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基于Multisim10的扩音电路设计与仿真

徐鹏;毛攀峰

【摘要】针对电子线路设计过程中受到元器件、测量仪器等条件限制的问题,介绍

了Multisim10软件在电子设计方面的应用,分析了扩音电路工作原理,完成电路的

分析、设计和调试.扩音放大电路主要采用分立元器件三极管和达林顿管进行设计,

再通过Multisim10软件对电路各功能及整个系统进行了分析仿真,得到电路相关

技术参数.仿真实验结果显示:采用Multisim10仿真得到的放大倍数与理论计算值

的误差约为2%,同时得到此电路信号在频率为414Hz~1.1MHz时放大倍数均为

47.8dB.因此Multisim10软件应用于电子电路设计切实可行,不但节省了实际焊接、

测试和调试的时间,也大大缩短了设计研发周期.

【期刊名称】《微型机与应用》

【年(卷),期】2017(036)020

【总页数】4页(P41-44)

【关键词】三极管;放大器;Multisim10;仿真

【作者】徐鹏;毛攀峰

【作者单位】浙江国际海运职业技术学院船舶工程学院,浙江舟山316021;浙江国

际海运职业技术学院船舶工程学院,浙江舟山316021

【正文语种】中文

【中图分类】TP702

传统的电路设计依靠经验设计方法完成电路的设计、调试，但由于众多实验条件的

限制，无法满足多数设计者的设计要求，具有一定的局限性[1-2]。Multisim10仿

真软件具有电路元件库丰富、虚拟仪器功能强大等优点，同时电路分析手段完备、

兼容性好，是一套完整的电路设计工具系统[3-4]。本文在分析扩音电路的基础上，

采用分立元器件代替价格较贵的集成芯片搭建电路的核心部分，再利用

Multisim10进行仿真分析、调试，以此大量减少硬件调试过程中出现的问题，也

更易于电路功能的实现[5]。因此，Multisim10在扩音机放大电路分析、设计上提

供了强有力的辅助工具，从而促使电路的设计在整体性能上达到最佳状态，同时也

节省实际焊接和调试的时间及耗材费用的成本，为电路的设计方式提供了新的模式

[6-7]。

扩音机放大电路是扩音机的重要组成部分，其电路的设计及参数设置直接影响到扩

音机的整体性能，其应用广泛，电路的设计也是多样化[8-9]。本文采用分立元器

件2N3904三极管替代价格较贵的集成芯片，减少了研发的成本，大大提高了企

业在同行中的竞争力[10]。

扩音电路工作原理是将声音通过麦克风转换成电压信号，由于电压信号微弱，需要

通过放大系统进行放大，从而推动扬声器工作。放大电路主体可分为三部分，原理

框图如图1所示。由于话筒阻抗比较低，首先采用共B放大器作为小信号放大器

进行阻抗匹配，进行第一级放大，再经过共E级放大器进行电压的放大，最后由

ClassAB功率放大器实现量能放大后驱动扬声器工作，从而实现将声音放大的功

能。

本文采用的信号源是电压为1mVrms、频率为1kHz的信号，扩音电路硬件部分

主要采用型号为2N3904的NPN型三极管及一对互补的达林顿管，硬件搭建的电

路如图2所示。电路中共B级和共E级放大电路主要采用2N3904型三极管，实

现电压信号的放大。功率放大器主要采用一对互补的达林顿管进行推挽输出，具有

效率高、功率大等优点。为防止ClassAB功率放大电路产生交越失真，采用与达

林顿管电气特性相匹配的4个1N4148二极管，同时为防止电路产生截止失真，

可调节滑动变阻器R14，得到合适的波形。

从电路的整体可以看到，由于前两级的放大倍数依赖于第三级即图2中所示的

ClassAB功率放大器的输入阻抗，因此电路从第三级ClassAB放大电路开始分析。

功率放大硬件部分如图3(a)所示，通过4个1N4148二极管来避免达林顿管产生

的交越失真，由ClassAB放大器的性质得知电压增益接近1，再结合Multisim10

仿真软件自带的Bode分析仪测得，在频率为1.049kHz的时候，功率的放大倍

数为-0.699dB，根据20lgAv=dB，换算得到其中为第三级放大的倍数。

根据2.1小节中的ClassAB功率放大器输入阻抗为约为500Ω，再结合图4(a)电

路硬件搭建方式，得共E级放大电路电压增益为:

Av2=

式中：RL3为ClassAB功率放大