multisim仿真電路

1、南昌大學實驗報告學生姓名： 學 號: 專業(yè)班級： 實驗類型： 驗證 綜合 設計 創(chuàng)新 實驗日期： 實驗成績： 實驗十 基于multisim的數(shù)字電路仿真實驗實驗目的1、 掌握虛擬器庫中關(guān)于數(shù)字電路儀器的使用方法；2、 進一步了解并掌握multisim仿真軟件的操作技巧和分析方法以及multisim的常用快捷鍵的熟練使用；3、 學會使用multisim進行實驗前或做實物前的電路仿真；實驗原理1、 利用字發(fā)生器產(chǎn)生一定的序列接入一個芯片驗證其邏輯功能是否正確，本實驗驗證74LS138譯碼器的邏輯功能；2、 利用邏輯分析儀的邏輯分析功能實驗74LS138邏輯功能的分析；3、 實驗原理圖其中74LS1

2、38的輸入端A、B、C位次分別升高，即C為最高位，A為最低位。實驗器材字發(fā)生器、74LS138一片，邏輯分析儀實驗內(nèi)容用數(shù)字信號發(fā)生器和邏輯分析儀測試74LS138譯碼器的邏輯功能。實驗步驟1. 按上圖調(diào)出元器件和一儀器并連接好電路圖；2. 設置好各個儀器的參數(shù)后打開仿真開關(guān)觀察和分析結(jié)果。實驗分析1、字發(fā)生器產(chǎn)生序列2、 邏輯分析儀設置及產(chǎn)生波形圖3、 邏輯分析真值表CBA011111011111001111011110111111011110111111011111111111000001111111實驗總結(jié)1. 通過邏輯分析儀產(chǎn)生的波行和74LS138的輸入輸出的真值表相對比可知次芯片符

3、合74LS138的邏輯功能。2. 通過此次軟件仿真使我更加能夠熟練的使用仿真軟件multisim。南昌大學實驗報告學生姓名： 學 號: 專業(yè)班級： 實驗類型： 驗證 綜合 設計 創(chuàng)新 實驗日期： 實驗成績： 實驗十一 基于multisim的儀器放大器設計實驗目的1. 掌握儀器放大器的設計方法；2. 理解儀器放大器對共模信號的抑制能力；3. 掌握儀器放大器的調(diào)試方法；4. 掌握虛擬儀器庫中關(guān)于測試模擬電路儀器的使用方法，如示波器、信號發(fā)生器等虛擬儀器的使用；實驗原理 儀表放大器電路的典型結(jié)構(gòu)如右圖所示。它主要由兩級差分放大器電路構(gòu)成。其中，運放A1，A2為同相差分輸入方式，同相輸入可以

4、大幅度提高電路的輸入阻抗，減小電路對微弱輸入信號的衰減；差分輸入可以使電路只對差模信號放大，而對共模輸入信號只起跟隨作用，使得送到后級的差模信號與共模信號的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。這樣在以運放A3為核心部件組成的差分放大電路中，在CMRR要求不變情況下，可明顯降低對電阻R3和R4，Rf和R5的精度匹配要求，從而使儀表放大器電路比簡單的差分放大電路具有更好的共模抑制能力。在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的條件下，圖1電路的增益為：G=(1+2R1/Rg)(Rf/R3)。由公式可見，電路增益的調(diào)節(jié)可以通過改變Rg阻值實現(xiàn)。實驗器材741三片、電阻8只、萬用表、示波器、函數(shù)信號

