仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)總結(jié)

1、.實(shí)驗(yàn)一 測定元件伏安特性的仿真分析一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握和應(yīng)用Multisim 9軟件2掌握測試電阻元件伏安特性的方法3掌握用直流掃描分析的方法測量二實(shí)驗(yàn)原理掌握電阻的伏安特性是了解電阻特性的必要手段,測定電阻元件的伏安特性是測量電阻兩端的電壓U與流過的電流I的關(guān)系在Multisim 9中既可以像現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室中使用電壓表和電流表進(jìn)行逐點(diǎn)測量,也可以利用其“直流掃描分析(DC sweep)”分析法直接形成伏安關(guān)系曲線三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容特別提示:Multisim 9軟件在電路仿真過程中,當(dāng)電路中任何參數(shù)有變動(dòng)時(shí)都需要重新進(jìn)行仿真1編輯原理圖雙擊Multisim 9圖標(biāo),打開Multisim 9的界面(1)直流電

2、壓源的選擇單擊元件工具欄(圖1)中的“放置信號(hào)源庫(Place Source)”圖標(biāo),彈出如圖2所示的對(duì)話框右鍵單擊工作區(qū),彈出右鍵快捷菜單,選擇“放置元件(Place Component)”,彈出如圖2所示的對(duì)話框提示:可直接使用快捷鍵,Ctrl+W圖1 元件工具欄圖2 放置信號(hào)源庫元件選擇對(duì)話框該對(duì)話框應(yīng)做如下操作:l “數(shù)據(jù)庫(Database)”下拉列表:選擇“主數(shù)據(jù)庫(Master Database)”項(xiàng)l “組(Group)”下拉列表:選擇“Sources”項(xiàng)l “系列(Family)”欄:選擇“POWER_SOURCES”項(xiàng)l “元件(Component)”欄:選擇“DC_POW

3、ER”項(xiàng)l “確定(OK)”按鈕:單擊該按鈕,即直流電壓源被選中,選出的直流電壓源緊隨著光標(biāo)指針在電路窗口工作區(qū)內(nèi)移動(dòng),移動(dòng)到合適位置,單擊左鍵,則會(huì)重新彈出如圖2所示的對(duì)話框l “關(guān)閉(close)”按鈕:單擊該按鈕,關(guān)閉當(dāng)前對(duì)話框.選擇的直流電壓源被放在電路工作區(qū)(2)接地的選擇單擊元件工具欄(圖1)中的“放置信號(hào)源庫(Place Source)”圖標(biāo),彈出如圖3所示的對(duì)話框右鍵單擊工作區(qū),彈出右鍵快捷菜單,選擇“放置元件(Place Component)”,彈出如圖3所示的對(duì)話框提示:可直接使用快捷鍵,Ctrl+W圖3 放置信號(hào)源庫元件選擇對(duì)話框該對(duì)話框應(yīng)做如下操作:l “數(shù)據(jù)庫(Dat

4、abase)”下拉列表:選擇“主數(shù)據(jù)庫(Master Database)”項(xiàng)l “組(Group)”下拉列表:選擇“Sources”項(xiàng)l “系列(Family)”欄:選擇“POWER_SOURCES”項(xiàng)l “元件(Component)”欄:選擇“GROUND”項(xiàng)l “確定(OK)”按鈕:單擊該按鈕,即接地被選中,選出的接地緊隨著光標(biāo)指針在電路窗口工作區(qū)內(nèi)移動(dòng),移動(dòng)到合適位置,單擊左鍵,則會(huì)重新彈出如圖3所示的對(duì)話框l “關(guān)閉(Close)”按鈕:單擊該按鈕,關(guān)閉當(dāng)前對(duì)話框,選擇的接地被放在電路工作區(qū)(3)電位器的選擇單擊元件工具欄(圖1)中的“放置基本元件庫(Place Basic)”圖標(biāo),彈

5、出基本元件庫元件選擇對(duì)話框,如圖4所示右鍵單擊工作區(qū),彈出右鍵快捷菜單,選擇“放置元件(Place Component)”,彈出如圖3所示的對(duì)話框提示:可直接使用快捷鍵,Ctrl+W圖4 基本元器件庫元件選擇對(duì)話框該對(duì)話框應(yīng)做如下操作:l “數(shù)據(jù)庫(Database)”下拉列表:選擇“主數(shù)據(jù)庫(Master Database)”項(xiàng)l “組(Group)”下拉列表:選擇“Basic”項(xiàng)l “系列(Family)”欄:選擇“BASIC_VIRTUAL(虛擬基本元器件)”項(xiàng)l “元件(Component)”欄:選擇“POTENTIOMETER_VIRTUAL”項(xiàng)該元件欄中的電位器是虛擬電位器,阻值可

6、以更改l “確定(OK)”按鈕:單擊該按鈕,即電位器被選中,選出的電位器緊隨著光標(biāo)指針在電路窗口工作區(qū)內(nèi)移動(dòng),移動(dòng)到合適位置,單擊左鍵,則會(huì)重新彈出如圖4所示的對(duì)話框l “關(guān)閉(Close)”按鈕:單擊該按鈕,關(guān)閉當(dāng)前對(duì)話框,選擇的電位器被放在電路工作區(qū)雙擊電位器,彈出電位器的屬性對(duì)話框:a.選擇參數(shù)(Value)項(xiàng):在Resistance欄中設(shè)置電阻數(shù)值單位;在Key欄中設(shè)置控制鍵,如選擇A這樣,按鍵盤上的A鍵,隨著電位器旁邊百分比的改變.相當(dāng)于滑線變阻器的觸頭在上下移動(dòng)按<a>鍵電阻值按百分比增大;按shift+<a>即<A>鍵,電阻值按百分比減小;在I

7、ncrement項(xiàng)中設(shè)置可調(diào)電阻增量(百分比)b.選擇標(biāo)簽(Label)項(xiàng):在參考標(biāo)識(shí)(RefDes)欄中可設(shè)置元件標(biāo)號(hào)c.選擇故障(Fault)項(xiàng):可設(shè)置元件故障,None(無)Open(開路)Short(短路)Leakage(漏電)(4)電阻的選擇單擊元件工具欄上的“放置基本元件庫(Place Basic)”圖標(biāo),彈出基本元件庫元件選擇對(duì)話框,該對(duì)話框應(yīng)做如下操作:l “數(shù)據(jù)庫(Database)”下拉列表:選擇“主數(shù)據(jù)庫(Master Database)”項(xiàng)l “組(Group)”下拉列表:選擇“Basic”項(xiàng)l “系列(Family)”欄:選擇“BASIC_VIRTUAL(虛擬基本元器

