電路計算機(jī)輔助設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上仿真實驗一非正弦周期電路仿真1. 仿真實驗?zāi)康模海?） 驗證非正弦周期電路的性質(zhì)。（2） 深入電路中個器件在非正弦周期電路下的工作狀態(tài)。（3） 掌握使用Multisim進(jìn)行仿真實驗。2、非正弦電路理論分析例：圖1-1所示對稱三相電源電路，已知，求：各相電流、以及中線電流的有效值大小。圖1-1三相電源為非正弦周期電壓的對稱電源，每相電源可相當(dāng)于三個不同頻率電源串聯(lián)構(gòu)成。按3個不同頻率分別討論。基波分量電源作用時：這三個電源為正序?qū)ΨQ三相電源，由于各項負(fù)載為對稱負(fù)載，中線電流三次諧波作用時：利用結(jié)點(diǎn)法可先求出中線電壓由此可得各相電流及中線電流分別為：五次諧波作用時：由于三

2、相負(fù)載對稱，3正弦電路仿真模擬驗證正弦仿真電路如圖1-2所示：圖1-2各表讀數(shù)如下圖1-3所示：圖1-3示波器波形顯示如圖1-4所示：圖1-44.仿真結(jié)果分析上圖顯示的電壓表、電流表、功率表測得的電路的各項數(shù)值與計算值近似，但有些許誤差，這與電感、電容均取的是約值有關(guān)。5.實驗小結(jié) 在設(shè)計仿真電路時，要注意題目中所給的值不是有效值，因此導(dǎo)致一開始犯了該錯誤使得仿真電路的誤差值特別的大。而第二次的仿真得到的數(shù)據(jù)與理論計算大致相同，誤差可能是由于電感、電容取的都是約值有關(guān)，并且示波器等儀器本身也存在內(nèi)阻造成的。在仿真過程中我也遇到一些問題，在一次諧波和二次諧波共同作用的時候，電流表、電壓表、功率表

3、的讀數(shù)十分不穩(wěn)定，經(jīng)過反復(fù)測試并且詢問老師之后，我將直流、一次諧波、二次諧波單獨(dú)作用下的功率表讀數(shù)分別測出并相加再次驗證，得出了總的有功功率。仿真實驗二一階電路暫態(tài)響應(yīng)1. 仿真實驗?zāi)康模海?） 對一階電路暫態(tài)響應(yīng)進(jìn)行更加深入的了解（2） 學(xué)會分析和計算一階電路暫態(tài)響應(yīng)（3） 學(xué)會使用Multisim對一階電路暫態(tài)響應(yīng)進(jìn)行仿真2. 一階電路暫態(tài)響應(yīng)分析例：電路如圖2-1所示，,電容，開關(guān)閉合前電路已達(dá)到穩(wěn)定，求時，求電壓的零狀態(tài)響應(yīng)、零輸入響應(yīng)和全響應(yīng)。圖2-1解：如圖2-2所示：圖2-2設(shè)通過、的電流為、。對結(jié)點(diǎn)使用基爾霍夫電流定律得：又：帶入數(shù)據(jù)可得：再對結(jié)點(diǎn)使用基爾霍夫電流定律：由天0又

4、：帶入數(shù)據(jù)求得：開關(guān)閉合后：可求得：用外施電源法可算得：零輸入響應(yīng)：全響應(yīng)：3一階電路暫態(tài)響應(yīng)仿真模擬驗證一階電路暫態(tài)響應(yīng)仿真實驗圖如圖2-3所示：圖2-3開關(guān)斷開時電壓表示數(shù)如圖2-4所示：圖2-4開關(guān)閉合后，經(jīng)過一段時間，電壓表讀數(shù)如圖2-5所示：圖2-5為了更加清晰反映電容兩端電壓的變化，使用示波器將電容兩端電壓的變化表示出來，如圖2-6所示：圖2-64.仿真結(jié)果分析圖2-4、圖2-5所示讀數(shù)與上述理論計算值相同，示波器輸出的波形較好的反映了電容兩端電壓的變化，仿真效果良好5.實驗小結(jié)一階RL電路理論計算與仿真結(jié)果符合，需要注意在開關(guān)閉合時，電感L相當(dāng)于電流源，如果是電容的話，應(yīng)該為電壓

5、源。在通過網(wǎng)孔法或者節(jié)點(diǎn)法計算出相應(yīng)數(shù)值。通過仿真實驗的示波器，我真切的看到了波形，并且可以與所列的方程以及求出的值進(jìn)行比較，基本吻合，本次實驗應(yīng)注意開關(guān)應(yīng)該斷開讓電路運(yùn)行一段時間再閉合，這樣才會有波形的變化。實驗中我也遇到了不少的困難，由于電感選擇數(shù)值可能過大的問題，導(dǎo)致示波器波形變化的十分緩慢，經(jīng)過反復(fù)確認(rèn)和查閱資料，重新調(diào)試示波器后這一問題得到了解決，在這個過程中，我也鍛煉了自己的耐心和細(xì)心，更加熟練了multisim軟件的使用，對一階電路暫態(tài)響應(yīng)的理解也加深了一層，感覺受益匪淺。仿真實驗三二階電路動態(tài)響應(yīng)及其特點(diǎn)1. 仿真實驗?zāi)康模海?）了解二階電路響應(yīng)的三種（欠阻尼、過阻尼及臨界阻尼

