數(shù)電模電課程設(shè)計(jì)加法計(jì)數(shù)器基本放大電路仿真

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)自動(dòng)化學(xué)生姓名學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)題目數(shù)字電子設(shè)計(jì)題目：1、三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器（無效態(tài)000 010） 2、串行序列信號(hào)檢測(cè)器（0010）模擬電子設(shè)計(jì)題目：基本放大電路Multisim仿真實(shí)例內(nèi)容及要求：1 數(shù)字電子部分1 利用觸發(fā)器和邏輯門電路，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器（000,010）和串行序列信號(hào)檢測(cè)器（0010）2 根據(jù)設(shè)計(jì)電路圖進(jìn)行連線進(jìn)行驗(yàn)證3 完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告2 模擬電子部分4 采用multisim 仿真軟件建立電路模型；5 對(duì)電路進(jìn)行理論分析、計(jì)算；在multisim環(huán)境下分析仿真結(jié)果，給出仿真波形圖。進(jìn)度安排：第一周：數(shù)字電子設(shè)計(jì)第1天：

2、 1.指導(dǎo)教師布置課程設(shè)計(jì)題目及任務(wù) 2.課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師就相關(guān)問題單獨(dú)進(jìn)行指導(dǎo) 3.查找相關(guān)資料并且進(jìn)行電路的初步設(shè)計(jì)第24天： 1.根據(jù)具體設(shè)計(jì)題目進(jìn)行最后總體設(shè)計(jì)2.課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師就相關(guān)問題單獨(dú)進(jìn)行指導(dǎo) 3.利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的具體實(shí)驗(yàn)4.指導(dǎo)教師進(jìn)行驗(yàn)收第5天： 1.完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告2.指導(dǎo)教師針對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行答辯第二周：模擬電子設(shè)計(jì)第1天：1. 布置課程設(shè)計(jì)題目及任務(wù)。2. 查找文獻(xiàn)、資料，確立設(shè)計(jì)方案。第23天：1. 安裝multisim軟件，熟悉multisim軟件仿真環(huán)境。2. 在multisim環(huán)境下建立電路模型，學(xué)會(huì)建立元件庫(kù)。第4天：1. 對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行理論分析、

3、計(jì)算。2. 在multisim環(huán)境下仿真電路功能，修改相應(yīng)參數(shù)，分析結(jié)果的變化情況。第5天：1. 課程設(shè)計(jì)結(jié)果驗(yàn)收。2. 針對(duì)課程設(shè)計(jì)題目進(jìn)行答辯。3. 完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日分院院長(zhǎng)（簽字）：年 月 日目錄1 數(shù)字電子設(shè)計(jì)部分11.1課程設(shè)計(jì)的目的11.2設(shè)計(jì)的總體框圖11.2.1三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的總體框圖11.2.2串行序列信號(hào)檢測(cè)器的總體框圖11.3設(shè)計(jì)過程11.3.1 三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器11.3.2串行序列信號(hào)檢測(cè)器31.4設(shè)計(jì)的邏輯電路圖41.5設(shè)計(jì)的電路原理圖51.6實(shí)驗(yàn)儀器61.7實(shí)驗(yàn)結(jié)論61.8參考文獻(xiàn)62 模擬電子設(shè)計(jì)部分72.1 課程設(shè)

4、計(jì)的目的與作用72.2 設(shè)計(jì)任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介紹。72.3 電路模型的建立92.3.1單管共射放大電路Miultism仿真92.3.2分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路Miultism仿真102.3.3共集電極放大電路Multisim仿真102.3.4共基極放大電路Multisim仿真112.4 理論分析及計(jì)算112.4.1單管共射放大電路的分析設(shè)計(jì)112.4.2分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的分析設(shè)計(jì)122.4.3 共集電極放大電路的分析設(shè)計(jì)132.4.4 共基極放大電路的分析設(shè)計(jì)142.5 仿真結(jié)果分析142.5.1單管共射放大電路的Multisim結(jié)果仿真分析142.5.2分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電

5、路的Multisim結(jié)果仿真分析152.5.3共集電極放大電路的 Multisim結(jié)果仿真分析162.5.4共基極放大電路的 Multisim結(jié)果仿真分析172.6 設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì)182.7 參考文獻(xiàn)18191 數(shù)字電子設(shè)計(jì)部分1.1課程設(shè)計(jì)的目的1、了解同步加法計(jì)數(shù)器工作原理和邏輯功能。2、掌握計(jì)數(shù)器電路的分析，設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用。3、學(xué)會(huì)正確使用JK觸發(fā)器。1.2設(shè)計(jì)的總體框圖1.2.1三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的總體框圖三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器CP Y輸入脈沖 送給高位的進(jìn)位信號(hào)1.2.2串行序列信號(hào)檢測(cè)器的總體框圖串行序列信號(hào)檢測(cè)器 CP Y輸入脈沖 串行序列輸出1.3設(shè)計(jì)過程1.3.1 三位二

