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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)生姓名楊天奇學(xué)號(hào)0903010614設(shè)計(jì)題目數(shù)字電子設(shè)計(jì)題目:三位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器(無效狀態(tài):000、111)序列信號(hào)檢測(cè)器(序列:1110)模擬電子設(shè)計(jì)題目:電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路內(nèi)容及要求:1 數(shù)字電子部分(1).對(duì)三位二進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器進(jìn)行理論分析與設(shè)計(jì);(2).選擇適當(dāng)觸發(fā)器,在數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行連接和測(cè)試結(jié)果。2 模擬電子部分(1).采用Multisim 仿真軟件建立電路模型;(2).對(duì)電路進(jìn)行理論分析、計(jì)算;(3).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:a) 布置課程設(shè)計(jì)題目
2、及任務(wù)。b) 查找文獻(xiàn)、資料,確立設(shè)計(jì)方案。第23天:1. 按既定方案設(shè)計(jì)電路。2. 對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行理論分析、計(jì)算。3. 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4天:按所畫原理圖在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電路的連接,并檢驗(yàn)是否正確。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。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。第4天:1. 對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行理論
3、分析、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)的目的與作用11.2設(shè)計(jì)任務(wù):11.2.1同步計(jì)數(shù)器11.2.2串行序列信號(hào)檢測(cè)器11.3設(shè)計(jì)原理:21.3.1同步計(jì)數(shù)器21.3.2串行序列信號(hào)檢測(cè)器21.4實(shí)驗(yàn)步驟:31.4.1同步計(jì)數(shù)器:31.4.2串行序列檢測(cè)器61.5設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì)91.6參考文獻(xiàn)102模擬電子設(shè)計(jì)部分112.1課程A設(shè)計(jì)的目的與作用112.1
4、.1課程設(shè)計(jì)112.2 設(shè)計(jì)任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介紹112.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù):負(fù)反饋放大電路的基本框圖112.2.2 Multisim軟件環(huán)境的介紹122.3電路模型的建立152.4理論分析及計(jì)算152.4.1電路反饋類型的判斷152.4.2對(duì)電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路的理論分析162.5仿真結(jié)果分析182.6設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì)232.7 參考文獻(xiàn)23I1. 數(shù)字電子設(shè)計(jì)部分1.1 課程設(shè)計(jì)的目的與作用1 了解同步計(jì)數(shù)器及序列信號(hào)發(fā)生器工作原理;2 掌握計(jì)數(shù)器電路的分析,設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用;3 掌握序列信號(hào)發(fā)生器的分析,設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用;4 學(xué)會(huì)正確使用JK觸發(fā)器。1.2設(shè)計(jì)任務(wù):1.2.1同步
5、計(jì)數(shù)器1. 使用設(shè)計(jì)一個(gè)循環(huán)型3位2進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器,其中無效狀態(tài)為(000,111),組合電路選用與門和與非門等。2. 根據(jù)同步計(jì)數(shù)器原理設(shè)計(jì)減法器的電路圖。3. 根據(jù)電路原理圖使用Multisim進(jìn)行仿真。4. 將電路圖進(jìn)行實(shí)際接線操作。5. 檢查無誤后,測(cè)試其功能。1.2.2串行序列信號(hào)檢測(cè)器1. 使用設(shè)計(jì)一個(gè)序列信號(hào)檢測(cè)器,其中序列為(1110),組合電路選用與門和與非門等。2. 根據(jù)序列發(fā)生檢測(cè)器原理設(shè)計(jì)檢測(cè)器的原理圖。3. 根據(jù)電路原理圖使用Multisim進(jìn)行仿真。4. 將電路圖進(jìn)行實(shí)際接線操作。5. 檢查無誤后,測(cè)試其功能。1.3設(shè)計(jì)原理:1.3.1同步計(jì)數(shù)器(1)計(jì)數(shù)器是用
