基于Multisim10的RC正弦波振荡电路仿真设计

摘要： 本文通过EDA软件Multisim10仿真模拟电子技术中的难点——RC正弦波振荡电路。文章结合Multisim10软件分析了非线性元件二极管、JFET作为稳幅元件建立振荡的过程，还分析了移相式正弦波振荡电路的工作原理。引入仿真过程，激发了学生学习的兴趣，强化了学生对理论知识的理解。

关键词： Mutisim10；仿真分析；正弦波；振荡电路

中图分类号：G4；TN702 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）35-0236-02

0 引言

模拟电子技术是电子信息类重要的专业基础课，学生学习时感觉困难很多，使用Multisim软件进行模拟电子技术原理的仿真，可以克服时间、场地、仪器等带来的限制，让学生在课前或课后对所学知识进行预习和巩固，使得抽象枯燥的理论引入到软件仿真中，有利于把理论理解得更透彻。该软件较适合模电仿真，它可以用来仿真所有的模拟电路，功能非常强大。可以仿真运放电路、三极管的放大电路、场效应管放大电路、正弦波产生电路、直流稳压电路等，得到了很好的效果。尤其在正弦波振荡电路中可以看到起振、稳幅的过程，这即使在实验室中使用常规的仪器也很难观测出来。正弦波振荡电路是在没有外加输入信号的情况下，依靠电路自激振荡而产生正弦波输出电压的电路。正弦波振荡电路是由放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节构成。图1是基本原理框图，选频部分可以在放大电路中，亦可在反馈网络中，稳幅环节主要由非线性元件构成。重点在于掌握放大和选频的原理，而难点在于理解起振过程、稳幅环节。

本文分析了几种振荡电路，无论对于哪种振荡电路，由于比较抽象，用传统方法精确分析起振、稳幅、振荡频率的大小都是比较困难的，而用Multisim10软件则可灵活方便地进行仿真分析[1]，在课堂教学中就可以生动地体现产生的过程。

1 RC正弦波产生电路仿真分析

1.2 结型场效应管RC正弦波产生电路 如图6所示。该电路R1、C1、R2、C2的作用与图2相同，稳幅环节由结型场效应管2N3458及外围电路构成，调节R5、R6，使得Af=1+R5/（rds+R3）>3，当电路起振后，随着幅值的增大，经过D1整流、C3滤波后，C3与R4节点处为负电位幅值也增大，经R4、R6分压后Q1的栅源电压vGS也在增大，由图5所示的JFET的传输特性可知，可变电阻区几乎是线性的，vGS增大，斜率减小，沟道电阻rds在增大，故Af减小。当负反馈放大器的放大倍数Af=3时，振荡稳幅。

在上述三种仿真电路中，振荡频率的相对误差如表1所示。可以看出，采用Multisim10软件进行仿真得到的RC正弦波振荡的频率与理论计算值的相对误差很小。通过仿真，不仅可以更加深入地理解电路的工作原理，也加深了对振荡频率公式的理解。

2 结语

应用Multisim10软件对RC正弦波振荡电路进行仿真分析，结果表明仿真与理论分析和计算结果几乎完全一致，而且更形象、灵活，更贴近工程实际，可以达到帮助学生理解原理，更好地掌握所学的知识的目的，对提高学生发散性思维能力和分析问题、解决问题的能力具有重要的意义。

参考文献：

[1]康华光.电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006：434-441.

[2]李永清.低温漂稳幅文氏桥振荡器的研究与设计[J].中国科技信息，2011（14）.

[3]雷跃，谭永红.基于Multisim 10的电子线路课程设计[J].实验室研究与探索，2009，28（10）：179-182.