电路数电模电EDA仿真实训

实验一RLC串联电路频响仿真一.电路原理固定R、L、C的值，并保持信号源电压不变，根据所选的L、C值求固有频率：LC21f0，改变输入电压的频率或者电路参数均可使电路发生谐振二.Multisim电路设计图三.仿真分析1.计算出频率为15.923kHz2.仿真内容包括幅频、相频特性，给出相应图示幅频特性仿真图相频特性仿真图仿真波形图3.实验分析品质因数与选频作用Q值越高，曲线越尖锐，电路的选择性越好，通频带也越窄从Multisim10仿真软件进行RLC串联谐振电路实验的结果来看，RLC串联谐振电路在发生谐振时，电感上的电压UL与电容上的电压Uc大小相等，相位相反。这时电路处于纯电阻状态，且阻抗最小，激励电源的电压与回路的响应电压同相位。谐振频率fo与回路中的电感L和电容C有关，与电阻R和激励电源无关。品质因数Q值反映了曲线的尖锐程度，电阻R的阻值直接影响Q值.四.总结与展望本次实验用Multisim仿真软件对RLC串联谐振电路进行分析，设计出了准确的电路模型，也仿真出了正确的结果。并且得到了RLC串联谐振电路有几个主要特征1.谐振时，电路为阻性，阻抗最小，电流最大。可在电路中串入一电流表，在改变电路参数的同时观察电流的读数，并记录，测试电路发生谐振时电流是否为最大。2.谐振时，电源电压与电流同相。这可以通过示波器观察电源电压和电阻负载两端电压的波形中否同相得到。3.谐振时，电感电压与电容电压大小相等，相位相反。这可以通过示波器观察电感和电容两端的波形是否反相得出，还可用电压表测量其大小。总的来说，本次实验比较成功，不仅仿真出了正确的结果，也对Multisim仿真软件的功能及其应用也有了更深的提高实验二.三相电路仿真实验一.电路原理1、负载应作星形联接时，三相负载的额定电压等于电源的相电压。这种联接方式的特点是三相负载的末端连在一起，而始端分别接到电源的三根相线上。2、负载应作三角形联接时，三相负载的额定电压等于电源的线电压。这种联接方式的特点是三相负载的始端和末端依次联接，然后将三个联接点分别接至电源的三根相线上。3、电流、电压的“线量”与“相量”关系测量电流与电压的线量与相量关系，是在对称负载的条件下进行的。画仿真图时要注意。负载对称星形联接时，线量与相量的关系为：（1）PLUU3（2）PLII负载对称三角形联接时，线量与相量的关系为：（1）PLUU（2）PLII34、星形联接时中性线的作用三相四线制负载对称时中性线上无电流，不对称时中性线上有电流。中性线的作用是能将三相电源及负载变成三个独立回路，保证在负载不对称时仍能获得对称的相电压。如果中性线断开，这时线电压仍然对称，但每相负载原先所承受的对称相电压被破坏，各相负载承受的相电压高低不一，有的可能会造成欠压，有的可能会过载。二..绘制简介1)交流电压源：PlaceSource→POWER_SOURCES→AC_POWER,选取电压源并设置电压为220V、频率为50Hz。2)接地：PlaceSource→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地。3)电阻：PlaceBasic→RESISTOR,选取电阻并依据仿真图要求设置阻值。4)电感：PlaceBasic→INDUCTOR,选取电感值为1H的电感。5)电压表：PlaceIndicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为交流档。6)电流表：PlaceIndicators→AMMETER，选取电流表并设置为交流档三..仿真分析1.改变三相平衡负载的大小2.三相负载不对称时电流仿真电路1)搭建图所示三相负载不对称时电流仿真电路2)单击仿真开关，激活电路，根据交流电压表和电流表的读数，记录线电流IU、IV、IW和中性线电流I0以及相电压UU、UV、UW的读数于表中3.三相负载△联结线电流与相电流仿真电路四.思考题若三相不对称负载联结且无中线时，各相电压的分配关系将会如何？说明中性线的作用和实际应用中需注意的问题。