时间：2023-06-02 10:00:38
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇放大电路，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
一、基本放大电路的放大概念
基本放大电路又称放大器，其功能是把微弱的电信号不失真地放大到所需要的数值。这里微弱的电信号是可以由传感器转化的模拟电信号，也可以是来自前级放大器的输出信号或是来自于广播电台发射的无线电信号等。基本放大电路，是指由一只放大管构成的简单放大电路。放大电路中的放大，其本质是实现能量的控制和转换。当输入电信号较小，不能直接驱动负载时，需要另外提供一个直流电源。在输入信号的控制下，放大电路将直流电源的能量转化为较大的输出能量，从而驱动负载。这种用小能量控制大能量的能量转换作用，即为放大电路中的放大。因此，基本放大电路实际上是一个受输入信号控制的能量转换器。
二、基本放大电路的分类及工作原理
在放大电路中，应用最广泛的是共发射极放大电路（简称共射电路），常见的共发射极放大电路有两种，一种是基本共发射极放大电路，另一种是静态工作点稳定的共发射极放大电路，也称分压式共发射极放大电路。
1.电路的组成及各元器件的作用
为了实现不失真地放大输入的交流信号，放大电路的组成必须遵循以下规则：
（1）加入直流电源的极性必须使晶体管处于放大状态，即发射结正偏，集电结反偏。
（2）为了保证放大电路不失真的放大输入的交流信号，在没加入输入信号时，还必须给晶体管加一个合适的直流电压、电流，称之为合理地设置静态工作点。
（3）如下图所示按照上述原则组成的基本共发射极放大电路。
电路中各元件的作用：
VT为NPN型晶体管，是放大电路中的核心器件，在电路中起放大作用。Vcc为直流电源，是放大电路的能源，其作用有两个，一是保证晶体管工作在放大状态，通过Rb、Rc（Rb>Rc）给晶体管的发射结提供正偏电压，给集电结提供反偏电压；二是提供能量，在输入信号的控制下，通过晶体管将直流电源的能量转换为负载所需要的较大的交流能量。
Rb为基极偏置电阻，作用有两个：一是给发射结提供正偏电压通路；二是决定静态基极电流Ib的大小。当Vcc、Rb的值固定时，Ib也固定了，所以这种电路也被称为固定偏置放大电路。
Rc为集电极负载电阻，作用有两个：一是给集电结提供反偏电压通路；二是通过Rc将晶体管集电极电流的变化转换成集成电极电压的变化，从而实现电压放大。
C■、C■为耦合电容，作用是“隔直通交”，即把输入信号中交流成分传递给晶体管的基极，再把晶体管集电极输出电压中的交流成分传递给负载。因此要求C■、C■在输入信号频率下的容抗很小（可视为短路）。在低频率放大电路中，C■、C■容量均取的很大，常采用几十微法的电解电容。
2.放大电路的工作原理
从放大电路的组成可知，放大电路正常放大信号时，电路中既有直流电源Vcc，又有输入的交流信号Ui，因此电路中晶体管各级的电压电流中有直流成分，也有交流成分，总电压、总电流是交直流的叠加。为了便于分析，通常把放大电路中的直流分量和交流分量分开讨论。当没加输入信号时电路中只有直流流过，称这种情况为放大电路的直流工作状态，简称静态。加入输入信号后，电路中交直流并存，当只考虑交流不考虑直流时，这种情况下称放大电路处于交流工作状态，简称动态。
（1）放大电路的静态，为了不失真地放大输入信号，必须保证晶体管在输入信号的整个周期内，始终处于放大状态。例如：当输入信号为正弦波时，如果不设置直流工作状态，则幅值为0.5V以下的输入信号都会使晶体管处在截止状态（硅管），而不能通过放大电路，输出信号将出现失真。因此，在没加输入信号前，需要给放大电路设置一个合适的工作状态。当电路参数（Vcc、Rb、Rc）确定之后，对应的直流电流、电压Ib、Ic、Uce也就确定了，根据这三个直流分量，可以在晶体管输出特性曲线上确定一个点，称这个点为静态工作点，用Q表示。通常直流工作点上的电流、电压用Ibq、Icq、Uceq表示。
（2）放大电路的动态，在放大电路的输入端加上正弦信号Ui，经过C■送到电路的输入端产生电压为Ubc，由Ubc产生一个按正弦变化的基极电流Ib，次电流叠加在静态电流Ibq上，使得基极的总电流为IB=Ib+IBQ。晶体管放大，集电极产生一个和Ib变化规律一样，且放大β倍的正弦电流Ic（Ic与Ui相位相同），这个电流叠加在静态电流ICQ上，使集电极的总电流为Ic=ICQ+Ic。当Ic流过Rc时，Rc上也产生一个正弦电压URC=RcIc（与Ic的变化相同）由于Uce=Uce-IcRc，所以Rc上的电压变化，必将引起压管压降Uce反方向的变化（与Ic的变化相反）。
由上述可知，基本共发射极放大电路是利用晶体管的电流放大作用，并依靠Rc将电流的变化转化为电压的变化，使输出电压的数值上比输入电压大很多，相位上与输入电压相反，从而实现电压放大。
3.基本放大电路的分类
（1）静态工作点稳定的共发射极放大电路。放大电路静态工作点位置不仅决定电路是否会产生失真，还影响着电路的电压放大倍数、输入电阻等动态参数。如果静态工作点不稳定，放大电路的这些参数就会发生变化，严重时会使放大电路不能正常工作。因此如何保持静态工作点的稳定是十分重要的。
（2）共集电极放大电路。共集电极放大电路具有输入电阻大、输出电阻小及较强的电流放大能力，但它不具备电压放大作用。因此，它从信号源索取的电流小，带负载的能力强，还可以通过输入输出电阻的变换，使多极放大电路前后级阻抗达到匹配。所以在多极放大电路中，共集电极放大电路常用作输入级、输出级缓冲级。
（3）共基极放大电路。共基极放大电路具有输入电阻小（只有几十欧）、输出电阻较大（与基本共发射极放大电路相同）的特点，虽然具有较强的同相电压放大能力，但不具备电流放大作用。它的同频率较好，适于做宽频带放大电路。
（4）共源极放大电路。常用的共源极放大电路有两种：一种是自给偏压式共源极放大电路，另一种是分压式共源极放大电路。
（5）共漏极放大电路。共漏极放大电路又称为源极跟随器、源极输出器，它与晶体管射极跟随器有类似的特点，如输入阻抗高、输出阻抗低、放大倍数小于且接近1等，应用比较广泛。
三、基本放大电路的主要性能指标
任何一个放大电路，均可将其视为一个两端口网络，如下图所示。
在放大电路的输入端A、B处接信号源，称此闭合回路为输入回路。信号源是所需放大的输入电信号，输入电信号可以等效电压源或电流源。图中Rs是信号源的内电阻；Us为理想电压源。
在放大电路的输出端C、D处接负载，称此闭合回路为输出回路。负载是接受放大电路输出信号的换能器。为了分析问题方便，一般负载用纯电阻RL来等效。
信号源和负载对放大电路的工作将产生一定影响。直流电源是用以提供放大电路工作时所需要能量的，同时也为放大电路中的放大管处于正常放大状态提供合适的直流电压。
四、结语
模拟电子技术在现代国防建设、科学研究、工农业生产、医疗、通信及文化生活等各个领域得到了极为广泛的应用，并起着巨大的作用。特别是在各个领域中的自动化控制中，模拟电子技术无处不在。所以在研究基本放大电路时我们应该持严谨的科学态度，认真对每一项工作负责，通过自己的努力能够更好地、更详细地运用基本放大电路。
关键词：密集度光电立靶前放干扰噪声
在靶场测试中，弹丸射击密度是衡量低伸弹道武器性能的一项重要指标。到目前为止，国内靶场在密度集度测量方面已有多种方法，最先进的方法是采用光电靶进行测量。笔者研制了一种四光幕交汇的光电立靶测试系统，该系统以四个无形的光幕（红外光）为靶面，当弹丸穿过四个不同不幕时产生相应的脉冲序列，通过对这四个时间值的解算可得到弹丸的着靶坐标，进而换算出弹丸射击密集度。
在测试中，光电靶的灵敏度直接影响整个系统的测试精度，而影响光电靶灵敏度的关键因素就是信号调度电路中放大电路的放大倍数和信噪比，而此设计性能良好的前置放大电路显得尤为重要。本文介绍了一种采用低噪声运放和仪表放大器组成的前放电路，该电路不仅可以很好地放大微弱信号，而且克服了传统设计方法的弊端，简化了设计，也使得电路结构更为紧凑。
1测试系统工作原理
光电靶的测试以光电转换为基础，以无形的光幕为靶面。图1所示是光电靶测试的系统框图，其测试原理如下：当有物体穿过光幕时，会引起接收光电管的光通量发生变化，此时，光电管所在电路会产生一个正比于该光通量变化的电信号，处理电路将这个电信号放大、整形、最后以脉冲形式输出，再经过数据处理得到所要测量的物理量。
2设计要求
该系统中，红外光电管输出的信号十分微弱，最大约为10mV，如果此输出信号直接输入到后续电路，则往往会被噪声淹没，要有效利用这个输出信号，就必须对其进行放大。在一般情况的光电检测系统中，光电敏感器件的输出端都紧密连接一个低噪声前放大器，它的任务是：放大光电敏感器件所输出的微弱电信号，并匹配后续调理电路与光电敏感器件之间的阻抗。根据该系统要求，由光电敏感器件输出的微弱电信号应被放大800倍左右，因此，对前置放大器的要求是：低噪声、高增益、低输出阻抗、足够的信号带宽和负载能力、良好的线性和抗干扰能力、结构紧凑、靠近光电敏感器件并具有良好的接地和屏蔽。
