模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)(Multisim仿真).

1、UNIVERSITY報(bào)告姓名XXX學(xué)號(hào)院系自動(dòng)控制與機(jī)械工程學(xué)院班級(jí)_指導(dǎo)教師2014年6月18日目錄1、目的和意義32、任務(wù)和要求33、基礎(chǔ)性電路的Multisim仿真43.1半導(dǎo)體器件的Multisim仿真43.11 仿真.43.12 結(jié)果分析43.2單管共射放大電路的Multisim仿真53.21理論計(jì)算73.21仿真73.23結(jié)果分析83.3差分放大電路的Multisim仿真.83.31 理論計(jì)算93.32 仿真93.33 結(jié)果分析93.4兩級(jí)反饋放大電路的Multisim仿真93.41 理論分析113.42 仿真123.5集成運(yùn)算放大電路的Multisim仿真（積分電路）123.51

2、 理論分析133.52 仿真143.6波形發(fā)生電路的Multisim仿真（三角波與方波發(fā)生器）143.61 理論分析143.62 仿真144. 無源濾波器的設(shè)計(jì)145. 總結(jié)186. 參考文獻(xiàn)193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).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)生分析問題，解決問題的能力，提高學(xué)生全局考慮問題、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)人才將能起到較大的促進(jìn)作用。二、任務(wù)和要求本次課程設(shè)計(jì)

3、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)完成電路的設(shè)計(jì)和仿真。完成該次課程設(shè)計(jì)后，學(xué)生應(yīng)該達(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)參考書籍、查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料；3、掌握仿真軟件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)書的要求撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，課程設(shè)計(jì)報(bào)告能正確反映設(shè)計(jì)和仿真結(jié)果。VDUi1Bm圖1-1半導(dǎo)體器件的仿真電路XSC1RL1OOkOI4V1kHzODeg三、模擬電路的設(shè)計(jì)和仿真3.1、半導(dǎo)體器件的Multisim仿真在Multisim中構(gòu)建二極管電路，如圖1-1所示，圖

4、中VD是虛擬二極管，輸入端加最大值U.=14V,平率為1KHZ的正弦波電壓，接入一臺(tái)虛擬示波器XSCL，這是一臺(tái)雙蹤示波器，有A、B兩個(gè)通道，A端接二極管電路的輸入端，B端接電路的輸出端，如圖1-1。znT1T2時(shí)閆通道丿通道上Q.QOQs&.Q0&V&933ipV2.Q&0ms-Q.Q05pV99.333pV2.QOOms-0.Q05pVa.mv圖1-2輸出波形劇度#沁刻度|2V/Div¥位蓋ac|_dTdc-相反時(shí)基.刻度図。衽顧/逹置R|WTAddBIAA/bAC保存GND-T觸發(fā)二沿匡到=水平5HI內(nèi).無|自動(dòng)|0吁外|仿真后得到波形如圖1-2

5、所示，有圖可見，輸入信號(hào)是一個(gè)雙向的正弦波電壓而經(jīng)過二極管以后，得到單向脈沖電壓，可見二極管具有單向?qū)щ娦?。示液?XSCl分析直流工作點(diǎn)分析，如圖1-3所示靜態(tài)工作點(diǎn)分析設(shè)三極管的Ubeq=0.7V，可得V-U=CC一REQ=BQ(12-0.7、280丿mA=0.04mA=40卩Ab1=(50x0.04)mA=2mABQCQUCEQCCCQC=V-1R=(12-2X3)V=6V14R'=R/R=LCL3x3KQ=1.5KQ3+3動(dòng)態(tài)動(dòng)作點(diǎn)分析首先需要估算三極管的rbe，根據(jù)以上對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的分析計(jì)算可得CQ=2mA。可以認(rèn)為'eq='cQ=2mA，則r=r'+

6、(1+卩=bebb'I26(mV)300+51x26。=9630EQ2丿所以.0R50x1.5A=-l=-=-77.9ur0.963beR二r/R沁r=9630ibebbeR=R=3KQ02）仿真在Multisim中構(gòu)建單管共射放大電路如圖2-1所示1kHz圖2-1中的單管共射放大電路仿真后，可以從虛擬示波器上得到U和U波形如圖2-2所示。由圖可見U波形沒有明顯的非線性失真，而U與U的波形相位ooi相反。圖2-2輸出波形3）分析直流工作點(diǎn)分析如圖所示2-3，可測(cè)3.3差分放大電路的Multisim仿真（長尾式）在Multisim中構(gòu)建一個(gè)接有凋零電位器的長尾式差分放大電路如圖3-1所示

7、，其中兩個(gè)三極管的參數(shù)為0=0=50，r=r=3000，調(diào)零電位器12bb'1bb'2R的滑動(dòng)端調(diào)在中點(diǎn)。wXSC1VC-CRc1Rc2ZOkOhmXMMN5H1V1kHzODcg5mV1kHzODs-g：RL2DakOhm_i%iR2W1B.OkQhiTi_1Fi3-1長尾式差分放大電路上正弦輸入電壓，利用虛擬示波器可看出u與u反相，而u與u同相，如3-2所示。c1Ic2I示液器-XSC1壓放大倍BQ1BQ2則IIVU124.36453則I=I=一CCCQ1=mA=0.254mACQ1CQ2R30同。3）當(dāng)u=10mV時(shí)i2）加上正弦輸入電壓，利用虛擬示波器可以看出U與U反相