8、件)”項(xiàng)l “元件(Component)”欄:選擇“RESISTOR_VIRTUAL”項(xiàng)該元件欄中的電阻是虛擬電阻,阻值可以更改l “確定(OK)”按鈕:單擊該按鈕,即電阻被選中,選出的電阻緊隨著光標(biāo)指針在電路窗口工作區(qū)內(nèi)移動(dòng),移動(dòng)到合適位置,單擊左鍵,則會(huì)重新彈出對(duì)話框l “關(guān)閉(Close)”按鈕:單擊該按鈕,關(guān)閉當(dāng)前對(duì)話框,選擇的電阻被放在電路工作區(qū)(5)電壓表電流表的選擇單擊元件工具欄中的“指示器(Place Indicator)”圖標(biāo),彈出對(duì)話框如圖5所示,在此圖5 指示器庫元件選擇對(duì)話框?qū)υ捒蛑羞x擇電壓表和電流表,具體如下:電壓表的選擇:l “數(shù)據(jù)庫(Database)”下拉列表:

9、選擇“主數(shù)據(jù)庫(Master Database)”項(xiàng)l “組(Group)”下拉列表:選擇“Indicators”項(xiàng)l “系列(Family)”欄:選擇“VOLTMETER”項(xiàng)l “元件(Component)”欄:選擇所需要的電壓表l “確定(OK)”按鈕:單擊該按鈕,即電壓表被選中,選出的電壓表緊隨著光標(biāo)指針在電路窗口工作區(qū)內(nèi)移動(dòng),移動(dòng)到合適位置,單擊左鍵,則會(huì)重新彈出對(duì)話框l “關(guān)閉(Close)”按鈕:單擊該按鈕,關(guān)閉當(dāng)前對(duì)話框,選擇的電壓表被放在電路工作區(qū)電流表的選擇:l “數(shù)據(jù)庫(Database)”下拉列表:選擇“主數(shù)據(jù)庫(Master Database)”項(xiàng)l “組(Group)

10、”下拉列表:選擇“Indicators” 項(xiàng)l “系列(Family)”欄:選擇“AMMETER”項(xiàng)l “元件(Component)”欄:選擇所需要的電流表l “確定(OK)”按鈕:單擊該按鈕,即電流表被選中,選出的電流表緊隨著光標(biāo)指針在電路窗口工作區(qū)內(nèi)移動(dòng),移動(dòng)到合適位置,單擊左鍵,則會(huì)重新彈出對(duì)話框l “關(guān)閉(Close)”按鈕:單擊該按鈕,關(guān)閉當(dāng)前對(duì)話框,選擇的電流表被放在電路工作區(qū)(6)仿真開關(guān)兩個(gè)開關(guān),用以控制仿真進(jìn)程,按鈕的功能如下:按鈕:仿真啟動(dòng)停止按鈕,撥向左邊停止仿真,撥向右邊啟動(dòng)仿真按鈕:暫停仿真(7)元器件的操作元器件的調(diào)整:為便于電路的合理布局和連線.需對(duì)元器件進(jìn)行調(diào)整

11、如要對(duì)放置的元件進(jìn)行旋轉(zhuǎn),當(dāng)拖動(dòng)正在放置的元件幻象時(shí),按住以下鍵可進(jìn)行相應(yīng)操作Ctrl+R:元件順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°Ctrl+Shift+R:元件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°元器件的移動(dòng):單擊某個(gè)元件(左鍵不松開),拖動(dòng)該元件即可與其相連接的導(dǎo)線會(huì)自動(dòng)重新排列元器件的剪切復(fù)制粘貼刪除:選中元件后,使用菜單編輯(Edit)剪切 (Cut)編輯(Edit)復(fù)制 (Copy)編輯(Edit)粘貼 (Paste)編輯(Edit)刪除 (Delete)等菜單命令來實(shí)現(xiàn)提示:可使用相應(yīng)的快捷鍵,如Ctrl+X(剪切)Ctrl+C(復(fù)制)Ctrl+V(粘貼)等元器件參數(shù)的設(shè)置選中元件后,雙擊該元件,會(huì)彈

12、出相關(guān)的對(duì)話框,可進(jìn)行元件參數(shù)的修改和設(shè)置操作元件特性對(duì)話框具有多種選項(xiàng)可供設(shè)置,包括標(biāo)志(Label)參數(shù)(Vaiue)故障(Fault)引腳信息(Pin Info)變量信息(Variant)等(8)導(dǎo)線的連接在Multisim 9中線路的連接非常方便,一般有兩種情形兩元件的連接:只要將光標(biāo)指針移近所要連接的元件引腳一端,光標(biāo)指針自動(dòng)變?yōu)橐粋€(gè)小紅點(diǎn),單擊并拖動(dòng)指針至另一元件的引腳,在此出現(xiàn)一個(gè)小紅點(diǎn)時(shí)單擊,系統(tǒng)即自動(dòng)連接這兩個(gè)引腳之問的線路元件與某一線路之間連接:從元件引腳開始,指針指向該引腳并單擊,然后拖向所要連接的線路上再單擊,系統(tǒng)自動(dòng)連接這兩個(gè)點(diǎn)(9)根據(jù)以上介紹的方法,在電路的工作區(qū)

13、放置元件和儀表,構(gòu)建測試電路,如圖6所示圖6 伏安特性測試原理圖(10)電路的進(jìn)一步調(diào)整:為了使電路整潔規(guī)范,便于仿真,可以對(duì)電路進(jìn)行進(jìn)一步編輯處理l 調(diào)整元件位置:選定元件,按住鼠標(biāo)左鍵并將其拖到合適位置;或使用方向鍵移動(dòng)元件到合適位置l 改變元件標(biāo)號(hào):雙擊元件,在屬性對(duì)話框中可改變元件的標(biāo)號(hào)l 改變線路上的節(jié)點(diǎn)編號(hào):對(duì)準(zhǔn)線路雙擊左鍵,在彈出的快捷菜單的快捷菜單“標(biāo)簽(Net name)”項(xiàng)中可改變編號(hào)l 導(dǎo)線的刪除:單擊想要?jiǎng)h除的導(dǎo)線,執(zhí)行“Delete”命令即可刪除 2仿真操作 仿真操作過程如下: (1)按下鍵盤上的<a>鍵,將電位器調(diào)到100%,使電阻RL上電壓為最小值0

14、V (2)雙擊電位器,在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊“Value”選項(xiàng)卡,在“Resistance”項(xiàng)中選定電阻值50;在“Key”項(xiàng)中選A;在“Increment”項(xiàng)中設(shè)置可調(diào)電阻增量為10% (3)按下仿真開關(guān),激活電路,按下鍵盤上大寫<A>鍵,使電阻RL上電壓從0 V升壓到24 V,每隔4.8V測試一組電壓電流數(shù)據(jù) (4)將每個(gè)測試點(diǎn)的電壓電流數(shù)據(jù)填入表1中表1 伏安法測試數(shù)據(jù)01.49.614.419.224電流表讀數(shù)(mA)電壓表讀數(shù)(V)3采用直流掃描分析方法測量直流掃描分析的目的是觀察直流轉(zhuǎn)移特性當(dāng)輸入直流在一定范圍內(nèi)變化時(shí),分析輸出的變化情況例如,電壓源從0V升到24V,步長

