multisim仿真電路

1、南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名： 學(xué) 號: 專業(yè)班級： 實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證 綜合 設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期： 實(shí)驗(yàn)成績： 實(shí)驗(yàn)十 基于multisim的數(shù)字電路仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握虛擬器庫中關(guān)于數(shù)字電路儀器的使用方法；2、 進(jìn)一步了解并掌握multisim仿真軟件的操作技巧和分析方法以及multisim的常用快捷鍵的熟練使用；3、 學(xué)會使用multisim進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前或做實(shí)物前的電路仿真；實(shí)驗(yàn)原理1、 利用字發(fā)生器產(chǎn)生一定的序列接入一個(gè)芯片驗(yàn)證其邏輯功能是否正確，本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證74LS138譯碼器的邏輯功能；2、 利用邏輯分析儀的邏輯分析功能實(shí)驗(yàn)74LS138邏輯功能的分析；3、 實(shí)驗(yàn)原理圖其中74LS1

2、38的輸入端A、B、C位次分別升高，即C為最高位，A為最低位。實(shí)驗(yàn)器材字發(fā)生器、74LS138一片，邏輯分析儀實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用數(shù)字信號發(fā)生器和邏輯分析儀測試74LS138譯碼器的邏輯功能。實(shí)驗(yàn)步驟1. 按上圖調(diào)出元器件和一儀器并連接好電路圖；2. 設(shè)置好各個(gè)儀器的參數(shù)后打開仿真開關(guān)觀察和分析結(jié)果。實(shí)驗(yàn)分析1、字發(fā)生器產(chǎn)生序列2、 邏輯分析儀設(shè)置及產(chǎn)生波形圖3、 邏輯分析真值表CBA011111011111001111011110111111011110111111011111111111000001111111實(shí)驗(yàn)總結(jié)1. 通過邏輯分析儀產(chǎn)生的波行和74LS138的輸入輸出的真值表相對比可知次芯片符

3、合74LS138的邏輯功能。2. 通過此次軟件仿真使我更加能夠熟練的使用仿真軟件multisim。南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名： 學(xué) 號: 專業(yè)班級： 實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證 綜合 設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期： 實(shí)驗(yàn)成績： 實(shí)驗(yàn)十一 基于multisim的儀器放大器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握儀器放大器的設(shè)計(jì)方法；2. 理解儀器放大器對共模信號的抑制能力；3. 掌握儀器放大器的調(diào)試方法；4. 掌握虛擬儀器庫中關(guān)于測試模擬電路儀器的使用方法，如示波器、信號發(fā)生器等虛擬儀器的使用；實(shí)驗(yàn)原理 儀表放大器電路的典型結(jié)構(gòu)如右圖所示。它主要由兩級差分放大器電路構(gòu)成。其中，運(yùn)放A1，A2為同相差分輸入方式，同相輸入可以

4、大幅度提高電路的輸入阻抗，減小電路對微弱輸入信號的衰減；差分輸入可以使電路只對差模信號放大，而對共模輸入信號只起跟隨作用，使得送到后級的差模信號與共模信號的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。這樣在以運(yùn)放A3為核心部件組成的差分放大電路中，在CMRR要求不變情況下，可明顯降低對電阻R3和R4，Rf和R5的精度匹配要求，從而使儀表放大器電路比簡單的差分放大電路具有更好的共模抑制能力。在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的條件下，圖1電路的增益為：G=(1+2R1/Rg)(Rf/R3)。由公式可見，電路增益的調(diào)節(jié)可以通過改變Rg阻值實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)器材741三片、電阻8只、萬用表、示波器、函數(shù)信號

5、發(fā)生器等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 采用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)并構(gòu)建一儀器放大器，指標(biāo)如下：（1） .輸入信號=2mv時(shí)，要求輸出電壓信號=0.4V，=200，f=1kHz;（2） 要求輸入阻抗;（3） 共模抑制比的測量；2. 用虛擬儀器庫中關(guān)于測試模擬電路儀器，按設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)試。實(shí)驗(yàn)步驟1. 計(jì)算,由=-=200確定各電阻阻值(R=或)；2. 按下圖一和圖二連接好電路圖并設(shè)置各個(gè)元件的參數(shù)；3. 打開仿真開關(guān)，調(diào)節(jié)輸入電壓，函數(shù)發(fā)生器的正、負(fù)端分別接和，使得輸入的共模信號為零；4. 調(diào)節(jié)示波器使波形能在示波器上顯示，記錄萬用表的示數(shù)。圖一 儀器放大器電路設(shè)計(jì)圖二 共模抑制比測量電路實(shí)驗(yàn)總結(jié)1. 儀器放大器設(shè)計(jì)輸

