Ｍｕｌｔｉｓｉｍ ２００１電路仿真軟件在負反饋電路教學中的應用

摘 要：利用Multisim 2001軟件的仿真功能，結合實例說明了負反饋在放大電路中能提高放大倍數的穩定性，改善非線性失真，擴展通頻帶，使理論教學與實驗有機結合，給出了相應的仿真波形和仿真結果，在課堂上使模擬電子技術教學更形象、靈活、更貼近工程實際，達到幫助學生理解原理，提高分析能力的目的。對提高學生的興趣、培養學生創造思維能力、全面提高專業素質具有重要的意義。

關鍵詞：負反饋；放大倍數；波形失真；Multisim 2001

中圖分類號：TN253文獻標識碼：B

文章編號：1004-373X(2008)07-161-02

Application of Multisim 2001 Simulation Software in Teaching of the Negative Feedback Circuit

LUO Yingxiang，TANZefu

(Chongqing Three Gorges College，Chongqing，404000，China)

Abstract：Using Multisim 2001 software simulation function，with examples of the negative feedback in amplifier can increase magnification in the stability of nonlinear distortion can be improved and band can be expanded，theory and experimental organic combination of teaching，the corresponding simulation waveforms and simulation results are given，so that simulated in the classroom electronic technology teaching more vividly，flexible，closer to the actual project to help students understand theory，the purpose of improving analytical capacity.To improve students′ interest and train the students to creative thinking ability，and comprehensively improve the quality of professionals is of great significance.

Keywords：negative feedback;magnification;waveform distoration;Multisim 2001

模擬電子技術基礎課程是電子類專業的一門主干課程，該課程既有較抽象的理論分析又有較具體的實踐應用，此門課程教學質量的優劣直接影響到該專業后續課程的學習以及學生的電路理論分析和實踐動手能力。傳統的教學方法通常為在課堂上通過板書進行理論分析，再到實驗室輔以若干個電路實驗，但是，在有限的學時內僅僅依靠傳統的教學方法和手段，無論對于教師教學還是對于學生學習都是較困難的。教材^[1]中引入了計算機輔助分析與設計軟件，其中，加拿大Interactive Image Technologies公司的數模混合電路仿真軟件Multisim 2001^[2]是以Windows為系統平臺的電子仿真工具。其仿真環境直觀，界面整潔明了，操作方便易于掌握。他提供了大量的仿真元件模型，且儀器儀表種類之多，是很多電子實驗室所無法比擬的。因此，他成為了許多高校的首選電子仿真軟件。這些軟件在模擬電路課堂教學中的應用使得深奧、抽象的理論變得易于理解、形象生動。

本文以模擬電路課程中的負反饋電路為例，介紹如何使用Multisim 2001軟件進行負反饋電路的連接、仿真，在課堂上使模擬電子技術教學更形象、靈活、更貼近工程實際，達到幫助學生理解原理，提高分析能力的目的。對提高學生的興趣、培養學生創造思維能力、全面提高專業素質具有重要的意義。

1 建立電路原理圖

啟動Multisim 2001后，自動新建一個默認命名為circuit1.msm的文件，把兩級電壓串聯負反饋電路所需相關元器件拖放到工作區中，并連接各線路和設置元件參數(元器件分兩種：一種是固定屬性、不可修改器件參數，另一種是可修改屬性器件)，完畢后保存(可重命名，得該電路原理圖(如圖1所示)^[1，3，4]。

2 負反饋提高放大倍數穩定性的驗證

斷開負反饋電阻R10，把R11（負載）的值改為3 kΩ，并記下此時示波器顯示的波形（如圖2左半所示）；再把R11的值改為1 kΩ并記下這時示波器顯示的波形（如圖2右半所示）。

比較可知，在無負反饋情況下，當負載變重(R11減小)時放大器輸出減小，即放大器的放大倍數穩定性差。接上負反饋電阻R10，按上述方法操作，比較R11=1 kΩ與R11=3 kΩ時示波器顯示的波形（如圖3所示）；從仿真結果可知，此時負載的改變對放大器輸出的幅值基本上沒有影響，即提高了放大器的放大倍數穩定性。

3 負反饋改善波形失真的驗證

使Us=2 mV，斷開R10，打開Multisim 2001仿真開關，這時從示波器屏幕上可以看到放大器的輸出波形出現了飽和失真（圖4上半部分所示），在輸出端利用失真度測試儀測試其失真系數為8.530％（圖4下半部分所示）。接入R10=3 kΩ，并保持其他條件不變，再次仿真時，可以看到飽和失真已消失（圖5上半所示），且由失真度測試儀測試出失真系數為0.044％（圖5下半所示）。通過這種動態、實時的仿真，說明了引入負反饋可以改善波形失真。

負反饋擴展通頻帶的驗證

斷開負反饋電阻R10與放大電路輸出端的連接，把Us設為1 mV。從菜單欄點擊仿真（Simulate）中的分析(Analysis)菜單后選擇交流頻率分析命令，系統會彈出一個對話框，要求用戶輸入用于交流頻率分析的起、止頻率和要分析的節點等信息，將輸入起始頻率定為1 Hz，終止頻率為10 GHz，選擇節點28(放大電路的輸出點)為分析節點，點擊仿真按鈕，仿真結果(無負反饋時)如圖6上半部分所示。引入負反饋，將電阻R10接入電路，保持Us為1 mV；從菜單欄點擊仿真（Simulate）中的分析(Analysis)菜單后選擇交流頻率分析命令，同樣的設定后，點擊仿真按鈕。仿真結果(有負反饋時)如圖6下半部分所示。從圖中可以看出有負反饋時該放大電路的通頻帶比無反饋時的通頻帶明顯增寬了。由此說明，放大電路引入負反饋后擴展了通頻帶，但是，比較圖6上下半部分可看到，引入負反饋后放大電路的增益大幅下降，因此驗證了負反饋放大電路的頻帶擴展是以犧牲放大電路的增益為代價的。

5 結 語

Multisim 2001仿真軟件功能強大、使用方便、動態逼真，隨著人們對其學習和了解的深入，相信這種形象化的教學方法在電子學領域的各門專業課程中都會發揮出更大的作用。

參 考 文 獻

［1］華成英，童詩白.模擬電子技術基礎［M］.4版.北京:高等教育出版社，2006.

［2］翟衛清，張柳芳，孫小軍.Multisim 2001電路仿真軟件在《電子技術基礎》多媒體教學中的應用［J］.平頂山學院學報，2006，21（2）：68-71.

［3］張小進.EWB仿真軟件在模擬電路教學中的應用［J］.北京工商大學學報，2002，20（3）：28-31.

［4］康華光.電子技術基礎(模擬部分)［M］.3版.北京:高等教育出版社，1999.

［5］孫曉艷，黃萍.基于Multisim的電子電路課堂教學[J].現代電子技術，2006，29(24):142-144.

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作者簡介

羅映祥 男，1964年出生，副教授，重慶巫山人，教師。主要從事電子技術基礎課程的教學與研究以及從事光電子器件、光纖光柵及其應用等方面的研究。