電路仿真實驗報告書

1、西安郵電學(xué)院電路分析基礎(chǔ)課程設(shè)計報 告 書學(xué)院名稱：電子工程學(xué)院學(xué) 生姓名： 辛雷專業(yè)名稱：光信息科學(xué)與技術(shù)班 級：光信0903/13實習(xí)時間：2010年11月24日 至2009年12月3日 報告內(nèi)容綜合設(shè)計設(shè)計1：設(shè)計二極管整流電路。條件：輸入正弦電壓，有效值220v，頻率50Hz；要求：輸出直流電壓20V+/-2V電路圖：波形圖如下：結(jié)果：通過電路，將220V的交流電轉(zhuǎn)化成了大約20V的直流電。結(jié)論分析：先用變壓器將220V的交流電轉(zhuǎn)化為20V的交流電，再用二極管將20V交流電的負值濾掉，電容充當(dāng)電源放電而且電壓保持不變，因為一直有來自二極管的電流充電，而且周期為0.02秒，即電容兩端電壓

2、能維持不變的放電到輸出端。將電容的C調(diào)的小一點可以使充放電的速度加快，就可以使得輸出電壓變化幅度很小。設(shè)計2：設(shè)計風(fēng)扇無損調(diào)速器。條件：風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與風(fēng)扇電機的端電壓成正比；風(fēng)扇電機的電感線圈的內(nèi)阻為200歐姆，線圈的電感系數(shù)為500mH。風(fēng)扇工作電源為市電，即有效值220V，頻率50Hz的交流電。要求：無損調(diào)速器，將風(fēng)扇轉(zhuǎn)速由最高至停止分為4檔，即0，1，2，3檔，其中0檔停止，3檔最高。電路圖：（開關(guān)從下至上依次為0，1，2，3檔）開關(guān)置0檔，風(fēng)扇停止，其兩端電壓波形如下圖：開關(guān)置1檔，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速最慢，其兩端電壓波形如下圖：開關(guān)置2檔，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速適中，其兩端電壓波形如下圖：開關(guān)置3檔，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速最快

3、，其兩端電壓波形如下圖：結(jié)果：由圖可知，當(dāng)開關(guān)分別置0，1，2，3時，風(fēng)扇兩端的電壓依次增大，其中當(dāng)風(fēng)扇置0檔時，電壓為零，滿足風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與風(fēng)扇電機的端電壓成正比的條件。結(jié)論分析：設(shè)計3：設(shè)計1階RC濾波器。 條件：一數(shù)字電路的工作時鐘為5MHz，工作電壓5V。但是該數(shù)字電路的+5v電源上存在一個100MHz的高頻干擾。 要求：設(shè)計一個簡單的RC電路，將高頻干擾濾除。電路圖：結(jié)果：由圖知，濾過的波形的頻率與5MHz基本一致，將高頻100MHz濾去，符合題意要求。結(jié)論分析：通過簡單的RC電路，用低通函數(shù)H（jw）=H0Wc/(jw+Wc),計算出了電路中所需的電阻大小及電容大小。最終達到濾除電源電

4、壓中的高頻成分，使低頻成分通過的目的。設(shè)計4：降低電力傳輸損耗電路的設(shè)計 條件：一感性的電力傳輸線（包含電路損耗），負載為感性阻抗，傳輸電壓可變。電路等效結(jié)構(gòu)如圖4。2-1所示。電路圖：+_+圖4.2-1解： 有如下兩種方案： 第一種：提高負載的電壓。 對一個變壓器： 為原線圈電壓，電流， 為副線圈電壓，電流。 當(dāng)我們降低 的比值時，即相應(yīng)的提高 ，降低，以提高了。 減少。第二種：當(dāng)負載端口并聯(lián)電容 ，若電容電流為（其超前電壓），原理電路圖如下：則線路電流為其向量關(guān)系如圖：由圖可以看出：線路電流I明顯減少。由向量知道，并聯(lián)電容C后，功率因數(shù)增加了， 所以 會減小 。仿真電路如下：第一種方法：（

5、提高負載的電壓） 未升壓時的功率，左邊為傳輸損耗，右邊為所需功率：升壓后的功率，左邊為傳輸損耗，明顯減小，右邊為所需功率卻幾乎不變：由結(jié)果看出，提高負載的電壓，使的保證所需功率不變條件下，大大的減少了傳輸損耗，符合題意要求。第二種方法：（加大功率因數(shù)法，即負載端口并聯(lián)電容） 并聯(lián)電容前：測得并聯(lián)電容后：測得由結(jié)果看出，并聯(lián)電容提高電力傳輸效率，減小電力傳輸損耗，符合題意要求。結(jié)論分析：輸電過程中，輸電線損耗功率很大，為減少損耗，輸電線應(yīng)采用導(dǎo)電性能良好的金屬制成，并減小輸電線電流，設(shè)負載的功率因數(shù)為設(shè)負載電壓的初相為零，即 由于負載吸收功率 ，故線路電流所以線路損耗功率為：；所以，要減少損耗就

