仿真实验六回转器的研究

一、实验目的

1．了解回转器的基本特性及其运放实现。

2．掌握回转器参数的测试方法，了解回转器的应用。

二、实验原理

回转器的概念是B.D.H.Tellegen 于1948年提出的。六十年代由L.P .Huelsman 及B.A.Sheei 等人用运算放大器及晶体管电路实现。回转器是一种二端口器件，其电路符号如图6—1所示。它的电流与电压的关系为

I 1=gU 2

I 2= - gU 1

或写成

U 1= -rI 2 U 2=rI

图6—1

式中g 和r =

分别称为回转电导和回转电阻，简称回转常数。用矩阵形式可表示为

????????-=??????212100U U g g I I 或

?????????-=??????212100I I r

r U U 若在回转器2—2′端口接以负载阻抗Z L ，则在1—1′端口看入的输入阻抗为

L in Z r

I Z I r U I r r

U rI

I rI I U Z 2

11/=

--=

-==

如果负载阻抗Z L 在1—1′端口，则从2—2′端口看入的等效阻抗为

L in Z r

I Z I r U I r r

U rI I U Z 2

112

22/=

由上可见，回转器的一个端口的阻抗是另一端口的阻抗的倒数(乘上一定比例常数)，且与方向无关(即具有双向性质)。利用这种性质，回转器可以把一个电容元件“回转”成一个电感元件或反之。例如在2—2′端口接入电容C ，在正弦稳态条件下,即1L Z j C

ω=，则在1

－1′端口看入的等效阻抗为

eg L

in L j C r j r

Z r

Z ωω===

式中：L r C eg =2

为1—1′端口看入的等效电感。

同样，在1—1′端接电容Ｃ，在正弦稳态条件下，从2—2′看进去的输入阻抗Ｚin2为

eg in L j C j r C

j I I r U I r r

U rI I rI I U Z ωωω=?=?

-=?

-=-===

221

式中：Ｌeg ＝r 2C 。

可见回转器具有双向特性。

回转器具有的这种能方便地把电容“回转”成电感的性质在大规模集成电路生产中得到重要的应用。

回转器是一个无源元件。这可以证明如下，按回转器的定义公式，有

021********=+-=+=+I rI I rI I U I U P P

上式说明回转器既不发出功率又不消耗功率。一般说来，线性定常无源双口网络满足互易定理，而回转器虽然也是属于线性定常无源网络，但并不满足互易定理。这一点可以简单论证如下。参照图6—1,如果在1—1′端口送入电流I 1=1安，则在2—2′端口开路时，有I 2=0,而U 2=r 伏。反之，在2—2′端口送入电流2?1I =安，在1—1′端口的开路电压r U -=∧

1伏。可见21

U U

≠∧

，即不满足互易定理。

回转器可以用多种方法来构成。现介绍一种基本构成方法。把回转器的导纳矩阵分解为

r g g

g g

=-???

???=??????+-?????

000

0000 这样就可以用两个极性相反的电压控制电流源构成回转器，如图6—2所示。

图6—2

其中：Z 1=Z d =R 1=1K Ω、Z 2=Z 3=Z c =R 2=100Ω、Z 4=Z a =R 3=2K Ω、Z b =R 4=300Ω

图6—3

本实验使用的回转器由两个运算放大器组成，如图6—3所示。假设：

1．运算放大器是理想运算放大器，即：输入阻抗Z i →∞,流入两个输入端的电流为零，电压放大倍数A →∞，两个输入端的电压相等(虚短路)。

2．回转器的输入幅度不超过允许值，以保证运算放大器在线性区工作。

根据以上假设，则图6—3中有：

21)1(U Z Z U O +

212)()1(U Z Z U Z Z U a

b a

b O -

容易推导图6—3二端口网络的电压、电流矩阵方程如下：

???

????????

?????

+----

+=??????21

31244442111111

U U Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z I I a a c a b

a b d 已知回转器的电压、电流矩阵方程为

????????-=??????212100

U U g

g I I 比较以上两个矩阵方程，应有

114Z Z Z Z Z d b a c +-

114

213Z Z Z Z Z a

+-=0

Z Z Z Z b a c

-14

114

Z Z a

= -g

现选定：Z 1=Z d =R 1=1K Ω、Z 2=Z 3=Z c =R 2=100Ω、Z 4=Z a =R 3=2K Ω、Z b =R 4=300Ω；则回转电导为

g Z Z R R S a

+=+=

111111000

或回转阻为

r g k =

=11Ω

三、仿真实验设计与测试

1、接电容负载，如图6—4所示，通过观测输入端电压电流波形，如图6—5所示，可以看出为电压超前电流90度，说明回转器将电容转换为电感。

图6—4

电压波形

电流波形

图6—5

注意：输入信号（电压）幅值要小于2V，使理想运放工作在线性工作区，这样才可保证回转器正常工作。

2、当负载接一电感时，通过观测输入端电压、电流波形，可以看出为电流超前电压90度，说明回转器将电感转换为电容。如图6—6、6—7所示，

图6—6

电压波形

电流波形

图6—7

3、利用回转器构成一RLC串联谐振电路，如图6—8所示。计算得谐振频率为

()

