模拟电子技术实训报告

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1、精心整理电子技术课程设计总结报告姓 名 学 号 20120417 院 系 自动限制与机械工程学院 班 级 电气1班 指导教师 2014 年 6 月书目一、目的和意义.3二、任务和要求.3三、模拟电路的设计和仿真.3第一章 半导体器件的Multisim仿真.4其次章 单管共射放大电路Multisim仿真.6第三章 差分放大电路Multisim仿真.10第四章 两级反应放大电路Multisim仿真.14第五章 集成运算放大电路Multisim仿真.20第六章 波形发生电路的Multisim仿真.22第七章 综合性电路的设计和仿真.24四 总结.28五 参考文献.29 一、目的和意义 该课程是在完成

2、电子技术2的理论教学之后支配的一个实践教学环节。课程设计的目的是让学生驾驭电子电路计算机协助分析与设计的根本学问与根本方法，造就学生的综合学问运用实力和实践实力，为今后从事本专业相关工程技术工作打下根底。这一环节有利于造就学生分析问题、解决问题的实力，提高学生全局考虑问题、应用课程学问的实力，对造就和造就应用型工程技术人才将起到较大的促进作用。二、任务和要求 本次课程设计的任务是在教师的指导下学习Multisim仿真软件的运用方法，分析和设计完成根底性的电路设计仿真及综合性电路设计和仿真选一个。完成该次课程设计后，学生应到达以下要求：1、稳固和加深电子技术2课程学问的理解；2、会跟进课题须要选

3、学参考书籍、查阅手册和文献资料；3、驾驭仿真软件Multisim的运用方法；4、驾驭简洁模拟电路的设计、仿真方法；5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反映设计和仿真结果。三、模拟电路的设计和仿真第一章 半导体器件的Multisim仿真 1、利用Multisim视察半导体二极管的单向导电性在Multisim中构建二极管电路，如下列图所示，途中VD是虚拟二极管，输入端加上最大Uim=4V，频率为1kHz的正弦波电压，接入一台虚拟示波器XSC1，这是一台双踪示波器，有A、B两个通道，A端接二极管电路的输入端，B端接电路的输出端。图1.1 二极管仿真电路图电路仿真以后，可有示

4、波器视察到输入、输出波形，如图1.2所示。为便于区分，用颜色较浅的显示输入波形，用颜色较深的显示输出波形。由图可见输入波形是一个双向的正弦波电压，而经过二极管以后，在输出端得到一个单方向的脉动电压，可见二极管具有单向导电性。图1.2 二极管仿真电路波形图其次章 单管共射放大电路Multisim仿真1.选择单管共射放大电路1在Multisim中构建单管共射放大电路如下列图2.1所示，电路中的三极管=50,rbb=300。图2.1 单管共射放大电路仿真电路2测量静态工作点可在仿真电路中接入三个虚拟数字万用表，分别设置为直流电流表或直流电压表，以便测量IBQ 、ICQ和UCEQ，如图2.2所示。 图

5、 2.2测量Q点的电路电路仿真后，可测得IBQ=50.737uA,ICQ=4.929mA,UCEQ=212.449mA。 图2.3 直流电流表和直流电压表读数3视察输入输出波形 图2.1中的单管共射放大电路仿真后，可从虚拟示波器视察到uI和uO的波形如图2.3所示。图中颜色较浅的是uI的波形，颜色较浅的是uO的波形。由图可见uO的波心有明显的非线性失真，而且uO与uI的波形相反。 图2.4 uO与uI的波形 4测量AU、RI和Ro 将图2.1中的虚拟数字万用表分别设置为沟通电压表或沟通电流表。由虚拟仪表测得 Ui=14.14mV，Uo=1.856V，Ii=56.093uV，如图2.5所示，那么

6、AU=UO/UI=-1.856*1000/14.14=-131.26Ri=U/I=14.14/56.093=0.25K 图2.5沟通电压表和沟通电流表读数 为了测量输出电阻RO，可将图2.1电路中的负载电阻R3开路，此时从虚拟仪表侧得Uo=3.061V,那么RO=(U0/U0-1)R3=(3.061/1.856-1)*3K=1.6492K图2.6 Uo读数第三章 差分放大电路Multisim仿真1.选择长尾式差分放大电路Multisim仿真1在Multisim中构建一个接有调零电位器的长尾式差分放大电路如图3.1所示，其中两个三极管的参数为1=2=50，rbb1= rbb1=300，调零电位器

