西安科技大學(xué)自動化EDA工具訓(xùn)練實訓(xùn)報告

1、 EDA工具訓(xùn)練實訓(xùn)報告 院 （系）： 電氣與控制工程學(xué)院 專業(yè)班級： 自動化 姓 名： 陳 乾 學(xué) 號： EDA工具訓(xùn)練實訓(xùn)報告實驗一：諧振電路仿真（參考PPT第8章 電工會出仿真實驗）一、 電路設(shè)計及功能簡介 對于含有電感和電容兩種儲能元件的輸入端口來說，輸入電壓與輸入電流一般是不同的。但是，如果改變輸入電壓的頻率或者調(diào)節(jié)電路參數(shù)，可是電壓和電流達(dá)到同相位，工程上將電路的這種工作狀況稱為諧振。二、 電路分析1 實驗?zāi)康?) 通過仿真實驗，了解電路諧振電路。2) 了解諧振電路波形。2.元件選取。1)電源：Place SourcePOWER_SOURCESAC_VOLTAGE,選取電源并設(shè)置電

2、壓為5V。2)接地：Place SourcePOWER_SOURCESGROUND，選取電路中的接地。3) 電容：Place BasicCAPACITOR,選取電容值為1uF的電容4) 電阻：Place BasicRESISTOR,選取電阻值為1k的電阻5)電感：Place BasicINDUCTOR,選取電感值為100mH的電感。6)示波器：從虛擬儀器工具欄調(diào)取XSC1。3.仿真電路二電路仿真分析1）構(gòu)建如圖所示諧振電路圖。2）單擊仿真開關(guān)進(jìn)行模擬，得到如圖所示諧振波形，幅頻特性，相頻特性。2） 分析品質(zhì)因數(shù)和選頻作用。 Q=10 改變角頻率時，振幅比隨之變化，當(dāng)振幅比下降到=0.707時對

3、應(yīng)的兩個頻叫做3dB頻率。通頻帶:品質(zhì)因數(shù)Q來衡量，Q的定義:,品質(zhì)因數(shù)Q由電路決定實驗二：三相電路仿真一電路設(shè)計及功能簡述 由三相交流電源供電的電路，簡稱三相電路。三相交流電源指能夠提供3個頻率相同而相位不同的電壓或電流的電源，最常用的是三相交流發(fā)電機(jī)。三相發(fā)電機(jī)的各相電壓的相位互差120°。它們之間各相電壓超前或滯后的次序稱為相序。三相電動機(jī)在正序電壓供電時正轉(zhuǎn)，改為負(fù)序電壓供電時則反轉(zhuǎn)。因此，使用三相電源時必須注意其相序。一些需要正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)設(shè)備可通過改變供電相序來控制三相電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 三相電路1 是一種特殊的交流電路，由三相電源、三相負(fù)載和三相輸電線路組成。 世

4、界上電力系統(tǒng)電能生產(chǎn)供電方式大都采用三相制二電路分析1.實驗?zāi)康?) 通過仿真實驗，了解三相電路電路。4) 基于數(shù)據(jù)了解驗證三相電路理論。2. 元件選取。三相電源：Component / Sources開關(guān)：Component / Electro_Mechanical熔斷器：Component / Power電流表、電壓表：Component / Indicators三相對稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)：UL=1.732Up, IL = Ip三相對稱負(fù)載聯(lián)結(jié)： IL = 1.732Ip， UL=Up3. 仿真電路。1）三相電路2）改變負(fù)載的三相電路3） 三相負(fù)載某一相對零線短路4）三相負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的電路仿真4

5、.實驗結(jié)果及分析 三相星形負(fù)載的三相電路中，不論三相負(fù)載對稱與否，三相負(fù)載電壓都是相等的，線電壓約是相電壓的 3倍。當(dāng)三相負(fù)載對稱時，中線電流位零，且各相的線電流相等；當(dāng)三線負(fù)載不對稱是，中線電流不再為零，線電流也不再相等。三相星形負(fù)載的三相電路中，線電壓約是相電壓的 3倍。當(dāng)三相負(fù)載對稱時，三相負(fù)載電壓是對稱相等的，且各相的線電流相等；當(dāng)三相負(fù)載不對稱時，三相負(fù)載電壓不再對稱且線電流也不再相等。在三角形負(fù)載三相電路中，當(dāng)三相負(fù)載對稱時，線電流是相電流的 3倍；當(dāng)三相負(fù)載不對稱時，三相負(fù)載電流不再對稱實驗三：集成D觸發(fā)器仿真實驗1 電路設(shè)計及功能簡介1.電路原理簡述 電平觸發(fā)的主從觸發(fā)器工作時