15、為4.8V每個(gè)相應(yīng)的電壓都將計(jì)算出一套電路參數(shù)并用于顯示下面用它來分析電阻的伏安特性,步驟如下: (1)把圖6中電位器調(diào)到0%,即可調(diào)電阻輸出電壓為最大值24 V關(guān)閉仿真按鈕,在主窗口中依次執(zhí)行“仿真(Simulate)”/“分析(Analysis)”/“直流掃描分析(DC Sweep)”命令,將彈出如圖7所示對(duì)話框,分別設(shè)置輸入直流電壓源步長掃描初值和終值(2)單擊圖7中“輸出(0utput)”選項(xiàng)卡,得到輸出變量設(shè)置對(duì)話框,設(shè)置輸出變量,此處選擇電阻RL上電壓即圖6中節(jié)點(diǎn)3為輸出變量單擊左邊“$3”項(xiàng),再單擊“添加(Add)”按鈕,得到輸出變量設(shè)置對(duì)話框,如圖8所示(3)單擊“仿真(Sim

16、ulate)”按鈕,得到如圖9所示的分析結(jié)果四實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)測試數(shù)據(jù),繪制伏安特性曲線2總結(jié)應(yīng)用Multisim 9軟件做仿真實(shí)驗(yàn)的體會(huì)圖7 直流掃描分析設(shè)置圈8 直流掃描分析輸出變量設(shè)置 圖9 直流掃描分析輸出結(jié)果實(shí)驗(yàn)二 戴維南定理得驗(yàn)證一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證戴維南定理的正確性,加深對(duì)戴維南定理的理解2掌握測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電勢E和等效電阻Ro的方法3進(jìn)一步熟悉Multisim仿真軟件的使用方法二實(shí)驗(yàn)原理1戴維南定理任何一個(gè)線性的有源二端網(wǎng)絡(luò),都可以利用一個(gè)電壓源來等效代替,等效電壓源的電動(dòng)勢等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓,內(nèi)阻等于有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后所對(duì)應(yīng)的無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻除源方法:電壓源短路

17、,電流源開路2有源單端口網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測量方法 1)開路電壓,短路電流法在有源單端口網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時(shí),用電壓表直接測其輸出端的開路電壓Ucc,然后將其輸出端短路,用電流表測其短路電流,則內(nèi)阻為:2)半電壓法當(dāng)負(fù)載電壓為被測被測網(wǎng)絡(luò)開路電壓一半時(shí),負(fù)載電路即為有源端口網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)電阻三實(shí)驗(yàn)步驟戴維南定理是電路分析中常用簡化電路的基本方法之一在電路原理中都是采用理論分析,在Multisim9.0中,可以很方便的對(duì)定理進(jìn)行驗(yàn)證設(shè)有電路如圖所示,求電阻中的電流1） 編輯原理圖 雙擊Multisim9.0圖標(biāo),打開仿真軟件 （1） 電壓源和接地符號(hào)的選擇單擊元件工具欄中的place source 圖標(biāo),

18、彈出如圖所示對(duì)話框電源元件選擇對(duì)話框?qū)υ搶?duì)話框做如下操作:“Family”欄:選擇“POWER-SOURCES”項(xiàng)“Componet”欄:雙擊選擇“DC_POWER”雙擊后,即可選擇電壓源,移動(dòng)光標(biāo)到合適位置,單擊鼠標(biāo),放置電壓源同理,“Componet”欄中,雙擊選擇“GROUND”,即可選擇接地符號(hào)（2） 電流源的選擇對(duì)電源元件選擇對(duì)話框做如下操作:“Family”欄:選擇“”項(xiàng)“Componet”欄:雙擊選擇“”雙擊后,即可選擇電流源,移動(dòng)光標(biāo)到合適位置,單擊鼠標(biāo),放置電流源（3） 電阻的選擇方法一 標(biāo)稱電阻的選擇單擊元件工具欄中的Place Basic圖標(biāo),彈出基本元件選擇對(duì)話框,如圖

19、所示對(duì)該對(duì)話框做如下操作:“Group”欄:選擇“Basic”項(xiàng)“Family”欄:選擇“RESISTOR”項(xiàng)該元件欄中的電阻都是標(biāo)稱電阻,是根據(jù)真實(shí)電阻元件而設(shè)計(jì)的,阻值不能編輯“Componet”欄:根據(jù)需要,選擇相應(yīng)的電阻方法二 虛擬電阻的選擇調(diào)出虛擬元件工具欄:View菜單 Toolbars virtual虛擬元件菜單如圖所示虛擬儀表工具欄單擊“Show Basic Family”圖標(biāo)右邊的下拉小三角,調(diào)出虛擬基本組件選擇對(duì)話框,如圖所示單擊Place virtual Resistor選項(xiàng),即可選擇虛擬電阻虛擬電阻選擇后,雙擊虛擬電阻圖標(biāo),打開虛擬電阻屬性面板如圖所示,在屬性面板中,可

20、以根據(jù)需要修改電阻的阻值,對(duì)電阻設(shè)置故障等（4） 單刀雙擲開關(guān)的選擇單刀雙擲開關(guān)的選擇與標(biāo)稱電阻選擇方法相似,在基本元件選擇對(duì)話框中,進(jìn)行如下操作:“Group”欄:選擇“Basic”項(xiàng)“Family”欄:滾動(dòng)下拉條,選擇“SWICH”項(xiàng)“Componet”欄:選擇“SPDT“選項(xiàng),即可選擇單刀雙擲開關(guān)（5） 電壓表電流表的選擇單擊元件工具中的指示器(Place Indicator)圖標(biāo),在打開的對(duì)話框中選擇電壓表電流表（6） 數(shù)字式萬用表的選擇調(diào)出測量儀表工具欄:View菜單 Toolbars Instrunments單擊萬用表圖標(biāo),即可調(diào)出萬用表,如圖所示雙擊圖標(biāo)彈出如圖所示面板,在該面板

