基于基爾霍夫定律的直流電路仿真設(shè)計

1、專 業(yè)自動化班 級姓 名設(shè) 計 起 止 日 期設(shè)計題目：基于基爾霍夫定律的直流電路仿真設(shè)計設(shè)計任務(wù)（主要技術(shù)參數(shù)）：1. 。求電阻兩端電壓。2. 求電阻兩端的電壓。3. 要求： 1畫出電路原理圖2理論分析3電路仿真利用 Multisim 10進行原理圖設(shè)計和仿真4編制課程設(shè)計說明書指導(dǎo)教師評語： 成績： 簽字：年 月 日課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書1、 課程設(shè)計的目的電路原理課程是電類專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生掌握近代電路理論的基礎(chǔ)知識、電路分析與計算的基本方法，具備進行試驗的初步技能，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。電路原理課程設(shè)計是理論教學(xué)之后的一個綜合性實踐教學(xué)環(huán)

2、節(jié)，是對課程理論和課程實驗的綜合和補充。學(xué)會并利用一種電路分析軟件，對電路進行分析、計算和仿真，通過查找資料，選擇方案，設(shè)計電路，撰寫報告，完成一個較完整的設(shè)計過程，將抽象的理論知識與實際電路設(shè)計聯(lián)系在一起，使學(xué)生在掌握電路基本設(shè)計方法的同時，加深對課程知識的理解和綜合應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識解決實際工程設(shè)計問題的能力，以及工程意識和創(chuàng)新能力。2、 課程設(shè)計選題3、 如下圖圖1所示，。求電阻兩端電壓。圖1如下圖圖2所示，求電阻兩端的電壓。圖2三、方案設(shè)計及理論支持基爾霍夫定律是德國物理學(xué)家基爾霍夫提出的?；鶢柣舴蚨墒请娐防碚撝凶罨疽彩亲钪匾亩芍弧Ｋ爬穗娐分须娏?/p>

3、和電壓分別遵循的基本規(guī)律。它包括基爾霍夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電壓定律（KVL）?；鶢柣舴螂娏鞫桑↘CL）指出：“在集總電路中，任何時刻，對任一結(jié)點，所有流出結(jié)點的支路電流的代數(shù)和恒等于零”。所以，對任一結(jié)點有基爾霍夫電壓定律（KVL）指出：“在集總電路中，任何時刻，沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零”。所以，沿任一回路有四、電路的理論分析1.解：求解本題時，必須同時應(yīng)用KCL、KVL以及元件的VCR。各支路電壓與電流的參考方向如圖3所示。圖3現(xiàn)將支路電流、都以求解的未知兩來表示。有 ；并據(jù)I、II回路由KCL可得與,從而得到與 在節(jié)點1使用KCL,有,即從而得到 2. 解：這是

4、一個有受控源的電路，各支路電壓與電流的參考方向如圖4所示。圖4宜選擇控制量作為未知量先求解，解得后再通過求，在節(jié)點1使用KCL，可知流過的電流，在回路I中使用KVL，得代入、的數(shù)值，可得 =2.5mA 兩端的電壓為 五、 電路的原理圖設(shè)計1.仿真軟件的選擇Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。新特點可以根據(jù)自己的需求制造出真正屬于自己的儀器；所有的虛擬信號都可以通過計算機輸出到實際的硬件電路上；所有硬件電路產(chǎn)生的結(jié)果都可以輸回到

5、計算機中進行處理和分析。Multisim 10組成構(gòu)建仿真電路仿真電路環(huán)境multi mcu（單片機仿真）FPGA、PLD，CPLD等仿真通信系統(tǒng)分析與設(shè)計的模塊PCB設(shè)計模塊：直觀、層板32層、快速自動布線、強制向量和密度直方圖自動布線模塊仿真的內(nèi)容器件建模及仿真；電路的構(gòu)建及仿真；系統(tǒng)的組成及仿真；儀表儀器原理及制造仿真。器件建模及仿真：可以建模及仿真的器件：模擬器件（二極管，三極管，功率管等）；數(shù)字器件（74系列，COMS系列，PLD，CPLD等）；FPGA器件。電路的構(gòu)建及仿真單元電路、功能電路、單片機硬件電路的構(gòu)建及相應(yīng)軟件調(diào)試的仿真。系統(tǒng)的組成及仿真：Commsim 是一個理想的通

