multisim仿真電路

1、南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào): 專業(yè)班級(jí)： 實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證 綜合 設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期： 實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 實(shí)驗(yàn)十 基于multisim的數(shù)字電路仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握虛擬器庫中關(guān)于數(shù)字電路儀器的使用方法；2、 進(jìn)一步了解并掌握multisim仿真軟件的操作技巧和分析方法以及multisim的常用快捷鍵的熟練使用；3、 學(xué)會(huì)使用multisim進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前或做實(shí)物前的電路仿真；實(shí)驗(yàn)原理1、 利用字發(fā)生器產(chǎn)生一定的序列接入一個(gè)芯片驗(yàn)證其邏輯功能是否正確，本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證74LS138譯碼器的邏輯功能；2、 利用邏輯分析儀的邏輯分析功能實(shí)驗(yàn)74LS138邏輯功能的分析；3、 實(shí)驗(yàn)原理圖其中74LS1

2、38的輸入端A、B、C位次分別升高，即C為最高位，A為最低位。實(shí)驗(yàn)器材字發(fā)生器、74LS138一片，邏輯分析儀實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用數(shù)字信號(hào)發(fā)生器和邏輯分析儀測(cè)試74LS138譯碼器的邏輯功能。實(shí)驗(yàn)步驟1. 按上圖調(diào)出元器件和一儀器并連接好電路圖；2. 設(shè)置好各個(gè)儀器的參數(shù)后打開仿真開關(guān)觀察和分析結(jié)果。實(shí)驗(yàn)分析1、字發(fā)生器產(chǎn)生序列2、 邏輯分析儀設(shè)置及產(chǎn)生波形圖3、 邏輯分析真值表CBA011111011111001111011110111111011110111111011111111111000001111111實(shí)驗(yàn)總結(jié)1. 通過邏輯分析儀產(chǎn)生的波行和74LS138的輸入輸出的真值表相對(duì)比可知次芯片符

3、合74LS138的邏輯功能。2. 通過此次軟件仿真使我更加能夠熟練的使用仿真軟件multisim。南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào): 專業(yè)班級(jí)： 實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證 綜合 設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期： 實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 實(shí)驗(yàn)十一 基于multisim的儀器放大器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握儀器放大器的設(shè)計(jì)方法；2. 理解儀器放大器對(duì)共模信號(hào)的抑制能力；3. 掌握儀器放大器的調(diào)試方法；4. 掌握虛擬儀器庫中關(guān)于測(cè)試模擬電路儀器的使用方法，如示波器、信號(hào)發(fā)生器等虛擬儀器的使用；實(shí)驗(yàn)原理 儀表放大器電路的典型結(jié)構(gòu)如右圖所示。它主要由兩級(jí)差分放大器電路構(gòu)成。其中，運(yùn)放A1，A2為同相差分輸入方式，同相輸入可以

4、大幅度提高電路的輸入阻抗，減小電路對(duì)微弱輸入信號(hào)的衰減；差分輸入可以使電路只對(duì)差模信號(hào)放大，而對(duì)共模輸入信號(hào)只起跟隨作用，使得送到后級(jí)的差模信號(hào)與共模信號(hào)的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。這樣在以運(yùn)放A3為核心部件組成的差分放大電路中，在CMRR要求不變情況下，可明顯降低對(duì)電阻R3和R4，Rf和R5的精度匹配要求，從而使儀表放大器電路比簡(jiǎn)單的差分放大電路具有更好的共模抑制能力。在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的條件下，圖1電路的增益為：G=(1+2R1/Rg)(Rf/R3)。由公式可見，電路增益的調(diào)節(jié)可以通過改變Rg阻值實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)器材741三片、電阻8只、萬用表、示波器、函數(shù)信號(hào)

5、發(fā)生器等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 采用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)并構(gòu)建一儀器放大器，指標(biāo)如下：（1） .輸入信號(hào)=2mv時(shí)，要求輸出電壓信號(hào)=0.4V，=200，f=1kHz;（2） 要求輸入阻抗;（3） 共模抑制比的測(cè)量；2. 用虛擬儀器庫中關(guān)于測(cè)試模擬電路儀器，按設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)試。實(shí)驗(yàn)步驟1. 計(jì)算,由=-=200確定各電阻阻值(R=或)；2. 按下圖一和圖二連接好電路圖并設(shè)置各個(gè)元件的參數(shù)；3. 打開仿真開關(guān)，調(diào)節(jié)輸入電壓，函數(shù)發(fā)生器的正、負(fù)端分別接和，使得輸入的共模信號(hào)為零；4. 調(diào)節(jié)示波器使波形能在示波器上顯示，記錄萬用表的示數(shù)。圖一 儀器放大器電路設(shè)計(jì)圖二 共模抑制比測(cè)量電路實(shí)驗(yàn)總結(jié)1. 儀器放大器設(shè)計(jì)輸

