模擬電子技術課程設計

1、成 績 評 定 表學生姓名班級學號1303020202專 業(yè)測控技術與儀器課程設計題目模擬電子課程設計評語組長簽字：成績日期 2014年 月 日 課程設計任務書學 院信息科學與工程專 業(yè)測控技術與儀器學生姓名班級學號1303020202課程設計題目求和電路、二階帶通濾波器、單管共射放大電路、共基極放大電路實踐教學要求與任務:1) 采用multisim 仿真軟件建立電路模型；2) 對電路進行理論分析、計算；3) 在multisim環(huán)境下分析仿真結果，給出仿真波形圖；4) 撰寫課程設計報告。工作計劃與進度安排:第1天：1.布置課程設計題目及任務。2.查找文獻、資料，確立設計方案。第2-3天：1.

2、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，學會建立元件庫。第4天：1. 對設計電路進行理論分析、計算。2. 在multisim環(huán)境下仿真電路功能，修改相應參數(shù)，分析結果的變化情況。第5天：1. 課程設計結果驗收。2. 針對課程設計題目進行答辯。3. 完成課程設計報告。指導教師：方艷霞 李所2014年12月3日專業(yè)負責人：2014 年 月 日學院教學副院長：2014 年 月 日目 錄1課程設計的目的和作用31.1目的31.2 作用32 設計任務、及所用multisim軟件環(huán)境介紹32.1設計任務32.2multisim軟件環(huán)境介紹33

3、求和電路multisim仿真73.1求和電路電路模型的建立73.2求和電路理論分析及計算73.3求和電路仿真結果分析84二階帶通濾波器 multisim仿真94.1二階帶通濾波器電路模型的建立104.2 二階帶通濾波器理論分析及計算104.3 二階帶通濾波器仿真結果分析115單管共射放大電路 multisim仿真125.1單管共射放大電路電路模型的建立125.2單管共射放大電路理論分析及計算135.3單管共射放大電路仿真結果分析136 1共基極放大電路multisim仿真156.1共基極放大電路電路模型的建立166.2共基極放大電路理論分析及計算166.3共基極放大電路仿真結果分析167 設計

4、總結和體會188 參考文獻191課程設計的目的與作用1.1課程設計的目的1. 學會在multisim軟件環(huán)境下建立電路模型2. 熟悉multisim的基本操作，學會建立元件庫3. 熟練掌握multisim設計出的仿真電路4. 懂得分析仿真結果1.2課程設計的作用1. 對設計電路進行理論分析、計算2. 在multisim環(huán)境下仿真電路功能，修改相應參數(shù)，分析結果的變化情況2設計任務、及所用multisim軟件環(huán)境介紹2.1設計任務1. 下載安裝multisim仿真軟件,熟練應用2. 確定題目，自選4-5個題目進行仿真3. 每個題目要對理論計算結果和仿真結果進行比較分析,可以參照教材的仿真實例和課

5、后的仿真練習題4. multisim基礎上建立模擬電路并改變參數(shù)進行其仿真過程，得出結論，書寫實驗報告2.2multisim軟件環(huán)境介紹multisim是美國國家儀器（ni）有限公司推出的以windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。工程師們可以使用multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。multisim提煉了spice仿真的復雜內容，這樣工程師無需懂得深入的spice技術就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計，這也使其更適合電子學教育。通過multisim和虛擬儀器

6、技術，pcb設計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設計和測試這樣一個完整的綜合設計流程。ni multisim 10 是美國ni公司最近推出的電子線路仿真軟件的最新版本。ni multisim 10 用軟件的方法虛擬電子與電工元器件以及電子與電工儀器和儀表，通過軟件將元器件和儀器集合為一體。它是一個原理電路設計、電路功能測試的虛擬仿真軟件。 ni multisim 10 的元器件庫提供數(shù)千種電路元器件供實驗選用。同時可以新建或擴展已有的元器件庫，建庫所需元器件參數(shù)可從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊中查到，因此可很方便地在工程設計中使用。ni multisim 10的虛擬測