答：三相四线制的星形连接中如果负载是对称负载（阻抗相等、阻抗角相等），那么中线无电流，可有可无。负载分得的相电压即为电源相电压；在不对称负载中中线的作用是使各个不对称负载分得的电压相等，如果无此中线，负载中中性点电位就要发生位移了。中性点电位位移的直接后果就是三相电压不平衡了，有的相电压可能大大超过电器的额定电压(在极端情况下会接近380V)，轻则烧毁电器，重则引起火灾等重大事故，所以此时中线不能缺省。五总结与展望通过本次试验，使我进一步的熟练了三相电路的分析方法，分析三项电路，终点要弄清各个线电压与相电压之间的相位、模大小关系，之后与直流电路相同可利用节点电压法或回路电流法。同时，还应将对称负载在星形与三角形之间灵活变换，以方便我们进行计算。我进一步掌握了有关三相电路的内容，特别是应注意到对电压表相位的预设不能出错。实验三：单管共射放大电路设计及仿真实验一．电路原理(1)单管共发射极放大电路的静态工作点该电路直流电源CCU经电阻1R和2R分压后接到三极管的基极，发射极接有电阻4R和2C基极电位近似为1212VRRRUB因此静态参数分别为444RURUURUIBBEBEE4RUIIBEC)(4343RRIURIRIUUCCCECCCCECBII(2)单管共发射极放大电路的电流放大系数和电压放大倍数由于电容2C的旁路作用，分压式偏置放大电路的交流通路与单管共射放大电路的交流通路相同，其电压放大倍数为beLUrRA输入电阻为21RRrrbei输出电阻为3Rro功能：共射极放大电路具有较大的电压放大倍数，输出电压与输入电压反相，采用分压式偏置的形式保持静态工作点的稳定。用途：共射组态作为一种常用的电压放大电路，应用十分广泛。二.绘制简介1)电压源：PlaceSource→POWER_SOURCES→DC_POWER,选取直流电压源并设置电压为12V。2)接地：PlaceSource→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地。3)电阻：PlaceBasic→RESISTOR,选取电阻并根据仿真电路设置电阻值。4)电解电容：PlaceBasic→CAP_ELECTROLIT,选取电容值为10μF的电容。5)晶体管：PlaceTransistors→BJT_NPN，选取2N2222A型晶体管。6)电压表：PlaceIndicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为直流档。7)电流表：PlaceIndicators→AMMETER，选取电流表并设置为直流档。8)函数发生器：从虚拟仪器工具栏调取XFG1。9)示波器：从虚拟仪器工具栏调取XSC1。三.Multisim电路设计图四.仿真分析(1)单管共发射极放大电路的静态工作点仿真电路1)搭建单管共发射极放大电路的静态工作点仿真电路。2)双击图中各电压表、电流表图标，打开其属性对话框后进行设置。3)按下仿真开关，激活电路，记录集电极电流IC、发射极电流IE、基极电流IB、集电极-发射极电压UCE、发射极电压UE和基极电压UB的测量值于表中4)射极电压UE和基极电压UB的测量值于表中ICmAIEmAIBmAUCEVUEVUBV理论计算值1.9671.9670.039340.00131.9671.967仿真测量值1.2501.2609.3264.3661.2601.891(2)单管共发射极放大电路电压放大倍数仿真电路1)搭建单管共发射极放大电路电压放大倍数仿真电路。2)双击图中各函数发生器、示波器图标，打开其面板对话框后进行设置。3)按下仿真开关，激活电路，观察示波器显示的输入电压峰值UIM与输出电压峰值UOM，如图所示，并记录于表中，计算电压放大倍数Au。UImVUOmV电压放大倍数理论计算值4.834302.12562.5仿真测量值4.971269.64454.24输入输出相位观察五.思考题：1)根据仿真数据，确定单管共发射极放大电路的静态工作点。2)估算单管共发射极放大电路的电流放大系数β。