北京课改版小学数学一年级下册单元知识总结全册

1、 本科实验报告 电路仿真实验实验名称： 课程名 称： 电路仿真实验 实验时 间： 任课教 师： 实验地 点： 实验教 师： 实验类 型： ? 原理验证 综合设计 自主创新 学生姓 名： 班/学号 级： 组 号： 院： 学 信息与电子学院 同组搭 档： 专 业： 成绩： 实验一 1.叠加定理的验证实验 实验步骤：，直流电压源、直流电流源，电流表电压表。R4R2、R3、1（）分别调出接地符、电阻R1、 为12V，直流电流源V1注意电流表和电压表的参考方向）。 所有的电阻均设为1，直流电压源 为10A。I1 I1；（2）点击运行按钮记录电压表电流表的值U1和，再次点击运行按钮记录电压0V（3）点击停

2、止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为 和I2；U2表电流表的值，将直流电流源的电流值设置）点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为12V（4 I3；和，再次点击运行按钮记录电压表电流表的值为0AU3 实验结果：按顺序分别为两电源同时激励，电流源单独激励，电压源单独激励： 分析：由线性电阻、线性受控源及独立源组成的电路中，每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用于电路时，在该元件上产生恶电流或电压的代数和，这就是叠加原理。本次的电路仿真实验充分验证了叠加原理的正确性。如图所示，第一幅图片上的电压表和电流表的 数值分别等于二三幅图片上电压表和电流表的代数和。 结果验证： 电流表：6

3、.800A=2.000A+4.800A -1.600V=-4.000V+2.400V电压表： 满足理论分析的结果，验证了叠加定理。 实验2.并联谐振电路仿真 实验步骤： 1.分别调出接地符、电阻R1、R2，电容C1，电感L1，信号源V1，按原理图连接并修改按照例如修改电路的网络标号。 2.然后调整电路元件参数：电阻R1=10，电阻R2=2K，电感L1=2.5mH,电容C1=40uF。信号源V1设置为AC=5v，Voff=0，Freqence=500Hz。 3.分析参数设置： AC分析：频率范围1HZ100MHZ，纵坐标为10倍频程，扫描点数为10，观察输出节点为Vout响应。 TRAN分析：

4、分析5个周期输出节点为Vout的时域响应。 实验结果：按照顺序分别为实验原理图，AC分析图像与瞬态分析图像： R1outin 10V15Vpk L1C1R2500Hz 2kF2.5mH40 001 1 分析：1，同时可以算出谐=当C=时满足谐振发生条件。则该RLC并联谐振角频率是 LCL1= f振频率为。 LC2并联谐振电路的特点可以知道在谐振时该电路呈电阻性，阻抗的模最大，导纳的模RLC由最小。证明该电路在电压一定时，谐振时该并联部分中流过电容和电感的电流达到了最大值且 并联部分的电压与外施电流同相。 结果分析：1，500HZ，而且此电路电源的频率也恰好为500HZ503.29HZ=f此电路

5、的谐振频率 LC2 所以可知此该电路处在谐振状态下。时，电压最大，且两端的电压与电流同相和预测结500Hz分析的两张图可知当频率为AC由 果符合的很好。 再看由瞬态分析结果，也可以看出当频率为500Hz时，电路处于谐振状态下。并且此时电压值达到了5V，在有一个电阻串联 综上所述，在误差允许的范围内，可以证明电路在此时刻发生了谐振。 实验3.含运算放大器的比例器仿真 实验步骤： 1.分别调出电阻R1、R2，虚拟运算放大器OPAMP_3T_VIRTUA（在ANALOG库中的ANALOG_VIRTUAL中，放置时注意同相和方向引脚的方向）。 2.在软件界面右侧调用虚拟仪器函数发生器Function

6、Generator与虚拟示波器Oscilloscope。然后设置电阻R1=1K，电阻R2=5K。 3.函数发生器分别为正弦波信号、方波信号与三角波信号。频率均为1khz，电压值均为1。其中方波信号和三角波信号占空比均为50%。 实验结果。 所记录数据在后文的分析中显示。 分析： R2V=?=V此电路为一反相比例放大器电路，且反向比例放大器的输入/输出关系是B? R1?5VV ,其中的 通道所测得的电压。B为示波器A通道所测得的电压，V为示波器BB?倍，2当频率发生器峰值设为1V时，因为信号输出不经过公共端，所以电压幅值是设置值的 峰-峰值是设置值的四倍。所以B通道的波形幅值应为2V。 结果分析

