模電濾波器實(shí)訓(xùn)報(bào)告

1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告姓 名 學(xué) 號(hào) 院 系 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 2015 年 6 月目錄0一 目的和意義2二 任務(wù)和要求2三 模擬電路的設(shè)計(jì)和仿真3（一）基礎(chǔ)電路Multisim仿真31 半導(dǎo)體器件的Multisim仿真32 單管放大電路的Multisim仿真43差分放大電路的Multisim仿真94兩極反饋放大電路的Multisim仿真125集成運(yùn)算放大電路的Multisim仿真（積分電路）166波形發(fā)生器的Multisim仿真17（二）綜合性電路的設(shè)計(jì)與仿真（無(wú)源濾波器的設(shè)計(jì)）18四 總結(jié)24五 參考文獻(xiàn)26一 目的和意義該課程設(shè)計(jì)是在完成電子技術(shù)2的理論教學(xué)之后安排的一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

2、課程設(shè)計(jì)的目的是讓學(xué)生掌握電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合知識(shí)應(yīng)用能力和實(shí)踐能力，為今后從事本專(zhuān)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(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生全局考慮問(wèn)題、應(yīng)用課程知識(shí)的能力，對(duì)培養(yǎng)和造就應(yīng)用型工程技術(shù)人才將起到較大的促進(jìn)作用。二 任務(wù)和要求本次課程設(shè)計(jì)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(jì)完成基礎(chǔ)性的電路設(shè)計(jì)和仿真及綜合型電路設(shè)計(jì)和仿真。完成該次課程設(shè)計(jì)后，學(xué)生應(yīng)達(dá)到以下要求：1、 鞏固和加深對(duì)電子技術(shù)2課程知識(shí)的理解；2、 會(huì)根據(jù)課題需要選學(xué)參考書(shū)籍、查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料；3、 掌握仿真

3、軟件Multisim的使用方法；4、 掌握簡(jiǎn)單模擬電路的設(shè)計(jì)、仿真方法；5、 按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告，課程設(shè)計(jì)報(bào)告能在正確反映設(shè)計(jì)和仿真結(jié)果。三 模擬電路的設(shè)計(jì)和仿真（一） 基礎(chǔ)電路Multisim仿真1 半導(dǎo)體器件的Multisim仿真1.1設(shè)計(jì)要求1）利用Multisim觀察半導(dǎo)體二極管的單相導(dǎo)電性；2）利用Multisim觀察穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用；3）利用Multisim測(cè)試雙極型三極管的電流放大作用。1.2軟件仿真圖1.1二極管單向?qū)щ娦攒浖抡鎴D1.3結(jié)果分析 電路仿真以后，從圖1.1中可觀察到輸入、輸出波形，輸入信號(hào)是一個(gè)雙向的正弦波電壓，而經(jīng)過(guò)二極管后，在輸出端得到了

4、一個(gè)單向的脈動(dòng)電壓，可見(jiàn)二極管的單向?qū)щ娦浴? 單管放大電路的Multisim仿真2.1設(shè)計(jì)要求1）、使用Multisim繪制單管放大電路。2）、測(cè)試電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。3）、分析仿真結(jié)果。2.2論分析(=50,rbb=300 ohm)2.2.1靜態(tài)工作點(diǎn)理論計(jì)算：.2.2.2理論輸入輸出波形：可從虛擬示波器觀察到u0的波形沒(méi)有明顯的非線性失真，而且u0與u1的波形相位相反。2.2.3 輸入輸出電阻理論計(jì)算2.3件仿真圖2.1單管放大電路軟件仿真圖圖2.2仿真電路萬(wàn)用表測(cè)量圖2.3.1靜態(tài)工作圖圖2.3單管放大電路靜態(tài)工作電路圖圖2.4單管放大電路萬(wàn)用表數(shù)據(jù)測(cè)量

5、圖2.3.2數(shù)據(jù)分析作點(diǎn)的計(jì)算：根據(jù)靜態(tài)工作圖和數(shù)據(jù)，可以得出：（從仿真模型可以得到VT中Bf=204）如圖所示：UBEQ=0.2V I2=3.927mA I1=40.523uA Vcc=12VB、動(dòng)態(tài)分析如下：根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)：U0=2.023V Ui=14.14mV Ii=45.23uA2.4 結(jié)果分析經(jīng)過(guò)仿真分析，可以得出在靜態(tài)分析中，各個(gè)數(shù)值之間的差距不是太大，符合其要求；根據(jù)動(dòng)態(tài)分析公式計(jì)算出來(lái)的理論值與實(shí)際值存在一定差距，根據(jù)此公式計(jì)算出來(lái)的理論值與實(shí)際值存在一定出入；而在其輸出輸入波形中，其結(jié)果與理論一至。其差距是由于值與晶閘管的發(fā)大倍數(shù)的不同而改變。3差分放大電路的Multisim