6、來統(tǒng)計(jì)輸入脈沖個(gè)數(shù)電路,是組成數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)電路的基本時(shí)序邏輯部件。計(jì)數(shù)器按長(zhǎng)度可分為:二進(jìn)制,十進(jìn)制和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器不僅有加法計(jì)數(shù)器,也有減法計(jì)數(shù)器。如果一個(gè)計(jì)數(shù)器既能完成累加技術(shù)功能,也能完成遞減功能,則稱其為可逆計(jì)數(shù)器。在同步計(jì)數(shù)器中,個(gè)觸發(fā)器共用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)是計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)的輸入端、(2)時(shí)序電路的分析過程:根據(jù)給定的時(shí)序電路,寫出各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程,輸出方程,根據(jù)驅(qū)動(dòng)方程帶入觸發(fā)器特征方程,得到每個(gè)觸發(fā)器的詞態(tài)方程;再根據(jù)給定初太,一次迭代得到特征轉(zhuǎn)換表,分析特征轉(zhuǎn)換表畫出狀態(tài)圖。(3)設(shè)計(jì)過程:設(shè)計(jì)流程如圖1.3.1所示。 時(shí)序邏輯問題狀態(tài)賦值狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(表)檢
7、查能否自啟動(dòng)邏輯圖最賤邏輯表達(dá)式選定觸發(fā)器類型 圖1.3.1同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)流程 1.3.2串行序列信號(hào)檢測(cè)器序列檢測(cè)器可用于檢測(cè)一組或多組由二進(jìn)制碼組成的脈沖序列信號(hào),當(dāng)序列檢測(cè)器連續(xù)收到一組串行二進(jìn)制碼后,如果這組碼與檢測(cè)器中預(yù)先設(shè)置的碼相同,則輸出1,否則輸出0。由于這種檢測(cè)的關(guān)鍵在于正確碼的收到必須是連續(xù)的,這就要求檢測(cè)器必須記住前一次的正確碼及正確序列,直到在連續(xù)的檢測(cè)中所收到的每一位碼都與預(yù)置數(shù)的對(duì)應(yīng)碼相同。在檢測(cè)過程中,任何一位不相等都將回到初始狀態(tài)重新開始檢測(cè)。 1.4實(shí)驗(yàn)步驟:1.4.1同步計(jì)數(shù)器:(1)根據(jù)要求有其狀態(tài)圖如下1.4.1.1所示:1101011000110
8、10001/0/0/0/0/0/1/Y排列:Q2nQ1nQ0n圖1.4.1.1 減法器的狀態(tài)圖(2)選擇觸發(fā)器,求時(shí)鐘方程、輸出方程、狀態(tài)方程:選擇觸發(fā)器:由于觸發(fā)器功能齊全、使用靈活,在這里選用3個(gè)CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器(74LLS112芯片兩個(gè))。求時(shí)鐘方程:采用同步方案,故取 CP0=CP1=CP2=CP CP是整個(gè)要設(shè)計(jì)的時(shí)序電路的輸入時(shí)鐘脈沖。 求輸出方程:A確定約束項(xiàng):由所給題目有無效狀態(tài)為000、111,其對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)和Q2nQ1nQ0n是約束項(xiàng)。00Q2nQ1nQ0n由圖1.4.1.1所示狀態(tài)圖所規(guī)定的輸出與現(xiàn)態(tài)之間的邏輯關(guān)系,可以直接畫出輸出信號(hào)Y的卡諾圖,如圖1.4
9、.1.2所示。101101×00×1000 Q1nQ0n Q2n 0 00 01 11 10 1 圖1.4.1.2 Y的卡諾圖Y=B.求狀態(tài)方程:Q1nQ0n 由圖1.4.1.1所示狀態(tài)圖所可直接畫出如圖1.4.1.3所示電路次態(tài)Q2n+1Q1n+1Q0n+1卡諾圖。再分解開便可得到如圖1.4.1.3所示各觸發(fā)器的卡諾圖。10110100Q2n×××110100×××101001010011 01 Q2n101101×00×1101Q1nQ0nQ1nQ0nQ1nQ0n 圖 1.4.1.3次態(tài)Q2
10、n+1Q1n+1Q0n+1卡諾圖00×11×1000Q2n1010111101010000Q2n×10×0001010101 (a) (b) (c) 圖1.4.1.4 各觸發(fā)器次態(tài)的卡諾圖 (a)的卡諾圖 (b)的卡諾圖 (c)的卡諾圖顯然,由圖1.4.1.4所示各觸發(fā)器的卡諾圖便可很容易的得到: Q2n+1 = Q2nQ1n = Q1n+1 = = Q0n+1 = + = (3)求驅(qū)動(dòng)方程: JK 觸發(fā)器的特性方程為: 變換狀態(tài)方程,并比較特性方程求驅(qū)動(dòng)方程: (4)畫邏輯電路圖: 根據(jù)所選用的觸發(fā)器和時(shí)鐘方程、輸出方程、驅(qū)動(dòng)方程,便可畫出如圖所示的邏
