電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及仿真

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專 業(yè)14自動(dòng)化班 級(jí)1班姓 名設(shè) 計(jì) 起 止 日 期2015年12月28日2016年1月1日設(shè)計(jì)題目：電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及仿真設(shè)計(jì)任務(wù)（主要技術(shù)參數(shù)）：一 主要技術(shù)參數(shù) （已知條件）：已知 us1=40v us2=40v, R1=4，R2=4, R3=5，R4=10，R5=8 R6=2, 求通過(guò)R3的電流i3。二利用軟件畫(huà)出電路原理圖并仿真三編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：成績(jī)： 簽字： 年 月 日課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1課程設(shè)計(jì)的目的 電路分析課程是電類專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生掌握近代電路理論的基礎(chǔ)知識(shí)、電路分析與計(jì)算的基本方法，具備進(jìn)行試驗(yàn)的初步

2、技能，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。電路分析課程設(shè)計(jì)是理論教學(xué)之后的一個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)課程理論和課程實(shí)驗(yàn)的綜合和補(bǔ)充。學(xué)會(huì)并利用一種電路分析軟件，對(duì)電路進(jìn)行分析、計(jì)算和仿真，通過(guò)查找資料，選擇方案，設(shè)計(jì)電路，撰寫(xiě)報(bào)告，完成一個(gè)較完整的設(shè)計(jì)過(guò)程，將抽象的理論知識(shí)與實(shí)際電路設(shè)計(jì)聯(lián)系在一起，使學(xué)生在掌握電路基本設(shè)計(jì)方法的同時(shí)，加深對(duì)課程知識(shí)的理解和綜合應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，以及工程意識(shí)和創(chuàng)新能力。2課程設(shè)計(jì)方案的確定2.1電路的選擇圖1所示電路中，已知 us1=40v us2=40v, R1=4，R2=4, R3=5，R4=10，R5=

3、8 R6=2, 求通過(guò)R3的電流i3。圖1 2.2仿真軟件的確定 Protel DXP是一款優(yōu)秀的電路設(shè)計(jì)軟件,集電路原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)及仿真為一體,已經(jīng)成為高等學(xué)校電類專業(yè)電路CAD課程教學(xué)的主要內(nèi)容。Protel軟件在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中有具有使用方便、設(shè)計(jì)效率高和易于修改電路參數(shù)等優(yōu)點(diǎn),有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,并能提高單片機(jī)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)效果。 2.3仿真方案的確定 本設(shè)計(jì)選用了直流工作點(diǎn)的分析和傅里葉波形的分析兩種仿真方案。直流工作點(diǎn)就是交流輸入信號(hào)為零時(shí)，電路處于直流工作狀態(tài)，這些電流、電壓的數(shù)值可用BJT特性曲線上一個(gè)確定的點(diǎn)表示，該點(diǎn)習(xí)慣上稱為靜態(tài)工作點(diǎn)Q 。靜態(tài)工作

4、點(diǎn)可以確定放大電路的電壓和電流的靜態(tài)值和選取合適的靜態(tài)工作點(diǎn)防止電路產(chǎn)生非線性失真。保證有較好的放大效果。傅里葉分析方法是分析周期性非正弦信號(hào)的一種數(shù)學(xué)方法，用于分析時(shí)域信號(hào)的直流分量、基頻分量和諧波分量，找出其時(shí)域變化規(guī)律。該分析方法其實(shí)就是將 周期性非正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換成一系列正弦波和余弦波的組合。這兩種仿真方案適用于此電路圖的仿真。仿真方案選擇如圖2所示。圖23理論分析 圖1所示電路中，已知 us1=40v us2=40v, R1=4，R2=4, R3=5，R4=10，R5=8 R6=2, 求通過(guò)R3的電流i3，電路圖如圖3所示。圖3 圖4 圖5 圖6 解 ：將R3的左，右兩部分的電路都看為一

5、端口加以簡(jiǎn)化。左側(cè)是是一個(gè)含源端口（見(jiàn)圖4），就開(kāi)路電壓及等效電阻較為方便。它的等效電路如圖5所示，其中 R=Req=R1R2R1+R2=1.33us=uoc=R2i+us2=us1-us2R1+R2R2+us2=40V再求右側(cè)無(wú)源一端口的等效電阻 Rcd=R4(R5+R6)R4+R5+R6=5圖1可以簡(jiǎn)化為圖6所示電路。通過(guò)R3電流為 I3=usR+R3+Rcd=3.53A4電路的設(shè)計(jì)和仿真4.1電路原理圖設(shè)計(jì) 首先打開(kāi)Protel DXP軟件，將電路所用元件放置在電路原理圖設(shè)計(jì)的界面，如圖7所示。圖7第二步，對(duì)所選元件進(jìn)行賦值，對(duì)R1賦值如圖8所示，對(duì)R2賦值如圖9所示。圖8圖9 對(duì)電壓源

6、賦值如圖10，圖11，所示。圖10圖11最后，將各電阻和電壓源用導(dǎo)線連接并接地，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖12所示。圖12 4.2仿真 本設(shè)計(jì)選用了直流工作點(diǎn)的分析和傅里葉波形的分析兩種仿真方案。電路仿真是指在計(jì)算機(jī)上通過(guò)軟件來(lái)模擬具體電路的實(shí)際工作過(guò)程,并計(jì)算出在給定條件下電路中各節(jié)點(diǎn)(包括中間節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)) 的輸出波形。電路仿真是否成功，取決于電路原理圖，電路的網(wǎng)表結(jié)構(gòu)以及仿真設(shè)置等。仿真結(jié)果如圖13，圖14所示。圖13圖145結(jié)論 仿真結(jié)果與理論結(jié)果相同，所以本次仿真結(jié)果正確。6心得體會(huì) 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義，我才意識(shí)到前些年電路設(shè)計(jì)為我們的社會(huì)付出。我想說(shuō)，

7、設(shè)計(jì)確實(shí)有些辛苦，但苦中也有樂(lè)。在這次課程設(shè)計(jì)進(jìn)程中，我也碰到了良多問(wèn)題我同樣是查閱，雖找到了原理框圖，但數(shù)字下角標(biāo)最后還是沒(méi)做出來(lái)，可能是WORD版本的原因，最后實(shí)在沒(méi)有辦法，只能用字符大小來(lái)做。在此，我深表遺憾! 這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了許多，不僅是堅(jiān)固了先前學(xué)的電路、物理的常識(shí)，而且也培育了我的著手才能，更讓我們學(xué)會(huì)了DXP的基礎(chǔ)操作。盼望今后相似這樣課程設(shè)計(jì)、類似這樣的錘煉機(jī)遇能更多些!7參考文獻(xiàn) 1.潘松，黃繼業(yè).EDA技術(shù)實(shí)用教程M.北京：科學(xué)出版社，2002 3.王金明，楊吉斌.數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與Verilog HDLM.北京：電子工業(yè)出版社，2002 4.張明.Verilog HDL實(shí)用教程M.成都：電子科技大學(xué)出版社，1999 5.