电路计算机辅助分析实验报告

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计算机辅助设计实验报告

计算机辅助设计实验报告

计算机辅助设计实验报告计算机辅助设计实验报告引言:计算机辅助设计(Computer-Aided Design,简称CAD)是指利用计算机技术进行设计、绘图和分析的过程。

它可以大大提高设计效率和准确性,广泛应用于各个领域,如建筑、机械、电子等。

本实验旨在通过实际操作,探索计算机辅助设计的原理和应用。

一、实验目的本实验的主要目的是让学生掌握CAD软件的基本操作和应用技巧,培养学生的设计思维和创新能力。

具体的实验目标包括:1. 熟悉CAD软件的界面和基本工具;2. 掌握CAD软件的绘图、编辑和修改功能;3. 学会使用CAD软件进行三维建模和渲染;4. 运用CAD软件解决实际设计问题。

二、实验内容1. CAD软件的安装和配置;2. CAD软件的基本操作:绘图、编辑、修改;3. CAD软件的高级功能:三维建模、渲染;4. CAD软件在实际设计中的应用。

三、实验步骤1. 安装CAD软件并进行配置。

根据实验指导书提供的安装包和教程,完成软件的安装和配置工作。

2. 学习CAD软件的基本操作。

通过实际操作,学习CAD软件的界面布局、工具栏功能、快捷键等基本操作技巧。

3. 进行绘图实验。

根据实验指导书提供的绘图要求,使用CAD软件进行绘图,并进行相应的编辑和修改。

4. 学习CAD软件的高级功能。

通过实际操作,学习CAD软件的三维建模和渲染功能,探索其在设计中的应用。

5. 进行实际设计应用实验。

根据实际设计问题,使用CAD软件进行设计和分析,并得出相应的结论。

四、实验结果与分析在进行实验过程中,我们成功完成了CAD软件的安装和配置,并熟练掌握了CAD软件的基本操作和高级功能。

通过绘图实验,我们能够快速、准确地完成各种图形的绘制,并进行相应的编辑和修改。

在三维建模和渲染实验中,我们能够将平面图形转化为立体模型,并进行真实感渲染,使设计更加生动、逼真。

在实际设计应用实验中,我们选择了一个建筑设计项目作为案例。

通过CAD软件,我们能够将设计师的想法快速转化为图纸,并进行分析和评估。

电路计算机仿真实验报告

电路计算机仿真实验报告

电路计算机仿真分析实验报告实验一直流电路工作点分析和直流扫描分析一、实验目的1、学习使用Pspice软件,熟悉它的工作流程,即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Probe窗口的设置和分析的运行过程等。

