电子线路实习报告模板

1、北华大学 电子线路实习报告姓名： 00000班级： 信息14-1学号： 201416040112院系： 电气信息工程学院指导教师：00000实习日期：2015.10.262015.10.300目 录一、 实习目的和任务.1二、 软件介绍.2三、 电路设计.3四、 原理图与仿真结果.5五、 实习体会.19六、 参考文献.19七、 教师评语.200一、 实习目的和任务 电子线路实习是为配合模拟电子技术基础课程的教学而开设的。首先采用EDA技术中的Multisim软件对模拟电路进行仿真运行，让学生完成EDA技术方面的初步训练，然后再搭接出实际电路，以计算机仿真为基础的电子设计自动化即EDA技术已成为

2、当代电子电路及集成电路设计中不可缺少的重要手段，Multisim是一个优秀的电子技术训练工具，利用它可以以更灵活的方式进行电子电路实验，并在实验室难以达到的实验条件下进行模拟，从而提高学生设计分析电路的能力。通过综合性电子线路实习，能使学生提高解决较复杂实际问题的能力，为其后续课程的学习和以后从事实际工作打下坚实的基础。电子线路设计一般步骤：1） 分析系统设计要求，拟定系统总体方案2） 划分功能模块，建立总体结构框图3） 设计实现各单元电路4） 计算电路参数5） 选择元件6） 绘制总体电路图7） 用EDA工具进行电路性能仿真和优化设计8） 实际搭接电路，测试性能。2、 软件介绍运行Multis

3、im12.0主程序后，出现Multisim12.0工作界面，如图1所示。Multisim12.0是基于Windows的仿真软件，其界面风格与其他Windows应用软件相似，主要由菜单栏、系统工具栏、设计工具栏、使用中的软件列表、仿真开关、元件工具栏、仪表工具栏、电路窗口和状态栏等组成，模拟了一个实际的电子工作台。菜单栏Multisim12.0的菜单栏（Menus）位于主窗口的上方，包括文件、编辑、视图、放置、MCU、仿真、转换、工具、报表、选项、窗口和帮组共12个主菜单。每个主菜单下都有一个下拉菜单。常用工具栏常用工具栏包括标准工具栏、视图工具栏、主要工具栏、元件工具栏、仪器工具栏、仿真工具栏

4、、虚拟（元件）工具栏等主菜单里最常用的工具栏选项外部快捷方式按钮。也可通过菜单“视图”“工具栏”选项自定义工具栏，配置自己常用的外部工具按钮，如编辑工具栏、仿真开关等。 图11仿真分析基本界面简介Multisim12.0仿真分析的基本界面包括仿真分析主菜单、分析设置对话框的输出结果图形显示窗口。1）仿真分析主菜单在Multisim12.0的基本界面上，单机“仿真”“分析”或者工具栏中的仿真分析按钮，都可以打开Multisim12.0仿真分析的主菜单。Multisim12.0提供了18种仿真分析，即直流工作点分析、交流分析、瞬变分析、傅里叶分析、噪声分析、噪声图形分析、失真度分析、直流扫描分析（

5、DC Sweep）、灵敏度分析、参数扫面分析、温度扫描分析、极点和零点分析、传输函数分析、最坏情况分析、蒙特卡罗分析、线宽分析（铜箔宽度分析）、批处理分析（Batched Analysis）、用户自定义分析。2）分析设置对话框当在仿真分析主菜单中选择任意一种分析命令后，系统会先弹出“分析设置”对话框，由用户设置相关的分析变量、分析参数和分析节点等。对话框一般包括35个选项，最多的是“噪声分析”选项，由5个选项卡组成，分别为“分析参数”、“频率参数”、“输出”、“分析选项”和“摘要”，。3）输出结果图形显示窗口在选择了需要你的分析命令并进行了相关设置后，分析的结果会以图表的方式显示在“查看记录仪