7、R6的滑动端调在中点。图3.1 长尾式差分放大电路仿真电路 (2)利用Multisim的直流工作点分析功能测量放大电路的静态工作点。分析结果如下列图3.2所示：图3.2直流工作点分析图可知UCQ1=UCQ2=5.72309VUBQ1=UBQ2=-9.90477mVICQ1=ICQ2=(VCC-UCQ1)/RC1=(12-5.72309)/30mA=0.209mA3加上正弦输入电压,利用虚拟示波器可看出uC1与uI反相,而uC2与uI同相。如图3.3图3.3长尾式差分放大电路波形图4当Ui=10mV(即Ui1=5mV,Ui2=-5mV)时,由虚拟仪表测得Ii=55.102nA,U0=176.65

8、mV,如图3.4图3.4 Ui、Ii和U0的读数 那么 Ad=-U0/Ui=-176.65/10=-17.665Ri=Ui/Ii=(10/55.102)*1000k=181.4816k5将负载电阻R3开路,测得如图3.5 U0、=694.206mV图3.5 U0、的读数那么R0=(U0/U0)-1R3=(694.206/176.65)-1*20k=78.865k6将图3.1中的负载电阻R3右端接地,使差分放大电路改为单端输出。此时可测得当Ui=10mV时,U0=488.351mV，如图3.6 图3.6 Ui、U0的读数那么 Ad= -U0/Ui=-488.351/10=-48.83517在单端

9、输出的状况下将R3开路,可测得此时U0=694.205mV图3.7 U0和U0的读数第四章 两级反应放大电路Multisim仿真1.选择电压串联负反应放大电路Multisim仿真 1在Multisim中构建两级电压串联负反应放大电路，如下列图所示，其中两个三级管均为=100， rbb=300,Cbc=4pF,Cbe=41pF。图4.1 电压串联负反应放大电路仿真电路2将开关K断开，电路中暂不引人级间反应。 利用Multisim的直流工作点分析功能，测量无级间反应时两级放大电路的静态工作点，分析结果如下:图4.2 静态工作点分析图可见,UBQ1=1.99203V,UEQ1=1.36474V,UC

10、Q1=8.86493V, UBQ2=2.97977V,UEQ2=2,33089V,UCQ2=7,35979V,加上正弦输入电压,利用虚拟示波器可视察到第一级输出电压波形与输入电压反相,而其次级输出电压波形与输入电压同相.两个放大级的输出波形均无明显的非线性失真，如图4.3所示。 图4.3电压串联负反应放大电路波形图当Ui=7.07mV时,利用虚拟仪可见,表可测得U0=1.347V.无级间反应时,两级放大电路总的电压放大倍数为图4.4 Ui=7.07mV时的U0 由虚拟仪表测得,当Ui=7.07mV时,Ii=4.341A,那么无级间反应时放大电路的输入电阻为Ri=Ui/Ii=7.707/4.34

11、1k=1.775k图4.5 Ii的读数将负载电阻R9开路,测得U0=2.642V,那么放大电路无级间反应时的输出电阻为R0=(U0/U0)-1R9=(2.642/1.347)-1*2k=1.92279k3将图4.1中的开关K合上,引入电压串联负反应.加上正弦输入电压,由虚拟示波器看到如图4.6所示,同样的输入电压之下,输出电压的幅度明显下降,但波形更好. 图4.6电压串联负反应电路Uo和Ui波形图开关闭合由虚拟仪表侧得图4.7 用虚拟仪表测量电压表示数当Ui=7.07mV时,U0=73.188mV.那么引入电压串联负反应后,电压放大倍数为说明引入负反应后电压放大倍数减小了由虚拟仪表测得,当Ui

12、=7.07mV时,Ii=4.248A,那么Rif=Ui/Ii=7.07/4.248k=1.664k 可见,引入电压串联负反应后输入电阻提高了,但与无级间反应时的Ri相比,提高很少,这是由于图4.4所示电路中总的输入电阻为 Rif=Rif/Rb11/Rb12引入电压串联负反应只是提高了反应环路内的输入电阻Rif,而Rb11和Rb12不在反应环路内,不受影响,因此总的输入电阻Rif提高不多将负载电阻R9开路,测得U0=74.796mV,那么Rof=(U0/U0)-1R9=(74.796/73.188)-1*2 k=0.068989=68.989图4.8 U0的读数 可见,引入电压串联负反应后,与1

13、7页计算的RO比拟，输出电阻降低了第五章 集成运算放大电路Multisim仿真1.选择积分电路2.构建Multisim仿真电路 1在Multisim中构建根本积分电路如下列图5.1所示，在积分电路的输入端加上有效值为0.5V，频率为50Hz的正弦电压； 图5.1积分电路仿真图 图5.2 万用表读数由虚拟示波器可以看到积分电路的输入、输出波形如下列图5.3所示。图中颜色较浅的是输入波形，颜色较深的是输出波形。由波形图可见，输出电压是一个余弦波，输出电压的相位比输入电压领先90。图5.3 积分电路波形图第六章 波形发生电路的Multisim仿真1.选择三角波和方波发生器1构建Multisim仿真电

