电子线路计算机仿真实验-工化44-07-邓炎钊

仲恺农业工程学院实验报告纸自动化（院、系）工业自动化专业144 班组电子线路计算机仿真课实验一单管共射放大电路仿真实验一、实验目的1、熟悉在Multisim平台上进行模拟电路虚拟仿真实验的方法。

2、熟悉Multisim中电阻、电容、电位器等虚拟器件的使用方法。

3、熟悉Multisim中示波器、波特图仪等虚拟仪器的使用方法。

4、了解Multisim仿真分析方法中的直流工作点分析法和交流分析法。

5、熟悉单管共射放大电路静态工作点的设置方法。

6、掌握单管共射放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的测量方法。

二、实验设备PC机一台、Multisim软件三、实验内容及原理1、设置静态工作点①连接仿真电路，如图1-1所示。

②电流表U1和U2分别测量电流I B和I C，电压表U3测量电压U CE。

③闭合仿真开关，调节R7使I C为2mA左右，电流表和电压表显示的数值即为放大电路的静态工作点。

2、测量电压放大倍数①创建电路，如图1-2所示。

②保持R7的百分比为9%，J1断开。

③闭合仿真开关。

④设置函数信号发生器XFG1，使其输出f i =1kHz、u s = 25mVp的正弦波，万用表XMM2显示U i =10mV。

⑤打开示波器窗口，在输出电压u o不失真的情况下，读出万用表XMM2和XMM1测量的u i和u o的有效值U i和U o，计算放大倍数A u =U o /U i。

⑥闭合J1，再次读出U i和U o，计算电压放大倍数，由此理解负载对电压放大倍数的影响。

3、测量输入电阻和输出电阻①创建电路如图1-2，并保持f i =1kHz、u s = 25mVp，R7的百分比为9%。

②闭合仿真开关，打开示波器窗口，在输出电压u o不失真地情况下，读出万用表XMM2测量的u i有效值U i，再根据信号源有效值U s，即可计算出输入电阻R i为R i=U iU s−U iR8③分别在断开和闭合J1两种情况下，读出万用表XMM1测量的u o有效值U o1和U o2，即可计算出输出电阻R o为R o =(U o1U o2−1)R 64、观察静态工作点对输出波形失真的影响①创建电路如图1-4所示。

②保持f i = 1kHz 、u s = 25mVp ，R7的百分比为9%，J1断开。

③打开示波器窗口，逐渐加大u i ，使u o 最大但不失真，此时u s = 160mVp 。

④保持u s = 160mVp 不变，调节R7的百分比为4%，可观察到u o 的负半周被削底，出现饱和失真。

⑤保持u s = 160mVp不变，调节R7的百分比为25%，可观察到u o的正半周被缩顶，出现截至失真。

5、测量频率特性(a)幅频特性(b)相频特性图1-5 放大电路的频率响应③闭合仿真器开关，打开波特图仪窗口，参数设置如图1-4所示，观察幅频特性曲线图(a)和相频特性曲线图(b)。

有幅频特性曲线，可测量出中频段的电路增益，以及电路的上下限频率。

四、实验结果1、静态工作点测量结果如图1-1-1所示，得I B= 0.016mA，I C= 1.907mA,U CE = 5.308V。

图1-1-2 直流工作点分析法结果思考题，如图1-1-2所示，其测得的值U CE =V(9)-V(4)=5.32V，与电压表测得的值相吻合。

2、电压放大倍数①J1断开时，测量结果如图1-2-1(a)所示，得A u =U o U i ⁄=20②J1闭合时，测量结果如图1-2-1(b)所示，得A u =U o U i ⁄=10③可见，负载的增加降低了电路的放大能力。

④由图1-2-2知，输入与输出波形反相。

3、输入输出电阻(a)(b)图1-2-1图1-2-2输入输出电阻：同图1-2-1所示，得R i =U i U s −U iR 8=10.1725−10.17×5.1=6.9kR o =(U o1U o2−1)R 6=(208106−1)×2.4=2.3k4、静态工作点对输出波形失真的影响如图1-4-1所示5、频率特性①幅频特性如图1-5-1及图1-5-1所示。

其中J1断开对应图1-5-1， J1闭合对应图1-5-2，可见其上下限频率有所差别，分别为J1断开(45Hz-23M Hz), J1闭合(36 Hz -18M Hz)；中频段的电路(a)R7=9%，不失真 (b) R7=4%，饱和失真 (c) R7=25%，截至失真 图1-4-1静态工作点对输出波形失真的影响(a)(b)(c)图1-5-1频率特性增益为：26dB(J1断开)、20dB(J1闭合)；幅频特性也有所差别。

可见负载降低了电路增益，并使通频带变窄。

五、实验总结①通过仿真实验，熟悉了Multisim 平台的模拟电路虚拟仿真实验的方法； ②熟悉了电容电阻等虚拟器件的使用方法； ③熟悉了示波器、波特图仪等虚拟仪器的使用方法；④了解了仿真分析方法中的直流工作点分析法和交流分析法； ⑤掌握了共射放大电路静态工作点的设置方法；⑥掌握了单管放大电路的电压放大倍数、输入输出电阻的测量方法；⑦更加深入地认识到单管放大电路的特性，比如负载对电路放大倍数、幅频特性相频特性的影响；⑧更加深刻地体会到Multisim 平台的便利之处，比如共射放大电路静态工作点的设置方便简单，但若要直接通过计算的话，工程量可不小；⑨既便如此，仿真归仿真，它并不是万能的，只能是有助于更有效地判断逻辑性问题以及确定电路的大致参数，我们不能盲目地将仿真结果与实际电路等同，他们之间还存在一些复杂的随机的变量因素，影响到实际电路的工作状态，故需将仿真结果结合实际差异做相应调整才能设计出实际电路。