355.88 H z

f==

===

搭建的仿真电路如图6—8所示，通过观测输入端电压、电流波形，如图6—9，可以看

出电流与电压同相。

图6—8

图6—9 四、对比分析与结论

20151060042-贾炜光-混频器仿真实验报告

混频器仿真实验姓名：贾炜光学号：20151060042 学院：信息学院专业：通信工程指导教师：谢汝生

一、实验目的（1）加深对混频理论方面的理解，提高用程序实现相关信号处理的能力；（2）掌握multisim实现混频器混频的方法和步骤；（3）掌握用muitisim实现混频的设计方法和过程，为以后的设计打下良好的基础。二.实验原理混频器将天线上接收到的射频信号与本振产生的信号相乘，cosαcosβ=[cos(α+ β)+cos(α-β)]/2 可以这样理解，α为射频信号频率量，β为本振频率量，产生和差频。当混频的频率等于中频时，这个信号可以通过中频放大器，被放大后，进行峰值检波。检波后的信号被视频放大器进行放大，然后显示出来。由于本振电路的振荡频率随着时间变化，因此频谱分析仪在不同的时间接收的频率是不同的。混频是指将信号从一个频率变换到另外一个频率的过程 ,其实质是频谱线性搬移的过程。在超外差接收机中 ,混频的目的是保证接收机获得较高的灵敏度 ,足够的放大量和适当的通频带 ,同时又能稳定地工作。混频电路包括三个组成部分 : 本机振荡器、非线性器件、带通滤波器。[1] 由于非线性元件( 如二极管、三极管、场效应管等) 的作用,混频过程中会产生很多的组合频率分量 : p f L ±qf S 。一般来讲 ,其中满足需要的仅仅是 f I =f L -f S 或者是f I =f S -f L 。前者产生中频的方式称为高差式混频 , 后者称为低差式混频。在这里 ,混频过程中产生的一系列组合频率分量经过带通滤波器即可以选择输出相应的中频 ,而其他的频率分量会得到抑制。

触发器功能的模拟实现实验报告-

武汉轻工大学数学与计算机学院数字逻辑实验报告学校：武汉轻工大学院系：数学与计算机学院班级：计算机类1304班姓名：田恒学号： 1305110089 指导老师：刘昌华 2014年12月10日

目录 1、实验名称 2、实验目的 3、实验原理 4、实验环境 5、实验内容一、DFF仿真分析二、“维持阻塞”型DFF仿真分析三、思考练习四、故障排除五、实验总结

【实验名称】触发器功能的模拟实现【实验目的】学习时序电路的设计，了解基本触发器的功能，利用QuartusII软件的原理图输入，设计一个钟控R-S触发器形成的D触发器和边沿触发型D触发器，并验证其功能。【实验原理】（1）钟控R-S触发器，在时钟信号作用期间，当输入R、S同时为1时，触发器会出现状态不稳定现象。为了解决这个问题，对钟控R-S触发器的控制电路进行修改，用G4门的输出信号替换G3门的S输入信号，将剩下的输入R记作D，就形成只有一个输入端的D触发器。（2）在上述D触发器的基础上增加“维持”、“阻塞”结构，从而形成“维持阻塞”型D触发器。

【实验环境】PC机（Windows xp,QuartusII）【实验内容】QuartusII开发数字电路的设计流程完成DFF和“维持阻塞”型D触发器的原理设计输入，编译仿真和波形仿真。一、DFF仿真分析： step1、启动QuartusII Step2、建立工作库目录文件夹以便设计工程项目的存储 Step3、输入设计：根据上部原理图完成原理图文件，截图如下： Step4、单击存盘命令新建工程 Step5、编译综合 Step6、仿真测试 Step7、仿真结果

实验三集成混频器研究通信电路与系统实验

实验三集成混频器的实验研究一、实验目的 1．了解集成乘积混频器的工作原理及典型电路。 2．了解本振电压幅度和模拟乘法器的偏置电流对混频增益的影响。 3．学习利用直流负反馈改善集成混频器动态工作范围的方法。 4．观察混频器寄生通道干扰现象。二、实验原理当本振电压u L 和信号电压u s 皆为小信号(U Lm <<26mV ，U sm <<26mV)时，模拟乘法器的输出电压可表示为[1][4] []t t U U kT q R I u s L s L sm Lm L o )cos()cos(42 0ωωωω++-?? ? ??≈ (2-15) 式中，R L 为负载电阻，I 0为恒流源电流。当u L 为大信号、u s 为小信号(U Lm 约为100～200mV ，U sm <<26mV)时，模拟乘法器的输出电压是多谐波的，可表示为[1][4] []2 01sin 2cos()cos()22 L o Lm sm L s L s n n I R q u U U t t n kT πωωωωπ∞ =?? ? ??≈?-++ ? ??? ??? ∑ (2-16) 其中最低的一组频率分量(n=1)为 []2 00.637cos()cos()2L o Lm sm L s L s I R q u U U t t kT ωωωω?? ≈-++ ??? (2-17) 式中，相乘因子较Lm u 为小信号时增大。由上述讨论可知，若模拟乘法器输出端接有带通滤波器，也就是说接有中频为)(S L I ωωω-=的滤波网络作为负载，可取出所需的差频分量来实现混频。三、实验电路说明集成混频器的实验电路如图2-7所示。图中，晶体管VT 1与电容C 1、C 2、C 3、C 4及 L 1构成改进型电容三点式振荡电路，作为本地振荡器。晶体管VT 2和VT 3分别构成两级射随器起缓冲隔离作用。本振电压u L 从P1端口馈入，信号电压u s 从P2端口馈入。中频滤波网络为L 2、C 13、C 14构成的并联回路。VT4为缓冲隔离级。在图2-7所示实验电路中，中频回路调谐于2MHz ，模拟乘法器及其外接元件的作用与前一个实验中的情况相似，只是R w4代替了接在MC1496P 引脚2和引脚3之间的固定反馈电阻R E 。电位器R w5用来调节乘法器的偏置电流I 5。另外，图中的P4端口是由中频回路副方输出的中频电压u I 。四、实验仪器及设备 1．直流稳压电源 SS3323型 1台 2．数字示波器 DSO-X2012A 型 1台 3．高频信号发生器 TFG6080型 1台 4．数字万用表 DT9202型 1块 5．实验电路板 1块

高频电子线路实验报告

高频实验报告班级班级学号学号姓名姓名预习成绩预习成绩实验成绩实验成绩实验报告成绩实验报告成绩总成绩总成绩 2013年 12月

实验一、调幅发射系统实验一、实验目的与内容：通过实验了解与掌握调幅发射系统，了解与掌握LC三点式振荡器电路、三极管幅度调制电路、高频谐振功率放大电路。二、实验原理： 1、LC三点式振荡器电路：原理：LC三点式振荡器电路是采用LC谐振回路作为相移网络的LC正弦波振荡器，用来产生稳定的正弦振荡。图中5R5，5R6，5W2和5R8为分压式偏置电阻，电容5C7或5C8或5C9或5C10或5C11进行反馈的控制。5R3、5W1、5L2以及5C4构成的回路调节该电路的振荡频率，在V5-1处输出频率为30MHZ 正弦振荡信号。 2、三极管幅度调制电路：原理：三极管幅度调制电路是通过输入调制信号和载波信号，在它们的共同