11、輯電路圖。圖1.4.1.5 三位二進(jìn)制減法器邏輯電路圖(5)檢查電路能否自啟動(dòng):將無效狀態(tài)010、110代入式Y(jié)=中進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果如下:000 /0 100 /1 011(有效狀態(tài)) 111 /0 000 /1 110 (有效狀態(tài))可見,所設(shè)計(jì)的時(shí)序電路能夠自啟動(dòng)。(6) 實(shí)驗(yàn)儀器:a數(shù)字原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái);b集成電路芯片:74LS112二片 74LS08一片 74LS00一片。 (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)?,F(xiàn)態(tài)Q n為0,次態(tài)Q n+1 與j有關(guān)與k無關(guān),即當(dāng)Q n+1 由0變0時(shí),j=0;Q n+1 由0變1時(shí),j=1?,F(xiàn)態(tài)Q n 為1,次態(tài)Q n+1
12、與k有關(guān)與j無關(guān),即當(dāng)Q n+1 由1變0時(shí),k=1;Q n+1 由1變1時(shí),k=0。1.4.2串行序列檢測(cè)器(1) 進(jìn)行邏輯抽象,建立原始狀態(tài)圖:0/11/01/00/01/01/0 S0 S1 S2 S30/00/0 圖1.4.2.1 檢測(cè)器的原始狀態(tài)圖 (2)進(jìn)行狀態(tài)分配,畫出用二進(jìn)制數(shù)編碼后的狀態(tài)表:a.因狀態(tài)數(shù)M=3,所以n=2;b.進(jìn)行狀態(tài)編碼,取 C畫編碼后的狀態(tài)表,如圖1.4.2.2所示:XY000000100010001000101100010000110110011001111110圖1.4.2.2 編碼后的狀態(tài)表(3) 選擇觸發(fā)器,求時(shí)鐘方程、輸出方程和狀態(tài)方程:a選用兩
13、個(gè)CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器;b從用同步方案,即取 c求輸出方程,圖1.4.2.3是根據(jù)圖1.4.2.2所示狀態(tài)圖的規(guī)定,畫出的輸出信號(hào)Y的卡諾圖,由圖1.4.2.3可得 d求狀態(tài)方程,按圖1.4.2.2所示狀態(tài)圖得規(guī)定,可畫出如圖1.4.2.4所示的電路次態(tài)的卡諾圖,圖1.4.2.5所示是觸發(fā)器次態(tài)的卡諾圖:Q2nQ1nQ0n1011010000000010Q1nQ0n00/000/010/011/011/000/000/101/000011110Q2n 0101 圖1.4.2.3 Y的卡諾圖 圖1.4.2.4 電路次態(tài)的卡諾圖Q2nQ1nQ0n1011010000011001Q2nQ1
14、nQ0n101101000011100000010001 圖1.4.2.5 觸發(fā)器次態(tài)的卡諾圖 (a)的卡諾圖 (b)的卡諾圖(4) 求狀態(tài)方程和驅(qū)動(dòng)方程:由圖1.4.2.5可得狀態(tài)方程為: JK 觸發(fā)器的特性方程為: 變換狀態(tài)方程,并比較特性方程求驅(qū)動(dòng)方程: (5)畫邏輯電路圖:圖1.4.2.6 串行序列檢測(cè)器的邏輯電路圖(6)所設(shè)計(jì)的檢測(cè)器均為有效態(tài)。有上圖可見,設(shè)計(jì)的電路能夠良好的運(yùn)行。(7)實(shí)驗(yàn)儀器:a數(shù)字原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái);b集成電路芯片:74LS112二片 74LS08一片 74LS00一片 74LS04一片 74LS11一片。1.5設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì)經(jīng)過本次課設(shè)讓我們對(duì)常用邏輯元器件、
15、數(shù)字電路及其系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)有了進(jìn)一步的了解和體會(huì),使我又一次獲得了數(shù)字電子技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)理論和基本技能,為深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)及其在專業(yè)中的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。數(shù)字電子技術(shù)課設(shè)是學(xué)習(xí)電子技術(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),對(duì)鞏固理論知識(shí)、加深對(duì)數(shù)字電子技術(shù)課程內(nèi)容的理解,培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力起很重要的作用。通過基本儀器的正確使用,元、器件參數(shù)測(cè)量,電路的連接、調(diào)試及故障排除,數(shù)據(jù)的記錄、分析、總結(jié)等環(huán)節(jié),培養(yǎng)進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手能力,嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)研究作風(fēng),解決實(shí)際問題的能力。為后繼的畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至就業(yè)時(shí)的工作技能打下堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。在本次課設(shè)中要求我們?cè)谡莆栈靖拍睢⒒倦娐?、基本分析方法和基本?shí)驗(yàn)