6、”窗口中。是一放大电路的交流分析结果，显示了该放大电路的幅频特性和相频特性。“查看记录仪”窗口时一个多功能显示工具，不但能显示分析结果，而且能修改保存分析结果，同时还可以将分析结果输出转换到其他数据处理软件中。在“查看记录仪”窗口中，由4个菜单和相关的工具栏。3、 电路设计1、 下面以单极放大电路图2为实验电路图进行分析： 图2 2、 运算放大器负反馈放大电路的仿真实验与分析 图33、 集成运算放大器的基本应用模拟运算电路 图44、 运算放大器的线性应用电路设计 图5 图64、 原理图及仿真结果1、 直流工作点分析直流工作点分析用于确定电路的静态工作点。在进行直流分析时，假设交流源为零且电路处

7、于稳定状态，也就是假定电容开路、电感短路、电路中的数字器件看做高阻接地。直流分析的结果常常作为以后分析的基础，例如，直流分析所得的直流工作点附近区域作为交流分析时小信号非线性元件的线性工作区；直流工作点作为暂态分析的初始条件。选用电路图2连线。选择“直流工作点分析”选项后，直流工作点分析的设置很简单，只需在“输出”选项卡上，从左侧备选栏罗列的电路节点和变量中，选择需要分析的节点或变量，通过“添加”按钮添加到右侧的分析栏中即可。当系统自动选中的电路变量不能满足用户要求时，用户可以通过“输出”选项卡中的其他选项添加和删除需要的变量。完成相关分析设置后，单击“仿真”按钮即可进行仿真分析，分析结果由“

8、查看记录仪”窗口显示。而单击“确定”按钮则只保存分析设置，不给出分析结果。 图7单级放大电路直流工作点分析结果如图7所示。可见，节点3处电压为集电极电压，节点2处电压为基极电压，节点7处电压为发射极电压，即UBE=1.65161V-991.1951mV=0.6634049V0.7VUCE=7.11364V-991.1951mV=6.1224449V则电路处于放大状态。2、 交流分析交流分析即分析电路的频率特性。分析的结果是电路的幅频特性和相频特性。在交流分析中，系统将所有直流电源置零，电容和电感采用交流模型，非线性元件采用其线性化的交流小型号模型表示。而且，所有输入源都认为是正弦源，即使信号发

9、生器设置为方波或三角波，也将转化为正弦波。然后分析计算该电路对频率的响应函数。以图2所示的单级放大电路为例，说明交流分析的方法与步骤。选择“交流分析”选项后，系统弹出“交流分析”对话框。具体操作说明如下：1） 开始频率（FSTART）。指设置分析扫描的其实频率。2） 终止频率（FSTOP）。指设置分析扫描的终止频率。3） 扫描类型。提供选择频率扫描方式，其下拉菜单由3个选项，分别为“十进制”（10倍频程扫描）、“倍频程”（28倍频程扫描）、线性扫描。4） 每十频程点数。指设置每频程的取样点数，点数越高仿真精度越高，但仿真速度越慢。5） 纵坐标。指选择纵坐标刻度，其下拉菜单由4个选项，即“线性”

10、、“对数”、“分贝”、“倍频程”，其中，“对数”和“分贝”较为常用。频率参数设置采用系统的默认值。完成“频率参数”选项卡的设置后，仿真前还需在“输出”选项卡上选定需要分析的节点，再单击“仿真”按钮，得到分析结果如图7所示 。 图8在图4中，上面的曲线是幅频特性，下面的曲线是相频特性。在单击按钮后，可在选中的幅频特性曲线上，显示两个能用鼠标移动的游标，并同时打开数字说明窗口，显示两个游标对应的X、Y坐标及其坐标差等信息，如图5所示。 图93、 瞬态分析瞬态分析是指对所选电路节点进行时域响应分析。在进行舜天死分析时，直流电源保持常数。交流信号源随时间而改变，是时间函数。电容和电感都是能量储存模式元

