Multisim在电子电路分析中的应用研究(5)
②动态特性仿真分析
输入端加正弦波电压V=4mV,F=1kHz进行仿真，利用虚拟示波仪观察
图7 输入电压与第一级输出电压波形图
注：暗线为输入波形，亮线为输出波形。
由图可知第一级输出电压与输入电压反相，输出电压有明显失真现象。
图8 输入电压与第二级输出电压波形图
注：暗线为输入波形，亮线为输出波形。
第二级输出电压与输入电压同相。
读出万用表XMM1，XMM2，XMM3示数如图9所示
图9 无反馈带负载时万用表示数
当输入电压为2.828mV时，输入电流为508.266nA,输出电压为3.422V。
电路无负反馈放大倍数A=Uo1/Ui=3.422V/2.828mV=1210.04。
电路无负反馈输入电阻Ri=Ui/Ii=2.828mV/508.266nA=5.564kΩ。
将开关J1断开，使负载电阻R12开路，万用表截图如下
图10 无反馈空载时万用表示数
读出空载时输出电压Uo2=3.47V，则电路无负反馈输出电阻Ro=(Uo2/Uo1-1)*R12=(3.47/3.422-1)*5kΩ=7.164kΩ
3.2.2 引入级间负反馈的情况
(1)J1闭合，J2闭合，输入端加正弦波电压，由虚拟示波仪可以看到，同样的输入电压之下，输出电压的幅度明显下降，但失真度降低，波形更好些。
图11 引入负反馈后的波形
注：暗线为输入波形，亮线为输出波形。
由图11可以看出引入负反馈后输出波形比无反馈时更好。
(2)引入负反馈后放大倍数和输入电阻测量，万用表XMM1、XMM2、XMM3示数如图12所示
图12 引入负反馈后万用表示数
由虚拟仪表得知，当Ui=2.828mV时，Ii=230577nA,Uo=529.822mV.电路有负反馈放大倍数Auf=Uo/Ui=529.822mV/2.828mV=187.35,可见放大倍数由1210.04变为187.35，降低明显。
电路有负反馈输入电阻Ri=Ui/Ii=2.828mV/230.577nA=12.265kΩ，可见输入电阻由5.564kΩ变为12.265kΩ，增大了。
(3)将J1断开，使负载开路，运行软件仿真，截图如下
图13 引入负反馈负载开路时万用表示数
读出空载时输出电压Uo2=529.849mV。电路有负反馈输出电阻为Ro=(Uo2/Uo1-1)*R12=（529.849mV/529.822mV-1）*5kΩ=5.635kΩ，可见输出电阻由7.164kΩ减小为5.635kΩ，提高了带负载能力。
3.2.3 电压串联负反馈放大电路频率响应的测试
(1)将J2断开，无级间负反馈，如下：
图14 无负反馈时幅频特性
注：左图竖线对应横坐标为下限频率，右图竖线对应横坐标为上限频率。
(2)将J2闭合，引入电压串联负反馈，如下：
图15 引入负反馈时幅频特性
注：左图竖线对应横坐标为下限频率，右图竖线对应横坐标为上限频率。
算出电路无负反馈和有负反馈时的通频带分别为1.45MHz,5.346MHz。可见引入电压串联负反馈后，电压放大倍数减小了，但下限频率降低了，上限频率升高了，因而电路通频带变宽了，放大倍数相对更稳定。
3.2.4 引入负反馈对电路放大倍数稳定性的影响
(1)电路放大倍数稳定性理论计算
引入负反馈可以提高放大倍数稳定性，这里增益量纲应与反馈组态相对应
(7)
(8)
引入负反馈使增益的稳定性比无反馈时提高了(I+AF)倍。
(2)电路放大倍数稳定性仿真测试
表1 放大倍数稳定性仿真结果
US(mV) UI(mV) UO(V) A