 ;仪表放大器具有很高的共模抑制比，CMRR 典型值为 70～100 dB 以上，|/|VC Vd CMR A A K dB 。
● 高输入阻抗
要求仪表放大器必须具有极高的输入阻抗，仪表放大器的同相和反相输入端的阻抗都很高而且相互十分平衡.。