11、件，是暂态函数。以图2所示单级放大电路为例。选择“瞬态分析”后，系统弹出“瞬态分析”对话框。在“分析参数”的设置上只将分析结束时间设置为0.01s，其余采用系统的默认设置。同时，在“输出”选项卡上选定需要分析的节点，本例选择节点3和节点6，单击按钮可以看到曲线颜色与不同节点电压波形间的对立关系，如图10所示。由此可见，输出耦合电容C2将2号节点的静态工作点直流分量滤除后输出至负载，也就是3号节点电压。 图104、 傅里叶分析傅里叶分析是分析周期性非正弦信号的一种数学方法，它将周期性非正弦信号转换成一系列正弦波和余弦波，即f(t)=A0+A1coswt+A2coswt+.+B1sinwt+B2s

12、inwt+.A0-原始信号的直流分量；A1coswt、B1sinwt-基波分量；Ai、Bi-第i次谐波的系数；w-基波角频率。在傅里叶级数中，每一个分量都被看成一个独立的信号源。根据叠加原理，总响应为各分量响应之和。由于谐波的幅度随次数的提高而减小，因此，只需较少的谐波分量就可以产生较满意的近似效果。仍以单级放大器说明傅里叶分析的方法与步骤，实验电路域图2不同的是将输入信号设定为幅度与初相位相同、频率不同的6个信号源的串联。6个信号源的频率分别是10、50、100、150、200、250Hz。在分析参数的设置上将基波频率设置为10Hz，谐波次数设置为30，取样结束时间设置为0.0.1s，其余均

13、采用系统的默认设置。同时，在“输出”选项卡选定需要分析的节点，本例分析节点7，对输入和输出信号进行傅里叶分析，如图11所示为节点7的傅里叶分析结果。 图11节点7的幅度频谱图表明6个输入信号经过放大器后，频率低的信号幅度衰减多，而频率高的信号幅度衰减少。由此清楚表明了耦合电容的高通特性，进一步验证了放大器的带通特性，与交流分析的结果一一致。5、 直流扫描分析直流扫描分析（DC Sweep）能给指定节点的直流工作状态随电路中一个或两个直流电源变化的情况。当只考虑一个电源对指定节点直流状态的影响时，直流扫描分析的过程相当于每改变一次直流电源的数值就计算一次指定节点的直流状态，其结果是一条指定节点直

14、流状态与直流电源参数间的关系曲线；而当考虑两个直流电源对指定节点直流状态的影响时，直流扫描分析的过程相当于每改变一次第二个直流电源的数值，就确定一次指定节点直流状态与第一个直流电源的关系，其结果是一组指定节点至直流状态与直流电源参数间的关系曲线曲线的个数为第二个直流电源被扫描的点数，每条曲线对应一个在第二个直流电源取某个扫描值时，指定节点直流状态与第一个直流电源参数间的函数关系。以图2所示的单级放大电路为例，说明直流扫描分析的方法与步骤。选择“DC Sweep”，系统弹出“直流扫描分析”对话框，本例中只有一个直流供电电源，所以只设置源1提供的参数，而不需要设置使用源2，在“源1”里，选择直流电

15、源VEE，设置直流电源“起始数值”为0V，“终止数值”为20V，扫描电压“增量”为0.5V。同时，在“输出”选项卡中选定4号节点为需要分析的节点，单击“仿真”按钮后，得到如图12所示的分析结果。 图126、 灵敏度分析灵敏度分析是计算电路的输出变量对电路中元件参数的敏感程度。Multisim12.0提供直流灵敏度与交流灵敏度分析功能。灵敏度高表明指定元件的参数变化对电路响应的影响大，反之则小。直流灵敏度分析的结果是指定节点电压或支路电流对指定元件参数的偏导数，反应了指定元件参数的变化对指定节点电压或支路电流的影响程度，用表格形式显示；交流灵敏度分析的结果是指定元件参数变化时指定节点的交流频率响

