电子线路仿真设计实验指导书.docx

电子线路仿真设计实验指导书 实验一RLC串联谐振电路仿真实验 一、实验目的 1、熟悉Multisim软件的使用方法 2、理解RLC串联谐振电路的原理 二、实验内容 通过仿真实验，熟悉RLC串联谐振电路的结构特点，研究电路的频率特性（即幅频特性和相频特性）。 三、实验步骤 1、按图1.1建立实验电路 图1.1 RLC串联谐振电路实验电路 2、测量电路谐振时的I0、V R、V L、V C、Q 打开仿真开关，用连接在电路中的双踪示波器分别测量激励电压源V S和电阻R两端的电压。在理论计算的基础上，调整激励电压源V S的频率，并注意观察激励电压源V S和电阻两端的电压波形，当激励电压源V S和电阻R两端的电压波形同相，即端口电压和电流波形相位相同时，电路即 发生了串联谐振。在电路谐振的情况下，用示波器分别测量电感L和电容C两端的电压值；将测量的电感L（或者电容C）两端的电压值除以电阻R两端的电压值，换算出电路的Q值；用串接在电路中的电流表测量电路中流过的电流I0，并将测量数据填入表1中。 3、测量电路的谐振频率、幅频特性和相频特性 用双踪示波器测量激励电压源V S和电阻R两端的电压时，移动示波器面板游标，通过测量谐振时电阻R两端电压信号的周期即可测量电路的谐振频率。也可以使用连接在电路中的波特图仪测量电路的谐振频率。同时，使用波特图仪测量电路的幅频特性和相频特性。 4、测量不同Q值时的V R、V L、V C、幅频特性和相频特性 在其他电路参数不变的情况下，调整电阻R的大小。用示波器测量电阻R两端的电压值、电感L和电容C两端的电压值、Q值；用串联在电路中的电流表测量电路中流过的电流I0；用波特图仪测量电路的幅频特性和相频特性。 （1）将电路图中的电阻R从1调整为10，用示波器测量R两端的电压值、电感L和电容C 两端的电压值；将测量的电感L（或者电容C）两端的电压值除以电阻R两端的电压值，换算出电路的Q值；用串联在电路中的电流表测量电路中流过的电流I0，并将数据填入表1.2中。同时，使用波特图仪测量电路的幅频特性和相频特性。 （2）将电路图中的电阻R从10调整为100，重复（1）中的步骤，填写表1.2，并且使用波特图仪测量电路的幅频特性和相频特性。 四、实验报告要求 1、通过本实验，总结、归纳RLC串联谐振电路的特性。 2、实验体会 实验二 负反馈放大电路仿真实验 一、实验目的 1、熟悉Multisim 软件的使用方法 2、加深理解负反馈的方法和负反馈对放大电路性能影响的理解 二、实验内容 通过仿真实验，研究负反馈对改善放大电路性能的作用和基本的分析方法。 三、实验步骤 1、按图2.1建立实验电路 1.8k 20mV 10uF-POL C610uF-POL 图2.1 负反馈放大电路实验电路 2、 直流分析 （1）调节信号源V2的大小，使输出端在开环情况下输出不失真。 （2）启动直流工作点分析，记录数据，填入表2.1 3、动态参数分析 （1）放大倍数测试 电路如图2.1所示，按下表2.2分别测量输入/输出电压的有效值，并记入下表2.2中。 表2.2 （2）输入电阻与输出电阻测试 测量输入/输出电阻的电路如下图2.2所示。 XSC1 10F IC=0V 图2.2 输入/输出电阻测量图 1）输入电阻R i 在输入端串联一个5.0k的电阻，如图所示，并且连接一个万用表，如图2.2连接。启动仿 真，记录数据，并填下表2.3中。（万用表要打在交流档才能测试数据） 2）输出电阻Ro 仿真电路如图2.2所示，先接上负载电阻，测量输出电压V L，再断开负载，测量输出电压V O。（万用表要打在交流档才能测试数据） 表2.4 五、实验报告要求 1、通过本实验，总结、归纳在放大电路中引入负反馈对放大电路性能的影响。 2、实验体会 实验三差动放大电路仿真实验 一、实验目的 1、掌握Multisim的使用方法，学会用Multisim对电路进行仿真分析 2、用Multisim研究差动放大电路的性能 二、实验内容 通过仿真实验，研究典型差动放大电路和恒流源差动放大电路的性能及其在不同输入输出方式下的特点。 三、实验步骤 1、按图3.1建立实验电路 图3.1 差动放大电路实验电路 2、直流分析 （1）调节差动放大器零点 在测量差动放大电路各性能参量之前，一定要先调零。