8、，而U與U相c1c2c2I由虛擬儀表測(cè)得U=127.517mV,i=169.617nA,U0iAU127.517127517A=o=12.7517dU1010i廠169.617將負(fù)載電阻R開路，測(cè)得U'=510.044mVL（U'）U10丿x103KQ=58.956KQ0(5100441x20KQ=59.996KQ1127.517丿（3）結(jié)果對(duì)比所得的輸入電阻、輸出電阻相差不大，幾乎相等，可知，長尾式差分放大電路很好的抑制了零點(diǎn)漂移。3.4、兩級(jí)反饋放大電路的Multisim仿真在Multisim中構(gòu)建兩級(jí)電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路，如圖4.1所示圖4-1熨級(jí)反饋放大電路SkOlY

9、ELL5u99'(1)將K斷開，電路中占不引入中間反饋。1)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：兩級(jí)OperatingPointDC"Hx-iia$89.66046$23.72360$111.84467$92.48656$18.89295$43.06760$161.41898$vcc15.00000vccvcc#1匸mnch-7.58S23m可見，U二2.48656V，U二1.84467V，U二9.66046V，U二3.72360VBQ1EQ1CQ1BQ2U=3.06760VU=8.89295V。EQ2CQ2斷開時(shí)

10、的波形如圖4-3所示示波S-zsci圖4-3兩級(jí)反饋放大電路2）加上正弦輸入電壓，利用虛擬示波器可觀察到第一級(jí)輸出電壓波形與輸入電壓反相明顯的624mV。T而第沖級(jí)輸出電壓波形與輸入電壓相同亠個(gè)放大級(jí)的輸出波形均無豐線性失真。當(dāng)U=4.999mV時(shí)，利用虛擬儀表可測(cè)得U644.蟻間反饋時(shí)，兩級(jí)放大電路總的電壓放大倍數(shù)菊廠IACCU內(nèi).I無.I自動(dòng)刻度|500S/Div刻度llOmVjDiv刻度11V/Div斗沿*丄|3）有虛擬儀表測(cè)得，當(dāng)u=4.999mV時(shí)，I二3.149rA，則無間級(jí)反饋時(shí)放大電路的輸入電阻為U4.999R=十=KQ=1.587KQi丁3.1494）將負(fù)載電阻R開路，測(cè)得u

11、'=1.289，則放大電路無間級(jí)反饋時(shí)的輸出電阻為L°(1289、644.624、-1x2K0二1.9992K0丿（U'）u-1i°丿2）將圖4.1開關(guān)合上，引入串聯(lián)負(fù)反饋。輸出波形如圖4.4所示示®S-XSC116圖4-4兩級(jí)反饋放大電路1）加上正弦輸入電壓由虛擬示波器看融同樣的輸入電壓之下，輸出下降訕一一壓串刻度|500JDiX位置廠|丫口叢曲|日旭|幅度明顯則引入電|但波形更好。有虛擬儀表測(cè)得，當(dāng)U'=4.999mV時(shí),U'=50.聯(lián)負(fù)反饋后，電壓放大倍數(shù)為ivau凸舊適道頁內(nèi).|無.自動(dòng)日外水平|oi0GND融發(fā)沿電壓的）6

12、6mV,說明引入負(fù)反饋后電壓放大倍數(shù)減小了。2）有虛擬儀表測(cè)得，當(dāng)U'=4.999mV時(shí)，I二3.014yA，則U4.999R=十=KQ=1.659K0ifI3.014可見引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后輸入電阻提高了。但與無間級(jí)反饋時(shí)的R相比，提高很少，這是由于圖4.1所示電路中總的輸入電阻為iR=R/R/Rififb11b12可以看出總的輸入電阻R提咼不多。3）將負(fù)載電阻R開路，測(cè)得U'=51.793mV，貝U0L(51793-1x2KQ二0.068989KQ二68.9890150.066丿（U'二U-1I0丿可見，引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，輸出電阻降低了。Rof3.5集成運(yùn)算放大

13、電路Multisim仿真（積分電路）在Multisim中構(gòu)建積分電路如圖5-1所示，在積分電路的輸入端加上有效值為0.5V，頻率為50HZ的正弦電壓。XSC1虛擬示波器可看出輸入輸出波形如圖5-2所示VCC15V輸出波形!電路直流作點(diǎn)分析結(jié)果如圖5-所示文彳牛耦視囹tb（t）也|目恤R卮尬阿|謝或|圜麵$vee-15.00000$vcc14.1150215.00000示iS-xsci直流H作點(diǎn)示波器直流工柜點(diǎn)7-7-4a積分電路OperatingPoint-1.36203m0.00000-7.SS047H.3.6波形發(fā)生電路的Multisim仿真（三角波發(fā)生器）三角波和方波發(fā)生器Muitisi

