Multisim12温度扫描在模拟放大电路中的应用
赵玲，何惠英，范毅军
【摘 要】摘要：提出在分析分压式偏置放大电路的电路稳定性能教学过程中，引入Multisim12温度扫描仿真分析．根据温度扫描仿真分析的基本原理，总结利用Multisim12进行温度扫描仿真分析的步骤和设置选项，并以固定偏置放大电路和分压偏置放大电路为应用实例，从直流分析和交流分析2个方面详细讨论温度扫描分析在电路仿真中的应用．研究表明，如果在课堂中引入Multisim12仿真分析，能使学生比较直观地观察到电路参数改变对于电路性能的影响，有效地增强学生对电路的感性认识，很好地将理论知识与实验内容相结合，提高教学质量和教学效果． 【期刊名称】高师理科学刊 【年(卷),期】2017(037)012 【总页数】3
【关键词】Multisim12；温度扫描分析；直流分析；交流分析
模拟电子技术是电类专业的技术基础课，该课程既有很强的理论性，也有较强的工程性和实践性．传统的教学方式主要采用理论教学为主，实践教学为辅的形式，教师授课侧重理论的分析和公式的推导，尽管在PPT课件中插入动画并讲授生动，但因为没有具体实验效果做基础，学生要理解清楚还是会有一定的困难，渐渐失去学习积极性和学习兴趣．
如果在课堂中引入Multisim12，通过仿真分析得到的图表，能使学生比较直观地观察到电路参数改变对于电路性能的影响[1]87．有效地增强学生对电路的感性认识，掌握各种仪器的基本使用和电路参数的测试方法，很好地将理论知识
与实验内容相结合，使抽象内容具体化，复杂理论简单化，有助于学生更快掌握知识点[1-3]．
1 Multisim温度扫描分析
温度是对模拟放大电路性能影响的最常见和最基本的参数之一，如何对温度问题进行仿真分析，解决传统实验或者电子设计中难于实现的温度变化对电路的测试，也成为了电路设计者的一个重要考虑因素．
Multisim温度扫描分析就是模拟环境温度变化时电路性能指标的变化情况．通过设置电路环境温度的变化范围，不仅可以对电路进行静态分析，显示电路中各节点的电压或者电流值，三极管的静态工作点等数据，还可以通过对电路进行瞬态分析和交流小信号分析，对于电路中的各节点进行时域和频域响应分析．其分析步骤[4-5]：
（1）创建分析的电路，确定欲分析的节点和元件，可以通过右键Properties（属性）-Sheet visibility（电路图可见性）-Net names（网络名称）-show all（全部显示）来显示电路各节点；
（2）执行Simulate（仿真）-Analyses（分析）-Temperature Sweep（温度扫描）命令；
（3）设置Temperature Sweep Analyses选项，包括输出节点、温度范围和分析选项等信息；
（4）执行Simulate命令，观察温度扫描仿真结果．重复步骤（2）~（4），根据需要，可对静态工作点、交流分析和瞬态分析等进行扫描．
2 直流分析
固定偏置放大电路见图1．当温度发生变化时，三极管的反向电流，基极电压，
电流放大倍数都会发生变化，进而使电路的静态工作点发生变化[6-8]．静态工作点的选取是否合适，直接影响电路输出信号的失真度，所以为了减小失真度，一般采用分压偏置放大电路（见图2）的结构形式．首先根据万用表或者测量探针测得各电路的静态工作点．在图1中，，，；图2中，，，．
利用Multisim温度扫描分析对图1和图2进行直流分析，观察温度对于静态工作点的影响，将测量探针置于节点3处，即测量集电极电流的变化．设置温度扫描范围0~80 ℃，步长为20 ℃，选择DC Operating Point（直流工作点）-Display results in a table（在表格中显示结果），在输出选项卡中选择输出电路变量为I（探针），即集电极电流，结果见图3和图4．
固定偏置放大电路的偏移量为，分压偏置放大电路的偏移量为，可见分压偏置放大电路的稳定性大大优于固定偏置电路．
通过Multisim温度扫描分析进行仿真，可以很直观地理解分压偏置放大电路的稳定静态工作点的特点，很好地将抽象理论具体化，激发学生的学习兴趣．
3 交流分析
通过Multisim温度扫描对放大电路进行交流瞬态分析，以观察不同电路的放大倍数和输出电压信号失真情况[9]123．测试电路依然以固定偏置放大电路和分压偏置放大电路为例[9-10]．将测量探针置于节点5处，即测量负载输出电压信号的变化．设置温度扫描范围0~200 ℃，步长为40 ℃，执行Simulate（仿真）-Analyses（分析）-Temperature Sweep （温度扫描）命令；选择Transient Analysis（瞬态分析）-Group all trace on one plot（将所有光迹归入一个图表），在输出选项卡中选择输出电路变量为V（5），即负载输出电压信号．测量结果见图5和图6．
Multisim12温度扫描在模拟放大电路中的应用