beLUrRA得503)计算单管共发射极放大电路的电压放大倍数Au。beLUrRA得5.62UA4)放大器的输出波形与输入波形之间的相位关系如何？答：射极跟随器的基极输入信号与发射极输出信号是同相位的，但是经过阻容耦合后肯定电压要滞后电流一定的相位角，多级阻容耦合总的滞后会更加明显。至于具体滞后多少，那要由元件参数决定，每一级阻容耦合最大滞后量不会超过90度。六.总结与展望通过本次仿真实验，基本掌握了共射极单管放大器电路的基本应用和设计方法，熟悉共射极单管放大器电路的电路结构、工作原理及其特点。总之在这次试验的过程中，我学到了不少知识。也许到了许多道理，我会在以后的学习过程中再接再厉，争取把自己的实验能力提高一个档次实验四反相比例运算放大器仿真实验一电路原理输入电压V1经电阻R1接到集成运放的反相输入端，运放的同相输入端经电阻R3接地。输出电压经反馈电阻R2引回到反相输入端。集成运放的反相输入端和同相输入端，实际上是运放内部输入级两个差分对管的基极。为使差分放大电路的参数保持对称，应使两个差分对管基极对地的电阻尽量一致，以免静态基流流过这两个电阻时，在运放输入端产生附加的偏差电压。因此，通常选择R2的阻值为R2=R1∥R3经过分析可知，反相比例运算电路中反馈的组态是电压并联负反馈。由于集成运放的开环差模增益很高，因此容易满足深度负反馈的条件，故可以认为集成运放工作在线性区。所以，可以利用理想运放工作在线性区时“虚短”和“虚断”的特点来分析反相比例运算电路的输出输入关系。由于“虚断”，U+=0又因“虚短”，可得U-=U+=0由于I-=0,则由图可见II=I2即（UI-U-）/R1=(U—U0)/R2上式中U-=0,由此可求得反相比例运算电路的输出电压与输入电压的关系为U0=-R2·UI/R1功能：反相放大用途：积分器，微分器，加法器二绘制简介1)接地：PlaceSource→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地。2)电阻：PlaceBasic→RESISTOR,选取电阻并根据电路设置电阻值。3)集成运算放大器：PlaceAnalog→ANALOG_VIRTUAL,选取OPAMP_3T_VIRTUAL型集成运算放大器。4)函数发生器：从虚拟仪器工具栏调取XFG1。电路设计图三仿真分析1搭建图所示的反相比例运算放大器仿真电路，函数发生器按图所示设置。2单击仿真开关，激活电路，双击示波器图标打开其面板，面板显示屏上将出现放大电路的输入和输出电压波形，如图所示输入输出波形3.中记录输入电压峰值UIP及输出电压峰值UOP，并计算电压增益。IUOU输出与输入波形相位差电压增益UA仿真测量值3.136-19.9501806.362四思考题1根据仿真测量数据，计算放大器的闭环电压增益Au。2输出电压波形与输入正弦电压波形之间存在什么相位关系？答相位相反五总结与展望在集成运算放大器线性运用电路的教学中,充分应用Multisim的仿真优势,将动态仿真与理论推导相结合,积分器，微分器，加法器同样可进行仿真实验五译码器功能仿真实验一、电路原理有三个选通端，只有当选通端为100时138才工作，每一个二进制数对应一个低电平的输出，比如000对应y1（非），其他的同理，需要注意的是在正常工作时，其他的输出都是高电平，只有一个是低电平。二绘制简介:1)电源：PlaceSource→POWER_SOURCES→DC_POWER,选取电源并设置电压为5V。2)接地：PlaceSource→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地。3)逻辑开关：PlaceElector_Mechanical→SUPPLEMENTARY_CONTACTS,选取SPDT_SB开关。4)译码器：PlaceTTL→74LS,选取74LS138N。5)逻辑探头：PlaceIndicators→PROBE，选取逻辑探头6)数字信号发生器：从虚拟仪器工具栏调取XWG1。7)逻辑分析仪