信息工程基于Multisim的单管共射放大电路设计与仿真分析李悦（昆山花桥国际商务城中等专业学校，江苏昆山，215300）摘要：单管共射放大电路是电子电路中最典型的基本放大电路，是学生学习电子电路的基础。为了让学生更加形象地理大电路的工作原理及参数变化对电路带来的影响，采用Multism 12仿真软件作为开发平台设计了一种基于NPN型的分压偏置式单管共射放大电路，经过测试与对比分析，发现该系统静态工作点和动态参数理论计算值与仿真测试值基本吻合，仿真效果良好，且具有操作简单、修改方便等优势，有助于学生对基本放大电路的理解与内化，并可以提高教学质量与教学效果。关键词：电子技术；放大电路；Multisim仿真软件；静态工作点；单管共射放大0 引言能测试，被广泛的运用到电子、电气、电信等专业教学中，让学生进行电子电路专业课程的设计与仿真测试。
“单管共射放大电路”是电子电路专业课程中的基础知
Multisim 12仿真平台主要用于电子电路设计与仿真功型的分压偏置式单管共射放大电路。借助Multisim 12仿真平台，可以帮助教师搭建虚拟实验室，识，也是学生学习的重难点。一味的采用传统的理论教学模系统，并对该系统进行静态与动态两方面的仿真测试分析，帮助学生更好的理解静态工作点和动态参数对电路输出的影响，会使学生对后续各种放大电路的学习变得更加容易。
极电阻和射级电阻，R5，R6分别为负载电阻和可调电阻；
的电流控制元件；R1，R2为基级电阻，R3，R4分别为集电C1，C2为输入输出回路的耦合电容，C3为旁路电容。
适电位，使其能正常的工作在放大区；Q1是放大电路中其中，V1是直流电源，为单管共射放大电路提供合式，学生对于知识的理解过于抽象、不够深刻。为此，基于
Multisim 12仿真软件设计了一种典型的单管共射放大电路
2 基于Multisim 12的单管共射放大电路静
态分析
■ 2.1 单管共射放大电路的静态工作点计算
入端对地短接的情况下，整个放射电路只有直流电源Vcc作级与射级之间的电压VBE、集电极与射级之间的电压VCE。
R2
VB=R+R+RVCC
126 IC≈IE=
VB−VBE
R4I
IB=C
用时，计算出来的晶体管基级电流IB、集电极电流Ic、基
静态工作点（Q）是指，当外加输入信号为0，即：输
1 基于Multisim 的单管共射放大电路设计
转换为放大电信号的转换电路，其主要核心部件是晶体管。根据根据放大电路输入与输出回路变化信号公共端的晶体见的一种。管电极，我们将放大电路分为共射放大、共基放大和共集放
放大电路是一种通过直流电源提供能量将微弱电信号
在图1所示的放大电路中，静态工作点Q的计算公式为：
(1)
(2)(3)
大三类。其中，单管共射放大电路是共射放大电路中最为常
VCE=VCC−(R3+R4)IC
β工作的首要条件。而放大的前提是不失真，因此，为了确保出现饱和现象，造成信号失真；如果Q的取值过低，就会放大区获得一个不失真的输出信号呢？通过Multisim 软件进行仿真测试就能可以轻松解决。
图1 基于NPN型的单管共射放大电路晶体管具有合适的直流偏置是单管共射放大电路正常
其中，VBE=0.7V，β为直流放大倍数。
(4)
输出信号质量，在单管共射电路设计过程中，需要合理的设导致输出信号出现截止现象，造成信号失真。那么，如何设
置静态工作点Q。如果Q的取值过高，就会导致输出信号定Q值才能使得输入信号既在整个变化范围之内，且能在■ 2.2 单管共射放大电路静态工作点的仿真分析
66|电子制作2019年11月
本文在Multisim 12中设计了如图1所示的基于NPN
通过调节可调电阻R6的大小，改变静态工作点Q的取值，
在Multisim 平台上所设计的单管共射放大电路，可以
静态工作点采用万用表可以分别测量出在在不同电阻Q的各个参数。在测试与仿真过程中，对单管R6大小情况下，况下，静态工作点共射放大电路的三种工作状态：截止区、放大区和饱和区情
表1 截止区、放大区和饱和区状态下的静态工作点参数分析Q的各个参数进行分析。如表1所示。
工作状态RKΩ)VBQ(V)VCQ(V)VEQ(V)ICQ(mA)截止区实际值6(KΩ)R6(放大区32�29731�730理论值0�984饱和区17�8052�09517�4632�56910�1472�3073�7016�8678�91�9866�2973�0766�3411�520在表1中，可以发现，随着2�879之增大。同时，对R6(KΩ)采用公式计算得到的理论值和使Q点取值的升高，IC也随结果发现，理论值与实际值基本相符合，由此可见仿真效果用Multisim 软件仿真测试所得到的实验值进行了对比分析，
良好。
上述三种工作状态输入输出波形进行观察，如图利用Multisim 软件的双通道示波器，我们可以分别对
2所示。
（a） 处于截止区的输入输出波形
（b） 处于放大区的输入输出波形
图2（c） 处于饱和区的输入输出波形图出现了缩顶的失真现象，图通过对比发现，图2(a)中处于截止区的输入输出波形
出波形图出现了削底的失真现象。只有图2(c)中处于饱和区的输入输
