电路仿真实验报告.docx

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1、电路仿真实验报告 本科试验报告 试验名称: 电路仿真课程名称: 电路仿真 试验时间:任课老师:试验地点:试验老师：试验类型: 原理验证 综合设计 自主创新学生姓名：学号/班级：组号 :学院: 信息与电子学院 同组搭档:专业:成绩 :试验 1 叠加定理 得验证R11ΩV112 V I110 A R21ΩR31ΩR41ΩU1DC1e-009Ohm 0.000A+-U2DC10MOhm0.000V+- 1. 原理图编辑：分别调出接地符、电阻 R1、R2、R3、R，直流电压源、直流电流源,电流表电压表（Grop:nditors, aly：VOTMTR 或

2、 AMETE)留意电流表与电压表得参考方向),并按上图连接;2、 设置电路参数: 电阻 R1=R2R3=R4=1Ω,直流电压源 V1 为 12V，直流电流源 I1 为10。试验步骤: 1）、点击运行按钮记录电压表电流表得值 U1 与 I1; 2)、点击停止按钮记录，将直流电压源得电压值设置为，再次点击运行按钮记录电压表电流表得值 U2 与 I2; 3）、点击停止按钮记录,将直流电压源得电压值设置为 12V，将直流电流源得电流值设置为 0A,再次点击运行按钮记录电压表电流表得值 U3 与 I3; 4、依据叠加电路分析原理,每一元件得电流或电压可以瞧成就是每一个独立源单独作用于电路时,

3、在该元件上产生得电流或电压得代数与. 所以,正常状况下应有1=U+U3，I1=I+I；经试验仿真: 当电压源与电流源共同作用时,U1=—1、6VI16、8A、 R11ΩR21ΩR31ΩR41ΩV112 V U1DC10MOhm-1.600V+-U2DC1e-009Ohm 6.800A+-I110 A 当电压源短路即设为 0V，电流源作用时,U=-4VI2=2A R11ΩR21ΩR31ΩR41ΩV10 V U1DC10MOhm-4.000V+-U2DC1e-009Ohm 2.000A+-I

4、110 A当电压源作用，电流源断路即设为 0A 时，U3=、4 I=4、8AR11ΩR21ΩR31ΩR41ΩV112 V U1DC10MOhm2.400 V+ -U2DC1e-009Ohm 4.800A+-I10 A所以有1=U+3=—42、4=—、6VI1I2+I3=2+4、86、8A 验证了原理 试验 并联谐振电路仿真V15 Vpk 500 Hz 0° R110ΩL12.5mHC140µFR22kΩin out0 2. 原理图编辑：分别调出接地符、电阻1、R,电容 C1,电感

5、1,信号源1,按上图连接并修改根据例如修改电路得网络标号; 3. 设置电路参数: 电阻 R110Ω,电阻=2Ω,电感1=2、5H,电容 C=40uF。信号源 V1 设置为 AC=，Voff=0,rece=50H 4. 分析参数设置: AC 分析:频率范围Z—100MZ，纵坐标为0 倍频程，扫描点数为 10,视察输出节点为 Vou响应。TRAN 分析: 分析 5 个周期输出节点为 Vout 得时域响应。试验结果: 要求将试验分析得数据保存 （包括图形与数据),并验证结果就是否正确，最终提交试验报告时须要将试验结果附在试验报告后。依据并联谐振电路原理,谐振季节点

6、 ou电压最大且谐振频率为w01/ ,f0=w0/2=5、29Hz 谐振季节点 out 电压理论值由分压公式得 u=2000(20+0)*5=4、971V、 当频率低于谐振频率时，并联电路表现为电感性，所以相位为 90° 当频率等于谐振频率时,并联电路表现为电阻性，所以相位为 0° 当频率高于谐振频率时,并联电路表现为电容性,所以相位为—9°经仿真得谐振频率为 51、872Hz,谐振季节点电压为 4、9748V、 相频特性与理论一样。由信号源得 f500z,可得其周期为 0、002s，为分析个周期，所以设瞬态分析结束时间为 0、01s、得如下仿真结果：仿真数

7、据:(从 excel 导出）X——铜线 ：:(vou) Y-铜线 1：（vout） 0、00785400 1、289512 、0088761 、58912 、0247807 、95215 0、0156792 2、511840、0197282 6 3、226 0、024837142 、91071706 0、03126803 5、1133 0、393525 、3957345 、04956064 7、32234 0、62397029 10 0、785610 2、892542 0、8117 15、848939 0、124672 1、95631 0、15678 2、11832 0