3设计方案
该前置放大器电路的设计要从以下几个方面考虑：首先应满足放大电路的高信噪比和信号源阻抗与放大器之间的噪声匹配（所谓噪声匹配是指信号源阻抗等于最佳源阻抗，使得放大电路的噪声系数最小）；其次，要考虑电路组态、形式等以满足对放大器增益、频响、输入输出阻抗等方面的要求；最后通牒，还应采取一定的方法来减少噪声，采取屏蔽以及接地措施以尽量避免信号受到外来的干扰。
3．1传统方法
传统的放大器电路设计方法是采用超大β管或直接利用仪表放大器增益的可编程性来获取所需要大倍数。按照传统方法，若采用晶体管组成放大电路则输入阻抗较低，尤其在放大微弱信号时会影响输入信号的质量；若采用场效应管组成放大电路，虽然具有高的输入阻抗，但相比较而言它的温漂大、稳定性差，同时不管采用晶体管和还是场效应管，均使得整个电路设计比较复杂，组装和调试也不方便，结构不够紧凑；若直接采用仪表放大器进行高增益单级放大，则不能使仪表放大器达到最佳性能。例如：则若输入失调电压为0.5mV，放大10000倍后可达5V。一般情况下，可利用仪表放大器作前级放大，然后再经过后级放大，但采用仪表放大器组成多级放大电路，将会增加制作成本。
3．2器件选择
为了满足低噪声放大器对噪声匹配的要求，应选择合适的源电阻，因为源电阻的大小是选以一级放大元件的重要依据。源电阻小于100Ω时，可用变压器耦合，源电阻在100Ω至1MΩ之间可选用晶体管，源电阻在1kΩ至1MΩ之间可以选用运放，源电阻在1kΩ至1GΩ之间多采用结型场效应管（JEFT），源电阻超过1MΩ也可选用MOSFET。
由于所选红外光电管的输出电阻为20kΩ,因此选用晶体管、运算放大器、结构场效应管均可。相比较而言，运算放大器输入阻抗高、失调和漂移较小、共模抑制比高、对温度变化、电源波动以及其它外界干扰具有较强的抑制能力，因此适用于放大微北信号，同时采用运算放大器也可使电路设计简化、组装调试方便、功耗低、体积小、可靠性高。
为了获得低噪声放大电路，应选用低噪声元器件。电阻选用金属膜电阻，电容选用钽电容或瓷介电容，信号输入线应采用尽量短的屏蔽电缆，电路板选用漏电流小的高绝缘电路板。
3．3新型方案实现
根据系统要求，光电管输出的原始信号应被放大800倍左右，若采用单级放大电路，则当放大倍数较高时，可能会导致电路自激，而避免自激的常用方法就是压低放大电路对信号的放大倍数。因此，本设计采用低噪声运算放大器和仪表放大器构成两级放大电路，前级由低噪声运放放大8倍，后级由仪表放大器放大100倍，两级级联即可获得所需放大倍数。
图2
光电靶测试系统中放大电路的原始图如图示所示，图中，一级放大采用ADI公司的低噪声运算放大器AD829，并设计为负反馈放大电路。AD829是一种高速、低噪声运算放大器，它的等效输入噪声电压密度较小，其最大值为2nV/(Hz)1/2，等效输入噪声电流密度的最大值为1.5pA/(Hz)1/2，电源电压范围为±5~±15V，具有0.04o的相位偏差为0.02%的增益偏差并具有良好的动态特性。根据理想运算放大器的特点和虚短、虚新的概念，可知运放两输入端电压相等，即：U+=U-,又有Uin=U+,由此可得流过电阻R3的电流为：
IR3=U-/R3=U+/U3=Uin/R3
运算放大器的输出为：
Uout=IR3(R2+R3)=Uin(R2+R3)/R3
因一级放大倍数为8位，选择电阻R2=7R3，由此可得到运放输出为：
Uout=Uin(R2+R3)/R3=Uin(7R3+R3)/R3=8Uin
二级放大电路采用BB公司的INA103。INA103是低噪声仪表放大器，它的等效输入噪声电压密度最大为1nV/(Hz)1/2。电源电压范围为±9V~±25V，具有大于是100dB的高共模抑制比、好的动态特性和1~1000的增益变化范围。
本设计采用了INA103的一种典型用法，只外接了电阻R4、R5和电位器RW，电阻R4与R5阻值相等且等于电位器RW阻值的一半，推荐最大使用值为RW=100kΩ、R4=R5=50kΩ。该方法能提供补偿电压同时使输入端电流基本不变。
光电管输出信号经电容耦合到集成运算放大器的输入端，两级放大电路之间采用阻容耦合方式进行耦合。阻容耦合方法中放大电路的静态工作点是独立的，即前、后级无关，也就是说它能隔离各级静态之间的相互影响，使得电路总温漂不会太大。
噪声和干扰信号能够通过多种渠道影响放大电路，在实际应用中必须采取必要的措施以尺可能降低噪声和干扰信号的影响。在电路中，为了防止电源波动带来的干扰，在电源输入端跨接了大小合适的陶瓷电容，适当时候还可采用电池供电。在电路板制作中导线应尽量加宽，同时在功耗不是首要因素时选用阻值较小的电阻来减小电阻带来的噪声。
4屏蔽与接地措施
在微弱信号的检测中，由于有用信号极其微弱，其量级通常非常低，会被强大的噪声所淹没，因此要设计这样的放大电路，应采用合理的屏蔽和接地技术，以最大限度地降低外部干扰、耦合等噪声。
4．1屏蔽措施
在本系统，放大电路和红外光电管被共同放置在金属盒中，金属盒对整个放大电路来说相当于一个屏蔽罩，从而起到了屏蔽作用。在电路连接中应该注意以下两点：第一，导线屏蔽层应在信号接地处与零信号参考电位点相连。这样，屏蔽可看成不需要电流返回接地点的泄露通道；第二，若要使静电屏蔽罩有效，就必须将屏蔽罩内电路的零信号参考电位点与屏蔽罩相连接。如果信号地或接大地，那么屏蔽罩也要接地或接大地。如果信号不接地或大地，则屏蔽罩也不能接地或大地。
4．2接地措施
一般接地按其作用可分为保护接地和信号接地两类。低噪声放大器中的接地主要是指信号接地，接地的目的是希望放大器所有彼此连接的接地点对地的阻抗尽量小，从而降低地线电流对放大顺的影响。为了降低地线阻抗，最简单的办法是电路就近接地，同时尽量避免使用很长的接地线。通常，当工作频率低于1MHz时，可采用一点接地方式；当频率在1~10MHz之间时，如用一点接地，其地线总长度不得超过波长的1/20，反之，则应使用多点接地；当频率高于10MHz时，应采用多点接地。根据系统的工作频率，本设计采用了多点接地形式。多点接地示意图如图3所示。此外，还应注意整个电路电源线、地线的走向应与数据传递方向一致。但要避免交叉。在满足其它要求的基础上，应尽量加密地线以降低地线的阻抗。
5实验测试
本文所介绍的放大电路经长时间通电测试，表现出输出电压漂移小、信噪比高、稳定度较高，线性度良好的特性。根据光电靶工作原理以及气枪弹形状，可知当气枪弹丸穿过光幕时，光电管会输出一个由小到大再由大到小的渐变信号。气枪弹进行射击时放大电路的实验数据如表1所列。
表1放大电路实验数据
Vi(mv)1.002.204.406.807.655.457.006.588.80
Vo(mv)799.001750.03500.05425.06125.04375.05600.05250.07000.0
Av799.0795.5795.5797.0800.6802.7800.0797.8795.5
其中：Av=798.8,ΔAv=7.2,ΔVv%=0.72%<1%
通过实验发现：光电管本身的热噪声和散粒噪声以及外部光源（如日光）的影响会使得光电管的输出产生1MHz以下的低频干扰。由于AD829的INA103对联MHz以下的信号不产生放大作用，因此能够抑制这种噪声信号，而晶体管和场效应管通频带宽不能抑制这种噪声信号，为此需附加硬件电路，这样会使得电路结构更加复杂，不利于调试和安装，也影响了电路的稳定性。
关键词 电子电路设计；语音放大电路；Multisim仿真
中图分类号：TP391.9 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2015）16-0037-02
1 设计任务与技术指标
设计任务 设计并制作一个由集成运算放大器组成的语音放大电路，其作用是不失真地放大输入的音频信号。为此，语音放大电路应由输入电路、前置放大器、有源带通滤波器、功率放大器和扬声器几部分构成。
技术指标
1）前置放大器：输入信号Uid≤10 mV，输入阻抗Ri≥100 kΩ，共模抑制比KCMR≥60 dB。
2）有源带通滤波器：带通频率范围300 Hz～3 kHz。
3）功率放大器：最大不失真输出功率Pom≥5 W，负载阻抗RL=4 Ω。
2 工作原理
由于话筒的输出信号比较小，为此需用前置放大器对话音进行放大。声音是通过空气传播的一种连续的波，说话的信号频率通常在300 Hz～3 kHz之间，这种频率范围的信号称为语音信号。声音在空气中传播会产生谐波失真，为了提高输出信号的高保真性能，需要设计频率范围在300 Hz～
3 kHz之间的带通滤波器，用于滤除语音信号频带以外的噪声。功率放大器用于对语音信号进行功率放大驱动扬声器输出，要求输出功率尽可能大，转换效率尽可能高，非线性失真尽可能小[1]。
3 设计方案
根据技术指标要求，可由输入信号、最大不失真输出功率、负载阻抗，求出系统总电压放大倍数Au=894。由于实际电路中存在损耗，故取Au=900。根据各单元电路的功能，各级电压放大倍数分配为：前置放大器11倍，有源带通滤波器2.5倍，功率放大器33倍。