区的静态工作点适合，其输出信号的波形无失真现象，2(b)中处于放大通过观察我们还可以发现，输入输出信号反向。在信号幅值同时，上，输出信号明显与输出信号有所增加。由此可见，本论文
设计的基于能，因此，在对单管共射放大电路的静态工作点（Q）的教学实践
在放大电路中设置合适静态工作点是非常重要的。NPN的单管共射放大电路实现了信号的放大功
中，学生往往对于如何设置Q点的参数使其能满足条件感
信息工程
到比较困惑。而利用节偏置电阻的大小，就能改变偏置电压的大小，通过观察与Multisim的仿真测试，学生只需要调
测试得到满足条件的静态工作点而且能让学生看到Q的取值。不仅直观形象，学生对于静态工作点这一知识的学习与理解也就更加深入Q点设置的不同，会造成什么样的结果，透彻了。
3 基于态分析
Multisim 12的单管共射放大电路动调节可调电阻在基于NPN所设计的电路能够在放大区正常工作，使得输出信号波形完R型的单管共射放大电路中，我们可以通过
6的大小，获得静态工作点Q与参数，确保
整且不失真。■ 3.1 放大倍数
源为幅度为在图1中，选用NPN型硅晶体管作为示波器观测输入输出信号波形，10mV、频率为1kHzBJT，交流信号
设置了合适的静态工作点的前提下，输出的幅值有所增加，
如图的正弦波信号，利用双踪2（b）所示，可以观察到：但是输入输出波形图出现了明显的相移。
作状态。接下来，对这两种工作状态的输入输出电压进行测在图1中，利用开关S1控制电路空载与负载的两种工
量，其结果如表表2 单管共射放大电路动态分析2所示。
工作状态电路空载ui电路负载7�0497�059(mV)732�809u0(mV)108�597Au
f2�9L(Hz)fH15�36(MHz)比空载状态小，电路输出信号与输出信号波形的相位关系变从表2中可以看出，负载状态下的电路电压放大倍数569�13680�831247�619�84化较小。
■ 3.2 交流频率响应分析
放大电路的交流频率响应进行进一步的分析与研究。在电路利用Multisim 12中的交流分析功能，可以对单管共射
处于有载工作状态时，通过仿真测试，得到交流频率响应曲线，如图大倍数最大值为：通过观察可以发现，所设计的单管共射放大电路的放
3所示。
Au对应的放大倍数应为：max=84.1410.707A，有此可得到上下限频率Multisim 12umax=59.488，然后，利用
频率。
仿真软件的光标功能，就能快速的找到上下限样的方法进行计算，得到空载时的相关数据，如表当单管共射放大电路处于空载工作状态时，可以采取同
（下转第2所示。
www�ele169�com|42页）
67
软件开发图46 结语来编写App Inventor的扩展插件，可以极大地弥补App Inventor的不足，让App Inventor既能易于上手，又有足够的自由度来进行安卓程序的开发。参考文献JAVA语言本身的编程功能非常强大，用JAVA语言＊ [1]郭守超,周庆国,邓常梅,等.基于App Inventor的移动学习＊ [2]CSDN网.App Inventor插件开发(一)配置与测试 [EB/OL]. 2018-8-4.探究[J].现代教育技术, 2014(9) : 121~125.https://blog.csdn.net/aiw_prton/article/details/81406748, 图3＊ [3]中文乐高网.分享一下自己研究EV3蓝牙通信原理的成果[EB/与接口A上的电机，实现遥控。其中D电机用于前后运动，A电机用于转向。
＊ [4]张松林.Arduino控制器和手机蓝牙交互通信的方法和实现[J].电子测试, 2014(24) : 12-13.
OL].https://bbs.cmnxt.com/thread-19860-1-1.html, 2016-7-13.
（上接第67页）
结果发现在设置合理静态工作点的前提下，测量值与理论计算值基本吻合，仿真效果比较良好。此外，该系统不会受到
（a）振幅特性曲线图
实验场地与仪器等方面的，学生只需要简单的改变电路参数，就能得到不同的输入输出波形。由此可见，在模拟电子课堂教学中，应用虚拟平台辅助教学，能让学生直观的看
（c）交流频率响应仿真结果到参数调整对电路带来的影响，对于促进学生对放大电路的学习具有积极的意义。
参考文献图3（b）频率响应曲线图4 结束语
＊ [1]余平，方杰，吴从兵，等．共射极放大电路输出波形研究[J].＊ [2]张新喜.Multisim 10电路仿真及应用[M].机械工业出版社，＊ [3]张凤凌. 模拟电子技术基础[[M].北京:中国电力出版社,2015.技术与管理，2017，34(4): 112-114，198．2010.
长春师范大学学报，2018，37(6): 39-41．
熟练运用软件，不仅有利于学生对模拟电子技术的学习，而
Multisim 12是一款功能十分强大的电子技术仿真软件，
且能为学生后续电子技术专业课程学习奠定基础。本文以Multisim 12作为仿真平台，对单管共射放大电路进行了设计与仿真测试，通过对电路的静态工作点和动态参数分析，42|电子制作2019年11月
＊ [4]付扬．基于 Multisim 技术的电子电路综合设计改革[J].实验