8、、197619655 1、27766 0、24936512 39、810716 0、311374 50、18233 0、3961068 6、095734 、5002279、2824 、6347503 00 、806840 125、8922 、031819265 158、489312 1、3340022 19、5235 1、7416446 251、188642 2、3221 1、22766 、5447 3、1071706 、74434884 5 5 1 1 、 1872 364 4 、9 9 84754630、9573445 、31497011 7、282347 3、203657 000 2、3

9、4872684 258、9212 、3288 1584、9319 1、441141 195、26235 1、0412497592511、886432 、8418 362、276 0、4010044 3981、07170 0、55215181 501、872336 0、3969233 630、57345 0、16805 943、8237 0、2511449 10000 0、19928881 1289、2541 0、158199509 1548、931 0、256112 19952、2315 0、07545 5118、86432 0、72268 31、76 、06292242 39810、7170

10、6 0、049977859 50118、7336 0、036722 6095、744 0、015382 7432、82、02504627 3 1000 、199471 12589、5412 、15802831 15889、312 0、02552584 1926、215 0、0047 251188、642 、0079211 31627、766 0、0629162 9817、706 、0925 501187、2336 0、09945 6395、345 、031304 794328、2347 0、002545530、0018947 12895、42 0、010266 1588、12 0、001255

11、25 19922、3 0、0099708 25116、 、0007920432 9 1627、6 0、06915 391071、706 0、0009972 501182、3 0、03645 63973、4 0、00031530 74382、347 0、0005550、018944 1589254、12 0、000507 148、 、00255 995623、1 9、70805 2511864、3 7、90E—5 316226、 、29115-0 3981017、06 4、99724E—05 501723、36 3、9695E—0 309734、5 3、153

12、04E—59432823、47 2、5455—0 10000000 1、944E-5 试验 3含运算放大器得比例器仿真1、原理图编辑: 分别调出电阻 R、2,虚拟运算放大器 OPA_3TVIRTA(在 ANAO库中得NALG_VIRTUAL 中，放置时留意同相与方向引脚得方向）; 调用虚拟仪器函数发生器uncin Genertor 与虚拟示波器scillsop。2、设置电路参数: 电阻 R1=1Ω，电阻 R2=5KΩ。信号源设置为 Volte=1v。函数发生器分别为正弦波信号、方波信号与三角波信号频率均为khz,电压值均为 1.其中方波信号与三角

13、波信号占空比均为50%. 3、分析示波器测量结果: 试验结果:只记录数据（并考虑 B 通道输入波形与信号发生器得设置什么关系）将测量结果保存,并利用电路分析理论计算结果验证 =—5 =-由电路分析原理，输出与输入反向,且放大5倍,与仿真结果一样电路分析过程如下图：试验 4 二阶电路瞬态仿真 上图中其中得电容值分别取 1000u,50u，100u，10u,其她参数值如图所示利用 mutisi软件运用瞬态分析求出上图中各节点得out 节点得时域响应,并能通过数据计算出对应电容取不同参数时电路谐振频率(零输入响应)。 电容100500 10 周期6、2414ms 4、4245ms2、05

14、m 65、87us 谐振频率 159、15z 25、0z50、29H 151、5H 此仿真属于 L电路中得正弦振荡,由于没有电阻，由初始储能维持，储能在电场与磁场之间来回转移,电路中得电流与电压将不断地变更大小与极性,形成周而复始得等幅振荡。试验 5戴维南 等效 定理 得验证 330Ω10V 0.000A+-0.000V+-91Ω220Ω470ΩRL Figure 错误 错误! 不能识别的开关参数。电路原理图1. 原理图编辑: 1) 分别调出接地符、电阻，直流电压源电流表电压表(留意电流表与电压表得参考方向）,并按 igure 连接运行，并记录电

15、压表与电流表得值;2) 如 Fgre 2 连接, 将电压源从电路中移除,并运用虚拟一下数字万用表测试电路阻抗; 330Ω 91Ω220ΩRth Fgr 2 电路等效电阻测量 3) 如 Fie 3 连接, 将电阻L 从电路中移除,并运用电压表测量开路电压;330Ω10V 91Ω220ΩEth0.000V+- Fiure 3 电路开路电压值测量 4) 如 Fiure 4 连接, 验证戴维南定理； 223ΩRth4V 0.000A+-0.000V+-470ΩRL i 4 戴维南等效电路图2、 设置电路参数