5、發(fā)生器等實驗內(nèi)容1. 采用運算放大器設計并構(gòu)建一儀器放大器，指標如下：（1） .輸入信號=2mv時，要求輸出電壓信號=0.4V，=200，f=1kHz;（2） 要求輸入阻抗;（3） 共模抑制比的測量；2. 用虛擬儀器庫中關(guān)于測試模擬電路儀器，按設計指標進行調(diào)試。實驗步驟1. 計算,由=-=200確定各電阻阻值(R=或)；2. 按下圖一和圖二連接好電路圖并設置各個元件的參數(shù)；3. 打開仿真開關(guān)，調(diào)節(jié)輸入電壓，函數(shù)發(fā)生器的正、負端分別接和，使得輸入的共模信號為零；4. 調(diào)節(jié)示波器使波形能在示波器上顯示，記錄萬用表的示數(shù)。圖一 儀器放大器電路設計圖二 共模抑制比測量電路實驗總結(jié)1. 儀器放大器設計輸

6、入差模仿真結(jié)果如下圖=399.932mv/2mv=199.702;2. 測量共模抑制比的仿真結(jié)果如下圖=1.537uv/1mv=0.001537=129929.733dB圖三 儀器放大器仿真結(jié)果圖四 共模抑制比測量仿真電路圖五 儀器放大器波形圖3.通過本次軟件仿真使我對運算放大器、差分電路、反饋電路有了進一步的了解，而在儀器放大器中我更進一步的理解了其放大的特點： 高共模抑制比共模抑制比(CMRR) 則是差模增益( A d) 與共模增益( Ac) 之比 ;儀表放大器具有很高的共模抑制比，CMRR 典型值為 70100 dB 以上，dB。 高輸入阻抗要求儀表放大器必須具有極高的輸入阻抗，儀表放大

7、器的同相和反相輸入端的阻抗都很高而且相互十分平衡. 南昌大學實驗報告學生姓名： 學 號: 專業(yè)班級： 實驗類型： 驗證 綜合 設計 創(chuàng)新 實驗日期： 實驗成績： 實驗十三 基于Multisim的場效應管放大器電路設計一、實驗目的1.場效應管電路模型、工作點、參數(shù)調(diào)整、行為特征觀察方法; 2.研究場效應放大電路的放大特性及元件參數(shù)的計算; 3.進一步熟悉放大器性能指標的測量方法. 二、實驗原理 1場效應管的特點 (1)場效應管為電壓控制型元件； (2)輸入阻抗高(尤其是MOS場效應管)； (3)溫度穩(wěn)定性好，抗輻射能力強； (4)結(jié)型管的源極(S)和漏極(D)可以互換使用，但切勿將柵(G)源(S

8、)極電壓的極性接反，以免PN結(jié)因正偏過流而燒壞。對于耗盡型MOS管，其柵源偏壓可正可負，使用較靈活。和雙極型晶體管相比場效應管的不足之處是共源跨導gm。值較低(只有ms級)，MOS管的絕緣層很薄，極容易被感應電荷所擊穿。 2偏置電路和靜態(tài)工作點的確定 與雙極型晶體管放大器一樣，為使場效應管放大器正常工作，也需選擇恰當?shù)闹绷髌秒娐芬越⒑线m的靜態(tài)工作點。 場效應管放大器的偏置電路形式主要有自偏壓電路和分壓器式自偏壓電路(增強型 MOS管不能采用自偏壓電路)兩種。三、實驗儀器 Multisim虛擬儀器庫中的示波器、數(shù)字萬用表、交流電源、N溝道耗盡型MOS管2N3370、直流電源、電阻、電容、開關(guān)

9、等。 四、實驗內(nèi)容及步驟 1場效應管共源放大器的調(diào)試 (1)連接電路。按圖1連接好電路，場效應管選用N溝道消耗型2N3370，靜態(tài)工作點的設置方式為自偏壓式。直流穩(wěn)壓電源調(diào)至12V。圖12.測量靜態(tài)工作點 將輸入端短接（圖2），并測量此時的 Vg、Vs、VD 、，填入下表1圖2靜態(tài)工作點：1.006V39.355nV174.524mV0.1737mA 表13.測量電壓放大倍數(shù) 在輸入端和輸出端接入數(shù)字萬用表和函數(shù)發(fā)生器。使函數(shù)發(fā)生器輸出正弦波（不失真），并調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器使得=3mV，f=lkHz,。用示波器觀察輸出波形，(若有失真，應重調(diào)靜態(tài)工作點，使波形不失真)，并用示波器測量輸出電壓，