21、中可以選擇測量對(duì)象（7） 元件的操作元件的移動(dòng):單擊某個(gè)元件(左鍵不松開),拖動(dòng)該元件即可單擊某個(gè)元件,利用上下左右鍵,也可以移動(dòng)某個(gè)元件元件的旋轉(zhuǎn)Ctrl+R:元件順時(shí)針旋轉(zhuǎn)Ctrl+shift+R:元件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)元件的剪切復(fù)制粘貼刪除:與Word文檔的操作相同元件參數(shù)的設(shè)置選中元件后,雙擊該元件,即可打開相關(guān)的屬性面板,提供元件參數(shù)的修改和設(shè)置（8） 導(dǎo)線的連接鼠標(biāo)移動(dòng)到元件的一端時(shí),光標(biāo)自動(dòng)變?yōu)橐粋€(gè)小紅點(diǎn),單擊移動(dòng)指針到另外一個(gè)元件的一個(gè)引腳,光標(biāo)變?yōu)榧t點(diǎn)后單擊,系統(tǒng)自動(dòng)將兩個(gè)元件相連根據(jù)以上介紹,在Multisim9.0工作區(qū)中,編輯如下圖所示電路戴維南定理的驗(yàn)證2） 仿真操作（1）

22、測試開路電壓按動(dòng)A鍵,使開關(guān)接電壓表,按下仿真開關(guān),可以從電壓表直接讀出開路電壓= （2） 測試短路電流按動(dòng)A鍵,使開關(guān)接電流表,按下仿真開關(guān),可以從電流表直接讀出短路電流= （3） 等效電阻的測量根據(jù)前面(1)(2)步驟求得的開路電壓和短路電流/= 根據(jù)等效電阻的定義,將電源去除后,可利用萬用表電阻檔測量等效電阻,如下圖所示等效電阻 將上面兩種方法比較(4)在ab兩點(diǎn)間接一個(gè)電流表和一個(gè)2的電阻,如下圖所示,按下仿真開關(guān),測量2電阻中的電流I= (5)根據(jù)(1)(3)步驟的結(jié)果,在仿真軟件中,編輯戴維南等效電路,然后接入2電阻,如下圖所示,測量2電阻中的電流I= 比較(4)(5)兩步驟中電流

23、的大小,從而驗(yàn)證戴維南定理五實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)三 疊加原理的驗(yàn)證一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?進(jìn)一步掌握和應(yīng)用Multisim 9軟件2掌握電路的測量與分析方法3驗(yàn)證疊加原理二實(shí)驗(yàn)原理在線性電路中,任一支路的電流(或電壓)都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路中產(chǎn)生的電流(或電壓)的代數(shù)和,這就是疊加原理當(dāng)一個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí),其它電源去掉,內(nèi)阻保留在原電路中電源去掉方法:電流源開路,電壓源短路(先把電壓源于電路斷開,后用導(dǎo)線短接,切忌,不可直接用導(dǎo)線短接電壓源,以免損壞電源設(shè)備)三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1編輯實(shí)驗(yàn)原理圖雙擊Multisim 9圖標(biāo),打開Multisim 9的界面按原理圖從元件庫中選擇元件和儀表,構(gòu)建實(shí)驗(yàn)測試電路圖

24、1 疊加原理測試原理圖調(diào)整元件位置:選中元件,按住鼠標(biāo)左鍵并將其拖到合適位置改變元件屬性:雙擊元件,在屬性對(duì)話框中可改變元件的數(shù)值單位控制鍵等導(dǎo)線的刪除:單擊想要?jiǎng)h除的導(dǎo)線,按“Delete”按鈕即可刪除2仿真操作仿真操作過程如下:電壓源V1單獨(dú)作用在J1處,按“1”鍵,使開關(guān)與電壓源V1連接,在J2處,按“2”鍵,使開關(guān)與電壓源V2斷開讓電壓源V1單獨(dú)作用,按下仿真開關(guān),激活電路,讀取電壓表電流表的顯示數(shù)據(jù),將測量值填入表1中電壓源V2單獨(dú)作用在J2處,按“2”鍵,使開關(guān)與電壓源V2連接,在J1處,按“1”鍵,使開關(guān)與電壓源V1斷開讓電壓源V2單獨(dú)作用,按下仿真開關(guān),激活電路,讀取電壓表電流

25、表的顯示數(shù)據(jù),將測量值填入表1中電壓源V1V2同時(shí)作用將兩個(gè)開關(guān)都與電壓源連接,此時(shí)電壓源V1V2同時(shí)作用于電路按下仿真開關(guān),激活電路,讀取電壓表電流表的顯示數(shù)據(jù),將測量值填入表1中處理測量出的數(shù)據(jù).并與測量出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,驗(yàn)證疊加原理的正確性表1 實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)測量V1單獨(dú)作用I1I2I3U3V2單獨(dú)作用I1”I2”I3”U3”V1V2同時(shí)作用I1I2I3U3疊加結(jié)果I1I2I3U3四實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)基爾霍夫電流定律計(jì)算I3填入表12理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,進(jìn)一步驗(yàn)證疊加原理3根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算三個(gè)電阻所消耗的功率是多少?能否用疊加原理計(jì)算?為什么?試用具體數(shù)據(jù)說明之實(shí)驗(yàn)四 一階電路的暫態(tài)分

26、析一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握利用電子仿真軟件Multisim9.0 設(shè)計(jì)和完成RC一階電路虛擬實(shí)驗(yàn)2通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)時(shí)間常數(shù)概念的理解,了解RC一階電路充放電電流電壓變化規(guī)律,并掌握電容充放電時(shí)間常數(shù)的計(jì)算和測量方法3加深理解一階電路時(shí)域相應(yīng)的基本規(guī)律和特點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)原理電路從一個(gè)穩(wěn)態(tài)到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的變化過程稱為電路的過渡過程,也稱電路的暫態(tài)過程因?yàn)殡娐分写嬖陔娙蓦姼械葍?chǔ)能元件,而儲(chǔ)能元件所存儲(chǔ)的能量在換路的瞬間不能發(fā)生突變,所以電容兩端的電壓和流過電感的電流不能發(fā)生突變電路中只有一個(gè)獨(dú)立儲(chǔ)能元件的電路稱為一階電路一階電路的暫態(tài)響應(yīng)曲線呈指數(shù)規(guī)律變化當(dāng)電路換路時(shí),由于電容兩端的電壓不能發(fā)生突變,電路從先前的穩(wěn)態(tài)

27、重新建立穩(wěn)態(tài)需要一個(gè)過程,這個(gè)過程是一個(gè)暫態(tài)過程,其持續(xù)時(shí)間由時(shí)間常數(shù)決定越大,變換過程越緩慢電容的充放電波形如圖所示 充電波形圖 放電波形圖微分電路和積分電路是RC一階電路中教典型的電路,它對(duì)電路元件的參數(shù)和輸入信號(hào)的周期有特定的要求一個(gè)簡單的RC串聯(lián)電路,在方波序列脈沖的重復(fù)激勵(lì)下,當(dāng)滿足T/2(T為方波信號(hào)的周期)時(shí),且由R端做出響應(yīng),即構(gòu)成微分電路當(dāng)滿足T/2,且由C端做出響應(yīng),即構(gòu)成積分電路三實(shí)驗(yàn)步驟1)觀察充放電電流波形和充放電電容電壓波形在Multisim9.0軟件的工作區(qū),編輯電路圖如下圖所示設(shè)置電路參數(shù),利用示波器的A通道測量電阻R1兩端的電壓,B通道測量電容兩端電壓波形改變