2、学习使用Pspice进行直流工作点分析和直流扫描分析的操作步骤。

二、原理与说明对于电阻电路,可以用直观法(支路电流法、节点电压法、回路电流法)列写电路方程,求解电路中各个电压和电流。

PSPICE软件是采用节点电压法对电路进行分析的。

使用PSPICE软件进行电路的计算机辅助分析时,首先在capture环境下编辑电路,用PSPICE的元件符号库绘制电路图并进行编辑、存盘。

然后调用分析模块、选择分析类型,就可以“自动”进行电路分析了。

需要强调的是,PSPICE软件是采用节点电压法“自动”列写节点电压方程的,因此,在绘制电路图时,一定要有参考节点(即接地点)。

此外,一个元件为一条“支路”(branch),要注意支路(也就是元件)的参考方向。

对于二端元件的参考方向定义为正端子指向负端子。

三、示例实验应用PSPICE求解图1-1所示电路个节点电压和各支路电流。

图1-1 直流电路分析电路图R2图1-2 仿真结果四、选做实验1、实验电路图(1)直流工作点分析,即求各节点电压和各元件电压和电流。

(2)直流扫描分析,即当电压源Us1的电压在0-12V之间变化时,求负载电阻R L中电流I RL随电压源Us1的变化曲线。

IPRINT图1-3 选做实验电路图2、仿真结果Is21Adc1.000AVs35Vdc3.200A R431.200A23.20VVs47Vdc1.200A 0VR142.800AIs32Adc 2.000A12Vdc2.800AIIPRINT3.200A10.60V 12.00V Is11Adc 1.000A18.80V 28.80V15.60V3.600VR222.800ARL13.200A18.80VVs210Vdc2.800A Is53Adc3.000AI42Adc图1-4 选做实验仿真结果3、直流扫描分析的输出波形图1-5 选做实验直流扫描分析的输出波形4、数据输出V_Vs1 I(V_PRINT2)0.000E+00 1.400E+00 1.000E+00 1.500E+00 2.000E+00 1.600E+00 3.000E+00 1.700E+00 4.000E+00 1.800E+00 5.000E+00 1.900E+00 6.000E+00 2.000E+00 7.000E+00 2.100E+00 8.000E+00 2.200E+009.000E+00 2.300E+001.000E+012.400E+001.100E+012.500E+001.200E+012.600E+00从图1-3可以得到IRL与USI的函数关系为:I RL=1.4+(1.2/12)U S1=1.4+0.1U S1 (公式1-1)五、思考题与讨论:1、根据图1-1、1-3及所得仿真结果验证基尔霍夫定律。

EDA-实验报告

EDA-实验报告

实验一五人表决器设计一、实验目的1 加深对电路理论概念的理解3 加深计算机辅助分析及设计的概念4 了解及初步掌握对电路进行计算机辅助分析的过程二、实验要求制作一个五人表决器,共五个输入信号,一个输出信号。

若输入信号高电平数目多于低电平数目,则输出为高,否则为低。

三、实验原理根据设计要求可知,输入信号共有2^5=32种可能,然而输出为高则有15种可能。

对于本设计,只需一个模块就能完成任务,并采用列写真值表是最简单易懂的方法。

四、计算机辅助设计设A,B,C,D,E引脚为输入引脚,F为输出引脚。

则原理图如1所示图1.1 五人表决器原理图实验程序清单如下:MODULE VOTEA,B,C,D,E PIN;F PIN ISTYPE 'COM';TRUTH_TABLE([A,B,C,D,E]->[F])[0,0,1,1,1]->[1];[0,1,1,1,0]->[1];[0,1,0,1,1]->[1];[0,1,1,0,1]->[1];[1,0,1,1,1]->[1];[1,1,0,1,1]->[1];[1,1,1,0,1]->[1];[1,1,1,1,0]->[1];[1,1,1,0,0]->[1];[1,1,0,1,0]->[1];[1,1,1,1,1]->[1];[1,1,0,0,1]->[1];[1,0,0,1,1]->[1];[1,0,1,0,1]->[1];[1,0,1,1,0]->[1];END五、实验测试与仿真根据题目要求,可设输入分别为:0,0,0,0,0;1,1,1,1,1;1,0,1,0,0;0,1,0,1,1。

其测试程序如下所示:MODULE fivevoteA,B,C,D,E,F PIN;X=.X.;TEST_VECTORS([A,B,C,D,E]->[F])[0,0,0,0,0]->[X];[1,1,1,1,1]->[X];[1,0,1,0,0]->[X];[0,1,0,1,1]->[X];END测试仿真结果如图1.2所示:图1.2 五人表决器设计仿真图可知,设计基本符合题目要求。

电子线路cad实验报告

电子线路cad实验报告

电子线路cad实验报告电子线路CAD实验报告引言:电子线路CAD(Computer-Aided Design)是一种利用计算机辅助设计的技术,广泛应用于电子工程领域。