前置放大器 前置放大器为测量用小信号放大电路。由于传声器输出信号的最大幅度仅有若干毫伏，而共模噪声可能高到几伏，在设计中要考虑放大器输入漂移、噪声以及放大器本身的共模抑制比对设计精度的影响，前置放大器应该是一个高输入阻抗、高共模抑制比、低漂移的小信号放大电路。本设计采用具有很高输入阻抗、能与高阻话筒配接的同相比例运算电路作为前置放大器，电路如图1所示，其电压放大倍数Au为：
所以取R1=10 kΩ，R2=100 kΩ，R3=R4=200 kΩ。
有源带通滤波器 由有源器件和RC网络组成的滤波器称为有源滤波器。按照滤波器工作频带的不同，可分为低通、高通、带通和带阻四种滤波器。根据语音信号的特点，语音滤波器应该是一个二阶有源带通滤波器，其频率范围应在300 Hz～3 kHz之间。
1）二阶有源低通滤波器。二阶有源低通滤波器如图2所示。
电压放大倍数为：
设品质因数Q=0.707，得通带放大倍数Aup=1.58，故取R3=47 kΩ，R4=27 kΩ。由于f0=3 kHz，若取C1=C2=6.8 nF，
则有R1=R2=8.2 kΩ。
2）二阶有源高通滤波器。高通滤波器与低通滤波器具有对偶性，若把图2中的C1、C2和R1、R2位置互换，就可得到二阶有源高通滤波器。电压放大倍数为：
设品质因数Q=0.707，得Aup=1.58，故取R3=47 kΩ，R4=
27 kΩ。由于f0=300 Hz，若取C1=C2=68 nF，则有R1=R2=
8.2 kΩ。
3）宽带带通滤波器。当低通滤波器的截止频率大于高通滤波器的截止频率时，将二阶低通滤波器和二阶高通滤波器串联，就可得到通带较宽的二阶带通滤波器。该方法构成的带通滤波器多用作测量信噪比的音频带通滤波器，其带宽由两个滤波器的截止频率决定，且通带截止频率易于调整[2]。
功率放大器 功率放大器的作用是给语音放大电路的负载（扬声器）提供所需的输出功率。LM386是一种低电压音频集成功放，具有电源电压范围宽、静态功耗低、电压增益可调、外接元件少和低失真度等优点。
LM386的典型应用电路如图3所示。LM386的电源电压范围为4～15 V，静态电源电流为4 mA，输入阻抗为50 kΩ。
电路由单电源供电，输出端经输出电容C5接负载，以构成OTL电路。RP1和C6阻容网络用来设定电压增益，即调节电位器RP1，可使电压增益在20～200之间变化；C2为去耦电容，用来滤掉电源的高频交流成分；C3为旁路电容，起滤除噪声的作用；R1和C4校正网络用来进行相位补偿，防止电路高频自激；C5为耦合电容，起隔直流通交流作用。
4 电路实现
利用Multisim软件画出各单元电路的仿真电路图，先对各单元电路进行分级调试，再将各单元电路级联进行整机调试；然后进行电路焊接与装配，对实际电路进行性能指标测试；最后进行实际系统音质效果试听，即将话筒或收音机的耳机输出口接语音放大电路的输入端，用扬声器代替负载电阻，应能听到音质清晰的声音。
参考文献
[关键词]音频 放大电路 抗干扰
中图分类号：P101 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0002-01
1、概述
信号接收机一种从天线接收并解调无线电信号的电子设备，并制成声音信号反馈给使用者，而这种声音信号接收初期比较微弱，幅值和功率都无法满足输出要求，需要利用音频放大器有效放大音频信号，满足音频信号的输出。任何噪声的加入都可能导致音频信号的无效输出，所以信号接收机的抗干扰性能是系统可靠性的重要指标。在电子设备中，一个电路所受干扰的程度可用下式描述：
S=WC/I
其中，S为电子线路受干扰的程度，为干扰发生的强度，C为干扰通过某种途径到达干扰处的耦合因素，，为受干扰电路的抗干扰性能Ⅲ。笔者将从减少干扰源产生的干扰强度、切断和降低干扰耦合因素和采取各种措施提高电路的抗干扰能力等多方面出发来提高接收机的抗干扰性。
2、音频放大器的设计
音频放大器由前置放大器和功率放大器组成回，原理框图如图1所示。
2.1 前置放大器
信号源前置放大器的作用为：（1）有选择地吸收信号源的信号；（2）对输入信号进行频率均衡或阻抗变换；（3）对信号进行相应的放大，使之能满足功率放大器对输入信号的电平要求，并改善其信噪比。由于LM324运放电路具有电源电压范围宽、静态功耗小、价格低廉等优点，该设计用此放大器代替晶体管进行交流放大，用作功率放大器的前置放大。
2.2 功率放大器
通常在设计音频功率放大器时，需要了解以下6点：（1）所需的输出功率；（2）输入阻抗；（3）输入信号电平；（4）最大电源电压；（5）负载电阻；（6）带宽翻。在笔者的设计中，要求输出功率为16W，输入阻抗≥lO0kQ，输入信号电平5V（最大），负载电阻4Q，带宽20-800Hz（±0.25dB）。笔者选用TDA2030A集成块来设计音频
功率放大器，其输出功率最大可达l8W，电源电压为6-18V，也可单电源供电，输出电流大（最大3.5A），谐波失真和交越失真小（+14V/4n，THD=0.5%），电气性能稳定、可靠、适应长时间连续工作且芯片内部具有过载保护和热切断保护电路。
3、抗干扰性分析和低噪声研究
仪器干扰分2种：（1）外部干扰是指那些与系统结构无关而是由于使用条件和外部环境因素所决定的干扰；（2）内部干扰是指由于系统结构、元件布局和生产工艺等所决定的干扰。内部干扰主要有散杂电感和电容的结合引起的不同信号感应、长线传输造成电磁波的反射、多点接地造成的电位差干扰等[51。抑制和消除干扰的方法主要是明确干扰源、切断耦合途径和降低装置本身对干扰的敏感度。在电路设计和印制板制作过程中所采取的主要抗干扰措施如下。
3.1 硬件设计抗干扰技术
（1）电源的抗干扰措施
来自电源的干扰主要从电源和电源引线侵入系统，当系统与其他经常变动的大负载共用电源时，会产生电源噪声，如电源过压、欠压、浪涌、下陷等尖峰干扰。首先，笔者采用开关稳压电源供电，提高了供电质量；其次，在音频功率放大电路部分设计独立的电源插座，这部分的供电线不经过PCB板，直接用屏蔽线与直流稳压电源相连，避免数字电路中高频成分的串扰；再次，在电源输出端采用大电容并接小电容的方法进一步滤除电源本身的谐波成分，提高供电的稳定性。
（2）地线的处理
数字地线通常有很大的噪声且有很大的电流尖峰，在笔者设计中所有的模拟地线和数字地线分开走线，且音频功放电路部分的地独立于其他模拟地单独布线，最后三种地并联单点接地。
（3）设计硬件滤波器消除高频干扰
由于脑波音乐属于低频信号，为防止高频噪声被功率放大器进一步放大，在功率放大器的输入端设计了一阶低通滤波电路，其上限截止频率
3.2 印制电路板抗干扰技术
（1）地线和电源线的处理
地线和电源线加粗，对用电量较大的主电源走线和主地线特别加粗，以防止细线阻抗使电源和接地电位随负载电流变化而导致噪声增加。电源线和地线基本上分布于印制板的两面，并对部分地线进行覆铜处理，这样可减小接地电阻、减少电流环路面积、降低接地电位差并有利于散热。
（2）器件布置
在制作印制板时，器件布局主要考虑以下3点：①元器件的布局遵循主信号线短且直的要求；②信号输入和输出分别位于功放的两侧，以防止相互干扰；③左右两路放大器的元件对称安放，这样不但有利于两路信号无差别传输，而且使电路板更加美观。
（3）对音频功率放大电路加屏蔽
对整个系统来说，音频功率放大器本身为一强干扰源，笔者在音频功放周围加上屏蔽体（地线圈）且将屏蔽体一点接地，可把电场形成的干扰弧屏蔽掉，使之对邻近导线或回路不产生干扰且可抑制磁场对弱信号回路可能造成的干扰。信号通过小电阻跨接进出屏蔽体，防止信号线与屏蔽体正交处产生的分布电容影响信号的完整性。
4、实验结果
该设计应用于接收机的原理样机中。实验表明，该音频放大器可有效放大接收机的音频信号，其抗干扰设计提高了系统的可靠性并有效抑制了噪声干扰，输出基本满足设计要求
计算电源电压功率放大器的本质为将电源电能“转化”为音频信号的电能。所以最大电源电压的确定就显得相当重要，一般来说，输出功率和负载阻抗决定了对电源电压有一定的要求。因此，在有效抑制抗干扰的时候可以从以下几方面着手：
（1）在峰值输出的幅度。加一个压降（约5V），得到电源电压的基本值；（2）电源的调整率取决于无负载时的电压，通常要高于15%左右；（3）考虑电网电压的波动，按10%计算，因此，最大电源电压。
（2）由于电阻有分压作用，放大器增益提高，可提供更大的输出功率和动态范围，但随着增益的提高，噪声也相应放大，结果降低了信噪比，也影响了功率带宽。
（3）TDA2030A是一个大功率放大器，为了使器件在正常工作时不发生热关断，提高器件的长期可靠性和系统的稳定性，设计采用铝合金散热片为其散热。
5、结语
本文针抗干扰性能进行了理论计算与仿真分析。通过改变放大器的电压以及增加相关器件，进一步提高了放大电路抗干扰性能，从而实现了音频放大电路的有效信号源。
参考文献
[1]倪其育.音频技术教程[M].北京：国防工业出版社，2011.