6、仿真3.1設(shè)計(jì)要求1）、使用Multisim繪制仿真差分放大電路。2）、測(cè)試差動(dòng)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、差模電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。3.2理論分析3.2.1電路圖圖3.1差分放大電路電路圖3.2.2靜態(tài)分析由圖3.1的電路圖可知：50，rbb=300，則：3.2.3動(dòng)態(tài)分析3.3軟件仿真圖3.2差分放大電路軟件仿真圖圖3.3差分放大電路萬(wàn)用表數(shù)據(jù)測(cè)量圖3.4仿真數(shù)據(jù)分析3.4.1仿真靜態(tài)分析3.4.2動(dòng)態(tài)分析當(dāng)Ui10m時(shí)，測(cè)得U0156.68mV,Ii=104.463nA.當(dāng)負(fù)載RL開(kāi)路時(shí)，測(cè)得U0626.691mA.3.5仿真結(jié)論分析 經(jīng)過(guò)計(jì)算，得出，理論數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)之間存在差距

7、，其中UBQ的差距最大，其中原因應(yīng)該是其UBEQ的數(shù)值不同造成的結(jié)果，也可能是電路器件存在差異或者是其他原因造成。其波形圖符合理論標(biāo)準(zhǔn)。4兩極反饋放大電路的Multisim仿真4.1設(shè)計(jì)要求1）將開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)，電路中暫不引用級(jí)間反饋（A）利用Multisim軟件分析電路的直流工作點(diǎn)，測(cè)量無(wú)級(jí)間反饋的兩級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)；（B）加上正弦輸入電壓，用虛擬示波器觀察第一級(jí)、第二級(jí)輸出波形，并測(cè)量?jī)杉?jí)放大電路中的電壓放大倍數(shù)；（C）利用Multisim軟件提供的各種測(cè)量?jī)x表測(cè)無(wú)級(jí)間反饋的兩級(jí)放大電路的輸入電阻；（D）將負(fù)載電阻斷開(kāi)，利用Multisim提供的各種測(cè)量?jī)x表測(cè)無(wú)級(jí)間反饋的兩級(jí)放大電路的輸

8、出電阻；2）將開(kāi)關(guān)K閉合，電路引入級(jí)間反饋（A）加上同樣的正弦輸入電壓，用虛擬示波器觀察波形，并測(cè)量?jī)杉?jí)放大電路中的電壓放大倍數(shù)；（B）利用Multisim軟件提供的各種測(cè)量?jī)x表測(cè)無(wú)級(jí)間反饋的兩級(jí)放大電路的輸入電阻；（C）將負(fù)載電阻斷開(kāi)，利用Multisim提供的各種測(cè)量?jī)x表測(cè)無(wú)級(jí)間反饋的兩級(jí)放大電路的輸出電阻；4.2軟件仿真圖4.1兩級(jí)反饋放大電路軟件仿真圖圖4.2兩級(jí)反饋放大電路萬(wàn)用表測(cè)量數(shù)據(jù)圖4.3利用Multisim的直流工作點(diǎn)分析圖4.3從圖4.3中可以看到：A B 當(dāng)時(shí)，利用虛擬表可測(cè)的?？梢?jiàn)，無(wú)極間反饋時(shí)，兩級(jí)放大電路總的電壓放大倍數(shù)為C 由虛擬儀表測(cè)得，當(dāng)則無(wú)極間反饋時(shí)放大電路

9、的輸入電阻為D 將負(fù)載電阻開(kāi)路，測(cè)得,則放大電路無(wú)極間反饋時(shí)的輸出電阻為4.4將仿真電路圖中的開(kāi)關(guān)K閉合則引入電壓串聯(lián)反饋圖4.4電壓串聯(lián)反饋波形圖 圖4.5電壓串聯(lián)反饋萬(wàn)用表數(shù)據(jù)測(cè)量圖A 由虛擬儀表測(cè)得，當(dāng)，則引入電壓串聯(lián)反饋后，電壓放大倍數(shù)為 說(shuō)明引入反饋后電壓放大倍數(shù)減小了B 由虛擬儀表測(cè)得，當(dāng),則 可見(jiàn)引入電壓串聯(lián)反饋后輸入電阻提高了C 將負(fù)載電阻開(kāi)路，測(cè)得,則可見(jiàn)引入電壓串聯(lián)反饋后，輸出電阻降低了。5集成運(yùn)算放大電路的Multisim仿真（積分電路）5.1設(shè)計(jì)要求（1）構(gòu)建Multisim仿真電路（2）在輸入端加上正弦波，用虛擬示波器觀察輸入輸出波形。5.2理論分析在積分電路的輸入端

