电子应用软件实习报告

《电子应用软件实习I》实习报告班级学号学生姓名指导教师王士湖、唐永锋、柯永斌淮阴工学院电子信息工程学院2015年10月实习考勤全勤缺勤较少缺勤较多答辩成绩优良中及格不及格实习成绩优良中及格不及格批改时间年月日-1-一、实习目的电子应用软件实习I是电子信息、电子科学与技术专业实习任务，是模拟电子技术、数字电子技术课程结束后进行的教学环节。其目的是：1、培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。2、学习利用仿真软件进行较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计和调试。3、进行软件仿真基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件进行调试和数据处理等。4、培养学生的创新能力。二、实习总体要求1．根据指导老师的要求，完成实习内容；2．按照课题设计任务书要求熟悉Multisim软件使用；3．用图、表、文字说明描述电路设计步骤及其仿真结果；4．对选用的主要元器件（包括集成电路），给出规格型号及技术参数；5．给出仿真电路系统总的设计框图和原理图；6．凡是选用的集成电路，必须画完整的接线图，并说明各引线的功能和使用方法，同时应列出功能表；7.利用相关仿真软对任务书所列电路进行仿真与调试，并撰写实习报告。三、实习内容详细安排本次软件实习时间为1周周一上午：动员及下达实习要求。1.Multisim软件基本操作周一：熟悉Multisim用户界面及其设置，掌握Multisim元器件库及其使用。-2-2.模拟电路案例分析周二：放大电路的仿真，集成运输放大器中的仿真，Multisim在电源电路中的应用。（三选一完成模拟电路仿真设计）3.数字电路案例分析周三：组合逻辑电路的仿真分析，时序逻辑电路的仿真分析，555集成定时电路的仿真。（三选一完成数字电路仿真设计）4.综合应用电路分析周四、五：波形发生器仿真设计，撰写实习报告。（必须完成）四、NIMultisim仿真软件简介NIMultisim是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。NIMultisim是美国国家仪器公司（NI,NationalInstruments）电子线路仿真软件EWB（ElectronicsWorkbench,虚拟电子工作台）的升级版。NIMultisim仿真软件用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。它的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源；而且还有一般实验室少有或没有的仪器，如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。它具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。NIMultisim可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工学、模拟电路、数字电路、射频电路及微控制器和接口电路等。可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作状况。在进行仿真的同时，软件还可以存储测试点的所有数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据等。NIMultisim易学易用，便于电子信息、通信工程、自动化、电气控制类专业学生自学、便于开展综合性的设计和实验，有利于培养综合分析能力、开发和创新的能力。-3-五、具体实习电路案例分析1.单管放大器电路1.1单管放大器电路基本原理如图1所示为电阻分压式工作点稳定的单管放大器仿真电路图，偏置电路采用RB11和RB12组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号ui后，在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反，幅值被放大了的输出信号uo,从而实现了电压放大。在图1电路中，当流过偏置电阻RB11和RB12的电流远大于晶体管的基极电流IB时（一般为5-10倍），静态工作点可用下式估算UB≈RB1/（RB1+RB2）*VCCIE≈(UB-UBE)/RE≈ICUCE=VCC-IC(RC+RE)电压放大倍数：Au=-β(RC//RL)/rbe输入电阻：Ri=RB11//RB12//rbe式中，rbe为三极管基极与发射极之间的电阻。输出电阻：RO≈RC1.2单管放大器仿真电路图-4-图1单管放大器电路图1.3函数信号发生器参数设置将输入信号设置为正弦波信号、频率为1KHz，所产生信号的最大值为10mV。