作用下产生所需的振幅调制信号。图中7R1，7R4，7W1和7R3为分压式偏置电阻，电容7C10、7C2以及电感7L1构成的谐振滤波网络，7W2控制输出幅度，在信号输出处输出所需的振幅调制信号。 3、高频谐振功率放大电路：原理：高频谐振功率放大电路是工作频率在几十MHZ 到几百MHZ 的谐振功率放大电路。图中前级高频功放电路中，6R2和6R3分压式偏置电阻，供给三极管6BG1偏置电压，输出采用6C5、6C6、6L1构成的T 型滤波匹配网络，末级高频功放电路中，基极采用由6R4产生偏置电压供给电路，输出采用6C13、6C13、6L3和6L4构成的T 型滤波匹配网络。 4、调幅发射系统：图1 调幅发射系统结构图原理：首先LC 振荡电路产生一个频率为30MHZ ，幅度为100mV 的信号源，然后加入频率为1KHZ ，幅度为100mV 的本振信号，通过三极管幅度调制，再经过高频谐振功率放大器输出稳定的最大不失真的正弦波。本振功率放大调幅信源

电子仿真实验报告doc

电子仿真实验报告篇一：电路仿真实验报告实验一电路仿真一、实验目的通过几个电路分析中常用定理和两个典型的电路模块，对Multisim的主窗口、菜单栏、工具栏、元器件栏、仪器仪表和一些基本操作进行学习。二、实验内容 1.叠加定理：在任何由线性元件、线性受控源及独立源组成的线性电路中，每一支路的响应都可以看成是各个独立电源单独作用时，在该支路中产生响应的代数和； 2.戴维南定理：一个含独立源、线性受控源、线性电阻的二端电路N，对其两个端子来说都可以等效为一个理想电压源串联内阻的模型。其理想电压源的数值为有源二端电路N的两个端子间的开路电压uoc，串联的内阻为N内部所有独立源等于零，受控源保留时两端子间的等效电阻Req，常记为R0； 3.互易定理：对一个仅含线性电阻的二端口，其中，一个端口夹激励源，一个端口做响应端口。在只有一个激励源的情况下，当激励与响应互换位置时，同一激励所产生的响应相同； 4.暂态响应：在正弦电路中，电量的频率、幅值、相位

都处于稳定的数值，电路的这种状态称为稳定状态。电路从一种稳态向另一种稳态转换的过程称为过渡过程，由于过渡过程一般都很短暂，因此也称为暂态过程，简称暂态； 5.串联谐振：该电路是一个由电阻、电容和电感串联组成，当激励源的频率达到谐振频率时，输出信号的幅值达到最大。三、实验结果及分析 1.叠加定理： ①两个独立源共同作用时： ②电压源单独作用时： ③电流源单独作用时： 2.戴维南定理：所以，根据戴维南定理可知，该电路的戴维南等效电阻 Req=10.033/(781.609*10-6) =12.8 kΩ 3.互易定理：当激励源与响应互换位置之后，该激励源所产生的响应不变。 4.暂态响应： ①当电容C=4.7uF时， ②当电容C=1uF时，对比①、②所对应的输出响应的波形图可以得知：电容

电磁波实验报告

电磁场与微波技术实验报告院系：班级：姓名：学号：指导老师：

实验一线驻波比波长频率的测量一、实验目的 1、熟练认识和了解微波测试系统的基本组成和工作原理。 2、掌握微波测试系统各组件的调整和使用方法。 3、掌握用交叉读数法测波导波长的过程。二、实验用微波元件及设备简介 1．波导管：本实验所使用的波导管型号为BJ—100，其内腔尺寸为α＝22.86mm，b＝10．16mm。其主模频率范围为8．20～12．50GHz，截止频率为6．557GHz。2．隔离器：位于磁场中的某些铁氧体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同的吸收，经过适当调节，可使其对微波具有单方向传播的特性(见图1)。隔离器常用于振荡器与负载之间，起隔离和单向传输作用。 3．衰减器：把一片能吸收微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边，纵向插入波导管即成(见图2)，用以部分衰减传输功率，沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。衰减器起调节系统中微波功率以及去耦合的作用。图 1 隔离器结构示意图图2 衰减其结构示意图 4．谐振式频率计（波长表）：图3 a 谐振式频率计结构原理图一图3 b 谐振式频率计结构原理图二 1. 谐振腔腔体 1. 螺旋测微机构 2. 耦合孔 2. 可调短路活塞 3. 矩形波导 3. 圆柱谐振腔 4. 可调短路活塞 4. 耦合孔 5. 计数器 5. 矩形波导 6. 刻度 7. 刻度套筒电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中，当频率计的腔体失谐时，腔里的电磁场极为微弱，此时，它基本上不影响波导中波的传输。当电磁波的频率