信号源不接人，将差动放大电路输 入端A、B与地短接，开关打在左端，单击仿真开关进行仿真分析，用直流电压表或万用表（直流档）测量R11两端电压（输出电压）U o，调节调零电位器R P，使U o=0（尽量接近0，如果不好调节，可以减小电位器的Increment值）。 （2）启动直流工作点分析，记录数据，填入表3.1 3、动态参数分析 （1）测量差模电压放大倍数 将函数信号发生器XFG1的“+”端接放大器输入A端，COM端接地，放大器输入B端接函数信号发生器XFG1的“-”端，构成差模输入方式。调节输入信号频率f =1kHz的正弦信号，输入电压U id1=-U id2=10mVp，用示波器监视输出端（集电极C1或C2与地之间）。 单击仿真开关进行仿真分析，在输出波形无失真的情况下，可用交流电压表或万用表（交流档）测U id、U C1、U C2，并在示波器XSC1和XSC2中观察u id、u c1、u c2的相位关系。 （2）测量共模电压放大倍数 将放大器A、B端短接，将函数信号发生器XFG1“+”端接A端，COM接地，构成共模输入方式。调节输入信号频率f =1kHz的正弦信号，输入电压U ic=1Vp。 单击仿真开关进行仿真分析，在输出波形无失真的情况下，可用万用表或交流电压表测U ic、U C1、U C2，并在示波器XSC1和XSC2中观察u ic、u c1、u c2的相位关系。 五、实验报告要求 1、通过本实验，比较典型差动放大电路和恒流源差动放大电路的CMRR。 2、实验体会 实验四 555定时器的仿真实验 一、实验目的 1、熟悉555定时器的工作原理和典型应用 2、掌握基于Multisim 的555定时器应用仿真 二、实验原理 555定时器是一种常见的集数字与模拟功能于一体的集成电路。通常只要外接少量的外围元件就可以很方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等多种电路。其中： （1）构成施密特触发器，用于TTL 系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等； （2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路； （3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。 555应用电路采用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路。 U1 LM555CM GND 1DIS 7OUT 3 RST 4VCC 8THR 6CON 5 TRI 2 GND 1脚，接地；TRI 2脚，触发输入；OUT 3脚，输出；RES 4脚，复位（低电平有效）；CON 5脚，控制电压（不用时一般通过一个0.01uF 的电容接地）；THR 6脚，阈值输入；DIS 7脚，放电端；VCC 8脚，+电源 4.1 555定时器功能表 三、实验内容 1、555定时器逻辑功能仿真实验 按图4.1建立实验电路,按表4.1所示的对输入信号的要求，设置电路参数进行仿真实验。 W 图4.1 555定时器逻辑功能仿真电路 将实验所测试的输入填入表4.2中，分析、验证555定时器的功能。 2、使用555定时器构成施密特触发器仿真实验 施密特触发器是脉冲波形整形和变换电路中经常使用的一种电路。其具有两个稳定状态，两个稳定状态的维持和相互转换取决于输入电压的高低和，属于电平触发，具有两个不同的触发电平，存在回差电压。由555定时器构成的施密特触发器将555定时器的THR 和TRI 两个输入端连在一起作为信号输入端即可得到施密特触发器。 实验电路如图4.2所示，调节输入信号频率f =100Hz 的三角波信号，输入电压U i =10Vp 。打开仿真开关，在示波器面板上观察输出和输入信号波形。 图4.2 由555定时器构成的施密特触发器电路 五、实验报告要求 1、根据波形，分析验证施密特触发器的功能。 2、实验体会 教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。