模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)(multisim仿真)

1、<p>　　《電子技術(shù)Ⅱ課程設(shè)計(jì)》</p><p><b>　　報(bào)告</b></p><p>　　姓 名 xxx </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　院 系 自動(dòng)控制與機(jī)械工程學(xué)院 </p><p><b>

2、;　　班 級(jí) </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師 </b></p><p>　　2014 年 6 月18日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1、目的和意義………………………………………………………………3</p>

3、<p>　　2、任務(wù)和要求………………………………………………………………3</p><p>　　3、基礎(chǔ)性電路的Multisim仿真………………………………………… 4</p><p>　　3.1 半導(dǎo)體器件的Multisim仿真…………………………………… 4</p><p>　　3.11仿真 ………………………………….………………………4</

4、p><p>　　3.12結(jié)果分析………………………………………………………4</p><p>　　3.2單管共射放大電路的Multisim仿真…………………………5</p><p>　　3.21理論計(jì)算 ………………………………………………………7</p><p>　　3.21仿真……………………………………………………………7</p>

5、;<p>　　3.23結(jié)果分析………………………………………………………8</p><p>　　3.3差分放大電路的Multisim仿真.…………………………………8</p><p>　　3.31理論計(jì)算………………………………………………………9</p><p>　　3.32仿真 …………………………………………………………9</p>

6、<p>　　3.33結(jié)果分析 ……………………………………………………9</p><p>　　3.4兩級(jí)反饋放大電路的Multisim仿真 ……………………………9</p><p>　　3.41理論分析………………………………………………………11</p><p>　　3.42仿真……………………………………………………………12</p>

7、<p>　　3.5集成運(yùn)算放大電路的Multisim仿真（積分電路） ……………12</p><p>　　3.51理論分析………………………………………………………13 </p><p>　　3.52仿真……………………………………………………………14</p><p>　　3.6波形發(fā)生電路的Multisim仿真（三角波與方波發(fā)生器）…… 14</

8、p><p>　　3.61理論分析 ……………………………………………………14</p><p>　　3.62仿真……………………………………………………………14 </p><p>　　4.無(wú)源濾波器的設(shè)計(jì)……………………………………………………… 14</p><p>　　5.總結(jié) ………………………………………………………………………18&

9、lt;/p><p>　　6.參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………19</p><p><b>　　一、 目的和意義</b></p><p>　　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

10、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(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)人才將能起到較大的促進(jìn)作用。</p><p><b>　　二、 任務(wù)和要求</b></p><p>　　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)完成電路的設(shè)計(jì)和仿

11、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：</p><p>　　1、鞏固和加深對(duì)《電子技術(shù)2》課程知識(shí)的理解；</p><p>　　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；</p><p>　　3、掌握仿真軟件Multisim的使用方法；</p><p>　　4、掌握簡(jiǎn)單模擬電路的設(shè)計(jì)、仿真方法；</p><

12、;p>　　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)告能正確反映設(shè)計(jì)和仿真結(jié)果。</p><p>　　三 、 模擬電路的設(shè)計(jì)和仿真</p><p>　　3.1、半導(dǎo)體器件的Multisim仿真</p><p>　　在Multisim中構(gòu)建二極管電路，如圖1-1所示，圖中VD是虛擬二極管，輸入端加最大值Uim=14V，平率為1KHZ的正弦波電壓，接入

13、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。</p><p>　　圖 1-1半導(dǎo)體器件的仿真電路</p><p>　　仿真后得到波形如圖1-2所示，有圖可見(jiàn)，輸入信號(hào)是一個(gè)雙向的正弦波電壓，而經(jīng)過(guò)二極管以后，得到單向脈沖電壓，可見(jiàn)二極管具有單向?qū)щ娦浴?lt;/p><p>　　圖 1-2輸出

14、波形 </p><p>　　分析直流工作點(diǎn)分析，如圖1-3所示</p><p>　　圖 1-3分析結(jié)果 </p><p>　　3.2單管共射放大電路</p><p><b>　　理論計(jì)算</b></p><p><b>　　靜態(tài)工作

15、點(diǎn)分析</b></p><p><b>　　設(shè)三極管的，可得</b></p><p><b>　　動(dòng)態(tài)動(dòng)作點(diǎn)分析</b></p><p>　　首先需要估算三極管的，根據(jù)以上對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的分析計(jì)算可得?？梢哉J(rèn)為，則</p><p><b>　　所以</b></p

16、><p><b>　　仿真</b></p><p>　　在Multisim中構(gòu)建單管共射放大電路如圖2-1所示</p><p>　　圖 2-1單管共射放大電路 </p><p>　　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Ui和Uo波形如圖2-2所示。由圖可見(jiàn)Uo波形沒(méi)有明顯的非線性失真，而Uo與Ui的