本实验旨在通过使用CAD软件,设计和模拟一个简单的电子线路,并对其性能进行评估和分析。

实验步骤:1. 选取电子线路的设计目标和要求。

在本实验中,我们选择了一个简单的放大器电路作为示例。

设计要求包括增益、频率响应和失真等方面。

2. 使用CAD软件绘制电子线路的原理图。

在绘制原理图时,需要考虑电路的拓扑结构、元件的连接方式和电源的配置等因素。

3. 选择合适的元件并进行参数设置。

根据电子线路的设计要求,选择适当的电阻、电容和晶体管等元件,并设置其参数,如阻值、容值和放大倍数等。

4. 进行电路的仿真和分析。

利用CAD软件提供的仿真功能,对设计的电子线路进行模拟运行,并记录输出信号的波形、频谱和相位等参数。

5. 评估电子线路的性能。

根据仿真结果,对电子线路的增益、频率响应和失真等性能进行评估,并与设计要求进行比较分析。

实验结果与讨论:通过CAD软件的仿真分析,我们得到了电子线路的性能数据。

根据实验设计的要求,我们对电子线路的增益进行了评估。

结果显示,该电子线路的增益满足设计要求,并且在设计频率范围内保持稳定。

此外,我们还对电子线路的频率响应进行了分析,结果显示在设计频率范围内,电子线路的响应平坦,没有明显的衰减或共振现象。

最后,我们对电子线路的失真进行了评估,结果显示失真较小,符合设计要求。

实验结论:通过本次实验,我们成功地利用CAD软件设计和模拟了一个简单的放大器电路,并对其性能进行了评估。

实验结果表明,在设计要求范围内,该电子线路的增益、频率响应和失真等性能均符合预期。

这证明了CAD技术在电子工程领域的重要性和应用价值。

结语:电子线路CAD实验是电子工程专业的基础实验之一,通过实践操作和分析,可以帮助学生深入理解电子线路的设计原理和技术要点。

计算机辅助实验报告

计算机辅助实验报告

计算机辅助实验报告第一章:引言1.1 研究背景计算机辅助实验是利用计算机技术辅助进行实验教学的一种方法,通过将实验与计算机相结合,可以提高实验的效率、准确性和可重复性。

随着计算机技术的不断发展,计算机辅助实验在教学中的应用越来越广泛。

1.2 研究目的本报告旨在探讨计算机辅助实验在实验教学中的应用,并对其效果进行评估和分析,为教师和学生提供参考。

第二章:计算机辅助实验的基本原理2.1 计算机辅助实验的定义计算机辅助实验是指利用计算机技术对实验过程进行辅助,包括实验数据采集、实验数据处理和实验结果分析等环节。

2.2 计算机辅助实验的优势与传统实验相比,计算机辅助实验具有以下优势:(1)提高实验效率,节省实验时间;(2)提高实验准确性,减少人为误差;(3)增强实验可重复性,方便对实验结果进行验证;(4)提供更多实验数据处理和分析的方法。

第三章:计算机辅助实验的应用案例3.1 物理实验计算机辅助物理实验可以通过模拟实验环境、采集实验数据、分析实验结果等方式,提高物理实验的效果。

例如,通过计算机辅助实验可以更好地展示电路实验、力学实验等内容。

3.2 化学实验计算机辅助化学实验可以通过计算机模拟实验过程、提供实验指导、分析实验数据等方式,提高化学实验的安全性和效率。

例如,通过计算机辅助实验可以更好地展示化学反应实验、测量实验等内容。

3.3 生物实验计算机辅助生物实验可以通过计算机模拟生物实验环境、分析实验数据、提供实验指导等方式,提高生物实验的效果。

例如,通过计算机辅助实验可以更好地展示细胞实验、生物鉴定实验等内容。

第四章:计算机辅助实验的效果评估4.1 实验室教学效果评估通过对参与计算机辅助实验的学生进行实验成绩、实验报告质量、学习兴趣等方面的评估,可以评估计算机辅助实验对实验教学的影响。

4.2 学生学习效果评估通过对参与计算机辅助实验的学生进行知识理解、实验操作能力、实验数据分析等方面的评估,可以评估计算机辅助实验对学生学习效果的影响。

电路CAD 实验报告

电路CAD 实验报告

电路CAD 实验报告一、实验目的本次电路 CAD 实验的主要目的是让我们熟悉并掌握电路设计自动化(CAD)软件的使用方法,通过实际操作来设计和模拟电路,提高我们的电路设计能力和问题解决能力。

二、实验设备与软件实验中使用的设备为个人计算机,操作系统为 Windows 10。

所采用的电路 CAD 软件为 Altium Designer 20。

三、实验原理电路CAD 是指利用计算机辅助设计软件来完成电路原理图的绘制、PCB 布线以及电路的仿真分析等工作。

其基本原理是基于电子电路的理论知识和设计规则,通过软件提供的工具和功能,将电路的设计思想转化为具体的图形和参数。

在电路原理图设计阶段,需要根据电路的功能和要求,选择合适的电子元件,并将它们按照一定的逻辑关系连接起来。

软件会自动检查元件的连接是否正确,以及是否符合电气规则。

在 PCB 布线阶段,需要考虑电路板的布局、布线规则、电磁兼容性等因素,以确保电路板的性能和可靠性。

电路仿真分析则是通过软件对设计好的电路进行模拟运行,获取电路的各种性能参数,如电压、电流、频率响应等,从而验证电路设计的正确性和可行性。

四、实验内容与步骤(一)创建新的电路设计项目打开 Altium Designer 20 软件,选择“File”>“New”>“Project”,创建一个新的电路设计项目,并设置项目的保存路径和名称。