图2函数信号发生器的参数设置1.4单管放大器的输入、输出波形-5-图3单管放大器的输入、输出波形显示1.5数据记录和分析开启仿真开关，双击示波器图标观察波形，如图3所示，记录波形数据如下：输入信号CH1：频率f为1KHz,周期T为1mS,峰峰值为20mV，即幅度为10mV.输出信号CH2：频率f为1KHz,周期T为1mS,峰峰值为1.9V，即幅度为0.95V.放大倍数Au=0.95*1000/10=952.用置数法获得任意进制计数器的电路设计2.1电路设计原理假定已有N进制计数器，而需要得到一个M进制计数器时，只要MN，用置数法使计数器计数到M时置“0”，即获得M进制计数器。如图4所示为一个特殊十二进制的计数器电路方案。在数字钟里，对时位的计数序列是1,2,……，11,12，即是十二进制的，且无0数。当计数到13时，通过与非门产生一个置数信号，使74192N（A2）直接置成0000，而74192N（A1），即时的个位直接置成0001，从而实现1-12计数。2.2特殊十二进制的计数器电路设计图-6-图4特殊十二进制的计数器电路仿真图2.3十二进制计数器结果显示图启动仿真，可以观察到数码管的数字变化，它会从“01”到“12”循环变化，如图5所示：图5特殊十二进制的计数器变化图-7-3.矩形波电路设计3.1矩形波发生电路原理矩形波发生电路由电压比较器、延迟环节和反馈网络构成。设某一时刻输出电压u0=+UZ，则同相输入端电位uP=+UT。u0通过R对电容C正向充电。反相输入端电位uN随时间t增长而逐渐升高，当t趋近于无穷时，uN趋于+UZ；一旦uN=+UT，再稍增大，u0就从+UZ跃变为-UZ，与此同时uP从+UT跃变为-UT。随后，uO又通过R3对电容C放电。反相输入端电位uN随时间t增长而逐渐降低，当t趋近于无穷时，uN趋于-UZ；一旦uN=-UT，再稍减小，uO就从-UZ跃变为+UZ，与此同时，uP从-UT跃变为+UT，电容又开始正向充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。3.2矩形波电路设计图图6矩形波产生电路图3.3矩形波电路的输入、输出波形显示开启仿真开关，双击示波器图标观察波形，如图7所示，记录波形数据如下：信号CH1：频率f为136Hz,周期T为7.34mS,峰峰值Pk-Pk为12.5V，即幅度A为6.25V.-8-信号CH2：频率f为136Hz,周期T为7.34mS,峰峰值Pk-Pk为13.3V，即幅度A为6.65V.图7输入输出波形显示六、实习总结在这一周的电子应用软件实习中，我体会到了Multisim12.0仿真软件的强大仿真功能。刚开始实习的时候，老师给我们讲解了Multisim12.0元器件库及其使用，也给我们做了一些电路仿真的实例，让我们对Multisim12.0的用户界面以及其设置有了一定的熟悉和了解。虽然以前也接触过一些仿真软件，但是很惭愧，因为都没怎么去练习和应用，因此，在这次实习中，我非常认真地去学习和应用这个仿真软件。在实习过程中，我先跟着老师的讲解，做了一些简单的电路仿真实例，以便能尽快地熟悉各种常用的元器件和虚拟仪器的使用。稍微熟悉了以后，又做了单管放大电路、反相比例求和电路、多谐振荡器电路、计数器，报警电路和波形产生电路等的仿真实验。在这个过程中，我学会了很多，从一开始的一个仪表器件也不认识，到学会了基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量和运用。我非常高兴，也很有兴趣继续学下去，我知道这个软件实习的目的不仅仅是让我们按照书上的电路图画画就好，而是让我们学会利用这个仿真软件进行比较复杂的电子电路的设计，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见问题的能力，提高我们的创新设计能力，学好它，对我们以后学习电路方面的知识会有-9-很大的帮助。我也了解到这个仿真软件的很多优点，它采用图形界面创建电路，在计算机屏幕上模仿真实实验工作台，创建电路所需要的元器件，就连电路仿真所需要的测试仪器都可以直接在屏幕上选取，用起来非常方便，另外虚拟仪器的外观和操作方式和实物非常相似，可以直接显示测量结果。它还提供直流分析、交流分析、瞬时分析和失真分析等多种强大的电路分析功能。虽然这些功能我还没有完全学会，但是在实习结束后，我会继续去学习，学习电路图的绘制和电路的分析，以便日后能更好地分析、理解和设计电路。总之，在这次的实习中，我们都学习到很多东西，在实习的过程中提高了自己的实践能力，当有的同学仿真不成功时，大家能够互相请教、讨论，互相帮助，也促进了同学之间的团结协作与和睦相处，希望在接下来的学习中，大家能够相互学习、相互帮助、共同提高。七、参考文献[1]黄智伟等.基于NIMultisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M].北京：电子工业出版社，2011[2]唐永锋等.《电子应用软件实习Ⅰ》任务书.淮阴工学院，2014