关键词：Multisim；差分放大电路；仿真分析；差模信号；共模信号
中图分类号：TN707 文献标识码：B 文章编号：1004-373X(2009)04-014-02
Analysis of Differential Amplifier Circuit Simulation Based on Multisim
XIONG Xujun
(Lanzhou City College,Lanzhou,730070,China)
Abstract：Features ofMultisim8 software and differential amplifier for the simulation analysis are introduced,research on how to enlarge differential mode signal and restrain common mode signal.The simulation results calculated in line with the theoretical analysis,in the classroom teaching of electronic technology to simulate more image,flexible and closer to actual projects,to help students understand theory,a better grasp of the knowledge acquired by the purpose It has great significance to enhance students practical ability and analysis of issues and problem-solving abilitie.
Keywords：Multisim;differential amplifier;simulation analysis;differential mode signal;common mode signal
差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，以放大差模信号抑制共模信号为显著特征，广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。但是差分放大电路结构复杂、分析繁琐，特别是其对差模输入和共模输入信号有不同的分析方法，难以理解，因而一直是模拟电子技术中的难点［1,2］。Multisim 作为著名的电路设计与仿真软件,它不需要真实电路环境的介入,具有仿真速度快、精度高、准确、形象等优点。因此,Multisim被许多高校引入到电子电路实验的辅助教学中,形成虚拟实验和虚拟实验室。通过对实际电子电路的仿真分析,对于缩短设计周期、节省设计费用、提高设计质量具有重要意义。
1Multisim8软件的特点
Multisim是加拿大IIT (Interactive Image Technologies)公司在EWB (Electronics Workbench)基础上推出的电子电路仿真设计软件,Multisim现有版本为Multisim2001，Multisim7和较新版本Multisim8。它具有这样一些特点:
(1) 系统高度集成，界面直观，操作方便。将电路原理图的创建、电路的仿真分析和分析结果的输出都集成在一起。采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。操作方法简单易学。
(2) 支持模拟电路、数字电路以及模拟/数字混合电路的设计仿真。既可以分别对模拟电子系统和数字电子系统进行仿真，也可以对数字电路和模拟电路混合在一起的电子系统进行仿真分析。
(3) 电路分析手段完备,除了可以用多种常用测试仪表（如示波器、数字万用表、波特图仪等）对电路进行测试以外，还提供多种电路分析方法，包括静态工作点分析、瞬态分析、傅里叶分析等。
(4)提供多种输入/输出接口,可以输入由PSpice等其他电路仿真软件所创建的Spice网表文件，并自动形成相应的电路原理图，也可以把Multisim环境下创建的电路原理图文件输出给Protel等常见的印刷电路软件PCB进行印刷电路设计［3,4］。
2 差分放大电路仿真分析
运行Multisim 8，在绘图编辑器中选择信号源、直流电源、三极管、电阻，创建双端输入双端输出差分放大电路（双入双出差分放大电路）如图 1所示，标出电路中的结点编号。
该次仿真中，采用虚拟直流电压源和虚拟晶体管，差分输入信号采用一对峰值为5 mV、频率为1 kHz的虚拟正弦波信号源。设置虚拟晶体管的模型参数BF=150，RB=300 Ω［5］。
图1 双入双出差分放大电路
2.1 差模放大性能仿真分析
2.1.1 直流分析
直流分析实际上就是确定静态工作点。选择Simulate菜单中的Analysis命令,然后选择DC Operating Point子命令,分析结果如图2所示。
用静态工作点分析方法得UBEQ1=UBEQ2=0.69 V，UCEQ1=UCEQ2=V3-V28.94 V，与题中理论计算结果完全相同。
2.1.2 差模放大倍数分析
加差模信号ui1,ui2，分别接入电路的左右输入端，电阻R1作为输出负载，则电路的接法属于双入双出。将四通道示波器XSC1的3个通道分别接在信号源ui1和负载R1两端，如图1所示［6,7］。运行并双击示波器图标XSC1，调整各通道显示比例，得差分放大电路的输入/输出波形如图3所示。
用示波器观察和测量输入电压和输出电压值，差模信号单边电压V1-3.597 mV(5 mV/Div),单边输出交流幅值约为170.124 mV(500 mV/Div),所以双入双出差分放大电路的差模放大倍数Au-170.124/3.597=-47，与单管共射的放大倍数相同，即差分放大电路对差模信号具有很强的放大能力。
仿真结果与题中理论计算结果相同。
2.2 共模抑制特性仿真分析
2.2.1 共模放大倍数分析
在图1中，将信号源ui2的方向反过来，即加上共模信号，运行并双击示波器图标XSC1，调整A，B通道显示比例，可得如图4所示波形［4］。
由图4波形可知,在峰-峰14 mV(有效值为5 mV)的共模信号作用下,输出的峰值极小,峰-峰值为13 mV,因此单边共模放大倍数小于1。且uc1和uc2大小相等，极性相同。所以，在参数对称且双端输出时，共模放大倍数等于0，说明差分放大电路对共模信号具有很强的抑制能力。显然，仿真结果与理论分析结果一致。
图2 差分放大电路静态工作点
图3 双入双出差分放大电路输入输出波形
图4 差分放大电路共模信号输入输出波形
2.2.2 共模抑制比分析
选择Simulate菜单中的Analysis命令，然后选择Transient Analysis子命令，选择结点3，4作为输出，单击Simulate按钮；选择Simulate菜单中的后处理器Postprocessor子命令，在Expression列表框中编辑“V（＄4）-V（＄3）”，然后打开Graph选项卡，可画出差分放大电路共模输入双端输出波形，见图5。可见，波形属于噪声信号，且幅值极小，可忽略不计。因此，差分放大电路双端输出时，其共模抑制比KCMR趋于无穷大。
如果再将图1所示的电路中发射极电阻R2改为恒流源，重复前面步骤，再分析共模特性，可得出结论：具有恒流源的差分放大电路的共模抑制比KCMR更高［6,8］。
3 结 语
应用Multisim8软件对差分放大电路进行仿真分析,结果表明仿真与理论分析和计算结果一致,应用Multisim进行虚拟电子技术实验可以十分方便快捷地获取实验数据,突破了在传统实验中硬件设备条件的限制,大大提高了实验的深度和广度。利用仿真可以使枯燥的电路变得有趣,复杂的波形变得形象生动,并且不受场地(可以在教室、宿舍),不受时间(课内、课外)的限制,通过教师演示和学生动手设计、调试,不但可以使学生更好地掌握所学的知识,同时提高了学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力［9，10］。
图5 差分放大电路共模输入双端输出波形
参 考 文 献
［1］侯勇严,郭文强.PSpice在差分放大电路分析中的应用研究［J］.微计算机信息，2006,22(9):303-305.
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关键词：仿真；差动放大电路；共模抑制比；差模输出
中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)16-3884-03
模拟电子技术是电子信息类专业的一门主干课程，该课程中的核心元件为二极管和三极管。这些器件不同于电阻和电容之处在于它们的非线性，以及分析的过程中往往交直流共存。加上学生在实验室的时间有限，缺乏直观的认识，给学生的认识带来困难。该文以模拟电子技术课程中基本的差动放大器电路为例，介绍了Proteus在电路仿真中的应用，分析了电路参数的改变对电路的影响。在课堂教学中引入Proteus，使教学更加生动，贴近实际。对提高学生兴趣，培养学生创新能力有非常好的促进作用。
图5 2.3输出波形的观察
在差模输入时，如果输入信号的正极性端接T1管的基极，由于共射电路的倒相性，单端输出从T1管的集电极对地的输出电压是和输入差模信号倒相的，相反，对于同样的输入信号，从T2管的集电极输出电压是和输入电压同相的，如图5所示，分别是单端输出时的两个输出电压及差模输入电压。
双端输出时，如果选择T1管的集电极为输出电压的正极性端，则输出电压与输入电压同相，否则反相。
该文以模拟电子技术中的差动放大电路为例介绍了Proteus软件在电路模拟和仿真中的应用，在课堂教学中使课堂更加生动，灵活，达到了帮助学生理解原理，提高分析问题的能力。相信这种生动的教学模式在电路分析，数字电路和单片机等课程的教学过程中会发挥更大的作用。
[1]华成英，童诗白.模拟电子技术基础[M].4版.北京:高等教育出版社, 2006.
[2]罗映祥.Multisim电路仿真软件在差分电路分析中的应用[J].电脑知识与技术,2008,1(1):169-173.
