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小电带你学Multisim|静态工作点分析

2024-04-02 15:33
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  言归正题,在上一期的栏目中,小电给大家介绍了分析方法的名称与分类,我们从介绍当中可以看出分析方法的多种多样,但没关系,小电会带大家逐一学习。今天我们就正式开始Multisim仿真分析方法的学习吧~首先介绍的是基本分析方法中的“直流工作点分析”,也就是我们模电课中最熟悉的静态工作点分析。

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基本分析方法之直流工作点分析

    直流工作点分析(DC Operating Point Analysis),是指在电路中的电感短路、电容开路的情况下,对各个信号源取其直流电平值,利用迭代的方法计算电路的静态工作点。分析结果包括:各个节点电压、流过各个元器件的电流、元器件的功耗、晶体管的偏置电压和偏置电流等。确定静态工作点十分重要,因为有了它便可决定半导体晶体管等的小信号线性化参数值。尤其是在放大电路中,晶体管的静态工作点直接影响放大器的各种动态指标。

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    咱们这里以一个小信号放大电路为例来说明直流工作点分析方法的使用和仿真结果。

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    首先咱们需要在工作区里绘制上图所示的共射放大器,注意在绘图之前记得对电路界面进行定制:在菜单栏的Option选项中选择Global Option和Sheet Properties,如下图所示,在Global Option中对电路图中符号的标准以及放置元器件的模式等进行设置,并显示电路图中各节点名称。

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    电路绘制好后,选择菜单栏“Simulation—Analyses and simulation”,或者单击仿真工具栏中的“interactive”按钮,在弹出的仿真对话框中选择“DC Operating Point”,弹出下图所示的直流工作点分析的参数设置对话框。

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    上图中有3个选项卡:Output、Analysis options、Summary。其中Analysis options中列出了与该分析有关的其他分析选项设置,Summary中列出了该分析所设置的所有参数和选项。这两个选项卡通常为默认。

    重点是Output的设置:上图所示选择了1、2、3节点(即晶体管的三个电极)以及晶体管的输入电流I(Q1[IB])和输出电流I(Q1[IC]),这五个变量都是通过选中左边“全部变量”中的相应变量,然后单击“ADD”按钮添加到右边的列表中的。

    对于一个放大电路的静态工作点,还希望能够通过软件直接求出三极管VBEQ(即V3-V2)和VCEQ(即V1-V2)的结果。Multisim 14.0提供了添加表达式的功能:单击上图中的“Add expression”按钮,弹出下图所示的对话框。只要双击变量列表中的变量,以及双击函数列表中的数学函数,就可以在“Expression”下方的编辑框中显示得到的表达式,确认没有错误后,单击“OK”按钮就可以添加进上图的仿真变量的列表中。

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    三极管的VBEQ还可以通过“Add device/Model Parameter”按钮来添加。如下图所示,选择三极管模型参数中的vbe,然后按“OK”按钮。这时直流工作点分析的参数设置对话框中的“Variables in circuit”电路变量的列表中会出现这个“@qq1[vbe]”变量,可通过单击“Add”将其添加到仿真变量的列表中。

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    经过了前面的设置后,单击直流工作点分析的参数设置对话框中的 “Run” 按钮,运行仿真。仿真完成会弹出下图所示的仿真结果。

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    从结果中可以得到我们所画的共射放大电路的静态工作点如下

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    以上就是直流工作点分析的介绍啦,下一期小电将带大家学习交流扫描分析,不见不散哦~

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