17、波形相位</p><p><b>　　相反。</b></p><p>　　圖 2-2輸出波形</p><p><b>　　分析</b></p><p>　　直流工作點(diǎn)分析如圖所示2-3</p><p>　　圖 2-3結(jié)果分析</p><p>　　可

18、在仿真電路中接入三個(gè)虛擬數(shù)字萬(wàn)用表，分別設(shè)置直流電流表或直流電壓表，以便測(cè)得、和，電路仿真后，可測(cè)3.3差分放大電路的Multisim仿真（長(zhǎng)尾式）</p><p>　　在Multisim中構(gòu)建一個(gè)接有凋零電位器的長(zhǎng)尾式差分放大電路如圖3-1所示，其中兩個(gè)三極管的參數(shù)為β1=β 2=50，rbb’1=rbb’2=300Ω，調(diào)零電位器Rw的滑動(dòng)端調(diào)在中點(diǎn)。</p><p>　　3-1 長(zhǎng)尾

19、式差分放大電路</p><p>　　加上正弦輸入電壓，利用虛擬示波器可看出uc1與uI反相，而uc2與uI同相，如</p><p><b>　　圖3-2所示。</b></p><p>　　圖 3-2輸出波形</p><p>　　利用Multisim的直流工作點(diǎn)分析功能測(cè)量電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、差摸電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸

20、出電阻。</p><p>　　直流工作點(diǎn)分析功能結(jié)果如下：</p><p>　　圖 3-3結(jié)果分析</p><p><b>　　可知（對(duì)地）</b></p><p><b>　　（對(duì)地）</b></p><p><b>　　則</b></p>

21、;<p>　　2）加上正弦輸入電壓，利用虛擬示波器可以看出與反相，而與相同。</p><p>　　3）當(dāng)=10mV時(shí)，由虛擬儀表測(cè)得=127.517mV，=169.617nA，</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　將負(fù)載電阻開(kāi)路，測(cè)得=510.044mV</p><p&g

22、t;<b>　　則</b></p><p><b>　?。?）結(jié)果對(duì)比</b></p><p>　　所得的輸入電阻、輸出電阻相差不大，幾乎相等，可知，長(zhǎng)尾式差分放大電路很好的抑制了零點(diǎn)漂移。</p><p>　　3.4、兩級(jí)反饋放大電路的Multisim仿真</p><p>　　在Multisim中

23、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</p><p>　　圖4-1 兩級(jí)反饋放大電路</p><p>　　將K斷開(kāi)，電路中占不引入中間反饋。</p><p>　　1）利用multisim的直流工作點(diǎn)分析功能，測(cè)量無(wú)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：</p><p>　　圖4-2 兩級(jí)反饋放大電路</p>

24、<p><b>　　可見(jiàn)，，，，</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　斷開(kāi)時(shí)的波形如圖4-3所示</p><p>　　圖4-3兩級(jí)反饋放大電路</p><p>　　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，而第二級(jí)輸出

25、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(wú)明顯的非線性失真。當(dāng)時(shí)，利用虛擬儀表可測(cè)得?？梢?jiàn)，無(wú)級(jí)間反饋時(shí)，兩級(jí)放大電路總的電壓放大倍數(shù)為</p><p>　　3）有虛擬儀表測(cè)得，當(dāng)=4.999mV時(shí)，，則無(wú)間級(jí)反饋時(shí)放大電路的輸入電阻為</p><p>　　4）將負(fù)載電阻開(kāi)路，測(cè)得=1.289，則放大電路無(wú)間級(jí)反饋時(shí)的輸出電阻為</p><p>　?。?）將圖

26、4.1開(kāi)關(guān)合上，引入串聯(lián)負(fù)反饋。</p><p>　　輸出波形如圖4.4所示</p><p>　　圖4-4兩級(jí)反饋放大電路</p><p>　　1）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。有虛擬儀表測(cè)得，當(dāng)=4.999mV時(shí)，=50.066mV，則引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，電壓放大倍數(shù)為</p><

27、p>　　說(shuō)明引入負(fù)反饋后電壓放大倍數(shù)減小了。</p><p>　　2）有虛擬儀表測(cè)得，當(dāng)=4.999mV時(shí)，，則</p><p>　　可見(jiàn)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后輸入電阻提高了。但與無(wú)間級(jí)反饋時(shí)的相比，提高很少，這是由于圖4.1所示電路中總的輸入電阻為</p><p>　　可以看出總的輸入電阻提高不多。</p><p>　　3）將負(fù)載電阻開(kāi)

28、路，測(cè)得，則</p><p>　　可見(jiàn)，引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，輸出電阻降低了。</p><p>　　3.5集成運(yùn)算放大電路Multisim仿真(積分電路)</p><p>　　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。</p><p>　　圖5-1 積分電路</p