6、，必須在正跳沿前加入輸入信號。如果在CP 高電平期間輸入端出現(xiàn)干擾信號，那么就有可能使觸發(fā)器的狀態(tài)出錯。而邊沿觸發(fā)器允許在CP 觸發(fā)沿來到前一瞬間加入輸入信號。這樣，輸入端受干擾的時間大大縮短，受干擾的可能性就降低了。邊沿D觸發(fā)器也稱為維持-阻塞邊沿D觸發(fā)器。英文全稱為data flip-flop或delay flip-flop2仿真實驗?zāi)康?)通過仿真實驗，熟悉集成D觸發(fā)器的邏輯功能。2)了解時鐘脈沖的作用。3.元器件選取1)電源：Place SourcePOWER_SOURCESDC_POWER,選取電源并設(shè)置電壓為5V。2)接地：Place SourcePOWER_SOURCESGROU

7、ND，選取電路中的接地。3)時鐘信號：Place SourceSIGNAL_VOLTAGE_SOURCESCLOCK_ VOLTAGE，選取200Hz、5V的時鐘信號源4)集成雙D觸發(fā)器：Place TTL74LS,選取74LS74D5)邏輯分析儀：從虛擬儀器工具欄調(diào)取XLA1。4.仿真電路二電路分析1)搭建所示的集成D觸發(fā)器仿真電路。2)單擊仿真開關(guān)，激活電路，觀察邏輯探頭的明暗變化，驗證D觸發(fā)器的邏輯功能。3)雙擊邏輯分析儀圖標(biāo)，打開邏輯分析儀的面板，設(shè)置合適的內(nèi)部時鐘信號，即可顯示D觸發(fā)器的工作波形。實驗四：555多諧振蕩器仿真實驗1 電路設(shè)計及簡介1. 電路簡介集成芯片555是一種能夠

8、產(chǎn)生時間延遲和多種脈沖信號的控制電路，是數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)模集成電路。芯片引腳排列如圖1所示，內(nèi)部電路如圖2所示。電路使用靈活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器，廣泛應(yīng)用于信號的產(chǎn)生、變換、控制與檢測。它的內(nèi)部電壓標(biāo)準(zhǔn)使用了三個5 k的電阻，故取名555電路。電路類型有雙極型和CMOS型兩大類，兩者的工作原理和結(jié)構(gòu)相似。幾乎所有的雙極型產(chǎn)品型號最后的三位數(shù)碼都是555或556；所有的CMOS產(chǎn)品型號最后四位數(shù)碼都是7555或7556，兩者的邏輯功能和引腳排列完全相同，易于互換，555和7555是單定時器，556和7556是雙定時器。雙極型的555電路電源電壓為

9、+5 V +15 V，輸出的最大電流可達(dá)200 mA；CMOSs型的電源電壓是+3 V+18 V2仿真實驗?zāi)康?)通過仿真實驗，熟悉555多諧振蕩器的功能。2)了解555多諧振蕩器的應(yīng)用。3.元器件選取1)電源：Place SourcePOWER_SOURCESDC_POWER,選取電源并設(shè)置電壓為5V。2)接地：Place SourcePOWER_SOURCESGROUND，選取電路中的接地。3)電容：Place BasicCAPACITOR,選取電容值為10nF的電容。4)電阻：Place BasicRESISTOR,選取電阻值為1k、72 k的電阻。5)時基電路555：Place Mix

10、edTIMER,選取LMC555CH。6)示波器：從虛擬儀器工具欄調(diào)取XSC1。4.仿真電路二.電路分析1)搭建所示的555多諧振蕩器仿真電路。2)單擊仿真開關(guān)，激活電路，雙擊示波器圖標(biāo)，打開示波器面板，即可觀測所示的555多諧振蕩器的工作波形。3)利用示波器提供的游標(biāo)測量線，測量示波器顯示的輸出波形低電平時間和高電平時間。 由示波器顯示波形可知，得到的方波周期T=1.046ms，T1=100.384ms,T2=101.460ms,所以頻率為0.986KHz，相對誤差為1.4%。實驗五：串聯(lián)電壓負(fù)反饋放大器仿真實驗1 電路設(shè)計及功能簡介 1.電路功能簡述由于晶體管的參數(shù)會隨著環(huán)境溫度的改變而改

