基于Multisim 10的差動放大電路仿真分析

　　5．3 交流信號測試

　　5．3．1 單端輸出

　　在圖1電路中兩輸入端分別加入交流差模信號(函數信號發生器的輸出端接ui1、地端接ui2，構成單端輸入方式)及交流共模信號(函數信號發生器的輸出端同時接ui1，ui2)，設置正弦波輸入信號頻率為1 kHz、幅值為10 mV。

　　通過示波器觀測差模、共模信號輸入波形和單端輸出波形如圖5所示。由示波器測得：差模單端輸出電壓的幅值約為119mV，Aud2=11.9；共模單端輸出電壓的幅值約為6．4 mV，Auc1=-0．64。單端輸出測試參數與式(5)、式(6)分析結果基本一致。

　　5．3．2 雙端輸出

　　由于Multisim 10提供的示波器不能直接測量uo兩端的電壓波形，因此需通過后處理器對雙端輸出電壓進行觀測。在進行后處理之前需要對電路進行瞬態分析，然后將瞬態分析結果進行后處理。瞬態分析是一種非線性電路分析方法，可用來分析電路中某一節點的時域響應。在進行瞬態分析時，Multisim 10會根據給定的時間范圍，選擇合理的時間步長，計算所選節點在每個時間點的輸出電壓，通常以節點電壓波形作為瞬態分析的結果。圖1電路設置為交流差模信號輸入方式，設置正弦波輸入信號頻率為1 kHz、幅值為10 mV，依次執行Simulate／An-alyses／Transient Analysis(瞬態分析)命令，選擇圖1電路中節點uo1，uo2的電壓作為輸出變量，得到如圖6所示的瞬態分析結果。可見，uo1，uo2大小相等、相位相反。后處理器(Postprocessor)是專門對仿真結果進行進一步計算處理的工具，不僅能對仿真得到的數據進行各種運算，還能對多個曲線或數據之間進行數學運算處理，并將結果繪制到曲線圖或圖表中，繪制的結果表現為“軌跡線”的形式。

　　依次執行Simulate／Postprocessor(后處理器)命令，選擇對圖6瞬態分析結果中兩個節點(uo1，uo2)輸出電壓進行減法運算，得到的差模信號雙端輸出電壓uo波形如圖7所示。由圖7可測得uo的幅值約為242 mV，計算Aud=-24．2，雙端輸出測試參數與式(4)分析結果基本一致。圖1電路設置為交流共模信號輸入方式，通過瞬態分析和后處理器測得共模信號雙端輸出電壓uo幅值僅為0．062μV，Auc=6．2×10-6。可見，差動放大電路對共模信號具有很好的抑制作用。

　　6 結語

　　應用Multisim 10軟件對差分放大電路進行仿真分析，結果表明仿真與理論分析和計算結果一致，應用Multisim進行虛擬電子技術實驗可以十分方便快捷地獲取實驗數據，突破了在傳統實驗中硬件設備條件的限制，大大提高了實驗的深度和廣度。利用仿真可以使枯燥的電路變得有趣，復雜的波形變得形象生動，并且不受場地(可以在教室、宿舍)，不受時間(課內、課外)的限制，通過教師演示和學生動手設計、調試，不但可以使學生更好地掌握所學的知識，同時提高了學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力。