关键词:直接耦合; 零点漂移;差动放大电路; 下限频率
中图分类号:TN710 文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2010)12-0013-03
Suppression Method of Zero-drift in Direct-coupled Amplifying Circuit
GAO Mei-rong
(Baoji College of Arts & Science, Baoji 721001, China)
Abstract:The direct-coupled amplifier circuit, whose lower limit frequency of the frequency characteristics is zero, can amplify the AC signals, slowly varying signals and DC signals. The direct coupling structure is generally adopted in the integrated amplifying circuit since the large-capacity capacitors in the integrated circiuts are difficult to make. However, the direct coupling amplifying mode brings about a particular issue, which is called "zero drift". The characteristics of the direct-coupled amplifying circuits and the special problems caused by the direct coupling are described. A variety of measures to solve the problem of the zero drift and the productive reason of the problem are elaborated. The principle to suppress the zero drift with the differential amplifying circuit is described emphatically.
Keywords:direct coupling; zero drift; differential amplification circuit; lower limit frequency
收稿日期:2010-01-04
0 引 言
直接耦合是级与级连接方式中最简单的,就是将后级的输入与前级输出直接连接在一起,一个放大电路的输出端与另一个放大电路的输入端直接连接的耦合方式称为直接耦合[1] 。另外直接耦合放大电路既能对交流信号进行放大,也可以放大变化缓慢的信号;并且由于电路中没有大容量电容,所以易于将全部电路集成在一片硅片上,构成集成放大电路。由于电子工业的飞速发展,使集成放大电路的性能越来越好,种类越来越多,价格也越来越便宜,所以直接耦合放大电路的使用越来越广泛。除此之外很多物理量如压力、液面、流量、温度、长度等经过传感器处理后转变为微弱的、变化缓慢的非周期电信号,这类信号还不足以驱动负载,必须经过放大[2] 。因这类信号不能通过耦合电容逐级传递,所以,要放大这类信号,采用阻容耦合放大电路显然是不行的,必须采用直接耦合放大电路。但是各级之间采用了直接耦合的联接方式后却出现前后级之间静态工作点相互影响及零点漂移的问题,在此主要分析零点漂移的产生原因,并寻找解决的办法。
1 直接耦合放大电路的特点
当多级放大电路需要放大频率极低的信号,甚至直流信号时,级间采用阻容耦合和变压器耦合都不适用,必须采用如图1所示的直接耦合方式。
图1 直接耦合两级放大电路
图1中的阻容耦合方式只用一只电容器就将两级放大电路连接起来,方式简单。耦合电容器具有隔直通交作用。根据信号频率的高低选取电容器的电容量,使容抗很小,就能顺利传送交流信号; 电容器的隔直作用,使各级放大电路的静态工作点各自独立,互不影响,只要各级静态工作点比较稳定,整个放大电路工作就比较稳定。所以阻容耦合放大电路应用十分广泛。但是,在各种自动控制系统和┮恍┆测量仪表中,传递信号多数是变化极为缓慢的、非周期的信号,甚至为直流信号。例如,水轮发电机组的转速,发电机的端电压,变压器的油温,水电站前池的水位等变化是缓慢的,要实现对这些缓慢变化的物理量的测量和自动控制,必须将这些物理量转变为电信号(即模拟信号),由于这些电信号不仅是缓变的,而且是微弱的,因此必须进行放大。缓变信号包含的频率极低,用电容耦合,电容量必须很大,这样的电容器难以制作,不仅成本高、体积大,而且性能也差,是不现实的。人们自然会想到直接用导线将两级放大电路连接起来,这样再低频率的信号,乃至直流信号就能顺利通过,这就是的直接耦合方式。直接耦合放大电路既能放大交流信号,又能放大缓变信号和直流信号(所以在一些书中称其为直流放大电路),它的频率特性的下限频率为零,在自动控制系统和电子仪表中获得广泛应用。
2 直接耦合放大电路的特殊问题 零点漂移
零点漂移是直接耦合放大电路存在的一个特殊问题。所谓零点漂移的是指放大电路在输入端短路(即没有输入信号输入时)用灵敏的直流表测量输出端,也会有变化缓慢的输出电压产生,称为零点漂移现象,如图2所示[3] 。零点漂移的信号会在各级放大的电路间传递,经过多级放大后,在输出端成为较大的信号,如果有用信号较弱,存在零点漂移现象的直接耦合放大电路中,漂移电压和有效信号电压混杂在一起被逐级放大,当漂移电压大小可以和有效信号电压相比时,是很难在输出端分辨出有效信号的电压;在漂移现象严重的情况下,往往会使有效信号“淹没”,使放大电路不能正常工作。因此,必须找出产生零漂的原因和抑制零漂的方法。
图2 零点漂移现象
3 零点漂移产生的原因
产生零点漂移的原因很多,主要有3个方面:一是电源电压的波动,将造成输出电压漂移;二是电路元件的老化,也将造成输出电压的漂移;三是半导体器件随温度变化而产生变化,也将造成输出电压的漂移[4] 。
前两个因素造成零点漂移较小, 实践证明,温度变化是产生零点漂移的主要原因,也是最难克服的因素,这是由于半导体器件的导电性对温度非常敏感,而温度又很难维持恒定造成的。当环境温度变化时,将引起晶体管参数VBE,β,ICBO的变化,从而使放大电路的静态工作点发生变化,而且由于级间耦合采用直接耦合方式,这种变化将逐级放大和传递,最后导致输出端的电压发生漂移。直接耦合放大电路的级数愈多,放大倍数愈大,则零点漂移愈严重,并且在各级产生的零点漂移中,第1级产生零点漂移影响最大,因此,减小零点漂移的关键是改善放大电路第1级的性能。
4 抑制零点漂移的措施
抑制零点漂移的措施具体有以下几种:
(1) 选用高质量的硅管 硅管的ICBO要比锗管小好几个数量级,因此目前高质量的直流放大电路几乎都采用硅管。另外晶体管的制造工艺也很重要,即使是同┮恢知类型的晶体管,如工艺不够严格,半导体表面不干净,将会使漂移程度增加。所以必须严格挑选合格的半导体器件。
(2) 在电路中引入直流负反馈,稳定静态工作点[5] 。
(3) 采用温度补偿的方法,利用热敏元件来抵消放大管的变化[5] 。补偿是指用另外一个元器件的漂移来抵消放大电路的漂移,如果参数配合得当,就能把漂移抑制在较低的限度之内。在分立元件组成的电路中常用二极管补偿方式来稳定静态工作点。此方法简单实用,但效果不尽理想,适用于对温漂要求不高的电路。
(4) 采用调制手段,调制是指将直流变化量转换为其他形式的变化量(如正弦波幅度的变化),并通过漂移很小的阻容耦合电路放大,再设法将放大了的信号还原为直流成份的变化。这种方式电路结构复杂、成本高、频率特性差。实现这种方法成本投入较高。
(5) 受温度补偿法的启发,人们利用2只型号和特性都相同的晶体管来进行补偿,收到了较好的抑制零点漂移的效果,这就是差动放大电路。在集成电路内部应用最广的单元电路就是基于参数补偿原理构成的差动式放大电路。在直接耦合放大电路中,抑制零点漂移最有效地方法是采用差动式放大电路。
4.1 差动放大电路抑制零点漂移的原理
差动放大电路又叫差分电路,他不仅能有效地放大直流信号,而且还能有效的减小由于电源波动和晶体管随温度变化而引起的零点漂移,因而获得广泛的应用[6] ,特别是大量地应用于集成运放电路,其常被用作多级放大器的前置级。
基本差动式放大器如图3所示[7] 。 图中VT1,VT2 是特性相同的晶体管,电路对称,参数也对称。如:VBE1=VBE2,RC1=RC2=RC,RB1=RB2=RB,β1=β2=β。电路有2个输入端和2个输出端。因左右2个放大电路完全对称,所以在没有信号情况下,即输入信号UI=0时,UO1=UO2,因此输出电压UO=0,即表明差分放大器具有零输入时零输出的特点。当温度变化时,左右两个管子的输出电压UO1,UO2都要发生变动,但由于电路对称,两管的输出变化量(即每管的零漂)相同,即│UO1=ΔUO2,则UO=0,可见利用两管的零漂在输出端相抵消,从而有效地抑制了零点漂移。
如图3所示的差动放大电路所以能抑制零点漂移,是由于电路的对称性。但是此电路存在缺陷:完全对称的理想情况并不存在;所以单靠提高电路的对称性来抑制零点漂移是有限度的。上述差动电路的每个管的集电极电位的漂移并末受到抑制,如果采用单端输出(输出电压从一个管的集电极与“地”之间取出),漂移根本无法抑制。为此,常采用图4所示的典型差动放大电路。
图3 差分电路
4.2 典型差动放大电路结构及抑制零点漂移的原理