11、變，不僅放大器的工作點(diǎn)、放大倍數(shù)不穩(wěn)定，還存在失真和干擾等問題。為了改善放大器的這些性能，常在放大電路中引入反饋環(huán)節(jié)。根據(jù)輸出端取樣方式和輸入端比較方式的不同，可以將負(fù)反饋放大器分為四種基本組態(tài)：電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋和電流并聯(lián)負(fù)反饋。電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路對基本放大電路的性能改善作用是：提高了放大電路的穩(wěn)定性，降低了電壓放大倍數(shù)，提高了輸入電阻，降低了輸出電阻，拓展了頻帶和改善了非線性失真等。2.仿真實驗?zāi)康?)學(xué)會測量串聯(lián)電壓負(fù)反饋放大器的輸入和輸出電壓，計算閉環(huán)電壓增益。2)學(xué)會測量負(fù)反饋放大器輸入與輸出電壓波形之間的相位差。3.元器件選取1)接地：Place Sou

12、rcePOWER_SOURCESGROUND，選取電路中的接地。2)電阻：Place BasicRESISTOR,選取電阻并根據(jù)電路設(shè)置電阻值。3)集成運(yùn)算放大器：Place AnalogANALOG_VIRTUAL, 選取OPAMP_3T_VIRTUAL型集成運(yùn)算放大器。4)函數(shù)發(fā)生器：從虛擬儀器工具欄調(diào)取XFG15)示波器：從虛擬儀器工具欄調(diào)取XSC14.仿真電路二.電路仿真分析1)搭建圖所示的電壓串聯(lián)負(fù)反饋仿真電路，函數(shù)發(fā)生器面板按圖設(shè)置。2)單擊仿真開關(guān)，激活電路，雙擊示波器圖標(biāo)打開其面板，面板顯示屏上將出現(xiàn)放大電路的輸入和輸出電壓波形。電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路仿真數(shù)據(jù)UipUop輸出與

13、輸入相位差電壓增益Au仿真測量值10mv50mv54)將R1的阻值由10k改為20k，函數(shù)發(fā)生器的正弦波電壓幅值改為100mV，單擊仿真開關(guān)，激活電路，記錄輸入電壓峰值UIP、輸出電壓峰值UOP。UipUop輸出與輸入相位差電壓增益Au仿真測量值50mv1v20實驗六：文氏電橋振蕩器仿真實驗一電路設(shè)計及功能簡介1.電路功能簡述文氏電橋振蕩電路又稱RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)正弦波振蕩電路，它是一種較好的正弦波產(chǎn)生電路，適用于頻率小于1MHz，頻率范圍寬，波形較好的低頻振蕩信號。從結(jié)構(gòu)上看，正弦波振蕩器是沒有輸入信號的，為了產(chǎn)生正弦波，必須在放大電路里加入正反饋，因此放大帶電路和正反饋網(wǎng)絡(luò)是振蕩電路的最主要部

14、分。但是，這樣夠成的振蕩電路通常是得不到正弦波的，這是由于正反饋的量是很難控制的，還需要加入一些其他的電路。2.仿真實驗?zāi)康?)通過仿真學(xué)會測量文氏電橋振蕩器的振蕩頻率。2)了解文氏電橋振蕩器的組成。3)掌握文氏電橋振蕩器的振蕩頻率與選頻元件的關(guān)系。3.元器件選取1)接地：Place SourcePOWER_SOURCESGROUND，選取電路中的接地。2)電阻：Place BasicRESISTOR,選取電阻并根據(jù)電路設(shè)置電阻值。3)集成運(yùn)算放大器：Place AnalogANALOG_VIRTUAL,選擇OPAMP_3T_VIRTUAL型集成運(yùn)算放大器。4)電容：Place BasicCA

15、PACITOR,選取電容并根據(jù)電路設(shè)置電容值。5)二極管：Place DiodesDIODE，選取1N914型二極管。6)示波器：從虛擬儀器工具欄調(diào)取XSC1。4.仿真電路二電路仿真的分析1)搭建圖所示的文氏電橋振蕩器仿真電路。2)單擊仿真開關(guān)，激活電路，雙擊示波器圖標(biāo)打開其面板，面板顯示屏上將出現(xiàn)文氏電橋振蕩器輸入/輸出電壓波形。3)測量正弦波的周期T、頻率f、集成運(yùn)算放大器的輸出峰值電壓UOP及輸入峰值電壓UIP，并記錄。文氏電橋振蕩電路仿真數(shù)據(jù)Uip/VUop/VTF0/Hz仿真測量值3.510v1.267ms789.26Hz總結(jié)與展望 經(jīng)過兩周的學(xué)習(xí)，我已經(jīng)基本掌握了Multisim Analog Devices Edition 10.0的應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)，我發(fā)現(xiàn)這是一個很實用的軟件，他與我們所學(xué)的電路，數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)緊密相連?？梢院芎玫哪M出電路的運(yùn)行，雖然我們沒有真正的制作電路，但是通過這個軟件，讓我們離實際的情況又進(jìn)了一步，是很好的實踐應(yīng)用。Multisim Analog Devices Edition 10.0這款軟件，在以后的工作中肯定大有用處