10、根據(jù)公式,仿真結(jié)果如下圖3圖3。藍色波形表示輸入，黃色波形表示輸出，此時放大倍數(shù)。4.測量負載改變時輸出端的電壓在輸入端和輸出端接入數(shù)字萬用表和函數(shù)發(fā)生器，調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器使得=3mV，f=lkHz，改變負載的電阻阻值，分別記錄其輸出電壓。1510152025302.16310.12318.74426.17432.64338.32843.363540455055606547.84751.87555.50758.80361.80564.55167.074表24.測量輸入及輸出阻抗 用換算法測量放大器的輸入電阻，由于場效應管放大器 Ri高，測量時會引人干擾； 測量所用的電壓表的內(nèi)阻必須遠大于放大

11、器的輸入電阻 Ri，否則將會產(chǎn)生較大的測量誤差。為了消除上述干擾和誤差，可以利用被測放大器的隔離作用，通過測量放大器輸出電壓來進行換算得到 Ri。1）輸入電阻測量：先閉合開關(guān)S1(R2=0)，輸入信號電壓Vs，測出對應的輸出電壓，然后斷開S1，測出對應的輸出電壓，因為兩次測量中和是基本不變的，所以 ,測得=134.137mV，=67.074mV,仿真結(jié)果如下圖4：圖42）輸出電阻測量:在放大器輸入端加入一個固定信號電壓 Vs ，分別測量當已知負載RL斷開和接上的輸出電壓和。則,由于本實驗所用的場效應管必須接入很大的負載才能達到放大效果，因此此方法不適合用來測量本實驗輸出電阻效果不太好，仿真結(jié)果

12、如下圖5=66.8mV,=125mV.圖55.測量幅頻特性曲線通過波特圖測量結(jié)果如下圖5、 實驗總結(jié)因為本實驗根據(jù)實驗要求N溝道耗盡型MOS管2N3370，是的必須接入很大的電阻，達到級別，但是放大倍數(shù)也只能達到大概7倍（負載固定），通過本實驗對場效應管的應用背景更加深刻，數(shù)字電路里面很多芯片都是通過場效應管實現(xiàn)，曾經(jīng)嘗試過通過N和P型場效應管實現(xiàn)不同路數(shù)據(jù)的選擇，但是試過后發(fā)現(xiàn)不行，達不到高電平所需要的電壓，本實驗后我嘗試了一下，只需要加上偏置電阻即可實現(xiàn)管子的開關(guān)特性，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的導通。28 南昌大學實驗報告學生姓名： 學 號: 專業(yè)班級： 實驗類型： 驗證 綜合 設計 創(chuàng)新 實驗日期：

13、 實驗成績： 實驗十二 基于Multisim的邏輯電平測試器設計一、實驗目的 邏輯電平測試器綜合了數(shù)字電路和低頻電路兩門課的知識要求學生自己設計，并在Multisim電子工作平臺上進行仿真。培養(yǎng)學生的綜合應用能力。培養(yǎng)學生利用先進工具進行工程設計的能力。1.理解邏輯電平測試儀器的工作原理及應用；2.掌握用集成運放和555定時器構(gòu)建邏輯電平測試器的方法；3.掌握邏輯電平測試器的調(diào)整和主要性能指標的測試方法；二、實驗原理電路可以由五部分組成：輸入電路、邏輯狀態(tài)判斷電路、音響電路、發(fā)音電路和電源。技術(shù)指標要求：(1)測量范圍：低電平<0.8V高電平>3.5V(2)用1kHz的音響表示被測