6、進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器 （1）狀態(tài)圖 001011100101110111/0/0/0/0/0/1 （2）時(shí)序圖 （3）選擇的觸發(fā)器名稱：三個(gè)CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器 （4）狀態(tài)方程 Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10XXX 011100XXX101110001111 三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器次態(tài)卡諾圖 Q2n+1的卡諾圖： Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10X01X1101 Q1n+1的卡諾圖：Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10X10X0101 Q0n+1的卡諾圖：Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10X10X1011 由卡諾圖得出狀態(tài)方程為： （5）驅(qū)

7、動(dòng)方程 =1 = = = = （6）時(shí)鐘方程 CP=（7）檢查能否自啟動(dòng) /0 000 001(有效狀態(tài)) /0 010 111(有效狀態(tài))1.3.2串行序列信號(hào)檢測(cè)器 0/00/01/0 0/0 1/0 1/0 0/1 1/0 （1）狀態(tài)圖 1/0 00 0/0 01 0/0 0/0 10 1/0 11 1/0 0/1 1/0（2）時(shí)序圖CPX （3）選擇的觸發(fā)器名稱:選用兩個(gè)CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器 （4）輸出方程:Y= Qn1Q0n （5）狀態(tài)方程 Q1nQ0n X 00 01 11 1001 10001000000011 0 1 串行序列信號(hào)檢測(cè)器的次態(tài)卡諾圖Q1n+1的卡諾圖：

8、Q1nQ0n X 00 01 11 1001010001 Q0n+1的卡諾圖：Q1nQ0n Q2n 00 01 11 1010000001 由卡諾圖得出狀態(tài)方程為： （6）驅(qū)動(dòng)方程 = =1 = （7）時(shí)鐘方程 CP=1.4設(shè)計(jì)的邏輯電路圖（一）三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器如圖1.4.1圖1.4.1三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器（二）串行序列信號(hào)檢測(cè)器如圖1.4.2圖1.4.2串行序列信號(hào)檢測(cè)器1.5設(shè)計(jì)的電路原理圖（一）三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器如圖1.5.1圖1.5.1三位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器原理圖（二）串行序列信號(hào)檢測(cè)器如圖1.5.2圖1.5.2串行序列信號(hào)檢測(cè)器原理圖1.6實(shí)驗(yàn)儀器 （1）數(shù)字原理

9、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái)（2）集成電路芯片：74LS112二片 74LS08一片 74LS00一片 74LS04一片 74LS11一片 74LS86一片1.7實(shí)驗(yàn)結(jié)論經(jīng)過實(shí)驗(yàn)可知，滿足時(shí)序圖的變化，且可以進(jìn)行自啟動(dòng)。實(shí)驗(yàn)過程中很順利，沒有出現(xiàn)問題。1.8參考文獻(xiàn)（1）余孟嘗數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程高等教育出版社2007年12月（2）吳翔，蘇建峰Multisim10&Ultiboard原理圖仿真與PCB設(shè)計(jì)電子工業(yè)出版社2008年1月（3）黃培根 奚慧平 主編 浙江大學(xué)出版社 2005年2月第一版Multisim 7&電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)（4）楊志忠主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2008年7月第一版電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)2 模擬

10、電子設(shè)計(jì)部分2.1 課程設(shè)計(jì)的目的與作用 (1)學(xué)好理論課的基礎(chǔ)上通過開設(shè)課程設(shè)計(jì)來提高我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。 (2)培養(yǎng)我們學(xué)以致用良好習(xí)慣。 (3)通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)際操練也加深了對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介紹。本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是利用所學(xué)的模擬電子技術(shù)的知識(shí)，用所學(xué)的理論知識(shí)作為分析設(shè)計(jì)指導(dǎo)，查閱資料書籍，設(shè)計(jì)出常見運(yùn)算放大電路，并對(duì)其進(jìn)行理論上的計(jì)算分析，之后用Multisim軟件仿真所設(shè)計(jì)的電路，并將仿真結(jié)果與之前的理論分析計(jì)算出的結(jié)果進(jìn)行比較，若有較小的差別，則可認(rèn)為電路設(shè)計(jì)合理；若誤差較大，檢查設(shè)計(jì)電路并做相應(yīng)的修改，直至

11、理論結(jié)果與實(shí)際仿真結(jié)果近似相等。完成課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)報(bào)告并進(jìn)行答辯。Multisim時(shí)加拿大IIT公司開發(fā)的能夠進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、仿真和PCB板生成以及繪制機(jī)械CAD的軟件，能夠仿真世界上很多種測(cè)量和控制類儀器和儀表。 雙擊桌面上的快捷方式進(jìn)入軟件界面，如圖2.2.1所示： 圖2.2.1 Multisim軟件界面新建電路設(shè)計(jì)文件，并單擊放“放置”或快捷方式放置所需的元器件，如圖2.2.2所示： 圖2.2.2 放置元器件界面 把各元器件用導(dǎo)線連起來，如下圖2.2.3所示：圖2.2.3 繪制完成的電路圖電路建立完成之后點(diǎn)擊仿真按鈕進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，利用虛擬軟件觀察并分析電路的各種參數(shù)，并適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