6、信系統(tǒng)的教學(xué)軟件。它很適用于如信號與系統(tǒng)、通信、網(wǎng)絡(luò)等課程，難度適合從一般介紹到高級。使學(xué)生學(xué)的更快并且掌握的更多。Commsim含有200多個通用通信和數(shù)學(xué)模塊，包含工業(yè)中的大部分編碼器，調(diào)制器，濾波器，信號源，信道等，Commsim 中的模塊和通常通信技術(shù)中的很一致，這可以確保你的學(xué)生學(xué)會當今所有最重要的通信技術(shù)。要觀察仿真的結(jié)果，你可以有多種選擇：時域，頻域，XY圖，對數(shù)坐標，比特誤碼率，眼圖和功率譜。儀表儀器的原理及制造仿真：可以任意制造出屬于自己的虛擬儀器、儀表，并在計算機仿真環(huán)境和實際環(huán)境中進行使用。2 電路圖的連結(jié)（1）從放置菜單選擇元器件或者從工具欄上選擇元器件；（2）放置好元

7、器件之后，連線，鼠標指針停留在元件管腳上單擊就可以將導(dǎo)線引出來了，到要連接到的管腳再次單擊就可以將導(dǎo)線畫好；（3）畫好導(dǎo)線之后，選擇萬用表或者示波器等儀器儀表連接到適當?shù)奈恢?；?）點擊運行就可以仿真了，單擊按鈕，進行設(shè)置和觀察仿真結(jié)果。3 電路各個元件的賦值對連結(jié)好的元件進行賦值時要先雙擊想要賦值的元件，雙擊后會出現(xiàn)一個對話框在該內(nèi)容里進行想要修改的項目，比如想要對第一個電阻元件修改成R1，其值為5，則在該項內(nèi)容里標簽中刪去后改為你想要的R1，而在參數(shù)后面改為即可。如圖54 電路圖1的連接如圖6所示，圖2的連接如圖7所示圖6圖7六、 仿真及分析1 仿真步驟電路圖一切做好之后便可以進行電路的運

8、行，在常用工具欄里找到仿真按鈕（simulate）點擊運行，然后根據(jù)所提示的內(nèi)容返回界面進行修改，直至出現(xiàn)正確的運行結(jié)果，電路的輔助設(shè)計與仿真的運行便結(jié)束了。2 仿真結(jié)果題1的仿真結(jié)果如圖8所示圖8題2的仿真結(jié)果如圖9所示圖93.仿真分析以題1為例驗證基爾霍夫定律，見圖10圖10圖11R1R2R3I(A)1-0.50.5U(V)12.55對于圖10結(jié)點1，有 ，即 0.5=-0.5+1滿足KCL對于I、II回路有 即 1=6-10x0.5 1=5 x（-0.5）+3.5滿足KVL說明基于基爾霍夫定律的電路仿真正確。七、 結(jié)論從剛開始對multisim10的一無所知到現(xiàn)在課程設(shè)計的完成，學(xué)到了很

9、多也很有成就感。畫元器件、原理圖、填寫數(shù)據(jù)、運行制作，每一個步驟都需要足夠的耐心和仔細，還要有扎實的專業(yè)知識通過對數(shù)據(jù)的比較和處理知道了在multisim10環(huán)境下不僅可以很好算出結(jié)果還可以直觀地反映出仿真結(jié)果，從而實現(xiàn)了基于基爾霍夫定律的直流電路仿真設(shè)計的可行性與正確性。理論計算結(jié)果和運行結(jié)果一致。八、設(shè)計心得與體會在這次電路的課程設(shè)計中，我學(xué)習(xí)到了一款新的軟件multisim10，它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。幾乎所有的電子公司都要用到它。multisim10軟件，我被它強大的功能所吸引，在不斷探討和摸索后，慢慢熟悉了這款軟件如何操作，通過這次電路設(shè)計，我在多方面都有所提高。如通過這次電路與