满足空腔的谐振条件时，发生谐振，反映到波导中的阻抗发生剧烈变化，相应地，通过波导中的电磁波信号强度将减弱，输出幅度将出现明显的跌落，从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度，通过查表可得知输入微波谐振频率。(图3a) 或从刻度套筒直接读出输入微波的频率(图3b)。两种结构方式都是以活塞在腔体中位移距离来确定电磁波的频率的，不同的是，图3a读取刻度的方法测试精度较高，通常可做到5×10－4，价格较低。而见图3b直读频率刻度，由于在频率刻度套筒加工受到限制，频率读取精度较低，一般只能做到3×10－3左右且价格较高。 5．驻波测量线：驻波测量线是测量微波传输系统中电场的强弱和分布的精密仪器。在波导的宽边中央开有一个狭槽，金属探针经狭槽伸入波导中。由于探针与电场平行，电场的变化在探针上感应出的电动势经过晶体检波器变成电流信号输出。 6．匹配负载：波导中装有很好地吸收微波能量的电阻片或吸收材料，它几乎能全部吸收入射功率。 7．微波源：提供所需微波信号，频率范围在8．6～9．6GHz内可调，工作方式有等幅、方波、外调制等，实验时根据需要加以选择。 8．选频放大器：用于测量微弱低频信号，信号经升压、放大，选出1kHz附近的信号，经整流平滑后由输出级输出直流电平，由对数放大器展宽供给指示电路检测。三、实验内容及过程 1.微波信号源的调整：频率表在点频工作下，显示等幅波工作频率，在扫频工作下显示扫频工作频率，在教学下，此表黑屏。电压表显示体效应管的工作电压，常态时为12.0 0.5V，教学工作下可通过“电压调节钮”来调节。电流表显示体效应管的工作电流，正常情况小于500毫安。 2.测量线探针的调谐：我们使用的是不调谐的探头，所以在使用中不必调谐，只是通过探头座锁紧螺钉可以将不调谐探头活动2mm。 3.用波长计测频率： (1)在测量线终端接上全匹配负载。 (2)仔细微旋波长计的千分尺，边旋边观测指示器读数。由于波长计的q值非常高，谐振曲线非常尖锐，千分尺上0.01mm的变化都可能导致失谐与谐振两种状态之间切换，因此，一定慢慢地仔细微旋千分尺。记下指示器读数为最小时（注意：如果检流指示器出现反向指示，按下其底部的按钮，读数即可）的千分尺读数并使波长计失谐。 (3)由读得的千分尺刻度可在该波长计的波长表频率刻度对照表上读得信号源的工作频率。 4.交叉读数法测量波导波长： (1)检查系统连接的平稳，工作方式选择为方波调制，使信号源工作于最佳状态。 (2)用直读式频率计测量信号频率，并配合信号源上的频率调谐旋钮调整信号源的工作频率，使信号源的工作频率为9370MHz。

实验五触发器及其应用(仿真)一、实验目的

实验五触发器及其应用（仿真）一、实验目的 1．掌握JK 触发器和D 触发器的逻辑功能。 2．掌握触发器相互转换的方法。 3．掌握集成JK 触发器和集成D 触发器的使用方法。二、实验相关知识 1．JK 触发器数字集成触发器74112内部有两个独立的下降沿触发的JK 触发器，其逻辑符号和仿真元件引线排列如图5-1所示。 CLR 是异步置0端D R ， PRE 是异步置1端D S 。特性方程是： 2．D 触发器数字集成触发器7474内部有两个独立的上升沿触发的D 触发器，其逻辑符号和仿真元件引线排列如图5-2所示。其特点是次态（Q n+1）输出仅取决于CP 上升沿到达时D 端输入信号的状态，而与在此以前或以后D 的状态无关。其特性方程是： Q n+1 = D 三、实验预习要求与思考 1．阅读实验相关知识。 2．按要求设计“实验内容”中的电路，画出逻辑图。 n n n Q K Q J Q 1 （b ）仿真元件引线排列（a ）逻辑符号图5-1 74112的逻辑符号和仿真元件引线排列 1J C1 1K Q ＞ J CP K R D S D R S Q （a ）逻辑符号（b ）仿真元件引线排列图5-2 7474的逻辑符号和仿真元件引线排列

四、实验内容 1．设计电路验证JK触发器74112的逻辑功能。建议示波器A通道接时钟脉冲、B通道接输出端Q，Q 和Q端接指示灯。表5-1 JK触发器逻辑功能验证表（1）由表5-1可以得出PRE’和CLR’的优先级哪个高？（2）由表5-1可以得出JK触发器的特性方程：。 2．设计电路验证D触发器7474的逻辑功能。建议示波器A通道接时钟脉冲、B通道接输出端Q，Q 和Q端接指示灯。表5-2 D触发器逻辑功能验证表（1）比较7474和74112的复位、置位端的异同。（2）由表5-2可以得出D触发器的特性方程：。 3．比较D触发器、JK触发器逻辑表达式，用适当的逻辑门实现D触发器与JK触发器的逻辑功能互相转换，并验证之。 4．任选一种触发器设计一个四人抢答器。要求当四人中任一人先按下开关后，有LED指示，其他人再按开关无效；复位后又可正常工作。画出原理图，仿真验证。提示：利用复位端清零，抢答者的起始端接地，抢答成功者先按下开关时，D由0变1，Q变为高电平，同时用Q的反，通过与非门封锁其他人的抢答开关。

电子技术基础实验仿真报告

学院：微电子与固体电子学院指导老师：学生：学号：

3.16多级放大电路设计及测试一、实验目的 1.理解多级直接耦合放大电路的工作原理和设计方法。 2.学习并熟悉设计高增益的多级直接耦合放大电路的方法。 3.掌握多级放大器性能指标的测试方法。 4.掌握在放大电路中引入负反馈的方法。二、设计要求用给定的三极管2SC1815(NPN),2SA1015(PNP)设计多级放大器，已知VCC=+12V,VEE=-12V,要求设计差分放大器恒流源的射极电流 IEQ=2~3mA；差分放大器的单端输入单端输出不失真电压增益至少大于10倍，主放大器的不失真电压增益不少于100倍；三、电路原理. 直接耦合式多级放大器的主要设计任务是模仿运行运算放大器op07的等效内部结构，简化部分电路，采用差分放大，共射放大，互补输出等结构形式，设计出一个电压增益足够高的多级放大器，可对小信号进行不失真的放大。实验原理图如下：

各部分原件参数如下： R1=5KΩ;R2=9KΩ;R3=10KΩ;R4=500Ω;R5=10KΩ;R6=10KΩ;R7=1kΩ;R8=1Ω; R9=1Ω;R10=1Ω P1=10KΩ, P2=20KΩ V1=1mV,VCC=+12V,VEE=-12V, C1=0.01PF C2=4uF C3=0.01PF 晶体管为2SC1815和2SA1015 二极管为1N3208 四、实验内容：

所测得各数据如图性能指标一：IEQ3=1~2mA。如上图所示，IEQ3=1.143mA符合要求。性能指标二：IEQ4=2~3mA 如上图所示IEQ4=2.209mA，符合要求。性能指标三：差分放大器的单端输入单端输出不失真电压增益至少大于10倍。如上图所示，vpp=26.476mV相对于1mV放大约26倍符合要求。性能指标四：主放大级的不失真电压增益不小于100倍。如上图所示，vpp=2.809V相对于26.476mV放大了约106倍，符合要求