28、電路參數(shù),將C1分別設(shè)置為5uF20uF,重復(fù)上述步驟,將觀察到的波形繪制在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中2)微分電路 在Multisim工作平臺(tái)中編輯如下圖所示電路圖,設(shè)置電路參數(shù),信號(hào)源選擇頻率為10Hz,幅值為10V的方波信號(hào)利用A通道觀察方波信號(hào),B通道觀察電阻R1上的電壓信號(hào)啟動(dòng)仿真程序,從虛擬示波器屏幕上觀察微分波形,將波形存入實(shí)驗(yàn)報(bào)告中令電容的值為0.5uF和2uF,重復(fù)上述步驟,將波形存入實(shí)驗(yàn)報(bào)告中3)積分電路 在Multisim工作平臺(tái)中編輯如下圖所示電路圖,設(shè)置電路參數(shù),信號(hào)源選擇頻率為10Hz,幅值為10V的方波信號(hào)利用A通道觀察方波信號(hào),B通道觀察電容C1上的電壓信號(hào)啟動(dòng)仿真程序,從虛擬示

29、波器屏幕上觀察微分波形,將波形存入實(shí)驗(yàn)報(bào)告中令電容的值為0.5uF和2uF,重復(fù)上述步驟,將波形存入實(shí)驗(yàn)報(bào)告中四實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.記錄實(shí)驗(yàn)過程中測得的電壓電流波形2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)曲線結(jié)果,說明電容器充放電時(shí)電流電壓變化規(guī)律及電路參數(shù)對(duì)波形的影響3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明RC串聯(lián)電路作微分及積分電路時(shí)的參數(shù)條件實(shí)驗(yàn)五 交流電路的頻域分析一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握和應(yīng)用Multisim 9軟件2掌握交流電路的頻域分析方法3掌握濾波器的頻率特性二實(shí)驗(yàn)原理在交流電路中,電感感抗和電容容抗的大小都與頻率有關(guān)當(dāng)電源的頻率發(fā)生變化時(shí),感抗和容抗將隨之變化,從而使電路中各部分的響應(yīng)也隨之變化通常把這種響應(yīng)與頻率之間的關(guān)系稱為頻率特性或

30、頻率響應(yīng)研究電路的頻率特性也稱為電路的頻域分析1低通濾波器圖1所示是RC串聯(lián)電路,為輸入電壓,為輸出電壓,兩者都是頻率的函數(shù)通常將輸出電壓與輸入電壓的比值稱為電路的傳遞函數(shù),用表示,它是一個(gè)復(fù)數(shù)圖1 低通濾波器式中是傳遞函數(shù)的模,其隨變化的特性稱為幅頻特性是傳遞函數(shù)的輻角,其隨變化的特性稱為相頻特性頻率特性如圖2所示(a)幅頻特性 (b)相頻特性圖2 低通濾波器的頻率特性由圖可知,當(dāng)時(shí),變化不大,接近1;當(dāng)時(shí),明顯減小這表明上述RC電路具有使低頻信號(hào)較易通過而抑制高頻信號(hào)的作用,因此稱該電路為低通濾波電路,簡稱低通濾波器稱為截止頻率,即頻率高于截止頻率的輸入信號(hào)不能通過該電路傳送到輸出端2高通

31、濾波器電路如圖3所示,其傳遞函數(shù)為圖3 高通濾波器式中頻率特性如圖4所示(a)幅頻特性 (b)相頻特性圖4 高通濾波器的頻率特性由圖可知,當(dāng)時(shí),變化緩慢,幅值近似于1;當(dāng)時(shí),幅值較小這表明上述RC電路具有使高頻信號(hào)較易通過而抑制低頻信號(hào)的作用,因此稱該電路為高通濾波電路,簡稱高通濾波器稱為截止頻率,即頻率低于截止頻率的輸入信號(hào)不能通過該電路傳送到輸出端3帶通濾波器圖5 帶通濾波器帶通濾波器如圖5所示,其傳遞函數(shù)為式中頻率特性如圖6所示(a)幅頻特性 (b)相頻特性圖6 帶通濾波器的頻率特性由圖可知,當(dāng)時(shí),為最大值;而表明這時(shí)的輸出電壓與輸入電壓同相頻率大于或小于時(shí),傳遞函數(shù)的幅值均下降,當(dāng)下降

32、到最大值0.707倍時(shí)的低高端頻率和分別稱為低端截止頻率和高端截止頻率它們之間的差值稱為通頻帶,即與高低通濾波器不同,該電路只允許中間頻帶的信號(hào)通過,因此,稱為帶通濾波器三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1編輯原理圖雙擊Multisim 9圖標(biāo),打開Multisim 9的界面(1)波特圖示儀(Bode Plotter)的選擇 波特圖示儀可用來測量和顯示電路或系統(tǒng)的幅頻特性與相頻特性單擊儀表欄中的波特圖圖標(biāo)后,圖標(biāo)緊隨著光標(biāo)指針在電路窗口工作區(qū)內(nèi)移動(dòng),移動(dòng)到合適位置,單擊左鍵,該儀表就被放置在工作窗口中該儀表能夠產(chǎn)生一個(gè)頻率響應(yīng)的圖形,這對(duì)于分析濾波電路非常有用常用來測量信號(hào)的電壓增益和相位變換波特圖的圖標(biāo)及操作面板分

33、別如圖7和圖8所示如圖7所示波特圖儀有IN和OUT兩對(duì)端口,其中IN端口的“+”和“-”分別接電路輸入端的正端和負(fù)端;OUT端口的“+”和“-”分別接電路輸出端的正端和負(fù)端使用波特圖時(shí),必須在電路的輸入端接入AC(交流)信號(hào)源雙擊波特圖圖標(biāo),在波特圖操作面板上單擊“幅度(Magnitude)”按鈕,波特圖顯示幅頻特性及相關(guān)設(shè)置;單擊“相位(Phase)”按鈕則顯示相頻特性及相關(guān)設(shè)置坐標(biāo)設(shè)置區(qū):在垂直(Vertical)坐標(biāo)或水平(Horizontal)坐標(biāo)控制面板圖框內(nèi),按下“對(duì)數(shù)(Log)”按鈕,則坐標(biāo)以對(duì)數(shù)的形式顯示;按下“線性(Lin)”按鈕,則坐標(biāo)以線性的結(jié)果顯示 水平坐標(biāo)刻度總是顯示