12、仿真效果如圖2.2.4所示： 圖2.2.4Multisim 仿真界面2.3 電路模型的建立 2.3.1單管共射放大電路Miultism仿真在Multisim中構(gòu)建單管共射放大電路如圖2.3.1（a）(b)圖2.3.1（a）仿真電路圖2.3.1（b）用虛擬儀表測(cè)量Q點(diǎn)的電路2.3.2分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路Miultism仿真在Multisim中構(gòu)建分壓式工作穩(wěn)定電路如圖2.3.2所示。圖2.3.2分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路2.3.3共集電極放大電路Multisim仿真在Multisim中構(gòu)建共集電極放大電路如圖2.3.3所示。圖2.3.3共集電極放大電路2.3.4共基極放大電路Multisim仿真在Mu

13、ltisim中構(gòu)建共基極放大電路如圖2.3.4所示。圖2.3.4共基極放大電路2.4 理論分析及計(jì)算 2.4.1單管共射放大電路的分析設(shè)計(jì) 圖2.4.1單管共射放大電路原理圖當(dāng)ic增大時(shí)，Rc上的電壓降也增大，于是Uce將降低。由于Rc上的電壓與Uce之和等于Vcc，而Vcc是一個(gè)恒定不變的直流電源，因此Uce=-icRc.即Uo=Uce。綜上所訴，U1 Ube ib ic Uce Uo。當(dāng)電路滿足一定條件時(shí)，有可能使輸出電壓的變化量Uo比輸入變化量U1大得多，也就是說，當(dāng)放大電路的輸入電壓有一個(gè)微小的變化量U1時(shí)，在輸出端得到一個(gè)放大了的變化量Uo，從而實(shí)現(xiàn)了放大作用。測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)?？稍诜?/p>

14、真電路中接入三個(gè)虛擬萬用表，分別設(shè)置為直流電流表或直流電壓表，測(cè)量Ibq、Icq、Uceq。2.4.2分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的分析設(shè)計(jì)圖2.4.2分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路原理圖（1）靜態(tài)分析 由于，可得，然后可得到靜態(tài)發(fā)射極電流為，則三極管c、e之間的靜態(tài)電壓為，最后可得到靜態(tài)基極電流為（2）動(dòng)態(tài)分析當(dāng)旁路電容足夠大時(shí)，在分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的交流通路中可視為短路。此時(shí)這種工作點(diǎn)穩(wěn)定電路實(shí)際上也是一個(gè)共射放大電路，故可利用圖解法或微變等效電路法來分析其動(dòng)態(tài)工作情況，經(jīng)過分析可知，分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的電壓放大倍數(shù)與單管共射放大電路相同，即，式中電路的輸入電阻為，輸出電阻2.4.3 共集電極放大電路的

15、分析設(shè)計(jì)圖2.4.3共集電極放大電路原理圖 （1）靜態(tài)分析 如圖所示，= 則 （2）動(dòng)態(tài)分析 電流放大倍數(shù) 電壓放大倍數(shù) 其中= / 輸入電阻 / 輸出電阻 /2.4.4 共基極放大電路的分析設(shè)計(jì) 圖2.4.4共基極放大電路原理圖（1）靜態(tài)分析 = （2）動(dòng)態(tài)分析電流放大倍數(shù)=電壓放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻2.5 仿真結(jié)果分析 2.5.1單管共射放大電路的Multisim結(jié)果仿真分析表1單管共射放大電路理論結(jié)果40.32.0175.949V-78.59573表2單管共射放大電路仿真結(jié)果-64.910062.1262.5.1單管共射放大電路示波器顯示結(jié)果2.5.2分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的Multis

16、im結(jié)果仿真分析表3分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路理論結(jié)果772.35.1V-46.2483 2表4分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路仿真結(jié)果-40.395491.0352.5.2分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路示波器顯示結(jié)果2.5.3共集電極放大電路的 Multisim結(jié)果仿真分析表5共集電極放大電路理論結(jié)果19.80.7925.56V0.98678.4K261表6共集電極放大電路仿真結(jié)果0.98374.5K2732.5.3共集電極放大電路示波器顯示結(jié)果2.5.4共基極放大電路的 Multisim結(jié)果仿真分析表7共基極放大電路理論結(jié)果201.034.69V80.230.75.1K表8共基極放大電路仿真結(jié)果79.3530.934

17、.74K2.5.4共基極放大電路示波器顯示結(jié)果2.6 設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì) 1、設(shè)計(jì)總結(jié)在進(jìn)行仿真后，對(duì)基本放大電路性能的影響有了進(jìn)一步的理解，并且書上總結(jié)出的規(guī)律和公式有了更深層次的掌握。為符合書上的要求，需要對(duì)一些元器件進(jìn)行調(diào)試。并且在進(jìn)行設(shè)計(jì)后，達(dá)到了設(shè)計(jì)任務(wù)的要求和目的。2、心得體會(huì)通過自己動(dòng)手操作Multisim軟件，使我對(duì)此軟件有了透徹的了解，能夠熟練的操作和使用此軟件進(jìn)行仿真，畫電路圖等功能。并且通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問題的能力。在設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。2.7 參考文獻(xiàn)（1）余孟嘗模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程高等教育出版社2007年