放大电路的频率响应的Multisim仿真及分析

小川今天给大家介绍的是放大电路的频率响应的Multisim仿真及分析。希望大家能够多多支持。

先给大家说一下放大电路的频率响应， 如下图所示。

频率响应就是指放大器的增益与频率的关系。通常讲一个好的放大器，不但要有足够的放大倍数，而且要有良好的保真性能，即：放大器的非线性失真要小，放大器的频率响应要好。

下面开始仿真，

仿真前

仿真中

波特图

f（L）=24Hz

f（H）=21MHz

波特图仪可以测量放大电路的频率响应分幅频特性和相频特性。双击波特图仪图标，按下述要求调节：Mode区，选择Magnitude；Horizontal区，选择Log，F值为100MHz，I值为1Hz；Vertical区，选择Log，F值为40dB，I值为-20dB。打开电源开关，就观察到完整的幅频特性曲线。拖动读数指针在曲线中间部位，测量出中频时的增益，再分别求出高、低端的-3db频率点。在本例中：f（H）=21MHz

， f（L）=24Hz。

在额定的频率范围内，输出电压幅度的最大值与最小值之比，以分贝数（dB）来表示其不均匀度。频率响应在电能质量概念中通常是指系统或计量传感器的阻抗随频率的变化。

由于放大电路中存在电抗元件C，因此它对不同频率呈现的阻抗不同，所以放大电路对不同频率成分的放大倍数和相位移不同。放大倍数与频率的关系称为幅频关系；相位与频率的关系称为相频关系。放大电路工作在中频区时，电压的放大倍数基本不随频率变化，保持一常数。

低频区：当放大倍数下降到中频区放大倍数的0.707倍时,我们称此时的频率为下限频率fl.放大器工作在此区时，所呈现的容抗增大，因此放大倍数下降，同时输出电压与输入电压之间产生附加相移。

高频区：高频区时的放大倍数也下降。因为放大器工作在高频区时，电路的容抗变小，频率上升时，使加至放大电路输入信号减小，从而使放大倍数下降。

放大器具有频率响应，原因有两个 ：一是实际放大的信号频率不是单一的；二是放大器具有电抗元件和电抗因素。由于放大电路中存在电抗元件（如管子的极间电容，电路的负载电容、分布电容、耦合电容、射极旁路电容等），使得放大器可能对不同频率信号分量的放大倍数和相移不同。如放大电路对不同频率信号的幅值放大不同，就会引起幅度失真。

如放大电路对不同频率信号产生的相移不同就会引起相位失真。幅度失真和相位失真总称为频率失真，由于此失真是由电路的线性电抗元件（电阻、电容、电感等）引起的，故不称为线性失真。为实现信号不失真放大所以要需研究放大器的频率响应。

NI Multisim软件电路仿真初探

电路一复杂就抓瞎，还是用仿真软件方便，现就NI仿真软件的初学进行记录。

学习钳位二极管时，在单片机如何优雅的读取0-10V传感器信号（一）_视嵌的博客-CSDN博客_单片机ad采集0到10v电压一文中看到了分压电阻接反的电路，VF1是要进入AD芯片的电压，有上限（正常最大值为3.3V），但是电阻R1、R2接反之后如果不加保护电路，会达到6.6V，可能会损坏AD芯片。

目前，对于VF1的电位（电动势）值感到迷茫，于是在某站上搜索NI教程，进行仿真。

仿真环境：NI Multisim 14.0

（一）绘制电路

1.放置元器件。

此处的元器件包括普通元器件、电源及地。

步骤：在圈1工具栏处，点击任一元器件图标，弹出对话框，按照实际需求，分别选择直流电源、地、3只电阻、1只二极管及1只电容，放置于工作区。

元器件放置

2.更改元器件参数

元器件放置完成后，选中元件，右键，根据实际需求编辑元件。

双击元件参数，即可编辑，如阻值、容值等，见下图：

编辑元件参数

参数编辑完成后，鼠标点击任一元件管脚并连接至另一元件管脚，即可完成电路绘制。绘制完成的电路如下图所示：

电路绘制完成

其中，连接线上的0表示0电位（地），其余1、2、3表示3种不同的电位；元件上小的1、2表示默认情况下电流从1→2。

此两处的显示设置为，在工作区空白区域右键，选择最下方的“属性”，弹出如下图的对话框，将图中标志两处选中即可。

管脚号及电位号的显示设置

那么，图中各数字处的电位分别是多少？电流的实际流向又如何呢？

如果你也像我一样迷迷糊糊，欧姆定律用的又不是很6，那么可以试一下仿真了。

（二）仿真方式一：通过菜单仿真

第一种方式为通过菜单栏选择进行仿真，选中自己想知道的变量，添加到仿真结果中，运行即可显示结果。具体步骤如下图：

菜单栏仿真步骤

运行之后，弹出仿真结果，如下图：

仿真结果

从图中可以看出：电流从电位2处分流，流向两支路。

（三）仿真方式二：通过测量仪器（万用表、探头）仿真

除了利用菜单仿真外，还可以利用测量仪器进行电压电流测试：

在右侧工具栏选中第一个工具“万用表”；将万用表连接在想测量的元件周围（测电流要串联，测电压要并联）；双击万用表进行设置（测电流选择A，测电压选择V）。

例如，我想知道上图中二极管是正向偏置还是反向偏置，就可以在二极管两侧加万用表，测量二极管上的压降。

如何让万用表运行呢？按照下图步骤操作，即可在万用表中看到二极管两端的压降值。

利用万用表进行电路仿真

从上图中可以看出，二极管是正向偏置，压降约为0.5V，所以3处的电位约为3.8V，与方式一的仿真结果一致。

通过以上仿真可以看出，虽然VCC处是3.3V供电端，但相对10V而言，仍然是低电位，电流依然会往它这儿流。

不能有“你是电源你了不起”的想法。当然将3处电位等价于原文中VF1也有不妥之处，等价的前提应该是AD芯片的VF1输入端是高阻抗。

这下，友友们有点明白了吗？希望共勉！

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