7、試儀器表種類齊全，有一般實驗用的通用儀器，如萬用表、函數(shù)信號發(fā)生器、雙蹤示波器、直流電源等等；還有一般實驗室少有或者沒有的儀器，如波特圖儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉換器、失真儀, 安捷倫多用表，安捷倫示波器、以及泰克示波器等。 ni multisim 10具有詳細的電路分析功能，可以完成電路的瞬態(tài)分析、穩(wěn)態(tài)分析等各種電路分析方法，以幫助設計人員分析電路的性能。它還可以設計、測試和演示各種電子電路，包括電工電路、模擬電路、數(shù)字電路、射頻電路及部分微機接口電路等。ni multisim 10具有強大的help功能，其help系統(tǒng)不僅包括軟件本身的操作指南，更重要的是包含有元器件的功能說明

8、。help中這種元器件功能說明有利于使用ni multisim 10進行cai教學。利用ni multisim 10可以實現(xiàn)計算機仿真設計與虛擬實驗，與傳統(tǒng)的電子電路設計與實驗方法相比，具有如下特點：設計與實驗可以同步進行，可以邊設計邊實驗，修改調試方便；設計和實驗用的元器件及測試儀器儀表齊全，可以完成各種類型的電路設計與實驗；可以方便地對電路參數(shù)進行測試和分析；可以直接打印輸出實驗數(shù)據(jù)、測試參數(shù)、曲線和電路原理圖；實驗中不消耗實際的元器件，實驗所需元器件的種類和數(shù)量不受限制，實驗成本低，實驗速度快，效率高；設計和實驗成功的電路可以直接在產(chǎn)品中使用。multisim軟件提供了一個操作簡便且與實

9、驗很相似的虛擬實驗平臺，能完成從電路的仿真設計到電路版圖生成的全過程為實驗教學提供了一種新的教學手段。它作為大學課程中常見的電子設計應用軟件，是每個電子類的學生必然接觸到的。multisim最突出的特點是用戶界面友好，尤其是其直觀的虛擬儀表是multisim的一大特色。multisim所包含的虛擬儀表有：示波器，萬用表，函數(shù)發(fā)生器，波特圖圖示儀，失真度分析儀，頻譜分析儀，邏輯分析儀，網(wǎng)絡分析儀等。而通常一個普通實驗室是無法完全提供這些設備的。這些儀器的使用使仿真分析的操作更符合平時實驗的習慣。不僅有利于對該軟件的學習，也大大方便了設計人員的操作，極大地提高了工作效率。2.2.1. multis

10、im 10的主界面 啟動multisim 10后，將出現(xiàn)如下圖所示的界面：上圖 multisim 10仿真界面由多個區(qū)域構成：菜單欄，各種工具欄，電路輸入窗口，狀態(tài)條，列表框等。通過對各部分的操作可以實現(xiàn)電路圖的輸入、編輯，并根據(jù)需要對電路進行相應的觀測和分析。用戶可以通過菜單或工具欄改變主窗口的視圖內容。2.2.2基本原器件及其使用multisim為用戶提供了豐富的元器件，并以開放的形式管理元器件，使得用戶能夠自己添加所需要的元器件。如下圖所示：2.2.3虛擬儀器及其使用對電路進行仿真運行，通過對運行結果的分析，判斷設計是否正確合理，是該軟件的一項主要功能。為此，multisim為用戶提供了

11、各類的虛擬儀器，可以從“仿真儀器”中選用這些儀表，如下圖所示。在選用后，各種虛擬儀表都以面板的方式顯示在電路中。此次課設基本用上的有（從左到右依次為萬用表，示波器，四蹤示波器）2.2.4.將元器件連接成電路在將電路需要的元器件放置在電路編輯窗口后，用鼠標就可以方便地將器件連接起來。方法是：用鼠標單擊連線的起點并拖動鼠標至連線的終點。注意：連線的起點和終點不能懸空。3求和電路電路multisim仿真3.1求和電路電路模型的建立 3.2求和電路電路理論分析及計算 由圖已知得：(1)i(ui1)= -45.04504u; i(ui2)= =-30.00000u; i(ui3)= =-10.59883

