模电课程设计沈理工Word文件下载.docx
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5振荡电路Multisim仿真11
.5.1振荡电路模型建立11
.5.2振荡电路理论分析及计算11
.5.3振荡电路仿真结果分析12
6滞回比较器电路Multisim仿真13
.6.1滞回比较器电路模型的建立13
.6.2滞回比较器电路理论分析及计算13
.6.3滞回比较器电路仿真结果分析14
7设计总结与体会15
8参考文献15
1课程设计的目地与作用
.1.1课程设计目的
1.学会在multisim软件环境下建立模型
2.熟悉multisim的基本操作
3.熟练掌握multisim设计出的仿真电路
4.懂得分析仿真结果
.1.2课程设计作用
1.差分运算电路
2.两级放大电路
3.振荡电路
4.滞回比较器电路
2设计任务、及所用multisim软件环境介绍
.2.1设计任务
2.滞回比较器电路
3.恒流源式差分放大电路
4.RC串并联网络振荡电路
.2.2multisim软件环境介绍
NIMultisim10是美国NI公司最近推出的电子线路仿真软件的最新版本。
NIMultisim10用软件的方法虚拟电子与电工元器件以及电子与电工仪器和仪表,通过软件将元器件和仪器集合为一体。
它是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。
NIMultisim10的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用。
同时可以新建或扩展已有的元器件库,建库所需元器件参数可从生产厂商的产品使用手册中查到,因此可很方便地在工程设计中使用。
NIMultisim10的虚拟测试仪器表种类齐全,有一般实验用的通用仪器,如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源等等;
还有一般实验室少有或者没有的仪器,如波特图仪、数字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪,安捷伦多用表,安捷伦示波器、以及泰克示波器等。
NIMultisim10具有详细的电路分析功能,可以完成电路的瞬态分析、稳态分析等各种电路分析方法,以帮助设计人员分析电路的性能。
它还可以设计、测试和演示各种电子电路,包括电工电路、模拟电路、数字电路、射频电路及部分微机接口电路等。
NIMultisim10具有强大的Help功能,其Help系统不仅包括软件本身的操作指南,更重要的是包含有元器件的功能说明。
Help中这种元器件功能说明有利于使用NIMultisim10进行CAI教学。
利用NIMultisim10可以实现计算机仿真设计与虚拟实验,与传统的电子电路设计与实验方法相比,具有如下特点:
设计与实验可以同步进行,可以边设计边实验,修改调试方便;
设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全,可以完成各种类型的电路设计与实验;
可以方便地对电路参数进行测试和分析;
可以直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图;
实验中不消耗实际的元器件,实验所需元器件的种类和数量不受限制,实验成本低,实验速度快,效率高;
设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。
1.启动Multisim10后,将出现如图2.2.1所示的界面
图2.2.1Multisim10仿真界面
界面由多个区域构成:
菜单栏,各种工具栏,电路输入窗口,状态条,列表框等。
通过对各部分的操作可以实现电路图的输入、编辑,并根据需要对电路进行相应的观测和分析。
用户可以通过菜单或工具栏改变主窗口的视图内容
2.Multisim为用户提供了丰富的元器件,并以开放的形式管理元器件,使得用户能够自己添加所需要的元器件。
如图2.2.2:
图2.2.2元件选择界面
3.虚拟仪器及其使用
对电路进行仿真运行,通过对运行结果的分析,判断设计是否正确合理,是EDA软件的一项主要功能。
为此,Multisim为用户提供了类型丰富的虚拟仪器,可以从Design工具栏 Instruments工具栏,或用菜单命令(Simulation/instrument)选用这11种仪表,如图2.2.3所示。
在选用后,各种虚拟仪表都以面板的方式显示在电路中。
3差分运算电路Multisim仿真
.3.1差分运算电路模型的建立
图3.1.1
.3.2差分运算电路理论分析及计算
差分放大电路如图3.1.1所示,两个输入电压UI1和UI2个自通过电阻R1和R2分别加在集成运放的反相输入端和同相输入端。
另外从输出端通过反馈RF接回到反相输入端。
为了保证运放两个输入端对地的电阻平衡,同时为了避免降低共模抑止比,通常要求
R1=R2RF=R4
在理想的条件下,由于“虚断”,I+=I-=0,利用叠加定力可以求得反相输入端的电位为
而同相输入端的电位
因为“虚短”,即u+=u-,所以而同相输入端的电位
因为“虚短”,即u+=u-,所以
当满足条件R1=R2,RF=R4时,整理上式可得
.3.3差分运算电路仿真结果分析
差分输入
UI1(V)
UI2(V)
U0(V)
1
2
2.003
3
-3.997
图3.3.1
4两级放大电路Multisim仿真
.4.1两级放大电路模型的建立
4.2两级放大电路理论分析及计算
.4.2.1静态稳定工作点理论分析及计算
解;
由于输入信号为零时,Uo=0,因此,最容易确定的参数是Ico2.
