基于Multisim与Matlab的二极管双T电桥仿真分析
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来源：《数字技术与应用》2017年第03期
摘要：针对二极管双T电桥的原理难以实验演示的问题，提出了仿真分析的方法。用Matlab将理论结果可视化，讨论了电路参数对灵敏度的影响；用Multisim建立电路模型并对电路仿真测量与分析。在条件下测得仿真电路灵敏度系数为26.34mV/pF，非线性误差为2.0%，电路具有线性的输入输出关系，与理论结果基本一致。实验结果表明，该仿真实验验证了二极管双T电桥电路原理，有助于电路原理的理解和教学质量的提升。
关键词：二极管双T电桥；Matlab Multisim；仿真分析
中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）03-0093-03
Abstract：In order to solve the problem of experimental demonstration of the principle of diode double-T bridge， a method of using Multisim and Matlab is introduced. Visualizing the multisim示波器怎么连
theory of the circuit principle by Matlab and discussing the influence of circuit parameters on the sensitivity. Constructing and testing the diode double-T bridge circuit model in Multisim. On condition that ， the sensitivity of the simulation circuit is 26.34mV/pF and the non-linear error is 2.0%， so the input-output relation of diode double-T bridge is linear in accordance with the theoretical prediction. The experimental results show that the simulation analysis can verify the circuit principle of diode double-T bridge， is conducive to get a better understanding of the circuit principle and improves the teaching results.
Key Words：diode double-T bridge；Matlab Multisim；simulation analysis
二极管双T电桥电路及其衍生的环形二极管电桥电容转换电路具有电路结构简单、灵敏度高、线性好的优点，常用作差动式电容传感器转换电路[1-2]。分析二极管双T电桥电路工作原理通常用动态电路理论，推导过程复杂而且抽象；由于客观原因，教学中往往不便演示电路实验验证理论结果。因此二极管双T电桥电路的分析成为传感器技术教学中的难点。
Multisim是一款主流EDA软件，集成了大量的元件库、虚拟仪器和丰富的分析工具，使电路设计和优化变得极为方便，因此被广泛应用于电子电路、智能电子系统的设计和仿真[3-
5]。Matlab是一款功能强大的数学软件，可用于数值计算、符号运算、算法开发、数据可视化等领域[ 6-7]。结合两种软件提出传统实验的仿真或改进方案成为电子、自动化等专业教学和研究的一个方向[8-9]。
本文在Matlab辅助下分析电路工作原理，为设定电路参数提供理论依据；设计了二极管双T电桥电路Multisim仿真实验。通过虚拟示波器测量输入输出电压，直观表示出电路工作状态；用图表工具对电路变量进行瞬态分析，验证理论结果并分析电路特性。
1 二极管双T电桥理论
二极管双T电桥电路由高频电源E、差动电容C1和C2、特性相同的理想二极管D1和D2、固定电阻R1和R2（R1=R2=R）以及负载电阻RL组成，如图1所示。E提供幅值电压为UE周期为T的交流对称方波。
在电源E的正半周，二极管D1导通D2截止。电容C1很快充电至电压UE，同时电容C2经R2向RL放电，流经RL的电流可表示为
（1）
式中，是电容C2的放电时间常数。表明负载电流是电源正半周电流与C2放电电流的叠加。
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