14、信號為高電平(3)用800Hz的音響表示被測信號為低電平(4)當被測信號在0.8V3.5V之間時，不發(fā)出音響(5)輸入電阻大于20k輸入和邏輯狀態(tài)判斷電路要求用集成運算放大器設計，音響聲調(diào)產(chǎn)生電路要求用555定時器構(gòu)成的震蕩器設計。三、主要儀器設備及實驗耗材Multisi虛擬儀器中的數(shù)字萬用表、示波器、頻率計等四、實驗內(nèi)容1.輸入和邏輯狀態(tài)判斷電路的測試1)調(diào)節(jié)邏輯電平測試器的被測電壓（輸入直流電壓）為低電平（VL<0.8v）用數(shù)字萬用表測邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平。2）調(diào)節(jié)邏輯電平測試器的被測電壓（輸入直流電壓）為高電平（VH>3.5v）用數(shù)字萬用表測邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平。2.

15、音響聲調(diào)產(chǎn)生電路1）邏輯電平測試器的被測電壓為低電平（VL<0.8v）用示波器觀察、記錄音響聲調(diào)產(chǎn)生電路輸出波形，用頻率計測量振蕩頻率f.2）邏輯電平測試器的被測電壓為高電平（VH>3.5v）用示波器觀察、記錄音響聲調(diào)產(chǎn)生電路輸出波形，用頻率計測量振蕩頻率f.3）邏輯電平測試器的被測電壓（0.83.5v）用示波器觀察、記錄音響聲調(diào)產(chǎn)生電路輸出波形五、設計原理1.邏輯狀態(tài)判斷電路如左圖1(1)通過2個分壓電路分別產(chǎn)生2個基準電壓3.5v和0.8v。，因此確定；同理確定的電阻阻值。(2)通過三個開關(guān)分別控制輸入3個狀態(tài)量當輸入VL<0.8v時U1輸出低電平信號斷路，U2輸出高電平

16、信號導通；當輸入VH>3.5v時U1輸出高電平信號斷路，U2輸出低電平信號導通；當輸入0.8<U<3.5v時U1輸出低電平信號斷路，U2輸出低電圖1平信號斷路。2.音響聲調(diào)電路 如圖2 ，555振蕩電路構(gòu)成二極管D1、D2為防止R8、R11在對方工作是并聯(lián)干擾,可用三極管代替；根據(jù)頻率公式， 圖2實驗要求當U1導通時產(chǎn)生1kHz,因此固定=4.7K， 因此理論計算值R5=4.7k由于D1二極管也有一定的阻值，實際R8<4.7k，但是，同理計算值。 3.實驗總電路圖 圖3六、實驗步驟及結(jié)果1.按上圖3連接電路2.邏輯低電平狀態(tài)判斷電路輸出關(guān)閉邏輯電平測試開關(guān)S1，打開S2

17、、S3使得電路輸入低電平電壓（輸入直流電壓）為低電平（取地）用數(shù)字萬用表測邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平并通過觀察發(fā)光二極管和聽蜂鳴器的聲響判斷輸出電平。此時蜂鳴器響低音，發(fā)光二極管持續(xù)閃爍。圖43.邏輯高電平狀態(tài)判斷電路輸出關(guān)閉邏輯電平測試開關(guān)S3，打開S1、S2使得電路輸入高電平電壓（輸入直流電壓）為高電平（取5V）用數(shù)字萬用表測邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平并通過觀察發(fā)光二極管和聽蜂鳴器的聲響判斷輸出電平。此時蜂鳴器響高音，發(fā)光二極管持續(xù)閃爍。圖54.非邏輯電平狀態(tài)判斷電路輸出關(guān)閉邏輯電平測試開關(guān)S2，打開S1、S3使得電路輸入2V電壓（輸入直流電壓），用數(shù)字萬用表測邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平并通過觀察發(fā)光二極管和聽蜂鳴器的聲響判斷輸出電