电路数电模电EDA仿真实训Word文档格式.docx
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一.电路原理
1、负载应作星形联接时，三相负载的额定电压等于电源的相电压。
这种联接方式的特点是三相负载的末端连在一起，而始端分别接到电源的三根相线上。
2、负载应作三角形联接时，三相负载的额定电压等于电源的线电压。
这种联接方式的特点是三相负载的始端和末端依次联接，然后将三个联接点分别接至电源的三根相线上。
3、电流、电压的“线量”与“相量”关系
测量电流与电压的线量与相量关系，是在对称负载的条件下进行的。
画仿真图时要注意。
负载对称星形联接时，线量与相量的关系为：
（1）
（2）
负载对称三角形联接时，线量与相量的关系为：
4、星形联接时中性线的作用
三相四线制负载对称时中性线上无电流，不对称时中性线上有电流。
中性线的作用是能将三相电源及负载变成三个独立回路，保证在负载不对称时仍能获得对称的相电压。
如果中性线断开，这时线电压仍然对称，但每相负载原先所承受的对称相电压被破坏，各相负载承受的相电压高低不一，有的可能会造成欠压，有的可能会过载。
二..绘制简介
1）交流电压源：
PlaceSource→POWER_SOURCES→AC_POWER,选取电压源并设置电压为220V、频率为50Hz。
2）接地：
PlaceSource→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地。
3）电阻：
PlaceBasic→RESISTOR,选取电阻并依据仿真图要求设置阻值。
4）电感：
PlaceBasic→INDUCTOR,选取电感值为1H的电感。
5）电压表：
PlaceIndicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为交流档。
6）电流表：
PlaceIndicators→AMMETER，选取电流表并设置为交流档
三..仿真分析
1.改变三相平衡负载的大小
2.三相负载不对称时电流仿真电路
1）搭建图所示三相负载不对称时电流仿真电路
2）单击仿真开关，激活电路，根据交流电压表和电流表的读数，记录线电流IU、IV、IW和中性线电流I0以及相电压UU、UV、UW的读数于表中
3.三相负载△联结线电流与相电流仿真电路
四.思考题
若三相不对称负载联结且无中线时，各相电压的分配关系将会如何？
说明中性线的作用和实际应用中需注意的问题。
答：
三相四线制的星形连接中如果负载是对称负载（阻抗相等、阻抗角相等），那么中线无电流，可有可无。
负载分得的相电压即为电源相电压；
在不对称负载中中线的作用是使各个不对称负载分得的电压相等，如果无此中线，负载中中性点电位就要发生位移了。
中性点电位位移的直接后果就是三相电压不平衡了，有的相电压可能大大超过电器的额定电压（在极端情况下会接近380V），轻则烧毁电器，重则引起火灾等重大事故，所以此时中线不能缺省。
五总结与展望
通过本次试验，使我进一步的熟练了三相电路的分析方法，分析三项电路，终点要弄清各个线电压与相电压之间的相位、模大小关系，之后与直流电路相同可利用节点电压法或回路电流法。
同时，还应将对称负载在星形与三角形之间灵活变换，以方便我们进行计算。
我进一步掌握了有关三相电路的内容，特别是应注意到对电压表相位的预设不能出错。
实验三：
单管共射放大电路设计及仿真实验
1．电路原理
（1）单管共发射极放大电路的静态工作点
该电路直流电源
经电阻
和
分压后接到三极管的基极，发射极接有电阻
基极电位近似为
因此静态参数分别为
（2）单管共发射极放大电路的电流放大系数和电压放大倍数
由于电容
的旁路作用，分压式偏置放大电路的交流通路与单管共射放大电路的交流通路相同，其电压放大倍数为
输入电阻为
输出电阻为
功能：
共射极放大电路具有较大的电压放大倍数，输出电压与输入电压反相，采用分压式偏置的形式保持静态工作点的稳定。
用途：
共射组态作为一种常用的电压放大电路，应用十分广泛。
二.绘制简介
1）电压源：
PlaceSource→POWER_SOURCES→DC_POWER,选取直流电压源并设置电压为12V。
PlaceBasic→RESISTOR,选取电阻并根据仿真电路设置电阻值。
4）电解电容：
PlaceBasic→CAP_ELECTROLIT,选取电容值为10μF的电容。
5）晶体管：
PlaceTransistors→BJT_NPN，选取2N2222A型晶体管。
6）电压表：
PlaceIndicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为直流档。
7）电流表：
PlaceIndicators→AMMETER，选取电流表并设置为直流档。
8）函数发生器：
从虚拟仪器工具栏调取XFG1。
9）示波器：
从虚拟仪器工具栏调取XSC1。
三.Multisim电路设计图
四.仿真分析
（1）单管共发射极放大电路的静态工作点仿真电路
1）搭建单管共发射极放大电路的静态工作点仿真电路。
2）双击图中各电压表、电流表图标，打开其属性对话框后进行设置。