6、入差模仿真結(jié)果如下圖=399.932mv/2mv=199.702;2. 測(cè)量共模抑制比的仿真結(jié)果如下圖=1.537uv/1mv=0.001537=129929.733dB圖三 儀器放大器仿真結(jié)果圖四 共模抑制比測(cè)量仿真電路圖五 儀器放大器波形圖3.通過本次軟件仿真使我對(duì)運(yùn)算放大器、差分電路、反饋電路有了進(jìn)一步的了解，而在儀器放大器中我更進(jìn)一步的理解了其放大的特點(diǎn)： 高共模抑制比共模抑制比(CMRR) 則是差模增益( A d) 與共模增益( Ac) 之比 ;儀表放大器具有很高的共模抑制比，CMRR 典型值為 70100 dB 以上，dB。 高輸入阻抗要求儀表放大器必須具有極高的輸入阻抗，儀表放大

7、器的同相和反相輸入端的阻抗都很高而且相互十分平衡. 南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào): 專業(yè)班級(jí)： 實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證 綜合 設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期： 實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 實(shí)驗(yàn)十三 基于Multisim的場(chǎng)效應(yīng)管放大器電路設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.場(chǎng)效應(yīng)管電路模型、工作點(diǎn)、參數(shù)調(diào)整、行為特征觀察方法; 2.研究場(chǎng)效應(yīng)放大電路的放大特性及元件參數(shù)的計(jì)算; 3.進(jìn)一步熟悉放大器性能指標(biāo)的測(cè)量方法. 二、實(shí)驗(yàn)原理 1場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn) (1)場(chǎng)效應(yīng)管為電壓控制型元件； (2)輸入阻抗高(尤其是MOS場(chǎng)效應(yīng)管)； (3)溫度穩(wěn)定性好，抗輻射能力強(qiáng)； (4)結(jié)型管的源極(S)和漏極(D)可以互換使用，但切勿將柵(G)源(S

8、)極電壓的極性接反，以免PN結(jié)因正偏過流而燒壞。對(duì)于耗盡型MOS管，其柵源偏壓可正可負(fù)，使用較靈活。和雙極型晶體管相比場(chǎng)效應(yīng)管的不足之處是共源跨導(dǎo)gm。值較低(只有ms級(jí))，MOS管的絕緣層很薄，極容易被感應(yīng)電荷所擊穿。 2偏置電路和靜態(tài)工作點(diǎn)的確定 與雙極型晶體管放大器一樣，為使場(chǎng)效應(yīng)管放大器正常工作，也需選擇恰當(dāng)?shù)闹绷髌秒娐芬越⒑线m的靜態(tài)工作點(diǎn)。 場(chǎng)效應(yīng)管放大器的偏置電路形式主要有自偏壓電路和分壓器式自偏壓電路(增強(qiáng)型 MOS管不能采用自偏壓電路)兩種。三、實(shí)驗(yàn)儀器 Multisim虛擬儀器庫中的示波器、數(shù)字萬用表、交流電源、N溝道耗盡型MOS管2N3370、直流電源、電阻、電容、開關(guān)

9、等。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1場(chǎng)效應(yīng)管共源放大器的調(diào)試 (1)連接電路。按圖1連接好電路，場(chǎng)效應(yīng)管選用N溝道消耗型2N3370，靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方式為自偏壓式。直流穩(wěn)壓電源調(diào)至12V。圖12.測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn) 將輸入端短接（圖2），并測(cè)量此時(shí)的 Vg、Vs、VD 、，填入下表1圖2靜態(tài)工作點(diǎn)：1.006V39.355nV174.524mV0.1737mA 表13.測(cè)量電壓放大倍數(shù) 在輸入端和輸出端接入數(shù)字萬用表和函數(shù)發(fā)生器。使函數(shù)發(fā)生器輸出正弦波（不失真），并調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器使得=3mV，f=lkHz,。用示波器觀察輸出波形，(若有失真，應(yīng)重調(diào)靜態(tài)工作點(diǎn)，使波形不失真)，并用示波器測(cè)量輸出電壓，

