清华大学电路原理仿真2

1、仿真实验报告（二）班级:电13 姓名:苗键强 学号:2011010645 日期:2012年11月26日实验名称:一、设计正弦波发生器(1)分析Wien电桥电路；(2)组成放大倍数等于3的同相比例放大器；(3)分析文桥电路和3倍同相比例放大器组成的正弦波发生器；二、设计并验证电容倍增器 (1)分析电路实现电容倍增功能原理；(2)根据C设计其他电路参数。实验任务:一、设计正弦波发生器1给定文氏电桥电路如图 1 所示其中,R=10k,C=0.01F要求: 输入输出电压均为正弦交流,求输出电压和输入电压同相时的频率,并求同相时输出电压和输入电压有效值的比值2采用同相比例器放大电路如图2设计一个放大倍数

2、等于3的放大器要求:(1)给出仿真电路图。(2)给出仿真结果,设法验证所设计放大器的放大倍数是3倍3、由文桥电路和三倍同相比例放大器组成一个正弦波发生器如图3所示。 说明：若在设计参数下电路不起振，可略增大反馈电阻R2以增加放大器的放大倍数。要求：（1）回答:为什么第2部分需要设计放大倍数为3的同相比例放大器? （2）给出仿真电路图。 （3）给出示波器显示的波形(图3中给出了示波器两个通道的接入点)图中需要用游标测出周期和峰值在振荡波形不失真的条件下(通过调节 R2达到要求),将 2 个游标分别移至正弦波的2个相邻的最大值处,从而显示正弦波的峰值和周期 （4）在上一步的基础上要想获得2倍频率的

3、正弦波,给出一种解决方案仿真验证你的解决方案给出示波器显示的波形图中需要用游标测出周期和峰值 在图3 所示电路中,A 点的电压经过由运算放大器构成的同相比例放大器的放大为B 点的电压,B 点电压又经过文氏电桥反馈回A 点如果对于某个频率的正弦波来说,电路满足 (平衡条件),即A 点特定频率的正弦波经过放大器和反馈网络回到A 点之后的幅值和相位都没有发生改变,则能够在A 点和B 点维持特定频率稳定的正弦波二、设计并验证电容倍增器一种电容倍增器的电路如下图所示。 （1）说明该电路为何能够实现电容倍增功能。 （2）已知 C=10nF，设计该电路的其他参数，使得从端口上得到 0.11F 的电容。理论分

4、析及仿真电路:一、正弦波发生器：1、根据电路元件关系，我们可以得到：u0ui=R/1jCR/1jC+R+1jC (1)整理得：u0ui=R3R+j(CR2-1C) (2)要使得输出电压和输入电压同相位，则要求：CR2-1C=0 (3)即：=1RC=10000rad/s (4)f=1.59kHz (5)此时，有：u0ui=13 (6)通过Multisim仿真，电路图如下：得到示波器示数如下:仿真结果与理论计算相符。2.根据实验要求，有：R2+R1=3R1 (7)同时需满足：R1/R2=R3 (8)有：R1=15k (9) R2=30k (10)通过Multisim仿真，电路图如下：得到示波器示数

5、如下:仿真结果与理论计算相符。3.因为第一步中设计的文氏电桥有：u0ui=13 (11)若要求电路能够持续运行，就要求第二步中的放大器放大倍数为3，从而信号经过正反馈后能够自我维持。通过Multisim仿真，电路图如下：在电路运行后，先使得开关接上端，这时电路符合起振条件，当信号达到一定程度时，将开关接下端，这时电路可以稳定运行。得到示波器示数如下:二、设计并验证电容倍增器设计电路图如下所示：在上图中，我们可以在电容电路串联了一个1的电阻，其目的在于测量通过电容的电流。简单计算可知该电阻的串入对电路影响很小，所以可以忽略。所以通道A测量的就是通过电容的电流，而通道2测量的则是电源的电压。对电路的分析可以得出，电容两端的电压为：UC1=1+R2R1U (12)故，通过该支路的电流为：IC1=1+R2R1jC1 (13)由于放大器的虚断，此电流可以认为是电源电流。因而，从电源端看进去，等效电容为：C= IC1jU (14)即：C=1+R2R1C1 (15)将数据带入，有：R2R1=10 (16)得到示波器示数如下:观察图像可以得出，电流超前电