多级放大电路的设计仿真分析

多级放大电路的设计与仿真分析

一、实验目的

通过对放大电路的设计与分析，加深对放大电路的了解，并能够更加熟练的使用MULTISIM仿真软件，以及加深对各种分析的了解及应用。

二、实验原理

静态工作点分析

由计算可知UcQ=7V。UcEQ=7.7V。T1管的集电极电位

UcQ1=2.36V。所以△Uo=0.64V。电路的差模放大倍数为A=58.

三、实验步骤

1、差分放大电路入图所示，此电路为单端输入、双端输出电路，两个输入端中有一个接地，输入信号加在另一端与地之间。因为此电路对于差模信号是通过发射机相连的方式将T1管的发射极电流传递到T2管的发射极的，故称此电路为射极耦合电路。

2、设计中电阻选用R1和R2为10千欧，R3和R4为1千欧，三极管选用实际三极管模型。三极管型号为2N1711，放大倍数为462.242。

1、直流工作点分析

11 -1.78333

io2 -1.68679

io1 -1.68679

13 -939.65643m

14 -939.65643m

在进行直流工作点分析时，电路中的交流源将被至零，电容开路，电感短路。然后得到输入输出等各点的电压工作电压Io1=io2=-1.67679。

2、交流分析

由分析可知，直接耦合差分放大电路的频率响应类似于低通放大电路。在频率较小时，晶体管的电容效应可以忽略不计。放大器对差模信号有很好的放大作用。而当频率增大时，晶体管的电容效应不可忽略，并其影响随着频率的增大而增大，导致放大倍数下降，相移不断增大

3、瞬态分析

对输出节点io1和io2进行瞬态分析，即是指观察该节点子啊整个显示周期中每一时刻的电压波形，图中显示双端输出波形完全重合，即无失真，输出正常。

4、傅立叶分析

Fourier analysis for io2:

DC component: -1.6855

No. Harmonics: 9, THD: 0.464951 %, Gridsize: 256, Interpolation Degree: 1 Harmonic Frequency Magnitude Phase Norm. Mag Norm. Phase

-------- --------- --------- ----- --------- -----------

1 1000 0.309375 0.0113511 1 0

2 2000 0.00139769 -92.415 0.0045178 -92.426

3 3000 0.000317991 -3.5899 0.00102785 -3.6013

4 4000 0.000113302 85.4244 0.000366227 85.4131

5 5000 3.75667e-005 174.441 0.000121428 174.43

6 6000 1.33889e-005 -96.43 4.32772e-005 -96.442

7 7000 4.67737e-006 -7.1248 1.51188e-005 -7.1361

8 8000 1.73049e-006 81.976 5.59349e-006 81.9647

9 9000 5.16304e-007 174.868 1.66886e-006 174.856

由此可知，在1KHZ电源作用下，该电路的失真很小，可以忽略

5、噪声分析

Noise Analysis

inoise_total 535.06991n

onoise_total_qq2_rc 0.00000

onoise_total_qq2_rb 0.00000

onoise_total_qq2_re 0.00000

onoise_total_qq2_ic 0.00000

onoise_total_qq2_ib 0.00000

onoise_total_qq1_rc 0.00000

onoise_total_qq1_rb 0.00000

onoise_total_qq1_re 0.00000

onoise_total_qq1_ic 0.00000

onoise_total_qq1_ib 0.00000

onoise_total_qq1_1overf0.00000

onoise_total_rr5 16.31716n

onoise_total_rr4 16.11037n

onoise_total_rr3 16.11037n

onoise_total_rr2 1.63091n

onoise_total_rr1 1.63091n

onoise_total 52.00490n

噪声分析用于检测电子线路输出信号的噪声的噪声功率幅度，用于计算、分析电阻或晶体管的噪声对电路的影响。

此电路各噪声源较低，总的噪声：52.00490n

6、失真分析

傅立叶分析显示：误差0.464951 %较大，所以会出现如此波形。随失真较大，单基本正常。属于正常范围内。

7、直流扫描分析

通过直流扫描分析，利用一个或两个直流电源分析电路中输出节点上的直流数值变化情况。图中线性变化显示输出正常。直流工作点从-1.6867逐渐增大。

8、灵敏度分析

Sensitivity Analysis

qq2_area 10.50911m

qq2_temp284.55281?

qq1_area 10.50987m

qq1_temp284.57692?

rr5 1.02730m

rr4 -289.79965?

rr3 -289.79965?

rr2 -21.33427?

rr1 -21.33427?

vv1 308.41057m

vddvee 319.36863m

vccvcc 63.81023m

结果显示：此电路特性对电路中元器件参数的敏感程度较低。