(二)绘制电路原理图1、在“Libraries”面板中选择需要的元件库,如“Miscellaneous DevicesIntLib”和“Simulation SourcesIntLib”等。

2、从元件库中选择所需的电子元件,如电阻、电容、电感、晶体管等,并将它们拖放到原理图编辑区域。

3、按照电路的设计要求,使用导线将各个元件连接起来。

注意连接的正确性和电气规则,如节点的连接、电源和地的设置等。

4、为每个元件设置合适的参数,如电阻的阻值、电容的容量等。

5、对原理图进行编译检查,确保没有错误和警告。

电力系统计算机辅助分析实验报告

电力系统计算机辅助分析实验报告

南京理工大学电力系统计算机辅助分析实验报告作者: 赵朋学号:0608190255 学院(系):动力工程学院专业: 电气工程及其自动化指导教师:郭新红2009 年5 月1 日实验一七节点电力系统数据库建立一实验目的(1)熟悉PSASP系统的操作环境(2)掌握在文本方式下数据建立和编辑(3) 熟悉系统单线图的编辑二实验内容根据实验指导书内容创建数据库,并完成系统单线图的绘制。

三实验原理七节点系统图如下所示:四实验步骤1 创建数据库目录进入PSASP主画面,点击“创建”,输入数据目录“D:/ZJS”,系统基准容量100兆伏安。

2 录入基础数据进入文本方式数据编辑环境,根据所给参数建立基础数据和公用参数。

根据实验指导书提示完成数据组选择,母线、交流线、两绕组变压器、直流线的相关参数的录入,发电机及其调节器数据的建立,并在PSS栏中编辑参数,然后建立区域数据。

3 系统单线图编辑进入图形方式数据编辑环境,在单线图编辑窗口中,绘制各种元件。

依照单线图的绘制方法,按以下顺序完成该系统单线图的绘制:①7条母线②4条交流线和2个电抗器③4台变压器④1条支流线⑤3台发电机⑥1个负荷实验二潮流计算一实验目的(1)理解PSASP潮流计算的流程;(2)掌握在文本和图形两种方式下潮流计算的方法;(3)掌握潮流计算结果输出方法。

二实验原理潮流计算实验是利用PSASP的潮流计算功能实现的,它的流程和结构如下:三实验步骤第一步:建立七节点系统的数据库由于在实验一中已经建立了七节点系统数据库,实验二是在实验一的基础上进行的,因此这里可以直接利用实验一的数据库建立潮流计算作业。

第二步:建立潮流计算作业1.定义以下2个方案:2.定义潮流作业作业1:一般方式的潮流计算作业2:具有控制功能的潮流计算3.在文本和图形方式下进行潮流计算①进行一般方式的潮流计算1②进行具有控制功能的潮流计算24.潮流计算结果输出将作业1和作业2的结果先以报表形式输出至文件保存,具体要求见实验指导书。

电力系统计算机辅助分析试验报告

电力系统计算机辅助分析试验报告

附录:学生实验报告表头格式电力工程学院学生实验报告实验课程名称:《电力系统计算机辅助分析》开课实验室:计算中心408 2014 年 12 月 11 日legend('us','uc')%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%一、讨论1、MATLAB软件是什么?有什么特点?答:Matlab是一个高级的矩阵/阵列语言,它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。

用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步,也可以先编写好一个较大的复杂的应用程(M文件)后再一起运行。

特点:1. 编程效率高,2. 用户使用方便,3. 扩充能力强,交互性好,4. 移植性和开放性很好,5. 语句简单,内涵丰富,6. 高效方便的矩阵和数组运算,7. 方便的绘图功能。

3. 如何获得命令或函数的帮助文档?答:MATLAB 的各个函数,不管是内建函数、M文件函数、还是MEX文件函数等,一般它们都有M文件的使用帮助和函数功能说明,各个工具箱通常情况下也具有一个与工具箱名相间的M文件用来说明工具箱的构成内容等,在MATLAB命令窗口中,可以通过指令来获取这些纯文本的帮助信息。

