EDAMultisim仿真模拟电路报告.docx

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EDAMultisim仿真模拟电路报告

EDA技术及其应用

实训报告

1、实训目的

1.1实训目的

（1）掌握EDA技术及开放流程。

（2）掌握Multisim的使用方法和仿真操作。

（3）能够用Multisim软件进行搭建电路原理图，并对电路进行仿真。

（4）熟练运用Multisim软件并掌握其界面模块的功能。

（5）理解并掌握EDA技术在电路以及模电、数字电路设计中的应用。

1.2实训要求

（1）利用Multisim仿真L、C串联谐振电路，并用波特图仪测定频率特性。

（2）利用Multisim仿真三相三线制Y形非对称电路，并按要求分析。

（3）利用Multisim仿真模拟电路，并按要求进行分析。

（4）利用Multisim仿真数字电路，并按要求进行分析。

2、实验内容

2.1模拟电路部分

要求：

单管共射极分压式放大电路

1、分析静态工作点（直流分析）

2、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻（交流分析）

解：

①电路截图如下：

②电路示波器及电压表显示（截图）如下：

◆由上图波形数据可知：

实测数据

③原电路直流通路如下：

◆测量值如下：

④理论值计算

◆静态工作点的分析

◆三极管的输入电阻

◆该放大电路的各项交流参数分别为

⑤经第三、第四步骤的比较，测量值与理论计算值存在一定的误差，差异范围很小，说明理论与实测相对来说是符合一致的。

比较量

实测值

2.624V

1.073mA

4.162V

-76.7

理论值

2.730V

1.135mA

3.94V

-78

2.2数字电路部分

要求：

用555定时器，观察波形，说明原理和功能，观察周期和占空比，与理论计算值比较，分析误差原因

◆施密特触发器

①电路图（截图）如下：

②示波器波形（截图）如下：

◆由上波形图可知：

正弦波周期

◆由上图波形可知：

方波周期

；高电平时间

因此，占空比

◆由以上图可知：

跳变电压为1.558V、3.418V

③理论值计算

可知信号源频率

那么

跳变电压：

令

解得

因此占空比

④实测与理论值比较

数值

周期

跳变电压V1

跳变电压V2

占空比

实测值

1.007ms

1.670V

3.418V

0.615ms

0.611

理论值

1.000ms

1.558V

3.333V

0.615ms

0.615

④实测和理论的误差分析

（1）读数误差，即在电脑分析时使用游标确定数值时，游标所移动的位置难免由于操作问题，而出现误差，导致数值显示不精准。

（2）仿真时，程序运行时可能会存在误差。

（3）可能在软件定义元器件的参数时，与我们实际计算时，会存在误差。

⑤由555定时器组成的施密特触发器的工作原理

◆输入信号Vi，对应的输出信号为Vo，假设未接控制输入Vm

（1）当Vi=0V时，即Vi1<2/3Vcc、Vi2<1/3Vcc,此时Vo=1。

以后Vi逐渐上升,只要不高于阀值电压（2/3Vcc）,输出Vo维持1不变。

（2）当Vi上升至高于阀值电压（2/3Vcc）时，则Vi1>2/3Vcc、Vi2>1/3Vcc，此时定时器状态翻转为0，输出Vo=0，此后Vi继续上升，然后下降，只要不低于触发电位（1/3Vcc），输出维持0不变。

（3）当Vi继续下降，一旦低于触发电位（1/3Vcc）后，Vi1<2/3Vcc、Vi2<1/3Vcc，定时器状态翻转为1，输出Vo=1。

3、（附加题）组成单稳态触发器

①电路图如下：

②波形图如下：

③工作原理解释

单稳态触发器的特点是电路有一个稳定状态和一个暂稳状态。

在触发信号作用下，电路将由稳态翻转到暂稳态，由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态，并在输出端获得一个脉冲宽度为tw的矩形波。

在单稳态触发器中，输出的脉冲宽度tw，就是暂稳态的维持时间，其长短取决于电路的参数值。

由555构成的单稳态触发器电路中，RC为外接定时元件，输人的触发信号Ui接在低电平触发端。

稳态时，输出Uo为低电平，即无触发器信号时，电路处于稳定状态。

在Ui负脉冲作用下，低电平触发端得到低于1/3倍的Vcc，触发信号，输出Uo为高电平，放电管VT截止，电路进入暂稳态，定时开始。

在暂稳态期间，电源＋Vcc→R→C→地，对电容充电，充电时间常数T＝RC，Uc按指数规律上升。

当电容两端电压Uc上升到2/3倍的Vcc后，输出Uo变为低电平，放电管VT导通，定时电容C充电结束，即暂稳态结束。

电路恢复到稳态Uo为低电平的状态。

当第二个触发脉冲到来时，又重复上述过程。

4、L、C串联谐振电路

要求：

试用NIMutisim仿真软件提供示波器观察L、C串联谐振电路外加电压与谐振电流的波形，并用波特图仪测定频率特性。

解：

电路图如下

◆示波器的波形如图所示：

◆波特图频率特性：

◆原理解释：

串联谐振时，电感电压与电容电压等值异号，即电感电容吸收等值异号的无功功率，使电路吸收的无功功率为0；电场能量和磁场能量都在不断变化，但此增彼减，互相补偿，这部分能量在电场和磁场之间振荡，全电路电磁场能量总和不变；激励供给电路的能量全转化为电阻发热。

◆为了维持振荡，激励必须不断供给能量补偿电阻的发热消耗，与电路中总的电磁场能量相比每振荡一次电路消耗的能量越少，电路的品质越好。

◆谐振条件：

在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC=感抗XL相等时，即发生串联谐振，此时电路中的电压U与电流I的相位相同。

电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。

5、三相三线制Y形非对称电路，

要求：

电源为220V,50HZ,0deg，电路如图所示，求各相的相电压、线电压及总功率。

并求各相开路、短路时的电压、电流。

解：

电路图如下：

◆正常工作时总功率

◆通过Multisim进行仿真测量后，各数值如下：

条件

物理量

A相

B相

C相

正常工作时

电压（V）

161.899

256.450

256.440

381.051

电流（mA）

177.960

133.720

133.333

177.850

135.550

134.353

A相开路

电压（V）

329.050

190.450

190.451

381.051

电流（mA）

100.200

100.521

100.210

100.513

B相开路

电压（V）

125.520

340.500

255.881

381.051

电流（mA）

135.625

135.006

177.850

135.050

C相开路

电压（V）

122.550

258.005

334.005

381.051

电流（mA）

135.789

136.158

136.200

136.215

A相短路

电压（V）

162.521

256.320

255.980

381.051

电流（mA）

178.005

135.720

133.521

178.123

133.802

133.790

B相短路

电压（V）

161.890

256.286

254.145

381.051

电流（mA）

178.892

133.889

133.870

178.890

133.890

133.699

C相短路

电压（V）

162.012

256.301

253.382

381.051

电流（mA）

178.013

134.005

133.752

177.860

134.560

133.890

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