模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(Multisim仿真).

1、UNIVERSITY報告姓名XXX學(xué)號院系自動控制與機(jī)械工程學(xué)院班級_指導(dǎo)教師2014年6月18日目錄1、目的和意義32、任務(wù)和要求33、基礎(chǔ)性電路的Multisim仿真43.1半導(dǎo)體器件的Multisim仿真43.11 仿真.43.12 結(jié)果分析43.2單管共射放大電路的Multisim仿真53.21理論計算73.21仿真73.23結(jié)果分析83.3差分放大電路的Multisim仿真.83.31 理論計算93.32 仿真93.33 結(jié)果分析93.4兩級反饋放大電路的Multisim仿真93.41 理論分析113.42 仿真123.5集成運算放大電路的Multisim仿真（積分電路）123.51

2、 理論分析133.52 仿真143.6波形發(fā)生電路的Multisim仿真（三角波與方波發(fā)生器）143.61 理論分析143.62 仿真144. 無源濾波器的設(shè)計145. 總結(jié)186. 參考文獻(xiàn)193目的和意義該課程設(shè)計是在完成電子技術(shù)2的理論教學(xué)之后安排的一個實踐教學(xué)環(huán)節(jié).課程設(shè)計的目的是讓學(xué)生掌握電子電路計算機(jī)輔助分析與設(shè)計的基本知識和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合知識應(yīng)用能力和實踐能力，為今后從事本專業(yè)相關(guān)工程技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。這一環(huán)節(jié)有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題的能力，提高學(xué)生全局考慮問題、應(yīng)用課程知識的能力，對培養(yǎng)和造就應(yīng)用型工程技術(shù)人才將能起到較大的促進(jìn)作用。二、任務(wù)和要求本次課程設(shè)計

3、的任務(wù)是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)Multisim仿真軟件的使用方法，分析和設(shè)計完成電路的設(shè)計和仿真。完成該次課程設(shè)計后，學(xué)生應(yīng)該達(dá)到以下要求：1、鞏固和加深對電子技術(shù)2課程知識的理解；2、會根據(jù)課題需要選學(xué)參考書籍、查閱手冊和文獻(xiàn)資料；3、掌握仿真軟件Multisim的使用方法；4、掌握簡單模擬電路的設(shè)計、仿真方法；5、按課程設(shè)計任務(wù)書的要求撰寫課程設(shè)計報告，課程設(shè)計報告能正確反映設(shè)計和仿真結(jié)果。VDUi1Bm圖1-1半導(dǎo)體器件的仿真電路XSC1RL1OOkOI4V1kHzODeg三、模擬電路的設(shè)計和仿真3.1、半導(dǎo)體器件的Multisim仿真在Multisim中構(gòu)建二極管電路，如圖1-1所示，圖

4、中VD是虛擬二極管，輸入端加最大值U.=14V,平率為1KHZ的正弦波電壓，接入一臺虛擬示波器XSCL，這是一臺雙蹤示波器，有A、B兩個通道，A端接二極管電路的輸入端，B端接電路的輸出端，如圖1-1。znT1T2時閆通道丿通道上Q.QOQs&.Q0&V&933ipV2.Q&0ms-Q.Q05pV99.333pV2.QOOms-0.Q05pVa.mv圖1-2輸出波形劇度#沁刻度|2V/Div¥位蓋ac|_dTdc-相反時基.刻度図。衽顧/逹置R|WTAddBIAA/bAC保存GND-T觸發(fā)二沿匡到=水平5HI內(nèi).無|自動|0吁外|仿真后得到波形如圖1-2

5、所示，有圖可見，輸入信號是一個雙向的正弦波電壓而經(jīng)過二極管以后，得到單向脈沖電壓，可見二極管具有單向?qū)щ娦浴Ｊ疽浩?XSCl分析直流工作點分析，如圖1-3所示靜態(tài)工作點分析設(shè)三極管的Ubeq=0.7V，可得V-U=CC一REQ=BQ(12-0.7、280丿mA=0.04mA=40卩Ab1=(50x0.04)mA=2mABQCQUCEQCCCQC=V-1R=(12-2X3)V=6V14R'=R/R=LCL3x3KQ=1.5KQ3+3動態(tài)動作點分析首先需要估算三極管的rbe，根據(jù)以上對靜態(tài)工作點的分析計算可得CQ=2mA?？梢哉J(rèn)為'eq='cQ=2mA，則r=r'+

6、(1+卩=bebb'I26(mV)300+51x26。=9630EQ2丿所以.0R50x1.5A=-l=-=-77.9ur0.963beR二r/R沁r=9630ibebbeR=R=3KQ02）仿真在Multisim中構(gòu)建單管共射放大電路如圖2-1所示1kHz圖2-1中的單管共射放大電路仿真后，可以從虛擬示波器上得到U和U波形如圖2-2所示。由圖可見U波形沒有明顯的非線性失真，而U與U的波形相位ooi相反。圖2-2輸出波形3）分析直流工作點分析如圖所示2-3，可測3.3差分放大電路的Multisim仿真（長尾式）在Multisim中構(gòu)建一個接有凋零電位器的長尾式差分放大電路如圖3-1所示