34、頻率值,包括兩欄:F表示終值頻率,I表示初始頻率垂直坐標(biāo)顯示縱坐標(biāo)數(shù)值.也包括兩欄:F表示終值,I表示初始值在信號(hào)頻率范圍很寬的電路中分析電路頻率響應(yīng)時(shí),通常選用對(duì)數(shù)坐標(biāo)所繪出的頻率特性曲線稱為波特圖圖7 波特圖示圖標(biāo) 圖8 波特圖的操作面板控制區(qū):包括三個(gè)按鈕,其中“反向(Reverse)”按鈕和“保存(save)”按鈕功能和示波器的兩個(gè)按鈕的功能一樣單擊“設(shè)置(set)”按鈕將彈出參數(shù)設(shè)置對(duì)活框,在此窗口可以設(shè)置求解點(diǎn)數(shù)(1l 000點(diǎn)),數(shù)值越大分辨率越高坐標(biāo)數(shù)值的讀出:要準(zhǔn)確測量特性曲線上任意點(diǎn)的頻率增益或相位差.可用鼠標(biāo)拖動(dòng)讀數(shù)指針(波特圖儀中的垂直光標(biāo)),或者用讀數(shù)指針移動(dòng)按鈕(圖

35、8中左右箭頭)來移動(dòng)讀數(shù)指針到需要測量的點(diǎn),讀數(shù)指針與曲線交點(diǎn)處的頻率和增益或相位角的數(shù)值顯示在波特圖儀下部的讀數(shù)框中(2)按原理圖從元件庫儀表工具欄中選擇元件和儀表,構(gòu)建實(shí)驗(yàn)測試電路圖7 低通濾波器測試電路圖8 高通濾波器測試電路2仿真操作(1)低通濾波器設(shè)置電路參數(shù),電源信號(hào)選擇頻率為1kHz幅值為10V雙擊示波器圖標(biāo),設(shè)置“A”通道Channel A的靈敏度為5V/Div,“B”通道Channel B的靈敏度為1V/Div,掃描速度Time base為200s/Div按下仿真按鈕,激活電路,在示波器上方一個(gè)比較大的長方形區(qū)域可觀察到如圖9所示的輸入輸出波形按下仿真暫停按鈕,將波形鎖定,在

36、示波器屏幕兩邊拉出兩條讀數(shù)指針即游標(biāo)1和2,移動(dòng)1號(hào)游標(biāo)使其與“A”通道信號(hào)的交點(diǎn)VA1的值為最大值,即輸入信號(hào)的最大值= V移動(dòng)2號(hào)游標(biāo)使其與“B”通道信號(hào)的交點(diǎn)VB2值為最大值,即輸出信號(hào)的最大值 V測量輸入與輸出波形之間的相位差,為信號(hào)源的頻率,此時(shí)圖9中游標(biāo)l與游標(biāo)2之間的時(shí)間差即示波器屏幕下方“”欄的數(shù)據(jù)為位 s在波特圖模式(Mode)控制框內(nèi)按下“幅度(Magnitude)”按鈕,波特圖顯示幅頻特性在水平坐標(biāo)控制面板圖框內(nèi),水平坐標(biāo)刻度總是顯示頻率值,包括兩欄:F表示終值頻率,單擊該欄選擇MHz;I表示初始值,單擊該欄選擇mHz;在垂直坐標(biāo)控制面板圖框內(nèi),按下“對(duì)數(shù)(Log)”按鈕

37、,則坐標(biāo)以對(duì)數(shù)的形式顯示;顯示縱坐標(biāo)數(shù)值包括兩欄:F表示終值,單擊該欄選擇0dB;I表示初始值,單擊該欄選擇-200 dB測量低通濾波器上截止頻率用鼠標(biāo)拖動(dòng)讀數(shù)指針(位于波特圖儀中的垂直光標(biāo)),或者用讀數(shù)指針移動(dòng)按鈕(圖8中左右箭頭)來移動(dòng)讀數(shù)指針到-3dB測量點(diǎn),讀數(shù)指針與曲線的交點(diǎn)處的頻率顯示在波特圖儀下部的讀數(shù)框中, Hz在同一測試電路中,在波特圖操作面板上模式(Mode)控制框內(nèi)按下“相位(Phase)”按鈕,就可以很方便地得到電路的相頻特性 用鼠標(biāo)拖動(dòng)讀數(shù)指針,或者用讀數(shù)指針移動(dòng)按鈕來移動(dòng)讀數(shù)指針到-45Deg測量點(diǎn),數(shù)值顯示在波特圖儀下部的讀數(shù)框中, Hz 圖9 低通濾波器的測試波

38、形(2)高通濾波器設(shè)置電路參數(shù),電源信號(hào)選擇頻率為1kHz幅值為10V雙擊示波器圖標(biāo),設(shè)置“A”通道Channel A的靈敏度為5V/Div,“B”通道Channel B的靈敏度為50mV/Div,掃描速度Time base為200s/Div按下仿真按鈕,激活電路,雙擊示波器觀察輸入輸出波形按下暫停按鈕,將波形鎖定,在示波器屏幕兩邊拉出兩條讀數(shù)指針即游標(biāo)1和2,移動(dòng)l號(hào)游標(biāo)使其與“A”通道信號(hào)的交點(diǎn)VA1的值為最大值,即輸入信號(hào)的最大值= V移動(dòng)2號(hào)游標(biāo)使其與“B”通道信號(hào)的交點(diǎn)VB2值為最大值,即輸出信號(hào)的最大值 V注意:輸出信號(hào)超前輸入信號(hào),測量兩相鄰波峰值測量輸入與輸出波形之間的相位差,

39、為信號(hào)源的頻率,此時(shí)兩個(gè)游標(biāo)l與游標(biāo)2之間的時(shí)間差即示波器屏幕下方“”欄的數(shù)據(jù)為位 s注意圖中輸出信號(hào)超前輸人信號(hào).所以為負(fù)數(shù)在波特圖模式(Mode)控制框內(nèi)按下“幅度(Magnitude)”按鈕,波特圖顯示幅頻特性在水平坐標(biāo)控制面板圖框內(nèi),水平坐標(biāo)刻度總是顯示頻率值,包括兩欄:F表示終值頻率,單擊該欄選擇GHz;I表示初始值,單擊該欄選擇mHz;在垂直坐標(biāo)控制面板圖框內(nèi),按下“對(duì)數(shù)(Log)”按鈕,則坐標(biāo)以對(duì)數(shù)的形式顯示;顯示縱坐標(biāo)數(shù)值包括兩欄:F表示終值,單擊該欄選擇0dB;I表示初始值,單擊該欄選擇-200 dB測量高通濾波器上截止頻率用鼠標(biāo)拖動(dòng)讀數(shù)指針(位于波特圖儀中的垂直光標(biāo)),或者