10、根據(jù)公式,仿真結(jié)果如下圖3圖3。藍(lán)色波形表示輸入，黃色波形表示輸出，此時(shí)放大倍數(shù)。4.測(cè)量負(fù)載改變時(shí)輸出端的電壓在輸入端和輸出端接入數(shù)字萬用表和函數(shù)發(fā)生器，調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器使得=3mV，f=lkHz，改變負(fù)載的電阻阻值，分別記錄其輸出電壓。1510152025302.16310.12318.74426.17432.64338.32843.363540455055606547.84751.87555.50758.80361.80564.55167.074表24.測(cè)量輸入及輸出阻抗 用換算法測(cè)量放大器的輸入電阻，由于場(chǎng)效應(yīng)管放大器 Ri高，測(cè)量時(shí)會(huì)引人干擾； 測(cè)量所用的電壓表的內(nèi)阻必須遠(yuǎn)大于放大

11、器的輸入電阻 Ri，否則將會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。為了消除上述干擾和誤差，可以利用被測(cè)放大器的隔離作用，通過測(cè)量放大器輸出電壓來進(jìn)行換算得到 Ri。1）輸入電阻測(cè)量：先閉合開關(guān)S1(R2=0)，輸入信號(hào)電壓Vs，測(cè)出對(duì)應(yīng)的輸出電壓，然后斷開S1，測(cè)出對(duì)應(yīng)的輸出電壓，因?yàn)閮纱螠y(cè)量中和是基本不變的，所以 ,測(cè)得=134.137mV，=67.074mV,仿真結(jié)果如下圖4：圖42）輸出電阻測(cè)量:在放大器輸入端加入一個(gè)固定信號(hào)電壓 Vs ，分別測(cè)量當(dāng)已知負(fù)載RL斷開和接上的輸出電壓和。則,由于本實(shí)驗(yàn)所用的場(chǎng)效應(yīng)管必須接入很大的負(fù)載才能達(dá)到放大效果，因此此方法不適合用來測(cè)量本實(shí)驗(yàn)輸出電阻效果不太好，仿真結(jié)果

12、如下圖5=66.8mV,=125mV.圖55.測(cè)量幅頻特性曲線通過波特圖測(cè)量結(jié)果如下圖5、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求N溝道耗盡型MOS管2N3370，是的必須接入很大的電阻，達(dá)到級(jí)別，但是放大倍數(shù)也只能達(dá)到大概7倍（負(fù)載固定），通過本實(shí)驗(yàn)對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管的應(yīng)用背景更加深刻，數(shù)字電路里面很多芯片都是通過場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)，曾經(jīng)嘗試過通過N和P型場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)不同路數(shù)據(jù)的選擇，但是試過后發(fā)現(xiàn)不行，達(dá)不到高電平所需要的電壓，本實(shí)驗(yàn)后我嘗試了一下，只需要加上偏置電阻即可實(shí)現(xiàn)管子的開關(guān)特性，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)通。28 南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào): 專業(yè)班級(jí)： 實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證 綜合 設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期：

13、 實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 實(shí)驗(yàn)十二 基于Multisim的邏輯電平測(cè)試器設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?邏輯電平測(cè)試器綜合了數(shù)字電路和低頻電路兩門課的知識(shí)要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)，并在Multisim電子工作平臺(tái)上進(jìn)行仿真。培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。培養(yǎng)學(xué)生利用先進(jìn)工具進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力。1.理解邏輯電平測(cè)試儀器的工作原理及應(yīng)用；2.掌握用集成運(yùn)放和555定時(shí)器構(gòu)建邏輯電平測(cè)試器的方法；3.掌握邏輯電平測(cè)試器的調(diào)整和主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法；二、實(shí)驗(yàn)原理電路可以由五部分組成：輸入電路、邏輯狀態(tài)判斷電路、音響電路、發(fā)音電路和電源。技術(shù)指標(biāo)要求：(1)測(cè)量范圍：低電平<0.8V高電平>3.5V(2)用1kHz的音響表示被測(cè)

14、信號(hào)為高電平(3)用800Hz的音響表示被測(cè)信號(hào)為低電平(4)當(dāng)被測(cè)信號(hào)在0.8V3.5V之間時(shí)，不發(fā)出音響(5)輸入電阻大于20k輸入和邏輯狀態(tài)判斷電路要求用集成運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)，音響聲調(diào)產(chǎn)生電路要求用555定時(shí)器構(gòu)成的震蕩器設(shè)計(jì)。三、主要儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)耗材Multisi虛擬儀器中的數(shù)字萬用表、示波器、頻率計(jì)等四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.輸入和邏輯狀態(tài)判斷電路的測(cè)試1)調(diào)節(jié)邏輯電平測(cè)試器的被測(cè)電壓（輸入直流電壓）為低電平（VL<0.8v）用數(shù)字萬用表測(cè)邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平。2）調(diào)節(jié)邏輯電平測(cè)試器的被測(cè)電壓（輸入直流電壓）為高電平（VH>3.5v）用數(shù)字萬用表測(cè)邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平。2.

15、音響聲調(diào)產(chǎn)生電路1）邏輯電平測(cè)試器的被測(cè)電壓為低電平（VL<0.8v）用示波器觀察、記錄音響聲調(diào)產(chǎn)生電路輸出波形，用頻率計(jì)測(cè)量振蕩頻率f.2）邏輯電平測(cè)試器的被測(cè)電壓為高電平（VH>3.5v）用示波器觀察、記錄音響聲調(diào)產(chǎn)生電路輸出波形，用頻率計(jì)測(cè)量振蕩頻率f.3）邏輯電平測(cè)試器的被測(cè)電壓（0.83.5v）用示波器觀察、記錄音響聲調(diào)產(chǎn)生電路輸出波形五、設(shè)計(jì)原理1.邏輯狀態(tài)判斷電路如左圖1(1)通過2個(gè)分壓電路分別產(chǎn)生2個(gè)基準(zhǔn)電壓3.5v和0.8v。，因此確定；同理確定的電阻阻值。(2)通過三個(gè)開關(guān)分別控制輸入3個(gè)狀態(tài)量當(dāng)輸入VL<0.8v時(shí)U1輸出低電平信號(hào)斷路，U2輸出高電平

16、信號(hào)導(dǎo)通；當(dāng)輸入VH>3.5v時(shí)U1輸出高電平信號(hào)斷路，U2輸出低電平信號(hào)導(dǎo)通；當(dāng)輸入0.8<U<3.5v時(shí)U1輸出低電平信號(hào)斷路，U2輸出低電圖1平信號(hào)斷路。2.音響聲調(diào)電路 如圖2 ，555振蕩電路構(gòu)成二極管D1、D2為防止R8、R11在對(duì)方工作是并聯(lián)干擾,可用三極管代替；根據(jù)頻率公式， 圖2實(shí)驗(yàn)要求當(dāng)U1導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生1kHz,因此固定=4.7K， 因此理論計(jì)算值R5=4.7k由于D1二極管也有一定的阻值，實(shí)際R8<4.7k，但是，同理計(jì)算值。 3.實(shí)驗(yàn)總電路圖 圖3六、實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果1.按上圖3連接電路2.邏輯低電平狀態(tài)判斷電路輸出關(guān)閉邏輯電平測(cè)試開關(guān)S1，打開S2

17、、S3使得電路輸入低電平電壓（輸入直流電壓）為低電平（取地）用數(shù)字萬用表測(cè)邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平并通過觀察發(fā)光二極管和聽蜂鳴器的聲響判斷輸出電平。此時(shí)蜂鳴器響低音，發(fā)光二極管持續(xù)閃爍。圖43.邏輯高電平狀態(tài)判斷電路輸出關(guān)閉邏輯電平測(cè)試開關(guān)S3，打開S1、S2使得電路輸入高電平電壓（輸入直流電壓）為高電平（取5V）用數(shù)字萬用表測(cè)邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平并通過觀察發(fā)光二極管和聽蜂鳴器的聲響判斷輸出電平。此時(shí)蜂鳴器響高音，發(fā)光二極管持續(xù)閃爍。圖54.非邏輯電平狀態(tài)判斷電路輸出關(guān)閉邏輯電平測(cè)試開關(guān)S2，打開S1、S3使得電路輸入2V電壓（輸入直流電壓），用數(shù)字萬用表測(cè)邏輯狀態(tài)判斷電路輸出電平并通過觀察發(fā)光二極管和聽蜂鳴器的聲響判斷輸出電