电子仿真实验报告之晶体管混频

大连理工大学本科实验报告课程名称：电子系统仿真实验学院（系）：信息与通信工程学院专业：电子与信息工程班级：学号：学生姓名： 2014年月日

一、实验目的和要求使用电路分析软件，运用所学知识，设计一个晶体管混频器。要求输入频率为10MHz ，本振频率为16.485MHz 左右，输出频率为6.485MHz 。本振电路为LC 振荡电路。二、实验原理和内容混频电路是一种频率变换电路，是时变参量线性电路的一种典型应用。如一个振幅较大的振荡电压（使器件跨导随此频率的电压作周期变化）与幅度较小的差频或和频，完成变频作用。它是一个线性频率谱搬电路。图2.1是其组成模型框图。中频图2.1 本地振荡器产生稳定的振荡信号（设其频率为L f ）通过晶体管混频电路和输入的高频调幅波信号（设其频率为s f ），由于晶体管的非线性特性，两个信号混合后会产生L f +s f L f -s f 频率的信号，然后通过中频滤波网络，取出L f -s f 频率的信号，调节好L f -s f 的大小使其差为中频频率，即所需要的中频输出信号。图 2.2调幅前后的频谱图。图2.2 本次试验本振电路采用LC 振荡电路。其等效原理图为西勒振荡电路，如图2.3所示。本振电路非线性器件输入中频滤波输出

图2.3 混频器采用晶体混频电路，其等效电路图如图2.4。图2.4 三、主要仪器设备名称型号主要性能参数电子计算机宏碁V-531,Windows 7 AMD A10-4600M 2.3GHz,2GB 内存电路分析软件 Multisim.12 多种电路元件，多种虚拟仪器多种分析方法表3.1

基本RS触发器实验

第5章基本RS触发器 5.同步触发器（同步RS触发器）目的与要求： 1 掌握时序电路的定义、分类、触发器的特点。 2 掌握基本RS触发器的电路结构、工作原理、逻辑功能。 3 掌握同步RS触发器的工作原理、逻辑功能。 4 掌握触发器逻辑功能的表示方法。 5 掌握时序电路的一些基本概念。重点与难点：1 基本概念要正确建立。难点：现态、次态、不定状态的正确理解。 2 基本RS触发器的逻辑功能、触发方式。 5.1概述一、触发器的概念复习：组合电路的定义？构成其电路的门电路有何特点？组合电路与时序电路的区别？门电路：在某一时刻的输出信号完全取决于该时刻的输入信号，没有记忆作用。触发器：具有记忆功能的基本逻辑电路，能存储二进制信息（数字信息）。触发器有三个基本特性：（1）有两个稳态，可分别表示二进制数码0和1，无外触发时可维持稳态；（2）外触发下，两个稳态可相互转换（称翻转），已转换的稳定状态可长期保持下来，这就使得触发器能够记忆二进制信息，常用作二进制存储单元。（3）有两个互补输出端，分别用Q和Q 二、触发器的逻辑功能描述：特性表、激励表（又称驱动表）、特性方程、状态转换图和波形图（又称时序图）三、触发器的分类：根据逻辑功能不同：RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器和触发器等。触发方式不同：电平触发器、边沿触发器和主从触发器等。电路结构不同：基本RS触发器，同步触发器、维持阻塞触发器、主从触发器和边沿触发器等。 5.2 触发器的基本形式 5.2.1 基本RS触发器一、由与非门组成的基本RS触发器 1．电路结构电路组成：两个与非门输入和输出交叉耦合（反馈延时）。逻辑图如图（a）所示。逻辑符号如图（b）所示。

模拟电子线路multisim仿真实验报告

MULTISIM 仿真实验报告实验一单级放大电路一、实验目的 1、熟悉multisim软件的使用方法 2、掌握放大器的静态工作点的仿真方法，及对放大器性能的影响。 3、学习放大器静态工作点、电压放大倍数，输入电阻、输出电阻的仿真方法，了

解共射级电路的特性。二、虚拟实验仪器及器材双踪示波器信号发生器交流毫伏表数字万用表三、实验步骤 1.仿真电路图 V1 10mVrms 1kHz 0° R1 100kΩ Key=A 10 % R2 51kΩ R3 20kΩ R4 5.1kΩ Q1 2N2222A R5 100Ω R6 1.8kΩ C1 10μF C2 10μF C3 47μF 3 7 V2 12 V 4 5 2 1 R7 5.1kΩ 9 XMM1 6 E级对地电压25.静态数据仿真

仿真数据（对地数据）单位；V计算数据单位；V 基级集电极发射级Vbe Vce RP 10k 26.动态仿真一 1.单击仪表工具栏的第四个，放置如图，并连接电路。 V1 10mVrms 1kHz 0° R1 100kΩ Key=A 10 % R2 51kΩ R3 20kΩ R4 5.1kΩ Q1 2N2222A R5 100Ω R6 1.8kΩ C1 10μF C2 10μF C3 47μF 3 7 V2 12 V 4 5 2 R7 5.1kΩ XSC1 A B Ext Trig + + _ _+_ 6 1 9

2.双击示波器，得到如下波形 5.他们的相位相差180度。 27.动态仿真二 1.删除负载电阻R6 V1 10mVrms 1kHz 0° R1 100kΩ Key=A 10 % R2 51kΩ R3 20kΩ R4 5.1kΩ Q1 2N2222A R5 100Ω R6 1.8kΩ C1 10μF C2 10μF C3 47μF 3 7 V2 12 V 4 5 2 XSC1 A B Ext Trig + + _ _+_ 6 1 9 2.重启仿真。