40、用讀數(shù)指針移動(dòng)按鈕來移動(dòng)讀數(shù)指針到-3dB測量點(diǎn),讀數(shù)指針與曲線的交點(diǎn)處的頻率顯示在波特圖儀下部的讀數(shù)框中, Hz從測量結(jié)果可以看出,信號(hào)源的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于高通濾波器下截止頻率.所以輸出信號(hào)很小在同一測試電路中,在波特圖操作面板上模式(Mode)控制框內(nèi)按下“相位(Phase)”按鈕,就可以很方便地得到電路的相頻特性 用鼠標(biāo)拖動(dòng)讀數(shù)指針,或者用讀數(shù)指針移動(dòng)按鈕來移動(dòng)讀數(shù)指針到-45Deg測量點(diǎn),數(shù)值顯示在波特圖儀下部的讀數(shù)框中, Hz 把圖8電路中的輸入信號(hào)頻率改成200 kHz,此頻率大于該高通濾波器的下截止頻率,觀察電路輸出信號(hào)的大小.從而加深對(duì)濾波器的理解(3)帶通濾波器按原理圖5選擇合適

41、元件,構(gòu)建帶通濾波器測試電路仿照低通高通濾波器的測試步驟,觀察帶通濾波器的輸入輸出波形;幅頻相頻特性四實(shí)驗(yàn)報(bào)告記錄低通高通濾波器各測量值,計(jì)算輸入輸出之間的相位差值思考電路參數(shù)對(duì)濾波器的影響實(shí)驗(yàn)六 單管低頻電壓放大電路一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 學(xué)習(xí)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法和測試方法2、 學(xué)習(xí)單管低頻放大電路電壓放大倍數(shù)的測試方法3、 觀察靜態(tài)工作點(diǎn)的變化對(duì)電壓放大倍數(shù)和輸出波形的影響,加深對(duì)共發(fā)射極單管低頻放大電路特性的理解4、 進(jìn)一步理解旁路電容和負(fù)載電阻對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響5、 熟悉示波器等常用電子儀器的使用方法二實(shí)驗(yàn)原理單管低頻放大電路是組成各種放大電路的基本元件,原理圖如下圖所示對(duì)電壓放大器

42、的基本要求是不失真地放大電路要使放大電路能夠正常工作,必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)為了獲得最大不失真輸出電壓,靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)該選在交流負(fù)載線的中間位置靜態(tài)工作點(diǎn)太低,容易產(chǎn)生截止失真反之,靜態(tài)工作點(diǎn)太高,容易出現(xiàn)飽和失真單管低頻放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)是指放大電路沒有交流輸入信號(hào),在給定電路的參數(shù)下,三極管各極的直流電流直流電壓的數(shù)值(即)產(chǎn)生靜態(tài)工作點(diǎn)的電路稱為偏置電路本次實(shí)驗(yàn),采用分壓式偏置電路,這種電路的靜態(tài)工作點(diǎn)比較穩(wěn)定調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的方法:在放大器的輸入端加上1個(gè)1KHz的小信號(hào),用示波器觀察輸出波形,然后逐漸增大信號(hào)幅值,直到輸出信號(hào)出現(xiàn)失真,如果,飽和失真和截止失真比較對(duì)稱,則靜態(tài)工作點(diǎn)在交

43、流負(fù)載線的中間位置否則,可已通過調(diào)節(jié)電位器R1,調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的位置電壓放大器的放大能力,用電壓放大倍數(shù)Au來衡量Uo/Ui其中:Uo輸出電壓的有效值 Ui輸入信號(hào)的有效值本實(shí)驗(yàn)中,電壓放大倍數(shù)為:如果不加旁路電容支路,則電壓放大倍數(shù)為:三實(shí)驗(yàn)步驟1在仿真軟件中,按照上圖聯(lián)結(jié)電路注意電解電容的極性2調(diào)節(jié)電阻R1,使集電極電流為1.5mA3在輸入端加入頻率為1KHz幅度為10mV的正弦信號(hào)用示波器觀察輸入與輸出信號(hào)的波形4調(diào)節(jié)R1,當(dāng)輸出波形的正峰或負(fù)峰剛要出現(xiàn)失真時(shí),切斷輸入信號(hào),用微安表記錄基極電路IB,用電壓表記錄集電極和發(fā)射極之間的電壓VCE,填入下表當(dāng)中R4=5.1千歐Vcc=12V正

44、峰削波負(fù)峰削波不失真靜態(tài)電路及電壓IB uAVCE= VIB uAVCE= VIB= uAVCE= V輸出波形表5接上信號(hào)源,保持輸入信號(hào)的頻率不變,逐漸增大輸入信號(hào)的幅度,調(diào)節(jié)R1,使放大電路的輸出波形同時(shí)出現(xiàn)失真為止此時(shí)放大電路的靜態(tài)工作電已經(jīng)調(diào)節(jié)到交流負(fù)載線的中點(diǎn)6放大倍數(shù)測試:當(dāng)R4=5.1歐姆,給放大電路的輸入頻率f=1KHz,幅度Vi=10mV正弦信號(hào),用示波器觀察輸出信號(hào)的波形,在信號(hào)波形不失真的情況下,測定RL=及RL=5.1千歐時(shí)的電壓放大倍數(shù),填入下表?xiàng)l件ViVoAuR4=5.1RL=R4=5.1RL=5.18觀察集電極電阻,負(fù)載電阻的改變,對(duì)放大電路輸出波形的影響不接負(fù)載

45、時(shí),逐漸增大輸入信號(hào),使輸出信號(hào)恰好不失真改變R4的阻值為510歐姆,5.1千歐和10千歐,觀察輸出信號(hào)的波形,并記錄在下表當(dāng)中四實(shí)驗(yàn)報(bào)告1為提高放大電路的放大倍數(shù),應(yīng)該采取哪些措施?2為什么說分壓式偏置放大電路能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),說明其物理過程3飽和失真和截止失真是怎樣產(chǎn)生的?若波形既有飽和失真,又具有截止失真,是否說明靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不合理?4當(dāng)輸出端開路時(shí),從放大倍數(shù)的公式可以看,R4與放大倍數(shù)成正比,是否R4增大,電壓放大倍數(shù)就一定增大?為什么?集電極電阻對(duì)放大器輸出波形的影響ViR4輸出波形是否失真mV510歐姆5.1千歐10千歐實(shí)驗(yàn)七 直流穩(wěn)壓電源一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握整流濾波穩(wěn)壓電路工作原