3）按下仿真开关，激活电路，记录集电极电流IC、发射极电流IE、基极电流IB、集电极-发射极电压UCE、发射极电压UE和基极电压UB的测量值于表中
4）射极电压UE和基极电压UB的测量值于表中
ICmA
IEmA
IBmA
UCEV
UEV
UBV
理论计算值
1.967
0.03934
0.0013
仿真测量值
1.250
1.260
9.326
4.366
1.891
（2）单管共发射极放大电路电压放大倍数仿真电路
1）搭建单管共发射极放大电路电压放大倍数仿真电路。
2）双击图中各函数发生器、示波器图标，打开其面板对话框后进行设置。
3）按下仿真开关，激活电路，观察示波器显示的输入电压峰值UIM与输出电压峰值UOM，如图所示，并记录于表中，计算电压放大倍数Au。
UImV
UOmV
电压放大倍数
4.834
302.125
62.5
4.971
269.644
54.24
输入输出相位观察
五.思考题：
1）根据仿真数据，确定单管共发射极放大电路的静态工作点。
2）估算单管共发射极放大电路的电流放大系数β。
得
3）计算单管共发射极放大电路的电压放大倍数Au。
得
4）放大器的输出波形与输入波形之间的相位关系如何？
答：
射极跟随器的基极输入信号与发射极输出信号是同相位的，但是经过阻容耦合后肯定电压要滞后电流一定的相位角，多级阻容耦合总的滞后会更加明显。
至于具体滞后多少，那要由元件参数决定，每一级阻容耦合最大滞后量不会超过90度。
六.总结与展望
通过本次仿真实验，基本掌握了共射极单管放大器电路的基本应用和设计方法，熟悉共射极单管放大器电路的电路结构、工作原理及其特点。
总之在这次试验的过程中，我学到了不少知识。
也许到了许多道理，我会在以后的学习过程中再接再厉，争取把自己的实验能力提高一个档次
实验四反相比例运算放大器仿真实验
一电路原理
输入电压V1经电阻R1接到集成运放的反相输入端，运放的同相输入端经电阻R3接地。
输出电压经反馈电阻R2引回到反相输入端。
集成运放的反相输入端和同相输入端，实际上是运放内部输入级两个差分对管的基极。
为使差分放大电路的参数保持对称，应使两个差分对管基极对地的电阻尽量一致，以免静态基流流过这两个电阻时，在运放输入端产生附加的偏差电压。
因此，通常选择R2的阻值为R2=R1∥R3
经过分析可知，反相比例运算电路中反馈的组态是电压并联负反馈。
由于集成运放的开环差模增益很高，因此容易满足深度负反馈的条件，故可以认为集成运放工作在线性区。
所以，可以利用理想运放工作在线性区时“虚短”和“虚断”的特点来分析反相比例运算电路的输出输入关系。
由于“虚断”，U+=0
又因“虚短”，可得
U-=U+=0
由于
I-=0
则由图可见
II=I2
即
（UI-U-）/R1=（U—U0）/R2
上式中U-=0,由此可求得反相比例运算电路的输出电压与输入电压的关系为
U0=-R2·
UI/R1
功能：
反相放大
用途：
积分器，微分器，加法器
二绘制简介
1）接地：
2）电阻：
PlaceBasic→RESISTOR,选取电阻并根据电路设置电阻值。
3）集成运算放大器：
PlaceAnalog→ANALOG_VIRTUAL,选取OPAMP_3T_VIRTUAL型集成运算放大器。
4）函数发生器：
电路设计图
三仿真分析
1搭建图所示的反相比例运算放大器仿真电路，函数发生器按图所示设置。
2单击仿真开关，激活电路，双击示波器图标打开其面板，面板显示屏上将出现放大电路的输入和输出电压波形，如图所示
输入输出波形
3.中记录输入电压峰值UIP及输出电压峰值UOP，并计算电压增益。
输出与输入波形相位差
电压增益
3.136
-19.950
180
6.362
四思考题
1根据仿真测量数据，计算放大器的闭环电压增益Au。
2输出电压波形与输入正弦电压波形之间存在什么相位关系？
答相位相反
在集成运算放大器线性运用电路的教学中,充分应用Multisim的仿真优势,将动态仿真与理论推导相结合,积分器，微分器，加法器同样可进行仿真
实验五译码器功能仿真实验
一、电路原理
有三个选通端，只有当选通端为100时138才工作，每一个二进制数对应一个低电平的输出，比如000对应y1（非），其他的同理，需要注意的是在正常工作时，其他的输出都是高电平，只有一个是低电平。
二绘制简介:
1）电源：
PlaceSource→POWER_SOURCES→DC_POWER,选取电源并设置电压为5V。
3）逻辑开关：
PlaceElector_Mechanical→SUPPLEMENTARY_CONTACTS,选取SPDT_SB开关。
4）译码器：
PlaceTTL→74LS,选取74LS138N。
5）逻辑探头：
PlaceIndicators→PROBE，选取逻辑探头
6）数字信号发生器：
从虚拟仪器工具栏调取XWG1。
7）逻辑分析仪：
从虚拟仪器工具栏调取XLA1。
三Multisim电路设计图
74LS138N仿真电路
.数字信号发生器的设置
四仿真分析
1搭建图所示的74LS138N仿真电路，数字信号发生器按图所示进行设置。
2单击仿真开关，激活电路。