混频仿真

通信电子线路实验实验名称：混频器仿真混频器的作用是在保持已调信号的调制规律不变的前提下，使信号的载波频率升高（上变频）或下降（下变频）到另一个频率。一、晶体管混频器电路仿真本实验电路为AM调幅收音机的晶体管混频电路，它由晶体管、输入信号源V1、本振信号源V2、输出回路和馈电电路等组成，中频输出465KHz的AM波。电路特点：（1）输入回路工作在输入信号的载波频率上，而输出回路则工作在中频频率（即LC选频回路的固有谐振频率fi）。（2）输入信号幅度很小，在在输入信号的动态范围内，晶体管近似为线性工作。（3）本振信号与基极偏压Eb共同构成时变工作点。由于晶体管工作在线性时变状态，存在随U L周期变化的时变跨导g m(t)。工作原理：输入信号与时变跨导的乘积中包含有本振与输入载波的差频项，用带通滤波器取出该项，即获得混频输出。在混频器中，变频跨导的大小与晶体管的静态工作点、本振信号的幅度有关，通常为了使混频器的变频跨导最大（进而使变频增益最大），总是将晶体管的工作点确定在：U L=50~200mV，I EQ=0.3~1mA，而且，此时对应混频器噪声系数最小。 1、直流工作点分析使用仿真软件中的“直流工作点分析”，测试放大器的静态直流工作点。注：“直流工作点分析”仿真时，要将V1去掉，否则得不到正确结果。因为V1与晶体管基极之间无隔直流回路，晶体管的基极工作点受V1影响。若在V1与Q1之间有隔直流电容，则仿真时可不考虑V1的存在。 2、混频器输出信号“傅里叶分析”

选取电路节点8作为输出端，对输出信号进行“傅里叶分析”，参数设置为：基频5KHz，谐波数为120，采用终止时间为0.001S，线性纵坐标请对测试结果进行分析。在图中指出465KHz中频信号频谱点及其它谐波成分。注：傅里叶分析参数选取原则：频谱横坐标有效范围=基频×谐波数，所以这里须进行简单估算，确定各参数取值。分析：图中最高频谱点在465KHZ的中频信号成分，同时电路中还有较弱的其他谐波成分。二、模拟乘法器混频电路模拟乘法器能够实现两个信号相乘，在其输出中会出现混频所要求的差频（ωL-ωC），然后利用滤波器取出该频率分量，即完成混频。与晶体管混频器相比，模拟乘法器混频的优点是：输出电流频谱较纯，可以减少接收系统的干扰；允许动态范围较大的信号输入，有利于减少交调、互调干扰。 1、混频输入输出波形测试在仿真软件中构建如下模拟乘法器混频电路，启动仿真，观察示波器显示波形，分析实验结果。

混频器仿真实验报告

混频器实验（虚拟实验）姓名：郭佩学号：04008307 （一）二极管环形混频电路傅里叶分析得到的频谱图为分析：可以看出信号在900Hz和1100Hz有分量，与理论相符（二）三极管单平衡混频电路直流分析

傅里叶分析一个节点的傅里叶分析的频谱图为两个节点输出电压的差值的傅里叶分析的频谱图为：

分析：同样在1K的两侧有两个频率分量，900Hz和1100Hz 有源滤波器加入电路后 U IF的傅里叶分析的频谱图为： U out节点的傅里叶分析的频谱图为：

分析：加入滤波器后，会增加有2k和3k附近的频率分量（三）吉尔伯特单元混频电路直流分析傅里叶分析一个节点的输出电压的傅里叶分析的参数结果与相应变量的频谱图如下：两个节点输出电压的差值的傅里叶分析的参数结果与相应变量的频谱图为：

分析：1k和3k两侧都有频率分量，有IP3失真将有源滤波器加入电路 U IF的傅里叶分析的参数结果与相应变量的频谱图为： U out节点的傅里叶分析的参数结果与相应变量的频谱图为：

分析：有源滤波器Uout节点的傅里叶分析的频谱相对于Uif的傅里叶分析的频谱来说，其他频率分量的影响更小，而且Uout节点的输出下混频的频谱明显减小了。输出的电压幅度有一定程度的下降。思考题：（1）比较在输入相同的本振信号与射频信号的情况下，三极管单平衡混频电路与吉尔伯特混频器两种混频器的仿真结果尤其是傅里叶分析结果的差异，分析其中的原因。若将本振信号都设为1MHz，射频频率设为200kHz，结果有何变化，分析原因。答：没有改变信号频率时三极管吉尔伯特吉尔伯特混频器没有1k、2k、3k处的频率分量，即没有本振信号的频率分量，只有混频后的频率分量。因为吉尔伯特混频器是双平衡对称电路结果，有差分平衡。将本振信号频率和射频频率改变后：

实验二D触发器的设计和仿真

实验报告哈尔滨工程大学教务处制实验二 D触发器的设计和仿真一、实验目的 1、学习模拟数字电路单元的基本设计方法。 2、学习Cadence工具下电路设计的基本操作和方法。 3、学习Sprectre工具的仿真操作方法。二、实验内容

本实验通过设计一个异步清零的D触发器电路学习Cadence工具下电路的设计和仿真方法。实验内容包括：完成反相器、与非门、传输门电路的设计和仿真验证；完成各个单元电路symbol的建立；利用建立的单元电路symbol完成D触发器电路的设计和仿真；分析仿真结果。该电路设计采用上华CSMC0.5umCMOS工艺设计，工作电压5V。三、实验步骤 1、登陆到UNIX系统。在登陆界面，输入用户名和密码，用户名和密码都为学生学号。 2、Cadence的启动。启动Cadence软件的命令有很多，不同的启动命令可以启动不同的工具集，常用的启动命令有icfb,icca等，也可以单独启动单个工具。 3、原理图的输入。（1）Composer的启动。在CIW窗口新建一个单元的Schematic 视图。（2）添加器件。在comparator schematic窗口点击Add-Instance 或者直接点i,就可以选择所需的器件。（3）添加连线。执行Add-Wire，将需要连接的部分用线连接起来。（4）添加管脚。执行Add-Pin和直接点p，弹出添加管脚界面。（5）添加线名。为设计中某些连线添加有意义的名称有助于在