7、：通道波形相邻波峰上，此时两光）当输入信号波形为正弦波时，使示波器两光标处于A1（ 的电压值。通道波形上恰好处于两相邻波谷。暂停电路并记录此时刻通道A和通道B标在B 现在有一组数据： Time Channel A Channel B 86.767ms 9.939V -1.988V 85.767ms 9.939V -1.988V通道电压幅值的B由图形及数据得，两通道波形频率相同但反相。A通道波形电压幅值为9.939=?4.999497?5，在误差允许的范围内，满足理论分析结果。 ?1.988（2）当输入信号波形为三角波时，使示波器两光标处于A通道波形相邻波峰上，此时两光标在B通道波形上恰好处于两

8、相邻波谷。暂停电路并记录此时刻通道A和通道B的电压值。 现在有一组数据： Time Channel A Channel B 28.000ms 9.999V -2.000V 29.000ms 9.999V -2.000V 由图形及数据得，两通道波形频率相同但反相。A通道波形电压幅值为B通道电压幅值的9.999=?4.9995?5，在误差允许的范围内，满足理论分析结果。 ?2.000（3）当输入信号波形为方波时，使示波器两光标处于A通道波形相邻波峰上，此时两光标在B通道波形上恰好处于两相邻波谷。暂停电路并记录此时刻通道A和通道B的电压值。 现在有一组数据： Time Channel A Chann

9、el B 10.496ms -10.000V 2.000V 9.492ms -10.000V 2.000V 由图形及数据得，两通道波形频率相同但反相。A通道波形电压幅值为B通道电压幅值的?10.000=?5，仍然满足理论分析结果。 2.000 实验4.二阶电路瞬态仿真 实验步骤： 1. 调出一个电容初始电压设置为5V。再调出一个电感，设置为1mH。 2. 分析参数设置： 打开参数扫描设置，扫描参数选择器件参数，器件类型选择Capacitor，名称为C1，参数为capacitance，扫描变差类型选择列表，值列表输入：0.001, 0.0005,0.0001,0.00001,。待扫描的分析选择瞬

10、态分析，在编辑分析中初始条件选择用户自定义，结束时间输入0.02s。为使仿真更加精确，调整最大时间步长由1e-005s1e-007s。 输出选择V(out)。点击仿真，查看结果并调出光标保存数据。 3. 保存实验结果并分析。 ：瞬态分析图实验结果 参数扫描分析图 分析： 首先进行理论计算：? 1591.55HZ=；=当C1=10F时，谐振频率为：f LC2?21?=； 503.29HZ=时，谐振频率为：C1=100Ff当 LC22?1?=225.08HZ； =C1=500F时，谐振频率为：f当 2LC2?1=159.16HZ。 =时，谐振频率为：f当C1=1000F 22?LC 结果分析：，由

11、此时，使光标位于两相邻波峰处，得相邻两波峰之间的时间间隔为628.3?当C1=10F1 ；=1591.596?=f可得谐振频率为： 628.3?，时，使光标位于两相邻波峰处，得相邻两波峰之间的时间间隔为当C1=100F1.9869?1 ；=503.297?=由此可得谐振频率为：f 1.9869?，4.4429?当C1=500F时，使光标位于两相邻波峰处，得相邻两波峰之间的时间间隔为1 ；=225.078?=由此可得谐振频率为：f 4.4429?，6.2831?C1=1000F时，使光标位于两相邻波峰处，得相邻两波峰之间的时间间隔为当1 ；159.157?=由此可得谐振频率为：f 6.2831?

12、 在误差允许的范围内，四种情况下均满足理论分析结果。 实验二 实验1.戴维南等效定理的验证 实验步骤： 1. 分别调出接地符、电阻 R，直流电压源电流表电压表（注意电流表和电压表的参考方向） ，调整元件以及电源的值，并按电路原理图连接运行，记录电压表和电流表的值。 2. 将电压源从电路中移除，并使用虚拟一下数字万用表测试电路阻抗并记录。 3. 将电阻RL从电路中移除，并使用电压表测量开路电压并记录。 4. 将电路按照戴维南等效电路连接，记录电流表电压表示数。 实验结果： 测得电阻值为223 理论分析：正如戴维南定理所述：含电源和线性电阻、受控源的单口网络，不论其结构如何复杂，就，N的开路电压u