典型差动放大电路如图4所示,与最简单的差动放大电路相比,该电路增加了调零电位器RP、发射极公共电阻RE和负电源UEE。下面分析电路抑制零点漂移的原理、发射极公共电阻RE(可以认为调零电位器RP是RE的一部分)和负电源EE的作用。
图4 典型差动放大器
电路中RE的主要作用是稳定电路的静态工作点,从而限制每个管子的漂移范围,进一步减小零点漂移[7] 。例如当温度升高使IC1和IC2均增加时,则有如┩5的抑制漂移的过程[8-9] 。
可见,由于RE的电流负反馈作用,其结果使集电极电位基本不变,减小了输出端的漂移量。反馈电阻RE可以抑制共模信号,对差模信号不起作用。零点漂移属于共模信号,所以使每个管子的漂移又得到了一定程度的抑制。显然,RE的阻值取得大些,电流负反馈作用就强些,稳流效果会更好些,因而抑制每个管子的漂移作用就愈显著。
图5 抑制漂移过程
射极负电源UEE的作用:由于各种原因引起两管的集电极电流、集电极电位产生同相的漂移时(如:2个输入信号都含有共模信号分量或50 Hz交流的共模干扰信号等),那么RE对它们都具有电流负反馈作用,使每管的漂移都受到了削弱,这样就进一步增强了差动电路抑制漂移和抑制相位相同信号的能力。虽然,RE愈大,抑制零点漂移的作用愈显著;但是,在UCC一定时,过大的RE会使集电极电流过小,会影响静态工作点和电压放大倍数。为此,接入负电源UEE来抵偿RE两端的直流压降,则发射极点位近似为零,获得合适的静态工作点。
电阻RP的作用:电位器RP是调平衡用的,又称调零电位器。因为电路不会完全对称,当输入电压为零(将两输入端都接“地”)时,输出电压不一定等于零。这时可以通过调节RP来改变两管的初始工作状态,从而使输出电压为零[10] 。但RP对相位相反的信号将起负反馈作用,因此阻值不宜过大,一般RP值取在几十欧姆到几百欧姆之间。
5 结 语
由以上分析可知,典型差动放大电路既可利用电路的对称性、采用双端输出的方式抑制零点漂移;又可利用发射极公共电阻RE的作用抑制每个三极管的零点漂移、稳定静态工作点。因此,这种典型差动放大电路即使是采用单端输出,其零点漂移也能得到有效地抑制。所以这种电路得到了广泛的应用。
参考文献
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关键词： Multisim； 三极管； 放大电路； 模拟电子电路
中图分类号： TN702?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）04?0123?04
0 引 言
放大电路是构成各种功能模拟电路的基本电路，能实现对模拟信号最基本的处理――放大[1]，因此掌握基本的放大电路的分析对电子电路的学习起着至关重要的作用。三极管放大电路是含有半导体器件三极管的放大电路，是构成各种实用放大电路的基础电路，是《模拟电子技术》课程中的重点内容。在课程学习中，一再向学生强调，放大电路放大的对象是动态信号，但放大电路能进行放大的前提是必须设置合适的静态工作点，如果静态工作点不合适，输出的波形将会出现失真，这样的“放大”就毫无意义[1]。什么样的静态工作点是合适的静态工作点；电路中的参数对静态工作点及动态输出会产生怎样的影响；正常放大的输出波形与失真的输出波形有什么区别；这些问题单靠课堂上的推理及语言描述往往很难让学生有一个直观的认识。在课堂教学中引入Multisim仿真技术，即时地以图形、数字或曲线的形式来显示那些难以通过语言、文字表达令人理解的现象及复杂的变化过程，有助于学生对电子电路中的各种现象形成直观的认识，加深学生对于电子电路本质的理解，提高课堂教学的效果[2]。实现在有限的课堂教学中，化简单抽象为具体形象，化枯燥乏味为生动有趣，充分调动学生的学习兴趣和自主性 [3?4]。
1 Multisim 10简介
Multisim 10 是美国国家仪器公司（NI公司）推出的功能强大的电子电路仿真设计软件，其集电路设计和功能测试于一体，为设计者提供了一个功能强大、仪器齐全的虚拟电子工作平台，设计者可以利用大量的虚拟电子元器件和仪器仪表，进行模拟电路、数字电路、单片机和射频电子线路的仿真和调试[5?6]。
Multisim 10 的主窗口如同一个实际的电子实验台。屏幕中央区域最大的窗口就是电路工作区，电路工作窗口两边是设计工具栏和仪器仪表栏。设计工具栏存放着各种电子元器件，仪器仪表栏存放着各种测试仪器仪表，可从中方便地选择所需的各种电子元器件和测试仪器仪表在电路工作区连接成实验电路，并通过“仿真”菜单选择相应的仿真项目得到需要的仿真数据[7?8]。
2 三极管放大电路的仿真分析
本文以图1所示的阻容耦合三极管单级放大电路作为分析对象，分别进行静态分析和动态分析。静态分析将分析电路的直流工作情况，动态分析将分析电路对交流信号的放大情况。
根据实验电路图，在Multisim 界面下模拟连接电路，确定电路中的各元器件参数，使用Multisim 虚拟仪器进行在线测量[9]。与理论分析一样，仿真分析时应遵循“先静态，后动态”的原则[1]。首先获取电路的静态工作点数据，再输出电路的动态输出情况。这里将利用 “直流工作点分析”功能读取静态工作点数据，利用虚拟仪器“示波器”观察三极管的输入/输出波形。
2.1 仿真分析的理论依据
分析图1所示电路，可求得其静态工作点估算表达式：
由理论分析可知，当利用三极管单级放大电路对交流小信号进行放大时，如果为电路设置了合适的静态工作点Q，就能保证三极管在整个信号周期内均工作在放大区，放大输出的信号就不会失真。若Q点偏高，三极管会在输入信号的正半周因集电极电位[UC]低于基极电位[UB]而饱和，集电极电流[IC]因此会出现顶部失真，而放大电路输出的信号则会出现底部失真。若Q点偏低，三极管会在输入信号的负半周因发射结电压[UBE]低于导通电压[UON]而截止，基极电流[IB]及集电极电流[IC]因此会出现底部失真，而放大电路输出的信号则会出现顶部失真[10]。三极管在直流电源及外电路的共同作用下静态工作点是否合适，可由[UBEQ]，[UCEQ]的取值进行判断。
（1）若[UBEQ]的取值为三极管2N222A的导通电压[UON]，约在0.6～0.7 V之间，且[UCEQ]的取值接近于[VCC]的[12]时，能保证三极管在整个信号周期均能工作在放大区，输入信号被放大一定倍数后在输出端不失真的输出，且输出与输入反向。
（2）若[UBEQ]的取值为三极管2N222A的导通电压[UON]，但[UCEQ]的取值小于[UBEQ]时，三极管此时已经饱和，在输入信号的正半周会一直处于饱和状态，输出信号因此出现底部失真现象。
（3）若[UBEQ]的取值小于三极管2N222A的导通电压[UON]，但[UCEQ]的取值接近于[VCC]时，三极管此时基本处于截止状态，在输入信号的负半周会一直处于截止状态，输出信号因此出现顶部失真现象。
2.2 仿真分析
在图1所示电路中选择节点电压[U1（UB）]，[U6（UC）]，[U5（UE）]作为“直流工作点分析”的三个电路变量，据此计算[UBEQ]，[UCEQ]的值，并判断晶体管此时的工作状态。
获得静态工作点数据后，通过电阻[R1]，[R2]为电路输入频率为1 kHz、幅值为500 mV的正弦信号[ui]，此时三极管上真正的输入信号应为电阻[R2]两端获得的动态小信号[uR2]，其幅值低于10 mV，符合实验电路交流小信号的要求。三极管的动态输出信号为负载[RL]两端的输出电压[uRL]，用双踪示波器显示实时的输入信号[uR2]及输出信号[uRL]的波形，验证上述分析的结果。
由式（1）～式（3）可知，可调电位器[Rp]的取值将影响各静态工作点的取值，仿真过程中通过修改电路元件[Rp]的参数改变基极电阻，观察各项静态工作点数据及输出波形因此产生的变化。
2.2.1 合适的静态工作点
当[Rp=91 kΩ]时得到如图2（a）所示的直流工作点数据，可得三极管三个极此时的电位：
图2（b）所示即为此时的输入输出波形，从波形图看出，输入与输出反相，[uRL]正负半周对称，[uR2]的信号峰值约为9.75 mV，[uRL]的信号峰值约为101.78 mV，[uRL]实现了对输入信号[uR2]不失真的放大，符合理论分析的结果。
2.2.2 静态工作点偏高
关键词:Multisim9;单级放大电路;仿真分析;软件;电路仿真
中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)23-0046-02
Multisim是一款先进的电路仿真分析软件,该软件适合于各种模拟/数字电路板的设计应用。而Multisim 9作为Multisim 2001之后的Multisim最新版本(2006年底又最新的版本Multisim10),提供了全面集成化的设计环境,完成从原理图设计输入、电路仿真分析到电路功能测试等工作。
一、Multisim9的特点
1.Multisim9作为一款优秀的行业专用软件,有如下的一些特点:(1)创建电路形象而且直观。全部工作通过电脑屏幕的仿真实验室成,所有需要的器件、测试设备都能从屏幕上选取;(2)软件仪器外形与操作方式跟实物吻合,而且实验仿真是实时的。除此以外,它还具有多种电路的分析手段;(3)除了作为一种实际开发的工具以外,还是一个良好的训练工具,使得学习者能了解仿真电路的实际运行情况,锻炼对常用电子仪器的使用。
2.除此以外,9系列从套件角度,还有一些特点:(1)使工程师在模拟过程中无需分析,便可运用数学表达式;(2)能够应用电路向导,根据设定的参数,自动产生电路;(3)Ultiroute9自动路由器也有所改进,能够自动优先发送命令。
二、Multisim 9的基本操作
