在Multisim 10中建立的差動放大電路應用解析

　　在自動控制系統中，往往需將一些變化緩慢的物理量（如溫度、轉速的變化）轉換為相應的電信號，并通過直流放大器進行放大處理。直接耦合放大電路雖能放大交、直流信號，但電源電壓的波動，晶體管參數隨溫度變化等因素會導致電路出現“零點漂移”。差動放大電路是一種利用電路結構參數的對稱性有效抑制“零點漂移”的直流放大器，它對差模信號具有放大能力，而對共模信號具有抑制作用。典型差動放大電路由2個參數完全一致的單管共發射極電路組成。

　　Multisim 10是美國國家儀器公司（NI公司）推出的功能強大的電子電路仿真設計軟件，具有豐富的新型元器件及虛擬儀器、強大的Spice仿真、數據可視化及分析測試功能，可對模擬、數字、自動控制、射頻、單片機等各種電路進行原理圖設計、仿真分析及功能測試。Multis-im 10提供了一個強大的原理圖捕獲和交互式仿真平臺，電路的設計調試、元器件及測試儀器的調用、各種分析方法的使用直觀方便，測試參數精確可靠，是應用廣泛的優秀EDA系統。本文以典型差動放大電路為例，主要探討Multisim 10的多種分析方法在電子電路仿真設計中的應用。

　　1 電路設計

　　在Multisim 10中建立了如圖1所示的典型差動放大電路。T1，T2均為NPN晶體管（2N2222A），電流放大系數β設置為80。撥動開關J1，J2可選擇在差動放大電路的輸入端加入直流或交流信號。數字萬用表用于測量直流輸出電壓，示波器用于觀測交流輸入/輸出電壓波形，測量探針用于仿真時實時顯示待測支路的電壓和電流。

　　實際電路中T1，T2宜選用差分對管，晶體管的靜態電流ICQ不宜超過1 mA。由ICQ可選取兩管共用的發射極電阻Re，且Re不影響差模電壓放大倍數，僅對共模信號有較強的負反饋作用，因此可以有效地抑制“零點漂移”，穩定靜態工作點。由于兩個放大器的參數不可能完全一致，因此通過電位器Rp對電路進行調零。

　　基極電阻Rb1，Rb2應根據差模輸入電阻的要求選定。選取集電極電阻Rc1、Rc2時應使靜態工作點靠近負載線的中點。根據輸入端和輸出端接“地”情況的不同，差動放大電路有以下4種不同接法：雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出。

　　2 靜態工作點分析

　　圖1差動放大電路靜態時因輸入端不加信號，T1，T2的基極電位近似為零，因此電位器Rp兩端的電位均為-UBE（對于硅管約為-0.7 V），如電位器Rp的滑動端處于中點位置，計算靜態工作點為：

　　Multisim 10中直流工作點分析方法是對電路進行進一步分析的基礎，主要用來計算電路的靜態工作點，此時電路中的交流電源將被置為零，電感短路，電容開路。進行靜態工作點分析時需將電路的節點編號顯示在電路圖上（見圖1），并需要選擇待分析的節點編號。依次執行Simulate/Analyses/DC Operating Point（直流工作點）分析命令，設置圖1中1，2，u01，u02，Iprobe2，Iprobe3為輸出節點（變量），得到圖2所示的靜態工作點分析結果：Ie=1.48 mA，Ic1=Ic2=0.732 mA，Uc1=Uc2=4.68 V，所測參數與式（1）～式（3）分析結果基本一致。