6、應(yīng)該提高或功率因數(shù)。由上面的分析及電路仿真結(jié)果可知，兩種降低電力傳輸損耗的功能，且未改變整個電路的阻抗性質(zhì)，達到題目要求。設(shè)計9：電路中的燈只有在燈電壓達到Vmax值時開始導(dǎo)通。在燈導(dǎo)通期間可將其模擬成一個電阻Rl，燈一直導(dǎo)通到其電壓降到Vmax時為止。燈不導(dǎo)通時，相當(dāng)于開路。仿真電路圖如下：R(a) 分析閃光燈閃光的原理；（只需作定性的分析）(b) 假設(shè)電路的的電源為4節(jié)1.5V的電池，電容值為10uF。設(shè)燈的電壓達到4V時開始導(dǎo)通，當(dāng)電壓降到1V時停止導(dǎo)通，當(dāng)燈導(dǎo)通時，它的阻值為20K,當(dāng)它不導(dǎo)通時電阻無窮大。 假設(shè)兩次閃光之間的時間為10s，需要多大的電阻R才能滿足要求？ 若要閃光燈每分

7、鐘閃12次，R應(yīng)為多大？（先進行理論性計算，再根據(jù)計算結(jié)果給出輸出波形）1、理論分析：閃光燈是一種有電壓門限的發(fā)光裝置，當(dāng)其電壓高過一定門限時，閃光燈開始發(fā)光，當(dāng)電壓低于一定門限時，閃光燈熄滅，電阻變?yōu)闊o窮大。這就需要在電路中加一能充電、放電的裝置：電容器，使閃光燈進行一定頻率的閃光。2、理論計算開關(guān)由斷開到閉合UC(0+)=UC(0-)=0 UC()=6V =RC=10-5RUC(t)=6-6e-100000/R*t電壓由1V到4V時得方程 得6-6e-100000/R*t1=1 （1） 6-6e-100000/R*t2=4 （2）t2- t1=（ln3+ln5-ln6)R*10-5開關(guān)由閉

8、合到斷開UC(0+)=120/(R+20) UC()=0 =RC=20*103*10-5=0.2SUC(t)= 120/(R+20)e-5t電壓由4V到1V時得方程120/(R+20) e-5*t1=4 (1) 120/(R+20) e-5*t2=1 （2）t2- t1=（e-5-e-20）(-24/R+20)-則 兩次閃光之間的時間為：T=（ln3+ln5-ln6)R*10-5+（e-5-e-20）(-24/R+20)當(dāng)T為10s時 R=1.06M 當(dāng)T為5s時 R=516.7k設(shè)計10：設(shè)計一個指示燈變換電路，要求輸入信號為占空比為25%，直流偏置為零的矩形波，使得兩個指示燈按照20H的頻

9、率等時間交替變換。電路圖：結(jié)果：結(jié)論分析：設(shè)計12：已知運算放大器的理想模型如圖4。2-6（a），實際模型如圖（b）。要求分別利用理想模型和實際運放為核心，設(shè)計簡單外圍電路，實現(xiàn)電壓放大功能，電壓放大比Uo/Ui=10.+u+AuRoRi+u+Au圖4.2-6(a) (b)電路圖： 西安郵電學(xué)院電子工程學(xué)院電路仿真課程設(shè)計過程考核表學(xué)生姓名辛雷班級/學(xué)號光信息0903/13實習(xí)單位電工基礎(chǔ)教研室所在部門電子工程學(xué)院實習(xí)時間2009年11 月24 日 2009 年12 月3 日具體實習(xí)內(nèi)容第一周1、 熟悉Multisim軟件2、 完成仿真設(shè)計第二周3、 完成綜合設(shè)計題目4、 撰寫實習(xí)報告第三周。 。指導(dǎo)師傅（教師）姓名廖延娜職務(wù)或職稱副教授指導(dǎo)師傅（教師）對學(xué)生的評價實習(xí)態(tài)度 認真 一般 不認真實習(xí)紀律 全勤 偶爾缺勤 經(jīng)常缺勤實踐能力 很強 一般 較差指導(dǎo)師傅（教師）對學(xué)生專業(yè)知識與社會實踐能力相結(jié)合情況的建議指導(dǎo)師傅（教師）簽字 年 月 日 西安郵電學(xué)院電子工程學(xué)院電路仿真課程設(shè)計成績鑒定表學(xué)生姓名辛雷班級/學(xué)號光信0903/13實習(xí)時間2009年11 月24日 2009 年12 月3日實習(xí)成績鑒定實習(xí)內(nèi)容（20分）與畢業(yè)設(shè)計結(jié)合程度（10分）與專業(yè)結(jié)合程度（6分）其它（4分）實習(xí)單位評