Ico2=Vee/Rc2=18/4.7mA=3.83mA
Ibo2=Ico2/=3.83/30mA=0.13Ma
则
Ieo2=Ico2+Ibo2=(3.83+0.13)mA=3.96
Ueo2=Vcc-Ieo2Re2=(18-3.96*1.2)V=13.2
由图可知
Ucq1=Ueq2-Ubeq2=(13.2-0.7)V=12.5V
故流过电阻RC1的电流为
Ire1=(Vcc-Ucq1)/Rc1=(18-12.5)/5.6mA=0.98mA
则
Icq1=Irc1+Ibq2=(0.98+0.13.)mA=0.11mA
Ibq1=Icq1/=1.11/50mA=0.022
Ieq1=Icq1+Ibq1=(1.11+0.022)mA=1.13mA
.4.2.2直流工作点仿真分析如下所示
又由电路图可知Au1和Au2,即两个三极管的放大倍数
Au1=Uc1/Ui=-(Rc1//Rc2)/[rbe1+(1+)Re1]
式中
rbe1=rbb+(1+)26Mv/Ieq1=(300+51*26/1.13)=1.47K
Ri2=rbe2+(1+)Re2=(300+36*21/3.96+31*1200)=37704
Au1=-[50*(5.6*37.7/5.6+37.7)]/(1.47+51*0.2)=-20.9
而
Au2=Uo/Uc1=-/rbe2+(1+)Re2=-30*4.7/37.7=-3.74
所以
Au=Au1*Au2=-20.9*(-3.74)=78.2
Ri=Ri1=rbe1+(1+)Re1=(1.47+514*0.2)=11.7
Ro=Ro2=Rc2=4.7
.4.3两级放大电路仿真结果分析
5振荡电路Multisim仿真
.5.1振荡电路模型建立
.5.2振荡电路理论分析及计算
由振荡电路工作原理有
Ut+=[R1/(R1+R2)]*Uz=[10/(10+5)]*2.7=4.05v
Ut-=-[R1/(R1+R2)]*Uz=-[10/(10+5)]*2.7=-4.05
由振荡电路公式可知
Uc(t)=[uc(0)-uc()]+uc()
Uc(o)=[R1/(R1+R2)*]Uz
Uc()=-Uz
即,可得矩形波的振荡周期为
T=2RCLn(1+2R2/R2)
.5.3振荡电路仿真结果分析
6滞回比较器电路Multisim仿真
.6.1滞回比较器电路模型的建立
图4.1.1
.6.2滞回比较器电路理论分析及计算
滞回比较器如图4.1.1,当集成运放反相输入端与同相输入端的电位相等,即u+=u-时,输出端的状态将发生跳变。
其中U2=U-,U+则由参考电压U1及输出电压U0二者共同决定,而U0的可能状态:
+UZ或-UZ。
由此可见,使输出电压由+UZ,以及由-UZ跳变为+UZ所需的输入电压值是不同的。
也就是说,这种比较器有两个不同的门限电平,故传输特性呈滞回状。
如图4.2.1
图4.2.1
利用叠加原理可求得同相输入端的电位为
若原来U0=+UZ,当UI逐渐增大时,使U0从+UZ跳变为-UZ所需的门限电平用UT+表示,由上式可知
若原来U0=-UZ,当UI逐渐减小时,使U0从-UZ跳变为+UZ所需的门限电平用UT-表示,则
上述两个门限电平之差称为门限宽度或回差,用
表示,有以上两式可得
.6.3滞回比较器电路仿真结果分析
图4.3.1
7设计总结与体会
通过这次的模电课设,让我熟练掌握了应用multisim软件进行电路的仿真实验,从而看到了好多具体电路的实现过程,同时体会到了动手的快乐。
作为一名电子信息工程专业的学生来说,掌握连接电路图,设计和分析电路是很重要的,或许我们以后从事的工作就是和电路有关,需要我们自己分析处理,学会仿真,这样给我们会带来方便。
而且模电在生产生活中也是很重要的,在这次课设中,真的学到很多,而且也得到了许多同学的帮助,通过这次课设我真的学到了很多东西。
8参考文献
[1].清华大学电子学教研组杨素行主编《模拟电子技术简明教程》
[2].西安电子科技大学出版《multisim及其在电子设计中的应用》
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- 关 键 词:
- 课程设计 理工