通常能够起到帮助作用,获取帮助信息的指令有help、lookfor、which、doc、get、type等。

实验二电力系统计算中常用的数值算法及电力网络的数学模型1、用因子表法求解电路方程中的节点电压;A= [1/10+1/15 -1/10 -1/15 -1-1/10 1/10+1/50+1/30 -1/50 0-1/15 -1/50 1/15+1/50+1/30 01 0 0 0 ];B=[0 0 0 10];[n,m]=size(A);for i=1:nA(i,i)=1/A(i,i);for j=i+1:nA(i,j)=A(i,j)*A(i,i);endfor k=i+1:nfor j=i+1:nA(k,j)=A(k,j)-A(k,i)*A(i,j);endendenddisp('矩阵A的因子表为:');disp(A)for i=1:nB(i)=B(i)*A(i,i);for j=i+1:nB(j)=B(j)-A(j,i)*B(i);endendfor i=n-1:-1:1for j=i+1:-1:2B(j-1)=B(j-1)-A(j-1,i+1)*B(i+1);endenddisp('在因子表的基础上求解线性方程组的解为:x=');disp(B)2、将图2.1中的电压源分别改为2V、4V、6V、8V时,用因子表进行求解,体会该算法带来的益处;①电压源改为2V②电压源改为4V③电压源改为6V④电压源改为8V3、上机验证课本例17.6-17.7的计算结果;①例17.6②例17.74、设计系统变更时修改导纳矩阵的函数(参考课本P.323),并调试通过,给出导纳矩阵修正函数的调用规则及其主要的实现代码。

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XX理工大学实验报告电路计算机辅助分析课程名称:电路计算机辅助分析学院(系):电气专业:电气工程及其自动化班级:学号:学生姓名:仿真一、线性直流电路的MATLAB辅助分析(1)仿真目的(1)学会运用网络的图论分析方法列些电路方程。

(2)掌握运用MATLAB吧语言编写电路分析程序的方法。

(2)仿真任务图1.1所示电桥电路,在测量和控制技术中得到广泛应用。

本仿真要求完成下列任务:(1)给定下列参数:R1=200Ω,R2=400Ω,R3=600Ω,R4=800Ω,R5=1000Ω,Rs=5Ω,Us=24V。

用网络的凸轮分析方法和MATLAB编写电路的节点电压法分析程序,计算出全部节点电压、支路电压与支路电流。

(2)在上述计算结果的基础上,验证特勒根定理的正确性。

(3)舍电阻R3可以改变,其他条件不变,理论上R3应为何值,电桥处于平衡状态?用仿真方法验证结论。

(4)设R5可以在0到∞范围内变化,绘制R5消耗的功率与R5的关系曲线,找到获得最大功率的电阻R5级最大功率值。

(5)设R1、R4是随温度变化的热敏电阻,分析在条件(1)下,输出电压U5对R1和R$的灵敏度,及(3)仿真结果与分析1)列出关联矩阵:A=[1 0 1 0 0 -1;-1 1 0 0 1 0;0 -1 0 -1 0 1];R3=600;R5=1000;G1=1/200;G2=1/400;G3=1/R3;G4=1/800;G5=1/R5;G6=1/5;列出导纳矩阵:Yb=[G1 0 0 0 0 0;0 G2 0 0 0 0;0 0 G3 0 00;0 0 0 G4 0 0;0 0 0 0 G5 0;0 0 0 0 0 G6];支路源电压向量:Us=[0;0;0;0;0;-24];支路源电流向量:Is=[0;0;0;0;0;0];列写节点电压方程:Yn=A*Yb*A'Isn=A*Yb*Us-A*IsUn=inv(Yn)*IsnU=A'*UnI=Yb*U-Yb*Us+Is解得:节点电压:Un =[ 9.6398,1.5301,-14.0771];支路电压:U =[8.1097, 15.6073, 9.6398, 14.0771, 1.5301,-23.7169];支路电流:I =[ 0.0405, 0.0390, 0.0161, 0.0176, 0.0015,0.0566];2)由W=U*I= -2.8799e-13≈0;特勒根定理成立。