16、应，用幅频特性和相频特性曲线表示。以图2所示单级放大电路为例，说明灵敏度分析的方法与步骤。（1）直流灵敏度分析。选择“灵敏度分析”后，弹出对话框。在“分析参数”的“分析类型”设置上，选择直流灵敏度按钮；在“输出节点”中，选择2号节点为分析点；“输出参考”选择共地点；“输出定标”选择绝对值类型。然后再“输出”选项卡中选择电阻R1、R2、R3为灵敏度分析指定元件，单击“仿真”按钮，得到直流灵敏度分析结果，如图13所示。 图13(2)交流灵敏度分析。在“分析参数”的“分析类型”设置上，选择交流灵敏度按钮，并设置交流分析参数，本例采用系统默认值，如图9所示。然后，在“输出”选项卡中选定电阻R1、R2、

17、R3、R4和电容C1、C2、C3为灵敏度分析指定元件。单击“仿真”按钮，得到交流灵敏度分析的结果，如图14所示。 图148、 运算放大器负反馈放大电路的仿真实验与分析集成运算放大器是应用十分广泛的模拟集成元件，具有高增益，高输入电阻，低输出电阻，高共模抑制比等特点。作为高增益放大器，集成运算放大器在加负反馈时则工作于线性放大状态，广泛应用于信号的放大，叠加，微分，积分等；而在不加反馈和加正反馈时则工作在非线性状态，主要用于比较器和振荡器。工程上为改善放大器的性能常常引入负反馈技术，负反馈对放大电路性能的影响主要有降低放大倍数，提高放大倍数，提高放大倍数的稳定性，展宽通频带，减少非线性失真，改变

18、输入和输出电阻等。以负反馈放大电路图3为例。图3为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过电阻Rf把输入电压Uo引回到输入端，加在晶体管T1的发射极上，在发射极电阻Re1上形成反馈电压Ufo，根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。主要性能指标如下：1） 闭环电压放大倍数Auf=Au/(1+AuFu)其中Au=Uo/Ui;反馈系数Fu=Re1/(Rf+Re1)2） 输入电阻Rif=(1+AuFu)Ri;3） 输出电阻Rof=Ro/(1+AuFuo)静态工作点的测量，开环结果如图15 图15闭环结果如图13： 图13开环放大电路动态性能测试：1） 调整函数发生器，在放大电路输入端加入U

19、s=5mV，f=1kHz，的正弦信号，用示波器同时观察电路输入输出波形。在输出波形放大且不失真的情况下，用示波器测量并计算电压的放大倍数。2） 开环输出电压测量： 图14闭环输出电压测量： 图159、 集成运算放大器的基本应用模拟运算电路集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活的实现各种特定的函数关系，在线性应用方面，可组成比例，加法，减法，积分，微分，对数等模拟运算电路。实验电路图如图15所示，在深度负反馈条件下，其输入端为虚地，Ui1,Ui2均可通过R1，R2转换成电流，实现代数相加运算。 图1510、

20、 运算放大器的线性应用电路设计数学运算放大器，实现下面运算关系： Uo=10ui1-5ui2技术要求：ui1=0.5sinwt(V) ;ui2=1V(直流）；Ri10K。电路图设计图5 图17模拟结果如图17所示。反相积分器的设计：积分器的电路可根据设计要求来确定。例如，要进行一般波形的变换和产生斜坡电压，则选择本积分器电路，如图6所示。技术要求：输入信号为uip-p=±4V，周期T=1ms的方波，要求输出波形与输出信号同相：幅度uopp2/3uip-p;输入电阻Ri10K。2） 电路元件参数选择：A：R1、C1值的确定：在反相积分器中R1、C1的值决定电路的时间常数，由于受集成运算放大器最大输出电压Uomax的限制，选择R1、C1参数时其值必须满足如下公式： RC1/Uomaxui(t) dt可根据输入信号的类型和运放所允许的最大输出电压Uomax（峰峰值），以及设计指标的要求确定积分时间常数RC，若RC值太大，在一定的积分时间内，输出幅度uo 较小，有可能达不到指合适的RC值应兼顾两者。为了避免输出信号过载，集成运放进入饱和，应使积分输出符合uouomax当输入电阻为正弦信号时，R，C不仅受集成运算放大器最大输出电压u