在Multisim 10中建立的差动放大电路应用解析

　　在自动控制系统中，往往需将一些变化缓慢的物理量（如温度、转速的变化）转换为相应的电信号，并通过直流放大器进行放大处理。直接耦合放大电路虽能放大交、直流信号，但电源电压的波动，晶体管参数随温度变化等因素会导致电路出现“零点漂移”。差动放大电路是一种利用电路结构参数的对称性有效抑制“零点漂移”的直流放大器，它对差模信号具有放大能力，而对共模信号具有抑制作用。典型差动放大电路由2个参数完全一致的单管共发射极电路组成。

　　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，具有丰富的新型元器件及虚拟仪器、强大的Spice仿真、数据可视化及分析测试功能，可对模拟、数字、自动控制、射频、单片机等各种电路进行原理图设计、仿真分析及功能测试。Multis-im 10提供了一个强大的原理图捕获和交互式仿真平台，电路的设计调试、元器件及测试仪器的调用、各种分析方法的使用直观方便，测试参数精确可靠，是应用广泛的优秀EDA系统。本文以典型差动放大电路为例，主要探讨Multisim 10的多种分析方法在电子电路仿真设计中的应用。

　　1 电路设计

　　在Multisim 10中建立了如图1所示的典型差动放大电路。T1，T2均为NPN晶体管（2N2222A），电流放大系数β设置为80。拨动开关J1，J2可选择在差动放大电路的输入端加入直流或交流信号。数字万用表用于测量直流输出电压，示波器用于观测交流输入/输出电压波形，测量探针用于仿真时实时显示待测支路的电压和电流。

　　

　　实际电路中T1，T2宜选用差分对管，晶体管的静态电流ICQ不宜超过1 mA。由ICQ可选取两管共用的发射极电阻Re，且Re不影响差模电压放大倍数，仅对共模信号有较强的负反馈作用，因此可以有效地抑制“零点漂移”，稳定静态工作点。由于两个放大器的参数不可能完全一致，因此通过电位器Rp对电路进行调零。

　　基极电阻Rb1，Rb2应根据差模输入电阻的要求选定。选取集电极电阻Rc1、Rc2时应使静态工作点靠近负载线的中点。根据输入端和输出端接“地”情况的不同，差动放大电路有以下4种不同接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。

　　2 静态工作点分析

　　图1差动放大电路静态时因输入端不加信号，T1，T2的基极电位近似为零，因此电位器Rp两端的电位均为-UBE（对于硅管约为-0.7 V），如电位器Rp的滑动端处于中点位置，计算静态工作点为：

　　

　　Multisim 10中直流工作点分析方法是对电路进行进一步分析的基础，主要用来计算电路的静态工作点，此时电路中的交流电源将被置为零，电感短路，电容开路。进行静态工作点分析时需将电路的节点编号显示在电路图上（见图1），并需要选择待分析的节点编号。依次执行Simulate/Analyses/DC Operating Point（直流工作点）分析命令，设置图1中1，2，u01，u02，Iprobe2，Iprobe3为输出节点（变量），得到图2所示的静态工作点分析结果：Ie=1.48 mA，Ic1=Ic2=0.732 mA，Uc1=Uc2=4.68 V，所测参数与式（1）～式（3）分析结果基本一致。