3)理论上R1/R2=R3/R4时,Un2=Un4=0V;此时电桥处于平衡状态此时R3=400Ω。

MATLAB仿真令R3=1000Ω,每次减一,计算I5的电流,当I5的电流为零时,电桥平衡,记录R3阻值为400Ω与理论结果一致。

4)做R5从0-5000每次加一,计算R5的功率,记录下来,每次比较得到最大功率0.002678,R5=476Ω。

5) 分别设R1、R4为自变量,列写U5关于R1、R4的方程,求他们的导数得:dU1 =-179988/9840769; dU2 =-50232/9840769;(4) 个人体会与总结初次使用MATLAB 不习惯他的编程方式,而且电路知识有少许遗忘,于是就把书看了一遍,当时上课讲的就是说关联矩阵就是为了能让计算机计算才产生的,还不是特别了解,尤其是广义支路法,通过这次仿真更加理解了使用广义支路以及关联矩阵采用节点电压法便可解决各种线性直流电路,利用计算机的计算能力,甚至可以处理庞大的电路。

05001000150020002500300035004000450050000.511.522.53x 10-3仿真二、正弦交流电路的MATLAB辅助分析(1)仿真目的1.巩固正弦交流电路、非正弦电流电路和频率特性的有关概念。

2.学习绘制滤波器的频率特性。

(2)仿真任务图2.1是在电气工程和电子工程中常用的LC二姐低通滤波器,其中考虑了电感的等效串联寄生电阻RL和电容的等效并联漏导Gc。

Ro是输出端所接负载的等效电阻。

1)给定下列参数:L=1mH,RL=0.1Ω,C=4.7uF,Gc=0.001S,Ro=100kΩ,Us=12cos(wt)V,w=2πf,f=1000Hz.用MATLAB计算图中所标电流的有效值和初相位。

2)计算电源提供的复功率S~,滤波器连同负载的等效功率因数λ,从电源端看进去的等效复阻抗Zeq。

3)设Us= us=12Vcos(wt)+3Vcos(3wt),计算负载电压的有效值Uo。

4)定义网络函数H(jw)=Uo/Us,绘制H(jw)的幅频特性,分析截止频率和带宽(3)仿真结果与分析1)L=1e-3;Rl=0.1;C=4.7e-6;Gc=1e-3;Ro=100000;w=2*pi*1000;Us=6*1.414;Z1=j*w*L+Rl;Z2=1000/(1+1000*j*w*C);Z3=Ro;用总电压除以总阻抗即可求出总电流,在根据电流的分流关系,即可以此求出各支路电流。

i1 =0.0140 + 0.3074ii2 = 0.0011 - 0.0338ii3 = -0.0010 + 0.0338ii4 =1.0414e-04 - 1.1889e-06ii5 =0.0139 + 0.3074i2)复功率=Us^2/(2*Zeq)= 0.1191 + 2.6089i;Zeq=Z1+Z2//Z3;功率因数=0.1191/2.6089=0.0456;3)由于Us有两个频率的输入波形,需要分开来算最后叠加在一起。

可采用分压的方法求出两种电源波形对应的Uo1与Uo2,由于Uo1与Uo2频率不同,求有效值Uo时是Uo1与Uo2幅值的有效值的平方和的一半再开根号。

由MATLAB计算的Uo=10.4164V;4)H(jw)=Z2/Zeq;改变频率使其从1开始逐渐增加,绘制H随W的变化曲线截止频率为H 衰减3dB 的时候对应的频率,也就是峰值的0.707倍,从图中可以找出H (jw )的截止频率为 带宽为(4) 个人体会与总结由于已经接触了MATLAB ,有了一定的了解,可惜啊又仔细的看了例程,又把书看了一遍,电路分析后列出等式代入数值,用MATLAB 来计算,可以快速的解决带虚数的运算,并且可以通过大量的计算出大连数据来绘制幅频特性曲线,通过仿真得到了该电路相当于一个带通滤波器,只允许特定带宽内频率信号通过,经过这次仿真对电路有了更加深入的了解。

0.511.522.53x 10405101520253035404550仿真三、线性线路暂态响应的MATLAB辅助分析(1)仿真目的1.掌握微分方程数值分析法的原理。