16、技能的基礎(chǔ)上,能夠進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和接受電子技術(shù)新發(fā)展的能力,以及將所學(xué)知識(shí)用于本專業(yè)的能力。建立起系統(tǒng)的觀念、工程的觀念、科技進(jìn)步的觀念和創(chuàng)新意識(shí)。在本次課設(shè)中,我查閱了許多相關(guān)資料,經(jīng)過多無數(shù)次調(diào)試、運(yùn)行、修正等步驟,終于在拼搏數(shù)天后得出結(jié)果,設(shè)計(jì)出了串行輸入檢測(cè)器時(shí)序電路的電路圖,當(dāng)然也有老師的全方位指導(dǎo)和修改。通過此次時(shí)序電路的設(shè)計(jì)從中我們又一次學(xué)習(xí)了怎樣使用Multisim仿真軟件,通過對(duì)Multisim仿真軟件的學(xué)習(xí)是我看到平時(shí)看不到的情景,很受啟發(fā),這次設(shè)計(jì)中我進(jìn)一步的了解學(xué)習(xí)并且掌握了串行輸入檢測(cè)器的原理。對(duì)以前學(xué)習(xí)中存在問題和漏洞進(jìn)行了思考和補(bǔ)充。1.6參考文獻(xiàn)1 數(shù)字電子技術(shù)
17、簡(jiǎn)明教程 余孟嘗主編 北京:高等教育出版社 2 數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 張麗萍、王向磊主編 沈陽:沈陽理工信息學(xué)院數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)室3 電子電路實(shí)驗(yàn)及仿真 路勇主編 北京:清華大學(xué)出版社4 電子電路測(cè)試與實(shí)驗(yàn) 朱定華主編 北京:清華大學(xué)出版社2模擬電子設(shè)計(jì)部分2.1課程設(shè)計(jì)的目的與作用1.了解并學(xué)會(huì)使用Multisim軟件;2.掌握NPN型三極管在反饋電路中的應(yīng)用;3.分析在電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路中引入級(jí)間反饋的區(qū)別;4.進(jìn)行電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路頻率響應(yīng)的測(cè)試;5.加深理解電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路的組成及性能;通過自己動(dòng)手親自設(shè)計(jì)和用Multisim軟件來仿真電路,不僅能使我們對(duì)書上說涉及到的程序軟件有著更進(jìn)
18、一步的了解和掌握,而且通過計(jì)算機(jī)仿真,避免了實(shí)際動(dòng)手操作時(shí)機(jī)器帶來的誤差,使我們對(duì)上課所學(xué)到的知識(shí)也有更深刻的了解。2.1.1課程設(shè)計(jì)在Multisim中構(gòu)建兩級(jí)電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路,如圖2.3.1所示,其中兩個(gè)三極管均為=100,rbb300,Cbc4pF,Cbe=41pF,通過引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋前后電路的特性分析其區(qū)別。2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介紹2.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù):負(fù)反饋放大電路的基本框圖圖2.2.1 2.2.2 Multisim軟件環(huán)境的介紹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
19、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(gè)原理電路設(shè)計(jì)、電路功能測(cè)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(shí)驗(yàn)選用。同時(shí)可以新建或擴(kuò)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(cè)中查到,因此可很方便地在工程設(shè)計(jì)中使用。NI Multisim 10的虛擬測(cè)試儀器表種類齊全,有一般實(shí)驗(yàn)用的通用儀器,如萬用表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、雙蹤示波器、直流電源等等;還有一般實(shí)驗(yàn)室少有或者沒有的儀器,如波特圖儀、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)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。N