双击逻辑分析仪图标，打开面板，即可显示74LS138N的时序波形如图所示，其中1,2,3显示的是74LS138N输入信号，4~11显示的是输出信号。
741S138N的输入输出波形
3观察逻辑分析仪显示的输入/输出的波形，并在表中填写74LS138N的真值表。
C
B
A
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
1
五思考题
1将74LS138N功能表与仿真的时序波形进行比较，二者有什么关系？
答：
时序波形是以方波的形式表现，用它可直观的表现出电路的逻辑状态。
74LS138N功能表与仿真的时序波形是一一对应的关系，时序波形不一定只是一个周期的波形。
2举例说明译码器的应用。
译码器是一个多输入多输出的组合逻辑电路。
它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。
译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换，终端的数字显示，还用于数据分配，存储器寻址和组合控制信号等，不同的功能可选用不同种类的译码器。
如，用译码器可以实现逻辑函数。
六总结与展望
在这次实验中，通过三八译码器让我掌握了时序电路描述的一般规律和设计方法，。
觉得这个室验并不是想象的那样困难，所用到的知识点都很础，只是平时对这些知识点理解得还不够透彻，不能灵活的运用他们。
只有到自己设计实验解决问题的时候，才会进一步领悟其中的精华，才会想到把这些零散的东西结合到一起，使他们发挥各自的作用，组成一个系统，实现一定的功能。
实验六JK触发器仿真实验
一电路原理
1.CP=0时，触发器处于一个稳态。
CP为0时，G3、G4被封锁，不论J、K为何种状态，Q3、Q4均为1，另一方面,G12、G22也被CP封锁,因而由与或非门组成的触发器处于一个稳定状态，使输出Q、Q状态不变。
2.CP由0变1时，触发器不翻转，为接收输入信号作准备。
设触发器原状态为Q=0，Q=1。
当CP由0变1时，有两个信号通道影响触发器的输出状态，一个是G12和G22打开，直接影响触发器的输出，另一个是G4和G3打开，再经G13和G23影响触发器的状态。
前一个通道只经一级与门，而后一个通道则要经一级与非门和一级与门，显然CP的跳变经前者影响输出比经后者要快得多。
在CP由0变1时，G22的输出首先由0变1，这时无论G23为何种状态（即无论J、K为何状态），都使Q仍为0。
由于Q同时连接G12和G13的输入端，因此它们的输出均为0，使G11的输出Q=1，触发器的状态不变。
CP由0变1后，打开G3和G4，为接收输入信号J、K作好准备。
3.CP由1变0时触发器翻转
设输入信号J=1、K=0，则Q3=0、Q4=1，G13和G23的输出均为0。
当CP下降沿到来时,G22的输出由1变0,则有Q=1，使G13输出为1，Q=0，触发器翻转。
虽然CP变0后，G3、G4、G12和G22封锁，Q3=Q4=1，但由于与非门的延迟时间比与门长（在制造工艺上予以保证）,因此Q3和Q4这一新状态的稳定是在触发器翻转之后。
由此可知,该触发器在CP下降沿触发翻转，CP一旦到0电平，则将触发器封锁，处于
（1）所分析的情况。
总之，该触发器在CP下降沿前接受信息，在下降沿触发翻转，在下降沿后触发器被封锁。
置0、置1、保持和翻转
用途:
在实际应用中，它不仅有很强的通用性，而且能灵活地转换其他类型的触发器。
由JK触发器可以构成D触发器和T触发器。
二绘制简介：
1电源：
2接地：
3时钟信号：
PlaceSource→SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES→CLOCK_VOLTAGE，选取200Hz、5V的时钟信号源。
4JK触发器：
PlaceTTL→74LS,选取74LS112D。
5逻辑探头：
PlaceIndicators→PROBE，选取逻辑探头。
6逻辑分析仪：
7逻辑开关：
三Multisim电路设计图
1搭建图所示的JK触发器仿真电路。
2单击仿真开关，激活电路，改变S1、S2两个逻辑开关的连接，观察4个逻辑探头的明暗变化，记录在表中。
J
K
Q
CP
3双击逻辑分析仪图标，打开逻辑分析仪的面板，设置合适的内部时钟信号，即可显示JK触发器的工作波形，如图所示
JK触发器的输入输出波形
4观察JK触发器的工作波形，记录时钟脉冲下降沿与Q和翻转的对应关系
1当J=K=1时，JK触发器Q端输出信号与时钟脉冲信号之间存在什么关系？
Q端在时钟脉冲前沿翻转
2当J=K=0时，JK触发器Q端输出信号如何变化？
Q端为低电平
本次实验对JK触发器进行仿真，基本实现了预期要求，加深了对触发器功能的了解。
D触发器与JK触发器类似，可做同样分析。
心得体会
通过这一学期EDA实验课程的学习，我掌握了一些新的知识，并且对以前所学习的模拟电路、数字电路等课程有了更深刻的理解，看着自己做出来的东西，很有成就感，更重要的是扩展了自己的眼界，看到很多同学做出的优秀作品，给我很大的动力，希望自己再接再厉，更上一层楼.
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