14、路在Multisim中构建三角波发生电路，如图6.1所示。图6.1三角波发生电路仿真电路2用虚拟示波器可视察到电路的输出波形为三角波，而前一级滞回比拟器的输出波形为矩形波，如图6.2所示。图6.2输出波形图3从虚拟示波器可测得，三角波的幅度为UOM=9.5V和振荡周期T=9ms第七章 综合性电路的设计和仿真功率放大器的设计1设计要求：输入信号电压Ui=200mv ;最大输出功率P02W;输出负载R3=8；依据技术指标和确定条件，选择适宜的功放电路，如OTLOCL或BTL电路设计电路原理图；计算并选择电路元件及参数；仿真调试电路；2分析并确定电源：由题知Ui=200，P02W,R3=8, 要求：

15、Po2W R3=8 考虑到器件工作的平安性和输出功率的充裕量，设计要适当的调整：取 (考虑饱和压降23V那么，由折中取：10V应当是不小于该值此即：稳压电源输出应在10V以上，才能满意功率要求，所以取VCC=12V。末级功率三极管的选取功率三级管的选取指标：。依据以上的结果，以 为计算条件，那么： 集电极最大耗散功率 集电极饱和穿透电流 最大反向电压耐压以上结果赐予极限工作条件保障，均放大35倍故：.3在Multisim中构建OTL甲乙类互补对称电路如图7.1所示：图7.1 OTL甲乙类互补对称电路仿真电路 (1)利用multisim的直流工作点分析功能测定电路的静态工作点如下列图7.2所示：

16、图7.2直流工作点分析图可得，静态时：UBE1=(6.93661-6.18001)V=0.7566V，UBE2=(5.33759-6.18001)V=-0.84242V,因此，当u=0时，三极管VT1和VT2均已微微导电。2加上u后，可视察到ui和u0的波形如图7.3所示，可见OTL甲乙类互补对称电路的输出波形根本消退了交越失真。图7.4 OTL甲乙类互补对称电路的输出波形3在输出波形没有明显非线性失真的前提下利用虚拟仪表测得Ui=220mV，最大输出电压的有效值为Uo=200.791mV。那么放大电路的最大输出功率为：Pom= = W= 0.00503W=5.03 mW四 、总结课程设计是我

17、们专业课程学问综合应用的实践训练，同时也是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。通过这几天谨慎的进展课程设计，我学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的根底。通过这次模拟电子技术课程设计，我学会运用Multisim进展对半导体器件，单管共射放大电路，差分放大电路，两级反应放大电路，积分电路，RC串并联网络振荡电路，串联型直流稳压电路等的设计与仿真。我发觉Multisim7是一个优秀的电工电子技术仿真软件，既可以完成电路设计和幅员绘制，也可以创立工作平台进展仿真试验。不仅让我对以前在课

18、本学到的学问有了充分的相识，而且还学到了好多新的东西。在此次实训期间，我发觉要想完成一个电路的设计跟仿真，不仅须要课本上的学问，还须要查询各种资料，当然更少不了教师的悉心指导和同学间的相互协助，而且还要有足够的谨慎和耐性。同时，在此次实训中我还得到了许多成就感，当自己把各个零散的电子器件连在一起，用仿真软件进展了仿真，看到示波器上的波形时，真的觉得特殊奇妙，虽然有的时候也会出现一点过失，示波器没有显示波形，或者有错误的波形，但只须要耐性的检查，或者询问教师，问题就可以迎刃而解。五 、参考文献1. 清华大学电子学教研组编。童诗白，模拟电子技术根底。3版。北京：高等教育出版社20012. 浙江大学

19、电工电子根底教学中心电子学组编。郑家龙，王小梅，张安元主编，集成电子技术根底教程.3版.北京：高等教育出版社2002.3. 西安交通大学电子学教研组编.杨拴科主编.模拟电子技术根底.北京：高等教育出版社，20034. 哈尔滨工业大学电子学教研室编.蔡惟铮主编.王立欣副主编.根底电子技术.北京：高等教育出版社，20045. 冯民昌主编.模拟集成电路系统.2版.北京：中国轨道出版社，19986. 周淑阁主编.模拟电子技术根底.北京：高等教育出版社，20047.ThomasL.Floyd,DacidBuchla.FundamentalsofAnalogCircuits.2nded.Prentice-HallInc.,20028.AllanR.Hambley.Electronics.2nded.Prentice-HallInc.,20009.AdelS.Sedra,KennethSmith.MicroelectronicCircuits.4thed.OxfordUniversityPressInc.,199810. Multisim7Simulation&CaptureEducationUserGuide.InteractiveImageTechnologiesLtd.,Canada,2003.