20、I Multisim 10具有詳細(xì)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(shè)計(jì)人員分析電路的性能。它還可以設(shè)計(jì)、測(cè)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(jī)接口電路等。NI Multisim 10具有強(qiáng)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。Help中這種元器件功能說明有利于使用NI Multisim 10進(jìn)行CAI教學(xué)。利用NI Multisim 10可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與虛擬實(shí)驗(yàn),與傳統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)方法相比,具有如下特點(diǎn):設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)可以同步進(jìn)行,可以邊設(shè)計(jì)邊實(shí)驗(yàn)
21、,修改調(diào)試方便;設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)用的元器件及測(cè)試儀器儀表齊全,可以完成各種類型的電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn);可以方便地對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和分析;可以直接打印輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、測(cè)試參數(shù)、曲線和電路原理圖;實(shí)驗(yàn)中不消耗實(shí)際的元器件,實(shí)驗(yàn)所需元器件的種類和數(shù)量不受限制,實(shí)驗(yàn)成本低,實(shí)驗(yàn)速度快,效率高;設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成功的電路可以直接在產(chǎn)品中使用。圖2.2.0 Multisim的開始進(jìn)入界面1. 啟動(dòng)Multisim 10后,將出現(xiàn)如圖 2.2.1所示的界面。界面由多個(gè)區(qū)域構(gòu)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(duì)各部分的操作可以實(shí)現(xiàn)電路圖的輸入、編輯,并根據(jù)需要對(duì)電路進(jìn)行相應(yīng)的觀測(cè)和分析。用戶可以通過菜
22、單或工具欄改變主窗口的視圖內(nèi)容。圖2.2.1 Multisim的菜單界面2. 虛擬儀器及其使用 對(duì)電路進(jìn)行仿真運(yùn)行,通過對(duì)運(yùn)行結(jié)果的分析,判斷設(shè)計(jì)是否正確合理,是EDA軟件的一項(xiàng)主要功能。為此,Multisim為用戶提供了類型豐富的虛擬儀器,可以從Design工具欄Instruments工具欄,或用菜單命令(Simulation/ instrument)選用這11種儀表,如圖 2.2.2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。圖2.2.2 Multisim虛擬儀表圖3. 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,如圖
23、 2.2.3所示的界面。圖2.2.3 Multisim元器件界面圖 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(biāo)就可以方便地將器件連接起來。方法是:用鼠標(biāo)單擊連線的起點(diǎn)并拖動(dòng)鼠標(biāo)至連線的終點(diǎn)。在Multisim中連線的起點(diǎn)和終點(diǎn)不能懸空。2.3電路模型的建立圖2.3.1 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的電路原理圖2.4理論分析及計(jì)算2.4.1電路反饋類型的判斷由圖2.4.1所示,為了判斷放大電路中引入的反饋,假設(shè)將輸出端交流短路,(即令輸出電壓等于零),此時(shí)并沒有信號(hào)反饋,所以為電壓反饋。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在放大電路輸入回路中以電壓形式求和(即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)),所以
24、為串聯(lián)反饋。利用瞬時(shí)極性法,假設(shè)加上一個(gè)瞬時(shí)極性為正的輸入電壓,如圖所示,可以得出,該放大電路為負(fù)反饋。所以綜上所述,該放大電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路。+圖2.4.1 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的電路原理圖2.4.2對(duì)電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路的理論分析(1)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的分析:VT1:圖2.4.2.1 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的電路靜態(tài)工作點(diǎn)的理論圖(一)UBQ1=UEQ1=UBQ1-UBEQ1=1.3VUCQ1=Vcc-IEQ1Rc1=9V=ICQ1=2-0.7/0.3+1=1mA =VT2:圖2.4.2.2 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的電路靜態(tài)工作點(diǎn)的理論圖(二)= UEQ2=UBQ2-UBEQ2=2.