16、: 电阻、电源参数如上述图中所示。试验步骤: 如原理通编辑步骤,分别测试对应电路得电压、电流与电阻值. 4、 试验结果：比较 Figure 与 Figu 4 中电压表与电流表得值得异同，并说明缘由. 原电路结果：(fire1）将电压源移除测得等效阻抗为 223 欧。测开路电压:戴维南等效电路： 由戴维南等效定理可知,含源单口网络无论其结构如何困难,就其端口来说，可等效为一个电压源串联电阻支路.电压源电压等于该网络得开路电压，串联电阻等于网络中全部独立源为零时网络得等效电阻。等效电阻理论值：220/3+1=20*330/(20+33）+91132+91=2 开路电压理论值：220/（20+330

17、)*10V 将单口网络换为电压源与等效电阻支路后,Fgur 1与Fgure 中电压表与电流表得值得相同,且等效电阻与开路电压得仿真结果与理论值一样，验证了戴维南等效定理。验 试验 2 元件模型参数得并联谐振电路 1. 原理图编辑,设置参数: 分别调出电阻 R、电感 L、电容 C 与信号源 V1（留意区分信号源族（GNALVLTAGE_SORE)与电源族(POWE_OURCS）中，沟通电压源得区分,信号源得AC设置为)，参数如图所示（课上已经重点强调)。2. 参数扫描分析设置:smulate –Prameer ep： AC 分析设置：扫描范围H1Mz,横坐标扫描模式为 Deade,纵

18、坐标为线性。每十倍频程扫描点数为 1点，同学们自己设置 100 与 100点并分析所得结果得异同3. 视察电容得容值发生改变时，记录电路得幅频响应。在试验报告中重点分析响应波形不同得缘由。并介绍 AC 分析与参数分析得特点。4. 扫描点数为 10 点:求谐振频率得公式为 w0=1/，f0=0/2 , 所以 C 越小，谐振频率越大。并联 GL电路通频带 BWG/C，所以 C 越小,通频带越长。与仿真曲线吻合. 分析就是在正弦小信号工作条件下得一种频域分析.它可以计算电路得幅频特性与相频特性,在进行沟通频率分析时,首先分析电路得直流工作点,并在直流工作点处对各个非线性元件做线性化处理,得到线性化得

19、沟通小信号等效电路,并用沟通小信号等效电路计算电路输出沟通信号得改变。参数扫描分析就是在用户指定每个参数改变值得状况下，对电路得特性进行分析。当 C=e-07 时,谐振频率得理论值为 f=5032Hz、 仿真值为01、9 当 C=4-00时,谐振频率得理论值为 f=1591、5Hz、 仿真值为 1584、9当=e-05 时,谐振频率得理论值为 f=0、29Hz、 仿真值为 50、19 当 C=e—004 时，谐振频率得理论值为 f=59、15Hz、仿真值为 158、 当扫描 100 个点时当扫描 100 个点时 扫描点数越多,曲线越平滑，仿真值越贴近理论值。验 试验 3电路过渡过程

20、得仿真分析V10 V 1 V 60usec 120usec R15kΩL11mHC11nF1out30 1. 原理图编辑,设置参数：分别调出电阻 R、电感、电容 C、接地符与信号源 V1，其中,信号源就是Source 库 SIGNAL_OAG_SOURCES 组中调用 PULSE_OTA,参数如下:nitil Vlue 0V,Plsed Value 1V,Dela T s,Rise Tme 0,Fal Time 0s,Pulse dth 60μs,eriod 20μs（该电压源用于产生方波信号) 2. 视察电容上得电压波形(运用瞬态分析,分析时间为 5 倍得方波信号周期

21、),并推断 U out (t)得响应属于何种形式(过阻尼/欠阻尼临界阻尼)？ 3. 通过计算得阻尼电阻,运用参数分析方法设置三个电阻值(分别对应过阻尼/欠阻尼/临界阻尼状态),视察出其它三种响应形式(过阻尼/欠阻尼/临界阻尼)。在试验报告中重点分析响应波形不同得缘由（依据计算得到得仿真电路得时域特性来说明)。并介绍瞬态分析与参数扫描分析得特点.参数扫描设置如下所示： 临界阻尼为000。当 R200 时,过阻尼,响应就是非振荡得,当 R=2时,临界阻尼,响应就是非振荡得，当 R00 时,欠阻尼，响应为按指数规律衰减得衰减振荡。电阻较大时,损耗也大,在储能得转移过程中,电阻消耗能量较大，当磁场储能

22、再度释放时已不能再供应电场存储,当电阻较小时，电容可能再度充电，形成不断放充电得局面,形成振荡性得响应。 瞬态分析与参数扫描分析得特点：瞬态分析用于分析电路得时域响应，分析得结果就是电路中指定变量与时间得函数关系瞬态分析可以同时显示电路中全部结点得电压波形。参数扫描分析就是在用户指定每个参数改变值得状况下，对电路得特性进行分析。本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第16页 共16页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页