13、其端口来说，可等效为一个电压源串联电阻支路。电压源的电压等于该网络oc。该实验中开路电压的等效电阻R串联电阻R等于该网络中所有独立源为零值时所得网络Nab00，由此我们可以得到该电路的戴维南等效电路图如最后一幅所2234V，等效电阻R=uaboc 示，其端口设备的所有值均与之前相同。 实验结果分析： 戴维南等效电路端口端与原电路产生了同样的响应，成功验证了戴维南等效定理。 实验2.元件模型参数的并联谐振电路 实验步骤：的个SIGNAL_VOLTAGE_SOURCE中以一个电感个电容及一一电两调1、出个阻，交流分析量500Hz，。电压源峰值，电容和。设置两电阻为AC_VOLTAGE102k2.5

14、mH5V 。5V值为 2、分析参数设置： 打开参数扫描设置，扫描参数选择器件参数，器件类型选择Capacitor，名称为C1，参数为capacitance，扫描变差类型选择列表，值列表输入：4e-007,4e-006,4e-005,4e-004,。 待扫描的分析选择交流分析，扫描范围 1Hz100MHz,横坐标扫描模式为 Decade, 每十倍频程扫描点数分别为10、100、1000点。纵坐标为线性。 实验结果： 点时图像和100上图只贴出当每十倍频程扫描点数为1000点时的仿真图像。当扫描点数为10 1000点的图像形状大致一样，但是扫描点数越大，图像曲线越光滑。与 分析：?5?7?6410

15、FF、410和F、4104此次并联谐振实验中所用到电容的电容值分别为1?4=f容下的谐振频率同们根据谐振关系我可以求得各个不电10。F为，分别 LC2?2。由于我们扫描的是电容两端的电压值，所以在和159.15HZ、5032.92HZ1591.55HZ、503.29HZ图上不会出现超高电流的情况，也就是说不论电容值为多少，谐振时只会出现电容两端的电压，因为此时电路的电流和电压的相位差为零，电阻上的电压值为可以达到最大（即电源电压值） 达到电源电压，从而使电容和电感两端的电压值也最大。 实验结果分析：?7 ;时，测得谐振频率f=5035.061HZF10=当C4?6 =1592.209HZ;F时

16、，测得谐振频率f104当C=?5 ; 时，测得谐振频率f=503.501HZF104=当C?4 ;时，测得谐振频率Ff=159.221HZ10=当C4 以上的测量结果均表明在误差允许的范围内测量值与理论值吻合。 ：AC分析、参数分析的特点 交流分析是在正弦小信号工作条件下的一种频域分析。它计算电路的幅频特性和相频特性， 是一种线性分析方法。其是一种线性频域分析。程序首先计算电路的直流工作点，以确定电路中非线性器件的线性化模型参数，然后在用户指定的频率范围内，对此线性化电路进行频率扫描分析，在进行交流频率分析时，首先分析电路的直流工作点，并在直流工作点处对各个非线性元件做线性化处理，得到线性化的

17、交流小信号等效电路，并用交流小信号等效电路计算电路输出交流信号的变化。 参数扫描分析是在规定范围内改变指定元器件参数，对电路的指定节点进行直流工作点分析，瞬态分析和交流频率特性等分析。其能够在一幅图上显示出不同的特性下的曲线。 实验3.电路过渡过程的仿真分析 实验步骤： 1、分别调出电阻 R、电感 L、电容 C、接地符和信号源 V1，其中，信号源是 Source 库 SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES 组中调用 PULSE_VOLTAGE，参数如下：InitialValue1V， PulsedValue0V，DelayTime0s，RiseTime0s，FallTime0s，Puls

18、e Width 60s,Period 120s。（该电压源用于产生方波信号）。电路其他元件调整为R1=5k，L1=1mH,C1=1nF。 2、观察电容上的电压波形（使用瞬态分析，分析时间为600s） 瞬态分析设置：初始条件选择用户自定义，结束时间选择0.0006s。 3、通过计算的阻尼电阻，使用参数分析方法设置三个电阻值（分别对应过阻尼/欠阻尼/临界阻 尼状态），观察出其它三种响应形式（过阻尼/欠阻尼/临界阻尼)。 参数分析设置：扫描参数选择器件参数，器件类型选择Resistor，选择R1，参数选择resistance，扫描变差类型选择列表，值列表输入1000,2000,5000,。待扫描的分析选择瞬态分析，点击编辑分析，将初始条件选为用户自定义，结束时间选择0.0006s。 实验结果： 分析： L时电路为2