波形显示窗口中显出该条线的信号名称，也可以帮助检查电路错误。点击Add-Wire Name，弹出新窗口，为输入输出线添加名称。为四端的MOS器件的衬底添加名称vdd！或gnd！，其中！表示全局变量。（6）添加电源信号。选择Vdd和Gnd的symbol各一个，在两个symbol之间连接一个vdc，设置直流电压5V。（6）保存并检查。点击schematic窗口上的Check and Save按钮，察看是否有警告或者错误。如果有，察看CIW窗口的提示。 4、电路仿真。（1）启动模拟仿真环境。在comparator schematic窗口，选择Tools-Analog Environment，弹出模拟仿真环境界面。（2）选择仿真器。在仿真窗口，选择Setup-Simulator/Directory/Host，设置仿真器为spectre，然后点击OK。（3）设置模型库。（4）设置分析类型。在仿真窗口，点击Choose Analyses按钮，弹出Choose Analyses窗口，该窗口中列出了各种仿真类型，在本实验中只需进行瞬态仿真，所以选择tran，时间设为3um。（5）设置设计变量，在仿真窗口中，点击Edit Variables 按钮，弹出变量设置窗口，点击Copy From按钮，整个设计本扫描一遍，设计中的各个变量被列出来。（6）创建网表。选择Simulation-Netlist-Create，产生了该设计的网表。（7）设置波形显示工具。Cadence中有两种波形显示工具：AWD

变频器实验报告

实验一变频器的面板操作与运行一、实验目的和要求 1. 熟悉变频器的面板操作方法。 2. 熟练变频器的功能参数设置。 3. 熟练掌握变频器的正反转、点动、频率调节方法。 4.通过变频器操作面板对电动机的启动、正反转、点动、调速控制。二、实验仪器和用具西门子MM420变频器、小型三相异步电动机、电气控制柜、电工工具（1套）、连接导线若干等。三、实验内容和步骤 1．按要求接线系统接线如图2-1所示，检查电路正确无误后，合上主电源开关Q S。图2-1 变频调速系统电气图 2．参数设置（1）设定P0010＝30和P0970＝1，按下P键，开始复位，复位过程大约3min，这样就可保证变频器的参数回复到工厂默认值。（2）设置电动机参数，为了使电动机与变频器相匹配，需要设置电动机参数。电动机参数设置见表2-2。电动机参数设定完成后，设P0010=0，变频器当前处于准备状态，可正常运行。表2-2 电动机参数设置

（3）设置面板操作控制参数，见表2-3。 3．变频器运行操作（1）变频器启动：在变频器的前操作面板上按运行键，变频器将驱动电动机升速，并运行在由P1040所设定的20Hz频率对应的560r∕min的转速上。（2）正反转及加减速运行：电动机的转速（运行频率）及旋转方向可直接通过按前操作面板上的键∕减少键（▲/▼）来改变。（3）点动运行：按下变频器前操作面板上的点动键，则变频器驱动电动机升速，并运行在由P1058所设置的正向点动10Hz频率值上。当松开变频器前错做面板上的点动键，则变频器将驱动电动机降速至零。这时，如果按下一变频器前操作面板上的换向键，在重复上述的点动运行操作，电动机可在变频器的驱动下反向点动运行。（4）电动机停车：在变频器的前操作面板上按停止键，则变频器将驱动电动机降速至零。四、实验思考 1. 怎样利用变频器操作面板对电动机进行预定时间的启动和停止？答：P0010=30,P0970=1,变频器恢复出厂设置； P701=0,屏蔽原来端子启动功能； P2800=1,使能内部功能自由块； P2802=1,使能内部定时器； P2849=1,连接定时器启动命令； P2850=1,设定延时时间（假设1s）； P2851=1,定时器延时动作方式； P0840=2852.0,连接变频器启动命令。 2. 怎样设置变频器的最大和最小运行频率？答：P0010=30；P0970=1,按下P键（约10秒），开始复位。一般P1080=0；电动机运行的最低频率（HZ） P1082=50；电动机运行的最高频率（HZ）。

实验七触发器的仿真

实验七触发器的仿真实验目的 1．用逻辑图和VHDL语言设计D锁存器，并进行仿真与分析； 2．参看Maxplus中器件7474（边沿D触发器）的逻辑功能，用VHDL语言设计边沿触发式D触发器，并进行仿真与分析。 3．参看Maxplus中器件7476（边沿JK触发器）的逻辑功能，用VHDL语言设计边沿触发式JK触发器，并进行仿真与分析。 1．D锁存器（D Latch）实验设计思想使能端EN输入为1时，输出Q与输入D值相同；使能端EN输入为0时，输出Q保持不变。实验原理图实验VHDL源程序 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY ex71 IS PORT( C,D:IN STD_LOGIC; Q,QN:BUFFER STD_LOGIC); END ex71; architecture bhv OF ex71 IS BEGIN PROCESS(C,D,Q) BEGIN IF (C='1') THEN Q<=D;ELSE Q<=Q;END IF; QN<=NOT Q; END PROCESS; END bhv; 实验波形仿真

Preset , Clear and Complementary Outputs）实验原理图

实验VHDL源程序 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity ex72 is port( D,CLK,PR_L,CLR_L:IN std_logic; Q,QN:out std_logic); end ex72; architecture vhb of ex72 is signal PR,CLR:STD_LOGIC; BEGIN process(CLR_L,CLR,PR_L,PR,CLK) begin PR<=not PR_L;CLR<=not CLR_L; if(CLR AND PR)='1'then Q<='1';QN<='1'; elsif CLR='1' then Q<='0';QN<='1'; elsif PR='1'then Q<='1';QN<='0'; elsif (CLK'event and CLK='1')then Q<=D;QN<=not D; end if; end process; end vhb; 实验波形仿真