25、3VUCQ2=Vcc-IEQ2Rc=7.7V=ICQ2=2.3mA由以上計(jì)算可以得出,理論分析值與仿真出的結(jié)果完全吻合。(2)對(duì)動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)的分析:=()=2.926K=-=128.52= rbe+(1+)Re11Rb11Rb12=1.587K RO=Rc2=2K(3)將開關(guān)合上,引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋2.5仿真結(jié)果分析(1)將開關(guān)斷開,電路中暫不引入級(jí)間反饋。 圖2.5.1 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的輸入與輸出信號(hào) 圖2.5.2 萬用表的數(shù)據(jù)參數(shù)利用Multisim的直流工作點(diǎn)分析功能,測(cè)量無級(jí)間反饋時(shí)兩級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn),分析結(jié)果如下:圖2.5.3 仿真電路靜態(tài)工作點(diǎn)的分析可見,UBQ1=1.
26、98414V,UEQ1=1.24924V,UCQ1=9.14568V,UBQ2=2.95917V,UEQ2=2.19919V,UCQ2=7.64516V,與理論值相吻合。加上正弦輸入電壓,利用虛擬示波器可以觀察到第一級(jí)輸出電壓波形與輸入電壓反相,而第二級(jí)輸出電壓波形與輸入電壓相同,兩個(gè)放大級(jí)的輸出波形均無明顯的非線性失真,當(dāng)Ui=4.999mV時(shí),利用虛擬儀表可測(cè)得U。=644.624mV。可見,無級(jí)間反饋時(shí),兩級(jí)放大電路總的電壓放大倍數(shù)為由虛擬儀表測(cè)得,當(dāng)Ui=4.999mV時(shí),Ii=3.149A,則無級(jí)間反饋時(shí)放大電路的輸入電阻為Ri=k=1.587k(2)將圖2.3.1中的開關(guān)合上,引入
27、電壓串聯(lián)反饋。圖2.5.4 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的輸入與輸出信號(hào) 圖2.5.5 萬用表的數(shù)據(jù)參數(shù)加上正弦輸入電壓,由虛擬示波器看到,同樣的輸入電壓之下,輸出電壓的幅度明顯下降,但波形更好。由虛擬儀表測(cè)得,Ui=4.999mV時(shí),U0=50.066mV,則引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后,電壓放大倍數(shù)為說明引入負(fù)反饋后電壓放大倍數(shù)減小了。由虛擬儀表測(cè)得,當(dāng)Ui=4.999mV時(shí),Ii=3.014A時(shí),則=1.659K可見,引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后輸入電阻提高了,但與無級(jí)間反饋時(shí)的Ri相比,提高很少,這是由于圖2.3.1所示電路中的總的輸入電阻為Rif = R´ifRb11Rb12引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋只是提高了反饋環(huán)路內(nèi)的輸入Rif,而Rb11和Rb12不在反饋環(huán)路內(nèi),不受影響,因此總的輸入電阻Rif提高不多。將負(fù)載電阻R開路,測(cè)得=51.793mV,則Rof=()RL=()×2=0.068989可見,引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后,輸出電阻降低了。(3)電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路頻率響應(yīng)的測(cè)試在圖2.3.1所示的仿真電路中,首先將開關(guān)打開,利用Multisim的交流分析
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