非线性失真的multisim

### 如何在Multisim中模拟和解决非线性失真

#### 设置仿真环境
为了有效模拟非线性失真现象，需先构建合适的电路模型。对于三极管放大电路而言，可以创建一个基本的共射极放大器结构[^2]。

\begin{circuitikz}[american, scale=0.85]
    \draw (0,0) to[R=$R_C$, l_=$1kΩ$] ++(0,-2);
    \draw (-2,-2) node[nmos](nmos){} ;
    \draw (nmos.G) node[left]{Base};
    \draw (nmos.D) node[right]{Collector};
    \draw (nmos.S) node[below]{Emitter};
    
    % Input signal source and coupling capacitor
    \draw (-4,0) to[sV, l=$v_{in}$] ++(0,-2); 
    \draw (-4,-2) to[C, l=$C_i$, *-*] (-2,-2);

    % Output load resistor and coupling capacitor
    \draw (2,-2) to[R, l=$R_L$, *-*] ++(0,-2);
    \draw (2,-4) --++(-2,0)--++(0,4);
    \draw (2,-2) to[C, l=$C_o$, *-*] ++(0,2);
    
    % Biasing network
    \draw (-6,0) to[R, l=$R_B$, *-*] ++(0,-2);
    \draw (-6,0) -- (-4,0);
    \draw (-6,-2) -- (-4,-2);
\end{circuitikz}

此图展示了简化版的共发射极配置，其中包含了必要的偏置电阻\( R_B\)、集电极负载电阻\( R_C\)以及耦合电容器用于隔离直流成分。

#### 模拟交越失真
当涉及到像交越失真这样的特定类型的非线性失真时，可以通过调整电源电压或引入适当的静态工作点来观察这种效应的发生。具体操作是在上述基础上加入一对互补对称功率输出级，并设置成乙类模式运行，使得在一个周期内仅有半个波形被放大的情况发生，从而直观展示交越失真的特性。

#### 测量总谐波失真（THD）
要量化非线性失真的影响，可借助频谱分析仪工具测量输出信号中的高次谐波含量。这通常通过计算基波和谐波幅值的比例得出总的谐波失真率（Total Harmonic Distortion, THD）。Multisim提供了内置的功能来进行此类分析：

- 使用AC Sweep/Noise Analysis功能获取频率响应曲线；
- 应用Fourier Transform变换得到各阶谐波幅度分布；
- 计算并显示THD数值作为评估标准[^3]。

#### 解决方案——采用甲乙类功放设计
针对由三极管开启阈值引起的交越失真问题，一种有效的解决方案是改用甲乙类混合拓扑结构。这种方式下，即使处于低电平区域也能保持一定的导通状态，减少了截止区内的时间占比，进而降低了因切换而导致的失真水平。实际建模过程中可通过适当调节偏流使两支晶体管交替轻微导通而不至于完全关闭，以此改善音质表现。