2.掌握RC积分电路的工作原理和工作条件。

(2)仿真任务图3.1是RC积分电路,在低通滤波和相位矫正中得到广泛应用。

1)给定下列参数:us=[1+12cos(wt)]ε(t)V,w=2πf,f=1000Hz,R1=1000Ω,C=5uF,uc(0_)=-1V,负载电阻R2=10^5Ω.列出电路的微分方程,用教材14.7节介绍的方法进行数值计算,绘制输出电压u2全响应波形。

2)设周期性输入电压波形如图3.2所示,t=0是突然事假到RC电路。

图中周期T1=0.6ms U1=12V,U2=-11V 。

绘制输出电压u2的响应曲线。

(3) 仿真结果与分析1)初始U=-1V ,稳态值U=[1+12cos(wt)]V,按照以上迭代关系,从U=-1V 开始迭代,依次求出从初始过渡到稳态时的所有数值,绘制曲线关系如图:整体趋势是Uc 从-1V 积分到+1V ,在这条曲线上叠加余弦信号,所以是震荡着过度到稳态过程。

2)这一问和第一问一样,只是初始状态不变,前0.6毫秒Us=12V ,之-1.5后变为-11V,所以电容为先充电,再放电,图像先上去,在下来,最后稳定在-11V3)(4)个人体会与总结本次试验较前两次略难,主要是本次实验采用了迭代法,这个是以前没有用过的方式,而且还需要提前把电路的关系弄清楚,列写出电路的状态方正,提前预想出最终图像的结果,再通过仿真来验证自己的预想结果,只要掌握了该电路的原理,并列写出状态方程,本次试验还是比较容易的。

仿真四、线性线路暂态响应的MATLAB辅助分析1.仿真目的1.了解电路仿真软件包Multisim的功能和操作方法。

2.掌握电压、电流的测量方法。

3.巩固线性直流电路的基本知识。

4.加深对加法放大器、仪器放大器、D/A转黄七的理解。

2.仿真任务1.图4.1是加法器电路,给定电路参数:R1=R2=R3=1kΩ,Rf=10kΩ,RL=40kΩ,分析当输入电压为下列组合是的输出电压,并与理想值加以比较:(a)u1=100mv,u2=0,u3=50mv;(b) u1=-100mv,u2=200,u3=10mv2.图4.2是R-2R型数字量到模拟量转换器(DAC),图中的单刀双掷开关是有电子开关器件组成的电子开关,由输入的数字量控制,数字位为1时,与左侧基准电源Us接通,为0时,与右侧地电位接通。

设输入的二进值数分别是:(a) 1001;(b) 1100;(c) 0110 (d) 0011 ,分别测量对应的输出电压Uo。

3.图4.3是测量技术中使用的信号放大器,其中Rsensor是敏感电阻,例如光敏电阻、热敏电阻等。

给定下列参数:R=100Ω,R1=20kΩ,R2=R3=56k Ω,R4=R5=R6=R7=47kΩ,RL=98kΩ。

(a)分析党Rsensor=R是的输出电压;(b)分析当敏感电阻变化10%即Rsensor=R±R×10%时的输出电压;(c)在Rsensor= R±R×10%条件下,分析当负载电阻变化20%即RL′=RL ±RL×20%时的输出电压。

3.仿真结果与分析1)比较器放大倍数为-10倍,即输出电压Uo=10*(u1+u2+u3);(a)理论输出:-1.5V 仿真输出:-1.505V(b)理论输出:-1.1V 仿真输出:-1.105V仿真结果与预期结果几乎一致。

2)该电路为4为D/A转换器,输出Vo=输入数字量*Us/16。

仿真结果与预期结果几乎一致。

3)该电路为前端一个平衡电桥后面接一个仪用放大器,平衡电桥提供电压差,在经过仪用放大器进行放大,仪用放大器的放大倍数K=-(1+2*R2/R1)=-6.6. 输入端一端电压不变为U1=6V,另一端U2=12*Rsensor/R, Uo=K*(U1-U2)从仿真结果来看与理论结果几乎一致,Uo不随RL的变化而改变,这是因为运放的输出阻抗很小只有几十欧姆,远小于负载阻抗RL,所以RL的变化对输出无影响。

但当RL很小如20Ω,Rsensor=110Ω时,仿真输出只有812.172mV<1.8857V这是RL有很大影响。

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