6、入差模仿真結(jié)果如下圖=399.932mv/2mv=199.702;2. 測量共模抑制比的仿真結(jié)果如下圖=1.537uv/1mv=0.001537=129929.733dB圖三 儀器放大器仿真結(jié)果圖四 共模抑制比測量仿真電路圖五 儀器放大器波形圖3.通過本次軟件仿真使我對運(yùn)算放大器、差分電路、反饋電路有了進(jìn)一步的了解，而在儀器放大器中我更進(jìn)一步的理解了其放大的特點(diǎn)： 高共模抑制比共模抑制比(CMRR) 則是差模增益( A d) 與共模增益( Ac) 之比 ;儀表放大器具有很高的共模抑制比，CMRR 典型值為 70100 dB 以上，dB。 高輸入阻抗要求儀表放大器必須具有極高的輸入阻抗，儀表放大

7、器的同相和反相輸入端的阻抗都很高而且相互十分平衡. 南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名： 學(xué) 號: 專業(yè)班級： 實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證 綜合 設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期： 實(shí)驗(yàn)成績： 實(shí)驗(yàn)十三 基于Multisim的場效應(yīng)管放大器電路設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.場效應(yīng)管電路模型、工作點(diǎn)、參數(shù)調(diào)整、行為特征觀察方法; 2.研究場效應(yīng)放大電路的放大特性及元件參數(shù)的計(jì)算; 3.進(jìn)一步熟悉放大器性能指標(biāo)的測量方法. 二、實(shí)驗(yàn)原理 1場效應(yīng)管的特點(diǎn) (1)場效應(yīng)管為電壓控制型元件； (2)輸入阻抗高(尤其是MOS場效應(yīng)管)； (3)溫度穩(wěn)定性好，抗輻射能力強(qiáng)； (4)結(jié)型管的源極(S)和漏極(D)可以互換使用，但切勿將柵(G)源(S

8、)極電壓的極性接反，以免PN結(jié)因正偏過流而燒壞。對于耗盡型MOS管，其柵源偏壓可正可負(fù)，使用較靈活。和雙極型晶體管相比場效應(yīng)管的不足之處是共源跨導(dǎo)gm。值較低(只有ms級)，MOS管的絕緣層很薄，極容易被感應(yīng)電荷所擊穿。 2偏置電路和靜態(tài)工作點(diǎn)的確定 與雙極型晶體管放大器一樣，為使場效應(yīng)管放大器正常工作，也需選擇恰當(dāng)?shù)闹绷髌秒娐芬越⒑线m的靜態(tài)工作點(diǎn)。 場效應(yīng)管放大器的偏置電路形式主要有自偏壓電路和分壓器式自偏壓電路(增強(qiáng)型 MOS管不能采用自偏壓電路)兩種。三、實(shí)驗(yàn)儀器 Multisim虛擬儀器庫中的示波器、數(shù)字萬用表、交流電源、N溝道耗盡型MOS管2N3370、直流電源、電阻、電容、開關(guān)

9、等。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1場效應(yīng)管共源放大器的調(diào)試 (1)連接電路。按圖1連接好電路，場效應(yīng)管選用N溝道消耗型2N3370，靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方式為自偏壓式。直流穩(wěn)壓電源調(diào)至12V。圖12.測量靜態(tài)工作點(diǎn) 將輸入端短接（圖2），并測量此時(shí)的 Vg、Vs、VD 、，填入下表1圖2靜態(tài)工作點(diǎn)：1.006V39.355nV174.524mV0.1737mA 表13.測量電壓放大倍數(shù) 在輸入端和輸出端接入數(shù)字萬用表和函數(shù)發(fā)生器。使函數(shù)發(fā)生器輸出正弦波（不失真），并調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器使得=3mV，f=lkHz,。用示波器觀察輸出波形，(若有失真，應(yīng)重調(diào)靜態(tài)工作點(diǎn)，使波形不失真)，并用示波器測量輸出電壓，