29、><p>　　由虛擬示波器可看出輸入輸出波形如圖5-2所示。</p><p>　　圖5-1 輸出波形</p><p>　　積分電路直流工作點(diǎn)分析結(jié)果如圖5-2所示</p><p><b>　　圖5-1 分析</b></p><p>　　3.6 波形發(fā)生電路的Multisim仿真（三角波發(fā)生器）&l

30、t;/p><p>　　三角波和方波發(fā)生器Multisim仿真電路圖如圖6-1所示</p><p><b>　　圖6-1波形發(fā)生器</b></p><p>　?。?）由虛擬示波器可觀察到電路的輸出波形為三角波，而前一級(jí)滯回比較器的輸出波形為矩形波，如圖6-2所示</p><p><b>　　圖6-2波形發(fā)生器<

31、/b></p><p>　?。?）從虛擬示波器上可測(cè)得，三角波的幅度為，振蕩周期=5ms。</p><p>　　四、無(wú)源濾波器的設(shè)計(jì)</p><p>　　（1）無(wú)源低通濾波器</p><p>　　低通濾波器指低頻信號(hào)能通過(guò)而高頻信號(hào)不能通過(guò)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(wú)源低通濾波器。</p&

32、gt;<p>　　圖 7-1 RC低通濾波電路</p><p>　　截止頻率：?0=1/2πRC=1/2×100×10-6×3.14=0.68×10-5</p><p><b>　?。?）高通濾波器</b></p><p>　　高頻濾波器是指高頻信號(hào)能通過(guò)而低頻信號(hào)不能通過(guò)的濾波器。如圖7

33、-2所示為高通濾波器的電路圖。</p><p>　　圖 7-2 RC高通濾波電路 </p><p>　　截止頻率: ?0=1/2πRC=1/2×100×10-6×3.14=0.68×10-5</p><p><b>　　帶通濾波器</b></p><p>　　帶通濾波器是指頻率

34、在某一頻率范圍內(nèi)的信號(hào)能通過(guò)，而在此范圍之外的信號(hào)不能通過(guò)的濾波器，如圖7-3所示。</p><p>　　圖 7-3 RC帶通濾波電路 </p><p><b>　　由圖7-4得</b></p><p>　　圖 7-4 掃描儀</p><p>　　由上圖得中心頻率?0=731.566Hz；</p>&l

35、t;p>　　通帶寬度B為 :B=ωch-ωci=6675.06Hz</p><p>　　品質(zhì)因數(shù)Q=ω0/B=2.73</p><p><b>　　?</b></p><p><b>　?。?）帶阻濾波器</b></p><p>　　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)，

36、信號(hào)被阻斷，而在此頻帶完信號(hào)通的過(guò)，電路圖如圖7-5所示</p><p>　　圖 7-5 帶阻濾波器電路圖</p><p>　　對(duì)上圖進(jìn)行仿真，從掃描儀得到圖7-6</p><p>　　圖 7-6 掃描儀</p><p>　　有圖7-6得中心頻率：?0=6.128Hz</p><p>　　阻帶寬度B=ωch-ωci

37、=1.46kHz</p><p>　　品質(zhì)因數(shù)Q= ?0 /B=0.0037</p><p><b>　　五 總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)兩個(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(kāi)始學(xué)習(xí)這一部分知識(shí)的時(shí)候，覺(jué)得挺簡(jiǎn)單。沒(méi)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Multi

38、sim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(lái)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(méi)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(méi)有的知識(shí)。</p><p>　　就像動(dòng)手查閱資料，與別人交流討論問(wèn)題的好處。自己的知識(shí)總是

39、很局限，查資料和探討問(wèn)題會(huì)擴(kuò)大自己的知識(shí)面。</p><p>　　在設(shè)計(jì)期間遇到了很多棘手的問(wèn)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(guò)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。</p><p>　　我很高興能夠有

40、這次實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，有些東西平時(shí)覺(jué)得很簡(jiǎn)單但是實(shí)際操作起來(lái)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。</p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[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</p><p>　　[

41、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.1999</p><p>　　[3]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,1995</p><p>　　[4]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1996 </p><p&

42、gt;　　[5] 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1993 </p><p>　　[6] 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 ,2000</p><p>　　[7] A.J.Peyton V. Walsh: Analogue ele

43、tronics with Op Amps:a source book of practical, Campridge  university press,New york, 1993</p><p>　　[8] Jacob Millman and Arvi

44、n Grabel .Microelectronics.2nd ed.New York:Mcgraw-Hill book Company,1987 </p><p>　　[9] Allan R. Hambley. Electronics. 2nd ed. Prentice Ha

45、ll Inc. 2000</p><p><b>　　[10]</b></p><p>　　Sergio Franco. Design With Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits.