電路仿真實驗報告參考模板

1、實驗1 疊加定理的驗證一、電路圖二、實驗步驟1.原理圖編輯: 分別調(diào)出接地符、電阻R1、R2、R3、R4，直流電壓源、直流電流 源，電流表電壓表（注意電流表和電壓表的參考方向），并按上圖 連接； 2.設置電路參數(shù)： 電阻R1=R2=R3=R4=1，直流電壓源V1為12V，直流電流源 I1為 10A。3.實驗步驟：- 2 - / 341）、點擊運行按鈕記錄電壓表電流表的值U1和I1；2）、點擊停止按鈕記錄，將直流電壓源的電壓值設置為0V，再次點擊運行按鈕記錄電壓表電流表的值U2和I2；3）、點擊停止按鈕記錄，將直流電壓源的電壓值設置為12V，將直流電流源的電流值設置為0A，再次點擊運行按鈕記錄電

2、壓表電流表的值U3和I3；根據(jù)電路分析原理，解釋三者是什么關系？并在實驗報告中驗證原理。三、實驗數(shù)據(jù)：電壓電流U/VI/A第一組12V10A6.800-1.600第二組0V10A2.000-4.000第三組12V0A4.8002.400四、實驗數(shù)據(jù)處理：U2 + U3 = 2.000V + 4.800V = 6.800V = U3I2 + I3 = (-4.000A) + 2.400A= -1.600A = I1五、實驗結(jié)論：由電路分析疊加原理知：由線性電路、線性受控源及獨立源組成的電路中，每一元件的電流或電壓可以看成是每一個獨立源單獨作用時，在該元件上產(chǎn)生的的電流或電壓的代數(shù)和。本次實驗中，

3、第一組各數(shù)據(jù)等于第二組與第三組各對應實驗數(shù)據(jù)之和，與疊加原理吻合，驗證了疊加原理的正確性，即每一元件的電流或電壓可以看成是每一個獨立源單獨作用時，在該元件上產(chǎn)生的的電流或電壓的代數(shù)和。實驗2 并聯(lián)諧振電路仿真一、電路圖：二、實驗步驟：1.原理圖編輯:分別調(diào)出接地符、電阻R1、R2，電容C1，電感L1，信號源V1，并按上圖連接；2.設置電路參數(shù)： 將交流分析量值設置為5V，電壓源V1設置為5V，頻率設為500Hz， 設置電阻R1=10，電阻R2=2K，電感L1=2.5mH，電容C1=40uF。 并如圖所示對電容上方的線名稱改為“out”。3.分析參數(shù)設置： （1）AC分析 類型設置 仿真分析交流

4、分析。 參數(shù)設置 起始頻率設為1Hz，停止頻率設為100MHz，掃描類型 為十倍頻程，每十倍頻程點數(shù)設為10，垂直刻度設為線性，其他保持默認，單擊“確定”。然后選擇對話框菜單欄的“輸出”按鈕，在左側(cè)的“所有變量”中選擇“V(out)”（雙擊）。 仿真 在交流分析參數(shù)都設置好以后，單擊對話框中的“仿真” 按鈕，開始仿真。 記錄結(jié)果 在所得圖形上點擊右鍵，將圖片復制并粘貼在新建word文 檔中。之后單擊“工具”菜單，選擇“導出到Excel”選 項，將實驗數(shù)據(jù)以excel的形式保存。 （2）瞬態(tài)分析 類型設置 仿真分析瞬態(tài)分析。 參數(shù)設置 由信號源f=500Hz，可得周期為0.002s，五個周期即0

5、.01s。 參數(shù)設置起始時間設為0s，結(jié)束時間設為0.01s，其他參 數(shù)保持默認，單擊“確定”。然后選擇對話框菜單欄的“輸 出”按鈕，在左側(cè)的“所有變量”中選擇“V(out)”。 仿真 在瞬態(tài)分析參數(shù)都設置好以后，單擊對話框中的“仿真” 按鈕，開始仿真。 記錄結(jié)果 在所得圖形上點擊右鍵，將圖片復制并粘貼在新建word文 檔中。之后單擊“工具”菜單，選擇“導出到Excel”選項， 將實驗數(shù)據(jù)以excel的形式保存。4.實驗結(jié)果： 要求將實驗分析的數(shù)據(jù)保存 (包括圖形和數(shù)據(jù))，并驗證結(jié)果是否 正確，最后提交實驗報告時需要將實驗結(jié)果附在實驗報告后。三、仿真結(jié)果：按上述步驟進行完畢后，得到仿真結(jié)果如下

6、圖所示：1.交流分析仿真結(jié)果：2.瞬態(tài)分析仿真結(jié)果：四、實驗結(jié)果分析將電路化作等效向量模型，計算其阻抗得電路諧振條件：L=1/C,其諧振頻率為。本實驗中的電路滿足諧振條件，并聯(lián)諧振電路呈電阻性，當f=f0時，電路為純電阻電路，其阻抗模最小，電路中電流最大，此時，R2兩端電壓最大。由仿真結(jié)果可知，當f=510.03Hz時，其輸出達到最大值，與理論結(jié)果相接近，得以驗證。由瞬態(tài)分析結(jié)果計算可知，時域波形的頻率為500Hz，幅值約為7.09，與理論值基本吻合。綜上所述，結(jié)果與理論值相符，正確。實驗3 含運算放大器的比例器仿真一、電路圖：二、實驗步驟1.原理圖編輯: 分別調(diào)出電阻R1、R2，虛擬運算放大

7、器OPAMP_3T_VIRTUA（在ANALOG 庫中的ANALOG_VIRTUAL中，放置時注意同相和方向引腳的方向）； 調(diào)用虛擬儀器函數(shù)發(fā)生器Function Generator與虛擬示波器 Oscilloscope。2.設置電路參數(shù)： 電阻R1=1K，電阻R2=5K。信號源V1設置為Voltage=1v。 函數(shù)發(fā)生器分別為正弦波信號、方波信號與三角波信號。頻率均為 1khz，電壓值均為1。其中方波信號和三角波信號占空比均為50%。3.分析示波器測量結(jié)果： 實驗結(jié)果:只記錄數(shù)據(jù)（并考慮B通道輸入波形和信號發(fā)生器的設 置什么關系） 將測量結(jié)果保存，并利用電路分析理論計算結(jié)果驗證。3、 仿真結(jié)

8、果：按照上述步驟操作完成之后，可在示波器上觀察到如下波形：四、實驗結(jié)果分析對與節(jié)點2可列節(jié)點方程： 由理想運放特點可知: u2=0（虛斷） 由仿真結(jié)果可知，輸出信號與輸入信號反相，且被放大R2/R1=5倍，與理論一致。故測量結(jié)果得以驗證。實驗4 二階電路瞬態(tài)仿真一、電路圖：二、實驗步驟1.初步設置 C1的電容值分別取1000u、500u、100u、10u，并設置初始值為5V， 電感L1=1mH，使用瞬態(tài)分析求出上圖中各節(jié)點的V(out)節(jié)點的時 域響應,并能通過數(shù)據(jù)計算出對應電路諧振頻率(零輸入響應)。2.分析電路（1）參數(shù)掃描分析 類型設置 仿真分析參數(shù)掃描。 參數(shù)設置 選擇掃描參數(shù)的器件類

9、型為“電容”，掃描變量類型為“列 表”，分別將0.001, 0.0005, 0.0001, 1e-005輸入“值列 表”選框內(nèi)。然后選擇“輸出”，在左側(cè)的“所有變量”中 選擇“V(out)”。 仿真 單擊參數(shù)掃描分析對話框的“仿真”按鈕，開始仿真。 記錄結(jié)果 在所得圖形上點擊右鍵，將圖片復制并粘貼在新建word文檔 中。之后單擊“工具”菜單，選擇“導出到Excel”選項， 將實驗數(shù)據(jù)以excel的形式保存。（2）瞬態(tài)分析 類型設置 參數(shù)掃描分更多選項待掃描的分析瞬態(tài)分析。 參數(shù)設置 單擊“編輯分析”，初始條件設為“用戶自定義”，起始時間 設為0，結(jié)束時間設為0.01，單擊“確定”。 仿真 記錄

10、結(jié)果 在所得圖形上點擊右鍵，將圖片復制并粘貼在新建word文檔 中。之后單擊“工具”菜單，選擇“導出到Excel”選項， 將實驗數(shù)據(jù)以excel的形式保存。三、仿真結(jié)果：四、實驗結(jié)果分析 LC電路的零輸入響應是按正弦方式變化的等幅振蕩，由仿真數(shù)據(jù)計算得對應的諧振頻率如下：電容C/uF100050010010周期/ms6.34.72.00.653頻率/Hz158.73212.775001531.09/(rad/s)997.331336.873141.599620.11實驗5 戴維南等效定理的驗證1、 電路圖Figure 1：Figure 2：Figure 3：Figure 4：2、 實驗步驟1.

11、原理圖編輯:1)分別調(diào)出接地符、電阻R，直流電壓源電流表電壓表（注意電流表 和電壓表的參考方向），并按Figure 1連接運行，并記錄電壓表和 電流表的值； 2) 如Figure 2連接，將電壓源從電路中移除，并使用虛擬一下數(shù)字 萬用表測量電路阻抗3) 如Figure 3連接，將電阻RL從電路中移除，并使用電壓表測量開 路電壓；4) 如Figure 4連接，驗證戴維南定理；2.設置電路參數(shù)： 電阻、電源參數(shù)如上述圖中所示。3實驗步驟： 如原理通編輯步驟，分別測試對應電路的電壓、電流和電阻值。4.實驗結(jié)果： 比較Figure 1和Figure 4中電壓表和電流表的值的異同，并解釋 原因。三、實驗

12、數(shù)據(jù)Figure 1電壓2.713V電流5.772mAFigure 2電阻223 OhmFigure 3開路電壓4.000VFigure 4電壓2.713V電流5.772mA四、實驗數(shù)據(jù)處理：電壓 U1 = 2.713V = U4電流 I1 = 5.772mA = I4五、實驗結(jié)論：由電路分析戴維南定理知：含獨立電源的線性電阻單口網(wǎng)絡N，就端口特性而言，可以等效為一個電壓源和電阻串聯(lián)的單口網(wǎng)絡。電壓源的電壓等于單口網(wǎng)絡在負載開路時的電壓uoc；電阻R0是單口網(wǎng)絡內(nèi)全部獨立電源為零值時所得單口網(wǎng)絡N0的等效電阻。本次實驗中，F(xiàn)igure 2實驗測定了戴維南等效電阻R0的值為223 Ohm，F(xiàn)ig

13、ure 3實驗測定了戴維南開路電壓uoc的值為4.000V，在Figure 4中，原電路已由等效電阻R0和開路電壓uoc代替，端口特性完全吻合，電壓及電流的數(shù)值匹配，驗證了戴維南等效電路的正確性。實驗6 元件模型參數(shù)的并聯(lián)諧振電路一、電路圖二、實驗步驟1.原理圖編輯 分別調(diào)出電阻R1、R2，電容C1、電感L1、信號源V1，并正確連接。2.初步設置 設置電阻R1=10，電阻R2=2K，電感L1=2.5mH，電容C1=40uF。 信號源V1設置頻率為500Hz，電壓峰值設為5V，交流分析量值設 為5V。3.分析電路 （1）參數(shù)掃描分析 類型設置 仿真分析參數(shù)掃描。 參數(shù)設置 選擇掃描參數(shù)的器件類型

14、為“電容”，掃描變量類型為“列 表”，分別將4e-007, 4e-006, 4e-005, 4e-004輸入“值列 表”選框內(nèi)。然后選擇對話框菜單欄的“輸出”按鈕，在左 側(cè)的“所有變量”中選擇“V(out)”。 仿真 記錄結(jié)果 （2)AC分析 類型設置 參數(shù)掃描分析更多選項待掃描的分析交流分析。 參數(shù)設置 單擊“編輯分析”，起始頻率設為1Hz，停止頻率設為100MHz， 掃描類型為十倍頻程，每十倍頻程點數(shù)設為10，垂直刻度 設為線性，其他保持默認，單擊“確定”。 仿真 記錄結(jié)果 重復試驗 之后再依次將交流分析掃描對話框中的“每十倍頻程點數(shù)” 分別改為100和1000，分別得到三種情況下的仿真結(jié)

15、果。4.參數(shù)掃描分析設置：simulate >Parameter Sweep：AC分析設置：掃描范圍1Hz100MHz,橫坐標掃描模式為Decade,縱坐標為線性。每十倍頻程掃描點數(shù)為10點，同學們自己設置100和1000點并分析所得結(jié)果的異同。觀察電容的容值發(fā)生變化時，記錄電路的幅頻響應。在實驗報告中重點分析響應波形不同的原因。并介紹AC分析和參數(shù)分析的特點。三、仿真結(jié)果： 按上述步驟進行完畢后，得到仿真結(jié)果如下圖所示： 每十倍頻程點數(shù)為10：每十倍頻程點數(shù)為100：每十倍頻程點數(shù)為1000：四、實驗結(jié)果分析1.影響波形不同的原因諧振條件：電容大小滿足L=1/C。L>1/C，電路

16、顯電感性，電流滯后于電壓；L<1/C，電路顯電容性，電壓滯后于電流。2. AC分析是在正弦小信號工作條件下的一種頻域分析。在進行交流頻率分析時，首先分析電路的直流工作點，并在直流工作點處對各個非線性元件做線性化處理，得到線性化的交流小信號等效電路，并用交流小信號等效電路計算電路輸出交流信號的變化。參數(shù)掃描分析是在用戶指定參數(shù)數(shù)值變化的情況下，對電路的特性進行分析。實驗7 電路過渡過程的仿真分析一、電路圖二、實驗步驟1.原理圖編輯，設置參數(shù)： 分別調(diào)出電阻R、電感L、電容C、接地符和信號源V1，其中，信 號源是Source庫SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES組中調(diào)用 PULSE_

17、VOLTAGE，參數(shù)如下：Initial Value 1V，Pulsed Value 0V， Delay Time 0s，Rise Time 0s，F(xiàn)all Time 0s，Pulse Width 60 s，Period 120s。（該電壓源用于產(chǎn)生方波信號）2.分析電路 （1）瞬態(tài)分析 類型設置 仿真分析瞬態(tài)分析 參數(shù)設置 起始時間設為0，結(jié)束時間設為5*120us=0.0006s（5個周 期），其他保持默認。然后選擇對話框菜單欄的“輸出”按 鈕，在左側(cè)的“所有變量”中選擇“V(out)”。仿真記錄結(jié)果（2）參數(shù)掃描分析類型設置 仿真分析參數(shù)掃描參數(shù)設置 選擇掃描參數(shù)的器件類型為“電阻”，名

18、稱為“R1”，參數(shù)為 “阻抗”，掃描變量類型為“列表”，分別將500, 2000, 5000 輸入“值列表”選框內(nèi)。然后選擇“更多選項待掃描的分 析瞬態(tài)分析編輯分析”，調(diào)出瞬態(tài)分析掃描對話框，起 始時間設為0，結(jié)束時間設為0.0006s，其他保持默認，單 擊“確定”。仿真記錄結(jié)果3.觀察電容上的電壓波形（使用瞬態(tài)分析，分析時間為5倍的方波信 號周期），并判斷UC(t)的響應屬于何種形式(過阻尼/欠阻尼/臨界 阻尼)。4.通過計算的阻尼電阻，使用參數(shù)分析方法設置三個電阻值（分別對 應過阻尼/欠阻尼/臨界阻尼狀態(tài)），觀察出其它三種響應形式（過 阻尼/欠阻尼/臨界阻尼)。在實驗報告中重點分析響應波形不同的 原因（根據(jù)計算得到的仿真電路的時域特性來解釋）。并介紹瞬態(tài) 分析和參數(shù)分析的特點。三、仿真結(jié)果 過阻尼： 臨界阻尼： 欠阻尼：四、實驗結(jié)果分析1.波形不同的原因在電路中，電感電容串聯(lián)，它們的電流相位相同，兩端電壓相位相反。電源在其一個周期內(nèi)對電容充電，因而電容電壓上升，當電路中電流下降為零時，電容儲能達到最大，電壓也最大；以后電容放電，將能量轉(zhuǎn)移給電感，同時在電阻上消耗一部分。當電路中電阻較?。ㄐ∮谂R界阻尼）時，能量可以在電感電容兩部分