46、理,了解各元件在電路中的作用2觀察電容濾波的作用,了解電容負(fù)載對(duì)整流輸出電壓的影響3學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源調(diào)試和測試方法二實(shí)驗(yàn)原理直流穩(wěn)壓電源是電子設(shè)備中最基本最常用的儀器之一它作為能源,可保證電子設(shè)備的正常運(yùn)行直流穩(wěn)壓電源一般由變壓器整流電路濾波電路和穩(wěn)壓電路等部分組成如圖1所示整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路圖1 直流穩(wěn)壓電源的組成電源變壓器的作用是將交流電源的電壓變換為整流電路所需要的交流電壓整流電路是利用二極管的單向?qū)щ娦?將交流電轉(zhuǎn)變成脈動(dòng)的直流電在小功率直流穩(wěn)壓電源中,整流電路可采用由二極管組成的單相橋式整流電路,也可采用集成橋塊整流電路;大功率整流電路多采用三相橋式二極管或晶閘管可控整流電路濾

47、波電路是利用電抗元件(電容電感)的儲(chǔ)能作用,濾去脈動(dòng)電壓中的交流分量,以平滑輸出電壓穩(wěn)壓電路的作用是保持輸出電壓的穩(wěn)定,使輸出電壓不隨電網(wǎng)電壓負(fù)載和溫度的變化而變化采用單相橋式整流電容濾波穩(wěn)壓管穩(wěn)壓的直流穩(wěn)壓電源電路如圖2所示圖2 直流穩(wěn)壓電源原理圖穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理:利用穩(wěn)壓管工作在反向擊穿狀態(tài)時(shí),電流在一定范圍內(nèi)變化,而電壓基本穩(wěn)定不變的特性,使負(fù)載上得到穩(wěn)定的電壓由于穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓管與負(fù)載電阻并聯(lián),因此這種穩(wěn)壓電路也稱為并聯(lián)穩(wěn)壓電路其工作過程如下:當(dāng)負(fù)載電阻不變,交流電源電壓增加時(shí),整流濾波后的輸出電壓增加,負(fù)載電壓V0也增加,即穩(wěn)壓管兩端的電壓增大,由穩(wěn)壓管的反向特性可知,

48、穩(wěn)壓管的反向電壓稍有增加,流過穩(wěn)壓管的電流將增加很多,因此,流過限流電阻RW的電流將增加,即RW上的電壓降增久,使V1的增量大部分降在RW上,從而使負(fù)載上的電壓V0基本保持不變其穩(wěn)壓過程可用下式表示當(dāng)電源電壓降低時(shí),其工作過程與上述相反電源電壓不變,負(fù)載變化時(shí)的穩(wěn)壓過程如下,設(shè)負(fù)載電流增大(即貝載電阻減小),則如負(fù)載電流減小時(shí)的穩(wěn)壓過程與上述過程相反因此,穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路是由穩(wěn)壓管起電流調(diào)節(jié)作用,限流電阻RW起電壓調(diào)整作用,兩者相互配合實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓目的根據(jù)負(fù)載的要求,設(shè)計(jì)穩(wěn)壓管電路一般可根椐以下條件選擇穩(wěn)壓管和限流電阻:穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓等于負(fù)載需求電壓 穩(wěn)壓管最大穩(wěn)定電流等于23倍負(fù)載最大電流 整流濾

49、波輸出電壓等于23倍的負(fù)載需求電壓 限流電阻應(yīng)滿足,當(dāng)交流電壓最低,負(fù)載電流最大時(shí),應(yīng)保證穩(wěn)壓管處于反向擊穿區(qū),即流過穩(wěn)壓管的電流應(yīng)大于穩(wěn)壓管的最小穩(wěn)定電流,而當(dāng)交流電壓最大,負(fù)載電流最小時(shí),流過穩(wěn)壓管的電流應(yīng)小于穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流即限流電阻的功率可按下式選擇三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1編輯原理圖雙擊Multisim 9圖標(biāo),打開Multisim 9的界面(1)變壓器的選擇單擊元件工具欄中的“放置基本元件庫(Place Basic)”圖標(biāo),彈出基本元件庫元件選擇對(duì)話框,如圖3,該對(duì)話框應(yīng)做如下操作:l “數(shù)據(jù)庫(Database)”下拉列表:選擇“主數(shù)據(jù)庫(Master Database)”項(xiàng)l “組(Gr

50、oup)”下拉列表:選擇“Basic”項(xiàng)l “系列(Family)”欄:選擇“BASIC_VIRTUAL(虛擬基本元器件)”項(xiàng)l “元件(Component)”欄:選擇“TS_VIRTUAL”項(xiàng)l 單擊“確定(OK)”按鈕,選擇該元件l 單擊“關(guān)閉(Close)”按鈕,關(guān)閉當(dāng)前對(duì)話框(2)整流橋的選擇單擊元件工具欄中的“放置基本元件庫(Place Basic)”圖標(biāo),彈出基本元件庫元件選擇對(duì)話框,如圖3,該對(duì)話框應(yīng)做如下操作:l “數(shù)據(jù)庫(Database)”下拉列表:選擇“主數(shù)據(jù)庫(Master Database)”項(xiàng)l “組(Group)”下拉列表:選擇“Diodes”項(xiàng)l “系列(Fam

51、ily)”欄:選擇“FWB”項(xiàng)l “元件(Component)”欄:選擇“MDA2500”項(xiàng)l 單擊“確定(OK)”按鈕,選擇該元件l 單擊“關(guān)閉(Close)”按鈕,關(guān)閉當(dāng)前對(duì)話框(3)穩(wěn)壓管的選擇單擊元件工具欄中的“放置基本元件庫(Place Basic)”圖標(biāo),彈出基本元件庫元件選擇對(duì)話框,如圖3,該對(duì)話框應(yīng)做如下操作:l “數(shù)據(jù)庫(Database)”下拉列表:選擇“主數(shù)據(jù)庫(Master Database)”項(xiàng)l “組(Group)”下拉列表:選擇“Diodes”項(xiàng)l “系列(Family)”欄:選擇“DIODES_VIRTUAL”項(xiàng)l “元件(Component)”欄:選擇“ZENER_VIRTUAL”項(xiàng)l 單擊“確定(OK)”按鈕,選擇該元件l 單擊“關(guān)閉(Close)”按鈕,關(guān)閉當(dāng)前對(duì)話框圖3 基本元器件庫元件選擇對(duì)話框2仿真操作(1)觀察和比較直流穩(wěn)壓電源各環(huán)節(jié)的波形選擇元器件按直流穩(wěn)壓電源原理圖構(gòu)建測試電路斷開開關(guān)J1,保持開關(guān)J2在如圖位置,雙擊示波器觀察負(fù)載兩端的電壓波形記錄該波形于表1中閉合開關(guān)J1,保持開關(guān)J2在如圖位置,雙擊示波器觀察負(fù)載兩端的電壓波形記錄該波形于表1中閉合開關(guān)J1,按“Space”鍵將開關(guān)J2打在接有電位