14、m仿真電路圖如圖6T所示-15VU1VEE471S3一W*lkOhrnfOkOhm4VEE-15VClII4V3uFXSC1VCC15V&1VCC12kOhm5741W"7.5kOhm5741VDZ1<3.3V$10kOhmVCC圖J6T波開潑生器1（1）由虛擬示波器可觀察至到電路的輸蔽形為三角波，而前一級(jí)滯回比較器的輸出波形為矩形波，如圖6違所示2）r=5mso（1）無源低通濾波器低通濾波器指低頻信號(hào)能通過而高頻信號(hào)不能通過的濾波器，如圖7-1所示的RC低通電路是最簡(jiǎn)單的低通濾波器，一般稱為無源低通濾波器。高頻濾波器是指高頻信號(hào)能通過而低頻信號(hào)不能通過的濾波器。如圖7

15、-2所示為高通濾波器的電路圖。3）帶通濾波器帶通濾波器是指頻率在某一頻率范圍內(nèi)的信號(hào)能通過，而在此范圍之外的信號(hào)不能通過的濾波器，如圖7-3所示。圖7-4掃描儀由圖7-4得由上圖得中心頻率/=731.566Hz；0通帶寬度B為：B=3-3=6675.06Hzchci品質(zhì)因數(shù)Q=3/B=2.730（4）帶阻濾波器帶阻濾波器作用與帶通濾波器相反，即在規(guī)定的頻帶內(nèi)，信號(hào)被阻斷，而在此頻帶完信號(hào)通的過，電路圖如圖7-5所示對(duì)上圖進(jìn)行仿真，從掃描儀得到圖7-6圖7-6掃描儀有圖7-6得中心頻率：/=6.128Hz0阻帶寬度B=3-3=1.46kHzchci品質(zhì)因數(shù)Q=/B=0.0037024五總結(jié)通過兩

16、個(gè)星期的努力，終于完成了課程設(shè)計(jì)。這是我迄今為止收獲最多的一次課程設(shè)計(jì)。記得剛開始學(xué)習(xí)這一部分知識(shí)的時(shí)候，覺得挺簡(jiǎn)單。沒想到真要實(shí)踐它的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)它并不是想象中的那么簡(jiǎn)單。特別是剛接觸Multisim軟件的時(shí)候，非常的陌生，當(dāng)時(shí)在老師的認(rèn)真講解下我還是將它搞定了，還有就是在用截圖的時(shí)候，本來以為隨時(shí)都在用的東西本因該是很簡(jiǎn)單的，但是當(dāng)我用到公式工具的時(shí)候就特別陌生了，并且還很慢，于是我請(qǐng)教了好幾個(gè)同學(xué)，慢慢的我熟悉了。感謝王老師，如果沒有她，我的課程設(shè)計(jì)也不可能圓滿完成。這次課設(shè)讓我懂得了很多，也學(xué)到了很多課本上沒有的知識(shí)。就像動(dòng)手查閱資料，與別人交流討論問題的好處。自己的知識(shí)總是很局限，查資

17、料和探討問題會(huì)擴(kuò)大自己的知識(shí)面。在設(shè)計(jì)期間遇到了很多棘手的問題。比如設(shè)計(jì)的電路圖，在理論上都講得通，可是在虛擬實(shí)驗(yàn)室里模擬的時(shí)候，卻實(shí)現(xiàn)不了。一方面是對(duì)電路參數(shù)的不熟悉，另一方面是不能很好的使用模擬實(shí)驗(yàn)室軟件。通過請(qǐng)教老師，在老師的幫助下，多次改變電阻值，、電壓值和電容值以及調(diào)節(jié)示波器的參數(shù)等一些小細(xì)節(jié)，最終產(chǎn)生了波形。我很高興能夠有這次實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，有些東西平時(shí)覺得很簡(jiǎn)單但是實(shí)際操作起來就不是那樣了，這次課程設(shè)計(jì)讓我又一次的驗(yàn)證了實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，只有自己親自用心，學(xué)到的才是自己的東西。、WJL;卜六、參考文獻(xiàn)1 楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程M.北京：高等教育出版社，2006年2 華中理工大學(xué)電子學(xué)教研室編,康華光主編.陳大欽副主編（電子技術(shù)基礎(chǔ)）（模擬部分）第四版.北京.高等教育出版社.19993 吳運(yùn)昌編著:模擬集成電路原理與應(yīng)用,廣州.華南理工大學(xué)出版社,19954 王志華編著:電子電路的計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)方法北京.清華大學(xué)出版社19965 王汝君.錢秀珍編:模擬集成電子電路（上）（下）.南京,東南大學(xué)出版社19936 華中理工大學(xué)電子學(xué)教研室,陳大欽主編.楊華副主編,（模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)）,北京,高等教育出版社,20007A.J.PeytonV.Walsh:AnalogueeletronicswithOpAmps:asourcebookofp