(a)(b)(c)图1-5-2频率特性仲恺农业工程学院实验报告纸自动化（院、系）工业自动化专业144 班组电子线路计算机仿真课实验二模拟运算电路仿真实验一、实验目的1、掌握Multisim平台上进行集成运算放大器仿真实验的方法。

2、掌握用集成运算放大器组成比例、加法、减法和积分电路的方法。

二、实验设备PC机一台、Multisim软件三、实验内容及原理1、反向比例运算电路①创建电路如图2-1-1所示，闭合仿真开关。

②图2-1-1中，电压放大倍数A u = -R2/R3 = -10，补偿电阻R1 = R2//R3 = 9.1K。

③观察交流电压表U3，显示输出电压有效值为5V，打开示波器窗口，如图2-1-2所示，观察u i和u o波形，由大小和相位关系，可得出u o = -10u i，与理论值相符。

图2-1-2反向比例运算电路2、同相比例运算电路①创建电路如图2-2-1②同理，反馈电阻R2 = 100k，补偿电阻R3 = R1//R2 = 9.1k，这里放大倍数不一样，A u = u o/u i = 1+R2/R1 = 11。

图2-2-2同相比例运算电路波形②闭合仿真开关；观察交流电压表U3，显示输出电压有效值为5.5V，打开示波器窗口，如图2-2-2所示，观察u i和u o波形，由大小和相位关系，可得出u o = 11u i，与理论值相符。

3、反相加法运算电路①创建电路如图2-3-1所示。

②图中，补偿电阻R3 = R1//R2//R4，电压放大倍数A u = R4/R1 = R4/R2。

③闭合仿真开关；观察直流电压表U3，显示u o = -2.978V ，与理论值u o = −10×(0.1+0.2)=−3V 基本相符。

4、反相减法运算电路 ①创建电路如图2-4-1所示。

②图中，电压放大倍数为A u = R4/R1 = R3/R2。

③闭合仿真开关；观察直流电压表U2，显示u o = 1.013V ，与理论值u o = 10×(0.2−0.1)=1V 基本相符。

5、反相积分运算电路 ①创建电路如图2-5-1所示。

②图中，补偿电阻R3 = R4//R1。

③设置函数发生器XFG1，使其输出频率为1kHz 、幅度为1000mV P 的方波信号。

④闭合仿真开关；打开示波器窗口，如图2-5-2所示，观察u i和u o波形可知，该积分电路将输入的方波信号转换为三角波信号输出，因此它在信号的处理、变换中应用非常广泛。

图2-5-2反相积分运算电路波形四、实验结果见实验内容及原理。

五、实验总结①通过仿真实验，掌握了用集成运算放大器组成比例、加法、减法和积分电路的方法；放大倍数的计算，反馈、补偿电阻的计算以及电路原理、典型电路的连接方法。

②实验过程中，出现了照猫画虎得不到想要的仿真结果的状况，这激发了我对实验原理的思考，通过对电路原理的分析，再对比实验结果，是电路没连上或者参数、器件选择不得当一目了然，最终，仿真实验强化了我们的分析能力，并深化了对模拟运算电路原理及其特性的理解。

仲恺农业工程学院实验报告纸自动化（院、系）工业自动化专业144 班组电子线路计算机仿真课实验三组合逻辑电路的测试与仿真实验一、实验目的1、掌握半加器和全加器的逻辑功能和设计方法。

2、熟悉Multisim中指示灯的使用方法。

二、实验设备PC机一台、Multisim软件三、实验内容及原理1、半加器的设计①创建电路如图3-1-1所示。

②设置指示灯的门限电压为2.5V，如图3-1-2所示。

③J1和J2为半加器的两个加数输入，X1和X2指示半加器和及进位的输出，X1和X1均为“1”亮，“0”灭。

④闭合仿真开关，拨动J1和J2，输入两个加数，观察指示灯亮灭的变化，理解和掌握半加器电路的设计方法。

图3-1-2 设置指示灯的门限电压2、全加器的设计①创建电路如图3-2-1所示。

②J1和J2为全加器两个加数输入，J3为地位进位输入，X1和X2指示本位和及本位进位的输出，X1和X2均为“1”亮，“0”灭。

③闭合仿真开关，拨动J1~J3，输入两个加数及低位进位，观察指示灯亮灭的变化，理解和掌握全加器电路的设计方法。

3、思考与练习如何用四路2-3-3-2输入与或非门74LS54芯片设计全加器电路，并仿真测试？四、实验结果1、半加器实验结果如表1所示。

2、全加器仿真结果如表2所示。

3、思考与练习用四路2-3-3-2输入与或非门74LS54芯片设计的全加器电路如图3-3所示。

J1和J2为全加器两个加数输入，J3为地位进位输入，X1和X2指示本位和及本位进位的输出，X1和X2均为“1”亮，“0”灭。

闭合仿真开关，拨动J1~J3，输入两个加数及低位进位，观察指示灯亮灭的变化，其输入与输出的结果与图3-2-1完全一致。

五、实验总结①掌握了半加器和全加器的逻辑功能和设计方法。

②熟悉了Multisim中指示灯的使用方法。

③强化了电路设计的逻辑思维。

仲恺农业工程学院实验报告纸自动化（院、系）工业自动化专业144 班组电子线路计算机仿真课实验四触发器及其应用仿真实验一、实验目的1、掌握集成JK触发器和D触发器的逻辑功能及使用方法。