7、，其中兩個三極管的參數(shù)為0=0=50，r=r=3000，調(diào)零電位器12bb'1bb'2R的滑動端調(diào)在中點。wXSC1VC-CRc1Rc2ZOkOhmXMMN5H1V1kHzODcg5mV1kHzODs-g：RL2DakOhm_i%iR2W1B.OkQhiTi_1Fi3-1長尾式差分放大電路上正弦輸入電壓，利用虛擬示波器可看出u與u反相，而u與u同相，如3-2所示。c1Ic2I示液器-XSC1壓放大倍BQ1BQ2則IIVU124.36453則I=I=一CCCQ1=mA=0.254mACQ1CQ2R30同。3）當(dāng)u=10mV時i2）加上正弦輸入電壓，利用虛擬示波器可以看出U與U反相

8、，而U與U相c1c2c2I由虛擬儀表測得U=127.517mV,i=169.617nA,U0iAU127.517127517A=o=12.7517dU1010i廠169.617將負(fù)載電阻R開路，測得U'=510.044mVL（U'）U10丿x103KQ=58.956KQ0(5100441x20KQ=59.996KQ1127.517丿（3）結(jié)果對比所得的輸入電阻、輸出電阻相差不大，幾乎相等，可知，長尾式差分放大電路很好的抑制了零點漂移。3.4、兩級反饋放大電路的Multisim仿真在Multisim中構(gòu)建兩級電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路，如圖4.1所示圖4-1熨級反饋放大電路SkOlY

9、ELL5u99'(1)將K斷開，電路中占不引入中間反饋。1)利用multisim的直流工作點分析功能，測量無級間反饋時兩級放大電路的靜態(tài)工作點，分析結(jié)果如下：兩級OperatingPointDC"Hx-iia$89.66046$23.72360$111.84467$92.48656$18.89295$43.06760$161.41898$vcc15.00000vccvcc#1匸mnch-7.58S23m可見，U二2.48656V，U二1.84467V，U二9.66046V，U二3.72360VBQ1EQ1CQ1BQ2U=3.06760VU=8.89295V。EQ2CQ2斷開時

10、的波形如圖4-3所示示波S-zsci圖4-3兩級反饋放大電路2）加上正弦輸入電壓，利用虛擬示波器可觀察到第一級輸出電壓波形與輸入電壓反相明顯的624mV。T而第沖級輸出電壓波形與輸入電壓相同亠個放大級的輸出波形均無豐線性失真。當(dāng)U=4.999mV時，利用虛擬儀表可測得U644.蟻間反饋時，兩級放大電路總的電壓放大倍數(shù)菊廠IACCU內(nèi).I無.I自動刻度|500S/Div刻度llOmVjDiv刻度11V/Div斗沿*丄|3）有虛擬儀表測得，當(dāng)u=4.999mV時，I二3.149rA，則無間級反饋時放大電路的輸入電阻為U4.999R=十=KQ=1.587KQi丁3.1494）將負(fù)載電阻R開路，測得u

11、'=1.289，則放大電路無間級反饋時的輸出電阻為L°(1289、644.624、-1x2K0二1.9992K0丿（U'）u-1i°丿2）將圖4.1開關(guān)合上，引入串聯(lián)負(fù)反饋。輸出波形如圖4.4所示示®S-XSC116圖4-4兩級反饋放大電路1）加上正弦輸入電壓由虛擬示波器看融同樣的輸入電壓之下，輸出下降訕一一壓串刻度|500JDiX位置廠|丫口叢曲|日旭|幅度明顯則引入電|但波形更好。有虛擬儀表測得，當(dāng)U'=4.999mV時,U'=50.聯(lián)負(fù)反饋后，電壓放大倍數(shù)為ivau凸舊適道頁內(nèi).|無.自動日外水平|oi0GND融發(fā)沿電壓的）6

12、6mV,說明引入負(fù)反饋后電壓放大倍數(shù)減小了。2）有虛擬儀表測得，當(dāng)U'=4.999mV時，I二3.014yA，則U4.999R=十=KQ=1.659K0ifI3.014可見引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后輸入電阻提高了。但與無間級反饋時的R相比，提高很少，這是由于圖4.1所示電路中總的輸入電阻為iR=R/R/Rififb11b12可以看出總的輸入電阻R提咼不多。3）將負(fù)載電阻R開路，測得U'=51.793mV，貝U0L(51793-1x2KQ二0.068989KQ二68.9890150.066丿（U'二U-1I0丿可見，引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，輸出電阻降低了。Rof3.5集成運算放大