10、加上有效值為0.5V，頻率為50HZ的正弦電壓；由虛擬示波器可看到積分電路的輸入、輸出波形如圖（b）所示。圖中顏色較淺的是輸入波形，顏色較深的是輸出波形。由波形圖可見(jiàn)，輸出電壓是一個(gè)余弦波，輸出電壓的相位比輸入電壓領(lǐng)先 。5.3軟件仿真圖5.1集成運(yùn)算放大電路軟件仿真圖5.4結(jié)果對(duì)比由波形圖可見(jiàn)，輸出電壓是一個(gè)余弦波，輸出電壓的相位比輸入電壓領(lǐng)先 ，和理論的波形很相近。6波形發(fā)生器的Multisim仿真6.1形波發(fā)生電路6.1.1理論分析（1）當(dāng)電位器Rw的滑動(dòng)端調(diào)在中間位置時(shí)，由虛擬示波器可見(jiàn)，輸出波形為正負(fù)半周對(duì)稱(chēng)的矩形波，電容上的電壓uc為充放電波形。從虛擬示波器上可測(cè)得，矩形波的幅度U

11、om=5V，震蕩周期T=7.7ms。（2）將電位器Rw的滑動(dòng)端向上移動(dòng)，由虛擬示波器可見(jiàn)，矩形波的正半周T1增大，而負(fù)半周T2減小。相反，如Rw的滑動(dòng)端向下移動(dòng)，則正半周T1減小，負(fù)半周T2增大。（3）當(dāng)Rw的滑動(dòng)端調(diào)至下端時(shí)，可測(cè)得此時(shí)T1=1.6ms，T2=6.1ms，T=T1+T2=7.7ms，占空比D=T1T=1.67.720%。6.1.2軟件仿真圖6.2矩形波發(fā)生電路軟件仿真圖6.1.3結(jié)果對(duì)比測(cè)量值等于理論值原因：仿真電路圖的連接導(dǎo)線導(dǎo)線是理想的導(dǎo)線，沒(méi)有電阻。（二）綜合性電路的設(shè)計(jì)與仿真（無(wú)源濾波器的設(shè)計(jì)）1無(wú)源低通濾波器圖7.1低通濾波器軟件仿真圖從圖7.1中可以看出截止頻率，

12、表明此濾波器可以濾掉頻率超過(guò)5.878KHz的波。根據(jù)二階基本低通濾波器電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)的典型表達(dá)式：可得增益常數(shù)K=1，極點(diǎn)頻率和極偶品質(zhì)因數(shù)。正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)，電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)可寫(xiě)成：幅值函數(shù)為：由上式可知：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，可見(jiàn)隨著頻率升高幅值函數(shù)值減小，該電路具有使低頻信號(hào)通過(guò)的特性2無(wú)源高通濾波器圖7.2高通濾波器軟件仿真圖從圖7.2中可以看出截止頻率,可以濾掉頻率低于44.499KHz的波.電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)為：根據(jù)二階基本節(jié)高通濾波器電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)的典型表達(dá)式：可得增益常數(shù)K=1，極點(diǎn)頻率，極偶品質(zhì)因數(shù)。正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)，電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)可寫(xiě)成：幅值函數(shù)為：由上式可知：當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，可見(jiàn)隨著頻率增加幅值函

13、數(shù)增大，該電路具有使高頻信號(hào)通過(guò)的特性3無(wú)源帶通濾波器圖7.3帶通濾波器軟件仿真圖從圖7.3中可以測(cè)出通帶寬度B=11876.701Hz正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)，電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)可寫(xiě)成：幅值函數(shù)為：當(dāng)時(shí)，稱(chēng)為帶通濾波器的中心頻率，即 截止頻率是幅值函數(shù)自下降3db(即)時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率。由H(j)的表達(dá)式可得對(duì)上式求解得，分別稱(chēng)為上截止頻率和下截止頻率。通頻帶寬度B為品質(zhì)因數(shù)Q為可見(jiàn)二階帶通濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q等于極偶品質(zhì)因數(shù)Qp。Q是衡量帶通濾波器的頻率選擇能力的一個(gè)重要指標(biāo)。由H(j)的表達(dá)式可知：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，信號(hào)頻率偏離中心頻率越遠(yuǎn)，幅值函數(shù)衰減越大。由于品質(zhì)因數(shù)于是通帶寬度4無(wú)源帶阻濾波器圖7.4帶阻