6、）的特點(diǎn)；（2）學(xué)會使用Multisim對二階電路動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行仿真。2.二階電路動態(tài)響應(yīng)分析例：電路如圖3-1所示，<0時，開關(guān)斷開，時，開關(guān)閉合，求當(dāng)>0時，電容 兩圖3-1解：當(dāng)時：<0時，開關(guān)斷開。電容兩端電壓與兩端電壓相同。通過電感的電流為：又：當(dāng)>0時：由于>又：解得：故：當(dāng)時：<0時，開關(guān)斷開。電容兩端電壓與兩端電壓相同。通過電感的電流為：又：當(dāng)>0時：由于=又：解得：故：當(dāng)時：<0時，開關(guān)斷開。電容兩端電壓與兩端電壓相同。通過電感的電流為：又：當(dāng)>0時：又：解得:故：3二階電路動態(tài)響應(yīng)仿真模擬驗證仿真電路圖如圖3-2所示：圖3

7、-2，示波器輸出波形如圖3-3所示：圖3-3，示波器輸出波形如圖3-4所示：圖3-4，示波器輸出波形如圖3-5所示：圖3-54.仿真結(jié)果分析圖3-3、3-4、3-5表現(xiàn)出來的電容電壓的變化趨勢與上述理論計算中不同值對應(yīng)的電容電壓表達(dá)式相吻合，仿真效果良好。5.實驗小結(jié) 通過本次實驗，我對二階電路的知識有了進(jìn)一步的理解，特別是對于其臨界阻尼、過阻尼、欠阻尼三種狀態(tài)有了更深的體會，認(rèn)識到電路具體處于什么狀態(tài)要根據(jù)電路的實際情況具體問題具體分析，而不能按照書上的公式生搬硬套，相信本次試驗對我今后的學(xué)習(xí)會有一定的積極作用。仿真實驗四二端口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)分析及仿真1.仿真實驗?zāi)康模海?）了解二端口網(wǎng)絡(luò)的概念（

8、2）學(xué)會分析和求解二端口網(wǎng)絡(luò)（3）學(xué)會分析和求解二端口網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)（4）學(xué)會使用Multisim對二端口網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真2. 二端口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)分析例：如圖4-1所示兩個無源二端口按級聯(lián)方式連接構(gòu)成符合二端口，二端口內(nèi)部組成如圖4-2,圖4-2所示，請求出，的傳輸參數(shù)以及符合二端口的傳輸參數(shù)。圖4-1：圖4-2：圖4-3解：對：列寫結(jié)點(diǎn)電壓方程如下：整理得：故：對：把2-2端口短路，端口1-1上外施電壓，可得：同理。把1-1端口短路，在端口2-2上外施電壓，可得：故：故：3二端口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)仿真模擬驗證仿真電路圖如圖4-4所示：圖4-4仿真電路圖如圖4-5所示：圖4-5級聯(lián)仿真電路圖如圖4-6所示：圖4-6

9、對于輸出結(jié)果如下：時，兩表讀數(shù)如圖4-7所示：圖4-7故，兩表讀數(shù)如圖4-8所示：圖4-8對于輸出結(jié)果如下：時，兩表讀數(shù)如圖4-9所示：圖4-9，兩表讀數(shù)如圖4-10所示：圖4-10對于級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)時，兩表讀數(shù)如圖4-11所示：圖4-11，兩表讀數(shù)如圖4-12所示：圖4-124.仿真結(jié)果分析仿真得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理與上述理論部分計算得的的數(shù)值幾乎相同，成功驗證了二端口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)的傳輸參數(shù)與二端口參數(shù)之間的關(guān)系，仿真效果良好。5.總結(jié)仿真實驗五網(wǎng)絡(luò)函數(shù)分析及仿真1. 仿真實驗?zāi)康模海?） 了解網(wǎng)絡(luò)函數(shù)性質(zhì)和特點(diǎn)（2） 學(xué)會分析和計算極點(diǎn)和零點(diǎn)（3） 學(xué)會使用Multisim對網(wǎng)絡(luò)函數(shù)進(jìn)行仿真2. 網(wǎng)絡(luò)函

10、數(shù)分析例：電路如圖5-1所示，一無源低通濾波電路，已知元件參數(shù)分別為，激勵電壓為，試求 的零點(diǎn)和極點(diǎn)。圖5-1解：圖5-2如圖5-2所示，由回路電流方程得：解得：由分子多項式則的兩個零點(diǎn)為：借助MATLAB：故：的兩個極點(diǎn)為：3.網(wǎng)絡(luò)函數(shù)仿真模擬驗證仿真實驗圖如圖5-3所示：圖5-3設(shè)置輸入/輸出變量如圖5-4所示：圖5-4點(diǎn)、 極點(diǎn)分析結(jié)果如圖5-5所示：圖5-54.仿真結(jié)果分析如圖5-5所示，仿真實驗得到的零點(diǎn)、極點(diǎn)數(shù)據(jù)與上述理論計算得到的數(shù)據(jù)相同，仿真效果良好，成功的驗證了理論計算的正確性。5.總結(jié)仿真實驗六非線性電路分析及仿真1.仿真實驗?zāi)康模海?） 了解三極管的一般工作原理（2） 學(xué)會分析和計算存在三極管的電路（3） 學(xué)會使用Multisim仿真含三極管電路2. 非線性電路分析例：已知圖6-1所示電路中，的，。設(shè)電容、對交流信號可視為短路。試估算出靜態(tài)電流、和電壓并計算。圖6-1解：小型號等效電路如圖6-2所示：圖6-23. 非線性電路仿真模擬驗證仿真電