Proteus电子钟仿真实验高清版

Proteus 仿真大赛电子时钟仿真

第一章电子时钟总体设计电子时钟简介电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合都用到电子时钟。很多单片机产品具有实时时钟的功能，例如智能化仪器仪表、工业过程系统及家用电器等。这里要求实现一个具有实时时钟显示和闹钟控制功能的数字钟。通过数字钟的设计与制作，将前面所学的单片机内部定时资源、I/O端口、键盘和显示接口等知识融会贯通，锻炼独立设计、制作和调试应用系统的能力，深入领会单片机应用系统的硬件设计、模块化程序设计及软硬件调试方法等，并掌握单片机应用系统的开发过程。电子钟设计要求设计并制作具有如下功能的数字钟：（1）自动计时，由6位LED先四起显示时、分、秒。（2）具备校准功能，可以设置当前时间。（3）具备定时启动功能，可以设置闹钟时间，启闹10s后自动关闭闹铃。电子钟计时方案（1）采用实时时钟芯片。针对应用系统对实时功能的普遍需求，各大芯片生产厂家陆续推出了一系列实时时钟集成电路，如DS1287、DS12887、DS1302、PCF8563、S35190等。这些实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒、计时功能和多点定时功能，计时数据每秒自动更新一次，不需程序干预。单片机可通过中断或查询方式读取计时数据。实时时钟芯片的计时功能无须占用CPU时间，功能完善，精度高，软件程序设计相对简单，在实时工业测控系统中多采用这一类专用芯片来实现。（2）软件控制。利用AT89S51内部定时/计数器进行中断定时，配合软件延时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，且能够使读者对前面所学知识进行综合运用，因此，本系统设计采用这一方案。电子钟显示方案（1）利用串行口扩展LED，实现LED静态显示。该方案占用单片机资源少，且静态显示亮度高，但硬件开销大，电路复杂，信息刷新速度慢，比适用于单片机并行口资源较少的场合。（2）利用单片机并行I/O端口，实现LED动态显示。

模拟乘法混频实验报告

模拟乘法混频实验报告姓名：学号：班级：日期：

模拟乘法混频一、实验目的 1. 进一步了解集成混频器的工作原理 2. 了解混频器中的寄生干扰二、实验原理及实验电路说明混频器的功能是将载波为vs （高频）的已调波信号不失真地变换为另一载频（固定中频）的已调波信号，而保持原调制规律不变。例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为535~1605KHz 的已调波信号变换为中心频率为465KHz 的中频已调波信号。此外，混频器还广泛用于需要进行频率变换的电子系统及仪器中，如频率合成器、外差频率计等。混频器的电路模型如图1所示。图1 混频器电路模型混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。本振用于产生一个等幅的高频信号VL ，并与输入信号 VS 经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。目前，高质量的通信接收机广泛采用二极管环形混频器和由双差分对管平衡调制器构成的混频器，而在一般接收机（例如广播收音机）中，为了简化电路，还是采用简单的三极管混频器。本实验采用集成模拟相乘器作混频电路实验。图2为模拟乘法器混频电路，该电路由集成模拟乘法器MC1496完成。 V s V

+12 -12 J7J8 J9 C12104 C11104 C7104 C15104 C8104 R101K R11200 R12820 R13820 R71K R14100 R153.3K R163.3K R216.8K R20510 R171k F24.5M D28.2V C16104 TH6 TH7 TH8 TH9 TP5 SIG+ 1 G N A D J 2 G N A D J 3 SIG- 4 B I A S 5 OUT+6NC 7CAR+8 NC 9CAR- 10 NC 11OUT-12 NC 13V E E 14 U1 MC1496 图2 MC1496构成的混频电路 MC1496可以采用单电源供电，也可采用双电源供电。本实验电路中采用＋12V ，－8V 供电。R12（820Ω）、R13（820Ω）组成平衡电路，F2为4.5MHz 选频回路。本实验中输入信号频率为 fs ＝4.2MHz ，本振频率fL ＝8.7MHz 。为了实现混频功能，混频器件必须工作在非线性状态，而作用在混频器上的除了输入信号电压VS 和本振电压VL 外，不可避免地还存在干扰和噪声。它们之间任意两者都有可能产生组合频率，这些组合信号频率如果等于或接近中频，将与输入信号一起通过中频放大器、解调器，对输出级产生干涉，影响输入信号的接收。干扰是由于混频器不满足线性时变工作条件而形成的，因此干扰不可避免，其中影响最大的是中频干扰和镜象干扰。三、实验仪器与设备高频电子线路综合实验箱；高频信号发生器；双踪示波器；频率计。四、实验步骤 1. 打开本实验单元的电源开关，观察对应的发光二极管是否点亮，熟悉电路各部分元件的作用。

施密特、单稳态触发器仿真实验

上海大学本科生课程作业题目：数字电子技术课程实践项目二课程名称：数字电子技术学院：机电工程与自动化学院姓名：张炜学号：12122030

题目要求：用555定时器构成的单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器进行设计和仿真 1.单稳态触发器： 1.1 工作原理：单稳态电路的组成和波形下图所示。当电源接通后，Vcc 通过电阻R 向电容C 充电，待电容上电压Vc 上升到2/3Vcc 时，RS 触发器置0，即输出Vo 为低电平，同时电容C 通过三极管T 放电。当触发端2的外接输入信号电压Vi ＜1/3Vcc 时，RS 触发器置1,即输出Vo 为高电平，同时，三极管T 截止。电源Vcc 再次通过R 向C 充电。输出电压维持高电平的时间取决于RC 的充电时间，当t=t W 时，电容上的充电电压为；CC RC t CC C V e V v w 321=??? ? ??-=-，所以输出电压的脉宽 t W =RCln3≈1.1RC 。一般R 取1k Ω～10M Ω，C ＞1000pF 。值得注意的是：t 的重复周期必须大于t W ，才能保证放一个正倒置脉冲起作用。由上式可知，单稳态电路的暂态时间与VCC 无关。因此用555定时器组成的单稳电路可以作为精密定时器。单稳态电路的电路图和波形图

1.2 555单稳态触发器的设计： 1.2.1 电路设计基本原理：单稳态触发器具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。在外界触发脉冲作用下，它能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，在自动返回稳态；暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。由于单稳态触发器具有这些特点，常用来产生具有固定宽度的脉冲信号。按电路结构的不同，单稳态触发器可分为微分型和积分型两种，微分型单稳态触发器适用于窄脉冲触发，积分型适用于宽脉冲触发。无论是哪种电路结构，其单稳态的产生都源于电容的充放电原理。用555定时器构成的单稳态触发器是负脉冲触发的单稳态触发器，其暂稳态维持时间为T w=lnRC=1.1RC,仅与电路本身的参数R、C 有关。 1.2.2 实验数据及分析结论：单稳态触发器实验电路下图所示

仿真实验六 回转器的研究