14、濾波器軟件仿真圖從圖7.4中可以測(cè)出阻帶寬度B=6679.053Hz.正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)，電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)可寫(xiě)成：幅值函數(shù)為：當(dāng)時(shí)，稱(chēng)為帶阻濾波器的中心頻率，即 截止頻率是幅值函數(shù)自下降3db(即)時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率。由H(j)的表達(dá)式可得對(duì)上式求解得，分別稱(chēng)為上截止頻率和下截止頻率。阻頻帶寬度B為品質(zhì)因數(shù)Q為然后可知阻帶寬度四 總結(jié)在做模擬電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)前,就感覺(jué)很困難的樣子 ,直到做完測(cè)試實(shí)驗(yàn)時(shí),我才知道其實(shí)并不容易做,但學(xué)到的知識(shí)與難度成正比,使我受益匪淺。課程知識(shí)的實(shí)用性很強(qiáng)，因此實(shí)驗(yàn)就顯得非常重要，剛開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，由于自己的理論知識(shí)基礎(chǔ)不好，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程遇到了許多的難題，也使我感到理論知識(shí)的重要性

15、。但是我并沒(méi)有氣壘，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，自己看書(shū)，獨(dú)立思考，最終解決問(wèn)題，從而也就加深我對(duì)課本理論知識(shí)的理解，達(dá)到了“雙贏”的效果在這次實(shí)驗(yàn)中，我學(xué)到很多東西，加強(qiáng)了我的動(dòng)手能力，并且培養(yǎng)了我的獨(dú)立思考能力。特別是在做實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，因?yàn)樵谧鰯?shù)據(jù)處理時(shí)出現(xiàn)很多問(wèn)題，如果不解決的話(huà)，將會(huì)很難的繼續(xù)下去。還有動(dòng)手這次實(shí)驗(yàn)，使模擬電子技術(shù)這門(mén)課的一些理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，更加深刻了我對(duì)模擬電子技術(shù)這門(mén)課的認(rèn)識(shí)，鞏固了我的理論知識(shí)。經(jīng)過(guò)這次的測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn),我個(gè)人得到了不少的收獲,一方面加深了我對(duì)課本理論的認(rèn)識(shí),另一方面也提高了實(shí)驗(yàn)操作能力。現(xiàn)在我總結(jié)了以下的體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)。 這些的實(shí)驗(yàn)跟我們以前做的實(shí)驗(yàn)不同，因

16、為我覺(jué)得這次我是真真正正的自己親自去完成。所以是我覺(jué)得這次實(shí)驗(yàn)最寶貴，最深刻的。就是實(shí)驗(yàn)的過(guò)程全是我們學(xué)生自己動(dòng)手來(lái)完成的，這樣，我們就必須要弄懂實(shí)驗(yàn)的原理。在這里我深深體會(huì)到哲學(xué)上理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用：弄懂實(shí)驗(yàn)原理，而且體會(huì)到了實(shí)驗(yàn)的操作能力是靠自己親自動(dòng)手，親自開(kāi)動(dòng)腦筋，親自去請(qǐng)教別人才能得到提高的。本次實(shí)訓(xùn)給我最大的感受就是，理論與實(shí)踐還是有很大的差距的，當(dāng)然如果專(zhuān)業(yè)課學(xué)的不好，那么實(shí)訓(xùn)就好毫無(wú)意義，當(dāng)然在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，遇到了很多問(wèn)題。我們通過(guò)上網(wǎng)搜索資料和上圖書(shū)館查閱書(shū)籍等途徑，完成了電路的仿真。在軟件商進(jìn)行大量的電路模擬仿真，讓我們?cè)诓粩嗟膰L試中了解軟件，了解模擬電路的設(shè)計(jì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，提高了我們的動(dòng)手能力和專(zhuān)業(yè)涵養(yǎng)，同時(shí)也增加了我們的知識(shí)儲(chǔ)備，并使我們認(rèn)識(shí)到了