12、u (2)根據(jù)基爾霍夫kcl定理: 得vo=-() rf代入數(shù)據(jù)，解得vo=-8.56v。3.3求和電路電路仿真結果分析4二階帶通濾波器multisim仿真4.1二階帶通濾波器電路模型的建立 4.2帶通濾波器理論分析及計算 工作原理：這種濾波器的作用是只允許在某一個通頻帶范圍內的信號通過，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號均加以衰減或抑制。典型的帶通濾波器可以從二階低通濾波器中將其中一級改成高通而成。電路性能參數(shù):通帶增益 : 中心頻率: 通帶寬度: 選擇性: 此電路的優(yōu)點是改變rf和r4的比例就可改變頻寬而不影響中心頻率。在multisim中利用交流分析功能測得其頻率特性: 帶通濾波器

13、的中心頻率f0=4.8khz,通帶電壓放大倍數(shù)aup=4.7。4.3帶通濾波器仿真結果分析5單管共射放大電路電路multisim仿真5.1單管共射放大電路電路模型的建立5.2單管共射放大電路電路理論分析及計算 5.2.1測量au、ri、ro將圖中的虛擬數(shù)字萬用表分別設置為交流電壓表或交流電流表。由虛擬儀表測得，當ui=9.998mv時，uo=783,331mv，ii=10,481ua,則au=uo/ui=-783,331/9,998=-78.3ri=ui/ii=9,998/10,481k=0.954k=954為了測量輸出電阻ro,可將電路中的負載電阻rl開路，此時從虛擬儀表測得uo=1.567

14、v,則ro=(uo/uo-1)rl=(1.567/0,783-1) 3k=3,004k可將以上仿真結果和本章2.4節(jié)中例2.4.3的估算結果進行比較。5.3單管共射放大電路仿真結果分析當電路參數(shù)滿足一定條件時，有可能是輸出電壓的變化量uo比輸入電壓的變化量u1大得多，也就是說，當放大電路輸入電壓有一個微小變化量u1時，再輸出端將得到一個放大量uo，從而實現(xiàn)放大作用。6共基極放大電路電路multisim仿真6.1共基極放大電路電路電路模型的建立6.2共基極放大電路電路理論分析及計算 在仿真電路中，由虛擬儀表測得，當ui=2mv時，uo=156.998mv,ii=63,794ua,則au=uo/u

15、i=156,998/2=78.5ri=ui/ii=2/63.794k=0.03135k=31.35將電路中的rl開路，測得uo=313.998mv，則ro=(uo/uo-1)rl=(13.998/156.998-1) 5.1k=5.1k6.3單管共射放大電路仿真結果分析利用multisim的直流工作點分析功能測量共基極放大電路的靜態(tài)工作點，結果如下：加上正弦輸入電壓，用虛擬示波器觀察到ui和uo的波形如圖,可見uo與ui同相，且共基極放大電路有電壓放大作用。7 設計總結和體會通過這次電子技術課程設計：（一）讓我了解了設計電路的程序.通過本次實驗設計電路原理圖，對multisim有了進一步的了解

16、，能獨立完成電路圖的繪制。通過這次電子技術課程設計,使我對模擬電子技術在實踐中的應用有了更深刻的理解。通過該課程設計，把死板的課本知識變得生動有趣，激發(fā)了學習的積極性。 （二）加強了我們思考和解決問題的能力。在設計過程中，會遇到許多的情況，就是心里想著這樣的接法可以行得通，但模擬仿真電路時，總是和預想的不一樣，因此耗費在這上面的時間用去很多。 （三）做課程設計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內容有限，所以在這次課程設計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。 平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設計，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。通過在multisim上仿真實踐，讓我們對各個元件印象加深。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，今后我一定加強實踐練習。所以這個課程設計對我們的作用是非常大的，在制作multisi