13、電路Multisim仿真（積分電路）在Multisim中構(gòu)建積分電路如圖5-1所示，在積分電路的輸入端加上有效值為0.5V，頻率為50HZ的正弦電壓。XSC1虛擬示波器可看出輸入輸出波形如圖5-2所示VCC15V輸出波形!電路直流作點分析結(jié)果如圖5-所示文彳牛耦視囹tb（t）也|目恤R卮尬阿|謝或|圜麵$vee-15.00000$vcc14.1150215.00000示iS-xsci直流H作點示波器直流工柜點7-7-4a積分電路OperatingPoint-1.36203m0.00000-7.SS047H.3.6波形發(fā)生電路的Multisim仿真（三角波發(fā)生器）三角波和方波發(fā)生器Muitisi

14、m仿真電路圖如圖6T所示-15VU1VEE471S3一W*lkOhrnfOkOhm4VEE-15VClII4V3uFXSC1VCC15V&1VCC12kOhm5741W"7.5kOhm5741VDZ1<3.3V$10kOhmVCC圖J6T波開潑生器1（1）由虛擬示波器可觀察至到電路的輸蔽形為三角波，而前一級滯回比較器的輸出波形為矩形波，如圖6違所示2）r=5mso（1）無源低通濾波器低通濾波器指低頻信號能通過而高頻信號不能通過的濾波器，如圖7-1所示的RC低通電路是最簡單的低通濾波器，一般稱為無源低通濾波器。高頻濾波器是指高頻信號能通過而低頻信號不能通過的濾波器。如圖7

15、-2所示為高通濾波器的電路圖。3）帶通濾波器帶通濾波器是指頻率在某一頻率范圍內(nèi)的信號能通過，而在此范圍之外的信號不能通過的濾波器，如圖7-3所示。圖7-4掃描儀由圖7-4得由上圖得中心頻率/=731.566Hz；0通帶寬度B為：B=3-3=6675.06Hzchci品質(zhì)因數(shù)Q=3/B=2.730（4）帶阻濾波器帶阻濾波器作用與帶通濾波器相反，即在規(guī)定的頻帶內(nèi)，信號被阻斷，而在此頻帶完信號通的過，電路圖如圖7-5所示對上圖進(jìn)行仿真，從掃描儀得到圖7-6圖7-6掃描儀有圖7-6得中心頻率：/=6.128Hz0阻帶寬度B=3-3=1.46kHzchci品質(zhì)因數(shù)Q=/B=0.0037024五總結(jié)通過兩

16、個星期的努力，終于完成了課程設(shè)計。這是我迄今為止收獲最多的一次課程設(shè)計。記得剛開始學(xué)習(xí)這一部分知識的時候，覺得挺簡單。沒想到真要實踐它的時候，發(fā)現(xiàn)它并不是想象中的那么簡單。特別是剛接觸Multisim軟件的時候，非常的陌生，當(dāng)時在老師的認(rèn)真講解下我還是將它搞定了，還有就是在用截圖的時候，本來以為隨時都在用的東西本因該是很簡單的，但是當(dāng)我用到公式工具的時候就特別陌生了，并且還很慢，于是我請教了好幾個同學(xué)，慢慢的我熟悉了。感謝王老師，如果沒有她，我的課程設(shè)計也不可能圓滿完成。這次課設(shè)讓我懂得了很多，也學(xué)到了很多課本上沒有的知識。就像動手查閱資料，與別人交流討論問題的好處。自己的知識總是很局限，查資

17、料和探討問題會擴(kuò)大自己的知識面。在設(shè)計期間遇到了很多棘手的問題。比如設(shè)計的電路圖，在理論上都講得通，可是在虛擬實驗室里模擬的時候，卻實現(xiàn)不了。一方面是對電路參數(shù)的不熟悉，另一方面是不能很好的使用模擬實驗室軟件。通過請教老師，在老師的幫助下，多次改變電阻值，、電壓值和電容值以及調(diào)節(jié)示波器的參數(shù)等一些小細(xì)節(jié)，最終產(chǎn)生了波形。我很高興能夠有這次實際操作的機(jī)會，有些東西平時覺得很簡單但是實際操作起來就不是那樣了，這次課程設(shè)計讓我又一次的驗證了實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，只有自己親自用心，學(xué)到的才是自己的東西。、WJL;卜六、參考文獻(xiàn)1 楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程M.北京：高等教育出版社，2006年2 華中理工大學(xué)電子學(xué)教研室編,康華光主編.陳大欽副主編（電子技術(shù)基礎(chǔ)）（模擬部分）第四版.北京.高等教育出版社.19993 吳運昌編著:模擬集成電路原理與應(yīng)用,廣州.華南理工大學(xué)出版社,19954 王志華編著:電子電路的計算機(jī)輔助分析與設(shè)計方法北京.清華大學(xué)出版社19965 王汝君.錢秀珍編:模擬集成電子電路（上）（下）.南京,東南大學(xué)出版社19936 華中理工大學(xué)電子學(xué)教研室,陳大欽主編.楊華副主編,（模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)）,北京,高等教育出版社,20007A.J.PeytonV.Walsh:AnalogueeletronicswithOpAmps:asourcebookofp