Получение осциллограмм выходного напряжения транзисторного усилителя.

Установим напряжение источника питания 45 мВ, при этом амплитуда входного напряжения усилителя будет Vin =0,045 sin (2π1000t). Выбрано такое значение амплитуды, чтобы размах напряжения транзисторов был наибольшим. Возможно придется выполнять моделирование несколько раз для различных значений амплитуды Vin, чтобы определить амплитуду, при которой размах напряжения имеет максимальное значение. Если амплитуда слишком мала, размах напряжения будет невелик. Если амплитуда слишком велика, транзистор перейдет в состояние насыщения и отсечки. Должно быть выбрано такое значение амплитуды, чтобы транзистор не переходил в состояние насыщения или отсечки. Настроим функцию Анализ переходных процессов. Моделирование выполняем для значения 50 мс. Так как источник имеет частоту 1кГц, моделируем 50 периодов колебаний для усилителя, что позволит усилителю перейти в установившийся режим. Если посмотреть на кривую выходного напряжения транзистора в начале моделирования, то видно, что график немного колеблется, потому что конденсаторы заряжаются до среднего значения выходного напряжения. Так как нас интересуют процессы в установившемся режиме, моделирование выполняем в течение 50 мс и используем результаты в конце моделирования. Настроим также параметр Максимальный промежуток времени на 5 мкс, чтобы получить точные результаты. Если не задать это значение, программа Multisim может использовать слишком большой промежуток времени, и осциллограмма будет выглядеть слишком угловатой. При частоте в 1кГц период составляет 1000 мкс. Если параметр Максимальный промежуток времени равен 5 мкс, каждый период осциллограммы будет включать не менее 200 точек моделирования. В результате осциллограмма будет плавной, но время моделирования при этом увеличится. Щелкнем по вкладке Выходные параметры и выделим переменные Vin и Vout. Нажмем кнопку Моделирование,чтобы выполнить моделирование.

Рис.3

Виден небольшой спад минимумов выходного напряжения. Минимальное значение на каждом периоде немного повышается в течение первых10 мс, а потом стабилизируется. Увеличим масштаб осциллограмм. Для этого щелкнем по левому верхнему углу области для увеличения и удержим кнопку мыши. Продолжаем удерживать нажатой кнопку мыши, переместим курсор вниз и вправо. Появится окно масштабирования. Переместим курсор мыши таким образом, чтобы окно масштабирования включало необходимую часть осциллограммы. Когда кнопка будет отпущена, программа увеличит масштаб в поле. Видно, что осциллограмма выходного напряжения напоминает синусоиду, но выглядит округлой сверху и заостренной внизу рис.4.

Рис.4

Следовательно, кривая выходного напряжения искажена и не является чистой синусоидой. Искажение свидетельствует о том, что выходное напряжение транзистора содержит частоты, которые отсутствуют во входном сигнале. При отсутствии искажений в усилителе на входной частоте 1кГц на выходе появится только частота 1 кГц. Выходной сигнал усилителя отличается от входного сигнала, поэтому он содержит другие частоты. Степень искажения выходного напряжения можно показать с помощью гармонического анализа.