10、根據(jù)公式,仿真結(jié)果如下圖3圖3。藍(lán)色波形表示輸入，黃色波形表示輸出，此時(shí)放大倍數(shù)。4.測量負(fù)載改變時(shí)輸出端的電壓在輸入端和輸出端接入數(shù)字萬用表和函數(shù)發(fā)生器，調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器使得=3mV，f=lkHz，改變負(fù)載的電阻阻值，分別記錄其輸出電壓。1510152025302.16310.12318.74426.17432.64338.32843.363540455055606547.84751.87555.50758.80361.80564.55167.074表24.測量輸入及輸出阻抗 用換算法測量放大器的輸入電阻，由于場效應(yīng)管放大器 Ri高，測量時(shí)會引人干擾； 測量所用的電壓表的內(nèi)阻必須遠(yuǎn)大于放大

11、器的輸入電阻 Ri，否則將會產(chǎn)生較大的測量誤差。為了消除上述干擾和誤差，可以利用被測放大器的隔離作用，通過測量放大器輸出電壓來進(jìn)行換算得到 Ri。1）輸入電阻測量：先閉合開關(guān)S1(R2=0)，輸入信號電壓Vs，測出對應(yīng)的輸出電壓，然后斷開S1，測出對應(yīng)的輸出電壓，因?yàn)閮纱螠y量中和是基本不變的，所以 ,測得=134.137mV，=67.074mV,仿真結(jié)果如下圖4：圖42）輸出電阻測量:在放大器輸入端加入一個(gè)固定信號電壓 Vs ，分別測量當(dāng)已知負(fù)載RL斷開和接上的輸出電壓和。則,由于本實(shí)驗(yàn)所用的場效應(yīng)管必須接入很大的負(fù)載才能達(dá)到放大效果，因此此方法不適合用來測量本實(shí)驗(yàn)輸出電阻效果不太好，仿真結(jié)果

12、如下圖5=66.8mV,=125mV.圖55.測量幅頻特性曲線通過波特圖測量結(jié)果如下圖5、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求N溝道耗盡型MOS管2N3370，是的必須接入很大的電阻，達(dá)到級別，但是放大倍數(shù)也只能達(dá)到大概7倍（負(fù)載固定），通過本實(shí)驗(yàn)對場效應(yīng)管的應(yīng)用背景更加深刻，數(shù)字電路里面很多芯片都是通過場效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)，曾經(jīng)嘗試過通過N和P型場效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)不同路數(shù)據(jù)的選擇，但是試過后發(fā)現(xiàn)不行，達(dá)不到高電平所需要的電壓，本實(shí)驗(yàn)后我嘗試了一下，只需要加上偏置電阻即可實(shí)現(xiàn)管子的開關(guān)特性，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)通。28 南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名： 學(xué) 號: 專業(yè)班級： 實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證 綜合 設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期：

13、 實(shí)驗(yàn)成績： 實(shí)驗(yàn)十二 基于Multisim的邏輯電平測試器設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?邏輯電平測試器綜合了數(shù)字電路和低頻電路兩門課的知識要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)，并在Multisim電子工作平臺上進(jìn)行仿真。培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。培養(yǎng)學(xué)生利用先進(jìn)工具進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力。1.理解邏輯電平測試儀器的工作原理及應(yīng)用；2.掌握用集成運(yùn)放和555定時(shí)器構(gòu)建邏輯電平測試器的方法；3.掌握邏輯電平測試器的調(diào)整和主要性能指標(biāo)的測試方法；二、實(shí)驗(yàn)原理電路可以由五部分組成：輸入電路、邏輯狀態(tài)判斷電路、音響電路、發(fā)音電路和電源。技術(shù)指標(biāo)要求：(1)測量范圍：低電平<0.8V高電平>3.5V(2)用1kHz的音響表示被測