1.在元器件栏中单击要选择的元器件库图标,打开该元器件库。在屏幕出现的元器件库对话框中选择所需的元器件,常用元器件库有13个:信号源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟器件库、TTL数字集成电路库、CMOS数字集成电路库、其他数字器件库、混合器件库、指示器件库、其他器件库、射频器件库、机电器件库等。
2.双击元器件,在弹出的元器件特性对话框中,可以设置或编辑元器件的各种特性参数。元器件不同每个选项下将对应不同的参数。例如NPN三极管的选项为:Label ――标识 、Display――显示、Value――数值、Pins――管脚。
3.选择菜单Options栏下的Sheet Properties命令,每个选项下又有各自不同的对话内容,用于设置与电路显示方式相关的选项。电路Circuit的主要选项为:1.Show栏目的显示控制:Labels 标签、RefDes 元件序号、Values 值、Attributes 属性、Pin names 管脚名字、Pin numbers 管脚数目;2.Workspace 环境Sheet size栏目实现图纸大小和方向的设置;Zoom level栏目实现电路工作区显示比例的控制;3.Wring 连线 Wire width栏目设置连接线的线宽;Autowire栏目控制自动连线的方式;4.PCB 电路板 PCB选项选择与制作电路板相关的命令。
三、单级放大电路仿真分析
(一)电路仿真
启动multisim,通过菜单栏place/component设置属性,选择合适的电子元器件。比如从元器件列表中选中1.5kΩ 5%电阻。在面板上合理的调整各个元器件的方向位置。并且把所有元件连接成单级放大器电路,如图1所示:
示波器分为2个通道,每个通道有+和-,连接时只需用+即可,示波器默认的地已经连接好的。观察波形图时会出现不知道那个波形是那个通道的,解决方法是更改连接通道的导线颜色,即:右键击导线,弹出),单击wire color,可以更改颜色,同时示波器中波形颜色也随之改变。单击工具栏中运行按钮,接可以进行数据的仿真,仿真出的波形图如图2所示:
通过改变图1中的滑动变阻器阻值,可以清楚地看到波形的变化。通过应用这种良好的仿真技术,能够很好的验证、探索单级放大电路中参数与性能的关系,而且成本低廉、操作方便,既有利于学习者试验验证所学知识,又有利于科研工作者开发实际的应用电路。
(二)电路分析
对此放大电路进一步可以应用软件进行各种分析,本文以直流工作点分析为例进行分析。了解电路的直流工作点,才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。求解电路的直流工作点在电路分析过程中是至关重要的。为了分析电路的交流信号是否能正常放大,必须了解电路的直流工作点设置得是否合理,所以首先应对电路得直流工作点进行分析。执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类型中选择DC Operating Point,则出现直流工作点分析对话框,如图A所示。直流工作点分析对话框B。
Output用于选定需要分析的节点。左边Variables in circuit 栏内列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量。右边Selected variables for 栏用于存放需要分析的节点。具体做法是先在左边Variables in circuit 栏内中选中需要分析的变量(可以通过鼠标拖拉进行全选),再单击Add按钮,相应变量则会出现在Selected variables for 栏中。如果Selected variables for 栏中的某个变量不需要分析,则先选中它,然后点击Remove按钮,该变量将会回到左边Variables in circuit 栏中。Analysis Options 和Summary选项表示:分析的参数设置和Summary页中排列了该分析所设置的所有参数和选项。通过检查可以确认这些参数的设置。点击B图下部Simulate按钮,测试结果如图所示。测试结果给出电路各个节点的电压值。根据这些电压的大小,可以确定该电路的静态工作点是否合理。如果不合理,可以改变电路中的某个参数,利用这种方法,可以观察电路中某个元件参数的改变对电路直流工作点的影响。
参考文献
（曲阜远东职业技术学院，山东曲阜273115）
摘要：从电路的稳定性和可靠性出发，设计一款用于白光LED驱动电路中的误差放大器。结合DC/DC升压式变换器的工作原理，在无锡上华（CSMC）的标准0.5 μm两层多晶硅、三层金属CMOS工艺下，采用比较简单的两级运放电路。通过Spectre软件进行仿真验证，在2.5 V 的电源电压下，得到开环增益为54.87 dB，共模抑制比为70.98 dB，电源电压抑制比为63.15 dB。该设计与传统的设计方法相比，减小了芯片的面积，同时基本达到设计指标。
关键词 ：LED驱动电路；误差放大电路；两级运放；仿真验证
中图分类号：TN72?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）18?0155?03
0 引言
随着手机智能化的迅速发展，白光LED 作为手机背光源，其驱动电路的设计就显得尤为重要。误差放大器是驱动LED 电路中一个重要的模块，其性能的好坏直接影响着驱动电路输出的稳定性和精度。误差放大器就是将反馈电压与基准电压的差值放大，输出误差放大值到PWM比较器的输入值。
目前，主要常用的运算放大器包括套筒式共源?共栅运放、折叠式共源?共栅运放和简单的两级运放，前两者运放电路复杂，电路稳定性差，输出电阻大，导致电路驱动能力和速度的下降[1]。误差放大器用于检测LED电流的反馈电压，由于输出端纹波电压的存在，误差放大器增益不需太高，一般取50～80 dB 即可。再者，本误差放大器的电源电压为2.5 V，若采用共源共栅放大器，将存在过驱动电压不足，晶体管无法工作在饱和区的问题。因此需要对其误差放大器进行重新设计验证。
1 基本性能参数
误差放大器主要的性能参数有7点：
（1）增益Av。运放的开环增益Av 直接影响反馈系统的精度，进而影响电路的输出精度。在理想情况下，运放具有无限大的差模电压增益、无限大的输入阻抗和零输出阻抗，但是在实际中，由于受各种参数的影响，开环增益大于等于60 dB 就能满足需求[2]。
（2）单位增益带宽GB。单位增益带宽GB 是运放开环增益为1时的频率。计算公式为：
一个闭环系统-3 dB 带宽等于该闭环系统的运放的单位增益带宽，必须满足以下两个条件：反馈网络中不含频率分量；单位增益带宽频率内只有1个极点[3]。
（3）相位裕值PM。相位裕度主要是衡量负反馈系统稳定性的一个重要指标。它是指运算放大器增益幅度为1时的相位，与-180°相位的差值。经研究发现，相位裕度至少要45°，最好是60°。
（4）建立时间。建立时间（Settling Time）表示从跳变开始到输出稳定的时间，主要反映运放的反应速度。增大单位增益带宽，可以缩小建立时间。由上文可知，增大单位增益带宽就等于增大了负反馈系统的-3 dB带宽，可以根据芯片建立时间的要求，设计芯片的单位增益宽度[4]。
（5）转换速率SR。转换速率定义为最大输出电压变化的速率，转速的计算公式为：
由式（2）可以看出，其性能取决于运放的尾电流Iss和负载电容C 的值。如果要求误差放大器的转换速率大，其尾电流必将变大。
（6）共模抑制比。共模抑制（CMRR）比表示误差放大器抑制共模信号放大差分信号的能力，其定义为放大电路差模信号的电压增益Avd 与共模信号的电压增益Avc 之比的绝对值，计算公式为：
由式（3）可见，差模信号的电压增益Avd 越大，共模信号的电压增益Avc 越小，则共模抑制比CMRR越大，放大电路的性能越好。在理想情况下，共模抑制比CMRR为无穷大。
（7）电源抑制比。实际使用中，电源经常有噪声存在，电源抑制比（PSRR）正是表征抵制电源噪声的能力，定义为运放输入到输出的增益与电源到输出的增益之比，其计算公式为：
式中Vdd = 0 和Vin = 0 分别指的是电源电压和输入电压的交流小信号为零。
2 误差放大器的设计
2.1 设计目标及参数
根据设计目标，可以大概确定MOS 的宽长比和补偿电容C1 的大小：
（1）要满足相位裕度60°，米勒补偿电容C1 取值应满足：C1 > 0.22CL ，CL 为负载电容值，取C1 = 2 pF ；
（2）此误差放大器由两级运放组成，第1级运放尾电流IM2 为：IM2 = SR·C1 ；第2 级运放尾电流IM5 为：IM5 = SR ? CL ；
（3） 计算M3 管和M4 管的宽长比，gM4 = GB ? C1 ，W L = g2M4 (2K4 ID1)，MOS管M3和M4宽长比相等；
（4）确定M1 管和N1 管的宽长比，以确定电流偏置电路所能给两级运放提供的偏置电压；
（5）由输入共模范围最小值CCMR=-1.5 V，计算出N2管和N3管的宽长比[5]；
（6）一般情况下为得到合理的相位裕度，gN4/CL>2.2 GB ，近似可以得到MOS管N4的宽长比；
（7）检查电路功耗：
2.2 设计方案
本文设计的误差放大器由两级运放组成[6]：第1 级运放由M3，M4，N2，N3 组成单端差分放大电路，其中M3，M4组成差分输入对，N2，N3组成NMOS电流镜；第2级运放由M5，N4 组成的共源放大电路。M1 和N1 构成电流偏置电路，通过M2和M5为运放提供偏置，如图1所示。
电路中米勒补偿电容C1的作用是用来改善运放的频率响应和相位裕度特性[7]。
3 仿真验证