14、信號為高電平(3)用800Hz的音響表示被測信號為低電平(4)當(dāng)被測信號在0.8V3.5V之間時(shí)，不發(fā)出音響(5)輸入電阻大于20k輸入和邏輯狀態(tài)判斷電路要求用集成運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)，音響聲調(diào)產(chǎn)生電路要求用555定時(shí)器構(gòu)成的震蕩器設(shè)計(jì)。三、主要儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)耗材Multisi虛擬儀器中的數(shù)字萬用表、示波器、頻率計(jì)等四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.輸入和邏輯狀態(tài)判斷電路的測試1)調(diào)節(jié)邏輯電平測試器的被測電壓（輸入直流電壓）為低電平（VL<0.8v）用數(shù)字萬用表測邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平。2）調(diào)節(jié)邏輯電平測試器的被測電壓（輸入直流電壓）為高電平（VH>3.5v）用數(shù)字萬用表測邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平。2.

15、音響聲調(diào)產(chǎn)生電路1）邏輯電平測試器的被測電壓為低電平（VL<0.8v）用示波器觀察、記錄音響聲調(diào)產(chǎn)生電路輸出波形，用頻率計(jì)測量振蕩頻率f.2）邏輯電平測試器的被測電壓為高電平（VH>3.5v）用示波器觀察、記錄音響聲調(diào)產(chǎn)生電路輸出波形，用頻率計(jì)測量振蕩頻率f.3）邏輯電平測試器的被測電壓（0.83.5v）用示波器觀察、記錄音響聲調(diào)產(chǎn)生電路輸出波形五、設(shè)計(jì)原理1.邏輯狀態(tài)判斷電路如左圖1(1)通過2個(gè)分壓電路分別產(chǎn)生2個(gè)基準(zhǔn)電壓3.5v和0.8v。，因此確定；同理確定的電阻阻值。(2)通過三個(gè)開關(guān)分別控制輸入3個(gè)狀態(tài)量當(dāng)輸入VL<0.8v時(shí)U1輸出低電平信號斷路，U2輸出高電平

16、信號導(dǎo)通；當(dāng)輸入VH>3.5v時(shí)U1輸出高電平信號斷路，U2輸出低電平信號導(dǎo)通；當(dāng)輸入0.8<U<3.5v時(shí)U1輸出低電平信號斷路，U2輸出低電圖1平信號斷路。2.音響聲調(diào)電路 如圖2 ，555振蕩電路構(gòu)成二極管D1、D2為防止R8、R11在對方工作是并聯(lián)干擾,可用三極管代替；根據(jù)頻率公式， 圖2實(shí)驗(yàn)要求當(dāng)U1導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生1kHz,因此固定=4.7K， 因此理論計(jì)算值R5=4.7k由于D1二極管也有一定的阻值，實(shí)際R8<4.7k，但是，同理計(jì)算值。 3.實(shí)驗(yàn)總電路圖 圖3六、實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果1.按上圖3連接電路2.邏輯低電平狀態(tài)判斷電路輸出關(guān)閉邏輯電平測試開關(guān)S1，打開S2

17、、S3使得電路輸入低電平電壓（輸入直流電壓）為低電平（取地）用數(shù)字萬用表測邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平并通過觀察發(fā)光二極管和聽蜂鳴器的聲響判斷輸出電平。此時(shí)蜂鳴器響低音，發(fā)光二極管持續(xù)閃爍。圖43.邏輯高電平狀態(tài)判斷電路輸出關(guān)閉邏輯電平測試開關(guān)S3，打開S1、S2使得電路輸入高電平電壓（輸入直流電壓）為高電平（取5V）用數(shù)字萬用表測邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平并通過觀察發(fā)光二極管和聽蜂鳴器的聲響判斷輸出電平。此時(shí)蜂鳴器響高音，發(fā)光二極管持續(xù)閃爍。圖54.非邏輯電平狀態(tài)判斷電路輸出關(guān)閉邏輯電平測試開關(guān)S2，打開S1、S3使得電路輸入2V電壓（輸入直流電壓），用數(shù)字萬用表測邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平并通過觀察發(fā)光二極管和聽蜂鳴器的聲響判斷輸出電