（1）增益和相位。图2 是电源电压为2.5 V 时，误差放大器增益和相位仿真结果，从仿真结果波形可以看出，开环增益在频率小于10 kHz时为54.87 dB，在10 kHz以后，运放增益随着频率的增大而下降。单位增益带宽为8.684 MHz，相位裕度为60°，满足设计要求[8]。
（2） 共模抑制比。图3 是误差放大器在-25～100 ℃范围的共模抑制比仿真结果，从仿真结果中可以看出，温度在-25 ℃时，共模抑制比最小，但同时在低频时仍可以达到64.77 dB。在常温下，误差放大器的共模抑制比为70.98 dB，满足设计要求。
（3）电源抑制比。图4是误差放大器在-25～100 ℃范围的电源抑制比仿真结果，从图中可以看出，在此温度范围内，低频电源电压抑制比最小为62.83 dB，但电源抑制比也大于60 dB，满足设计要求。
（4）建立时间。图5 是在-25～100 ℃温度范围内对阶跃小信号的响应曲线，借助Calculator中settlinTime函数计算建立时间，将1 ns时的输出电压作为初始值，190 ns时的输出电压作为结束值，容差范围为2%，可得建立时间[9]为0.278 μs。
（5）转换速率。图6 是常温下输出电压的时域响应曲线，借助Calculator中slewRate函数计算转换速率，可得误差放大器的转换速率为0.793 V/μs。
4 结论
本文通过比较套筒式共源?共栅运放、折叠式共源?共栅运放和简单的两级运放的优缺点，选择结构较为简单的两级运放作为本芯片的误差放大器作为白光LED驱动电路误差放大器。本文根据设计参数要求，设计出一种误差放大电路，通过Spectre软件进行仿真，验证了设计电路的合理性，为成品的白光LED 驱动电路中误差放大器的设计提供了一种新的参考[10]。
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关键词： 静态工作点； Multisim l0； 放大电路； 电路仿真
中图分类号： TN919?34； TP319.9 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）05?0127?04
0 引 言
模拟电子技术作为高校理工科专业的一门重要的专业基础课程，工程实践性比较强。由于课程知识体系和分析方法等方面的特点，学生对课程的学习存在一定的困难。鉴于此，在模拟电子技术课程的教学中，采取将传统的电路理论分析与仿真技术相结合的方式，对课程中的重点、难点知识进行突破，不失为一种有效的措施。
静态工作点的概念几乎贯穿整个“模拟电子技术”教学的始终，是本课程的教学重点，也是教学难点[1]。为了使学生在基本放大电路的学习中就对静态工作点的概念、静态工作点对放大电路的必要性和重要性有比较清晰正确的认识，为模拟电路后期的学期打下扎实的基础。本文利用仿真Multisim 10软件，对共发射极基本放大电路进行静态仿真测试分析。利用计算机仿真软件，课内讲授和课外探究相结合，化简单抽象为具体形象，化枯燥乏味为生动有趣，充分调动了学生的学习兴趣和自主性，帮助学生更好地理解和掌握教学内容[2?7]。
1 基本放大电路中的静态工作点
1.1 静态工作点
当输入信号为零时，放大电路工作在直流工作状态，也称为静态。此时，晶体管的基极电流[IB、]集电极电流[IC、]基一射极间的电压[UBE]和集一射极间管压降[UCE，]统称为静态工作点参数。又因这些直流量所对应的正是晶体管输入输出特性曲线上的一个点，故称其为静态工作点Q，如图1所示。
1.2 设置静态工作点的必要性
设置合适的静态工作点是保障放大电路正常放大信号的前提。设置静态工作点的目的在于保证输入信号在整个变化范围内，工作点始终处于放大区，从而使放大电路不失真地放大信号[8?9]。在如图2所示电路中不设置静态工作点（去掉电路的上偏电阻），利用Multisim 10仿真软件进行仿真后观察分析电路的输出波形。
在仿真过程中观察到：当输入电压较小时，峰值小于晶体管的基?射极间的开启电压 ，则晶体管在输入信号的整个周期内均截止，因此观察不到输出信号；进一步调整输入信号的幅度，幅值足够大，晶体管也只可能在信号正半周数值大于基?射极间的开启电压时间段内导通，输出波形必然会失真。失真波形如图3所示。由结果引导学生从理论上分析输出波形出现失真的原因[1，10]。
基于以上仿真、观察、分析，说明不设置静态工作点，电路就不能正常放大输入信号。使学生进一步理解设置合适的静态工作点的必要性。
2 共发射极基本放大电路的静态分析
2.1 共发射极单管放大电路正常工作时的测试分析
通过仿真技术分析单管放大电路在静态工作点设置不同的情况下的输出波形、静态值等特点，使学生进一步认识到了合适的静态工作点的设置对放大电路正常放大信号的重要性。同时也使学生进一步了解了同一放大电路在不同的工作状态下，静态电流、电压的数值特点，也将此数值特点可以作为今后在电路调试中判断电路工作状态的基本依据。
3 结 语
将放大电路静态工作点的知识讲授与Multisim 10仿真有机结合起来，对静态工作点这个教学重点的突破不失为一种有效的途径。
首先，借助Multisim 10仿真，使学生对静态工作点设置的必要性和重要性有进一步深刻的理解。
其次，借助Multisim 10仿真，将静态工作点正确设置和不能正确设置两种情况下，电路的输出波形的特点、静态工作点数值特点，形象直观地展现在学生面前，由此创设情景，激发了学生探究的兴趣，进一步从理论上解释观察到的现象和数值特点。相比传统的枯燥的理论讲解，学生的理解效果更好。
最后，借助Multisim 10仿真，将不同工作情况下电路的输出波形、静态工作点数值特点集中在一起进行对比，为学生今后分析问题解决问题能力的培养打下基础。
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关键词：非线性失真 EWB仿真 静态工作点
非线性失真亦称波形失真、非线性畸变，表现为音响系统输出信号与输入信号不成线性关系。非线性失真不仅会破坏音质，还有可能由于过量的高频谐波和直流分量烧毁音箱高音扬声器和低音扬声器。
在教学过程中，如何让学生很好地去理解非线性失真，如何将抽象的知识形象地表达出来，成为教师教学中的重点。
EWB是一种电子电路计算机仿真软件，它被称为电子设计工作平台或虚拟电子实验室，是交互图像技术有限公司推出的EDA软件，用于模拟电路和数字电路的混合仿真，利用它可以直接从屏幕上看到各种电路的输出波形。EWB是一款仿真功能十分强大的软件。
一、仿真实验
启动EWB仿真软件，在电路窗口中创建一个共射极放大电路，如图1所示。图中VCC为直流电源，提供放大电路的能量；Q为晶体管，具有电流放大作用，是放大电路的核心器件；RB为基极偏置电阻，提供合适的静态工作点；RC为集电极负载，将晶体管电流放大转为电压放大的形式；C1、C2为隔直流通交流电容。
1.选择合适的静态工作点，输入交流小信号，观察输入输出波形
（1）当 RB=180kΩ 时，用仿真电压表测得Uce≈Vcc=3.102V，静态工作点处于放大区中间区域，如图1所示。
（2）输入信号Ui=5mV，1kHz，如图2所示。
图2
（3）对电路进行仿真，点击图中的双通道示波器按钮，弹出的对话框中显示输入（黑色）和输出（红色）电压波形，示波器时基可在s～ns的范围内调整，如图3所示。
图3
（4）进一步提高测量精度，可卷动时间轴，观察输入、输出电压波形，可看出放大后波形基本上不失真，移动指针到信号的最大值处，从双踪示波器的数据栏中读出相关数据：
Uim=VA1=7.0189mV Uom=VB1=-276.9916mV
可算出该放大电路的电压放大倍数：
2.减小RB阻值，造成饱和失真，观察输入输出波形
（1）当RB=56kΩ 时，UCE=0.117V，静态工作点处于饱和区；
（2）输入信号Ui=10mV，1kHz；
（3）对电路进行仿真，从双踪示波器上观察输入和输出电压波形如图4所示，可看出输出电压波形负半周被削底，产生饱和失真。
图4
3.增大RB阻值，造成截止失真，观察输入输出波形
（1）当RB=1kΩ 时，UCE=5.474V，静态工作点接近于截止区；
（2）输入信号Ui=30mV，1kHz；
（3）对电路进行仿真，从双踪示波器观察输入和输出电压波形如图5所示，可看出输出电压波形正半周被削顶，产生截止失真。
图5
二、影响失真的因素
共射极放大电路中引起失真的原因主要为静态工作点设置不当，偏离放大区中间区域过多。此外，输入信号过大，使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，同样会造成失真。
静态工作点位置不合适，对波形失真的影响可分两种情况说明。
（1）静态工作点偏低时产生截止失真。当静态工作点偏低为QB时，接近截止区，交流量在截止区不能放大（三极管截止），使输出电压波形正半周被削顶，产生截止失真。
（2）静态工作点偏高时产生饱和失真。当静态工作点偏高为QA时，接近饱和区，交流量在饱和区不能放大，使输出电压波形负半周被削底，产生饱和失真。
三、失真的消除方法
要使共射极放大电路不产生失真，必须有一个合适的静态工作点Q，它应大致选在交流负载线的中点。此外输入信号u的幅值不能太大，以避免放大电路的工作范围超过特性曲线的线性范围。
由电路的直流通路分析： ICQ≈βIBQ
可知，若电源VCC与三极管电流放大倍数β不变，则在电路各元件中，基极偏置电阻RB的大小对电路静态工作点的影响最大：RB偏小，静态工作点过高，容易产生饱和失真；RB偏大，静态工作点过低，容易产生截止失真；通常采用调节RB阻值大小的方法，，建立合适的静态工作点。
在电子技术一体化教学中，用EWB软件进行仿真模拟实验，选择各种元件空间大，修改参数方便，避免了因反复焊下元件而损坏器件和电路板，而且调试电路快捷方便，数据直观可靠，使教学的课时大大减少，对教学具有一定的辅助作用。
参考文献：
