电路与模拟电子技术实验指导(1)

1、实验一、电位的测定及基尔霍夫定律验证一、实验目的（1）学习Multisim软件作为虚拟电子工作台的使用方法，掌握原理图的输入、模拟和数字仿真的方法。（2）加深理解电位、电位差概念，加深对基尔霍夫定律的理解；（3）学会利用Multisim验证基尔霍夫定律；二、实验要求学会使用数字万用表测量各点电位，电路中各支路的电流，多个元件两端的电压，各支路电流及元件两端的电压应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律，即对电路中任一节点而言，应有；对任一闭合回路而言，应有。三、实验原理在一个确定的闭合电路中，各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而变，但任意两点间的电位差（即电压）则是绝对的，他不因参考点电位的

2、变动而改变。四、实验步骤（1） 按图1接好电路。图1 电位测量电路（2）以点A作为电位参考点，分别测出点B、C、D、E、F的电位值及相邻两点之间的电压值UAB、UBC、UCD、UDE、UEF及UFA，数据列于表1中。（3）以点D作为电位参考点，重复（2）的测量，数据列于表1中。表1电位参考点U/VUAUBUCUDUEUFUABUBCUCDUDEUEFUFAAD（4）任意选定三条支路和三个闭合回路的电路的电流参考方向，三个闭合回路的电流参考方向为ADEFA，BADCB和FBCEF。（5）把数字万用表插入电路中。（6）用数字万用表分别测量两电源电压值V1和V2、电路中的电流及电阻元件的电压值，并填

3、入表2中。表2I1I2I3V1V2UFAUABUADUCDUDE实验二、等效电源定理的应用一、实验目的1） 通过实验验证戴维宁定理，加深对戴维宁定理的理解和认识。2） 通过用Multisim 2001对线性单口网络参数的测试加深对戴维宁定理的认识。二、实验要求实验前复习戴维宁定理，预习好本次实验内容；实验时记录实验结果；实验结束后给出实验总结与分析，并及时做好本次实验报告。三、实验电路实验电路一为含直流独立源的线性单口网络，如图1所示。 图1 含直流独立源的线性单口网络二、 实验内容及步骤1、 含直流独立源单口网络参数的测量启动Multisim,打开Multisim工作界面。1）建立实验电路：

4、按照实验电路，在基本器件库中选取相应的电阻，设置好其参数后，将其放置到电路工作区中。在电源库中取出直流电压源V1。点击仪器库中的数字万用表，将其放置到电路窗口中，连接电路如图1所示。类似可以建立实验电路图2。注：此时可先不将负载电阻R6和数字万用表XMM3接入电路。2）测量线性单口网络参数；分别对于电路图1和图2，双击数字万用表XMM1图标，打开其控制面板。单击仿真开关开始仿真，待数字万用表上有显示后，关闭仿真开关。将显示的线性单口网络的开路电压值记入表1中。改变数字万用表的测量对象为电流，重新仿真，将数字万用表显示的短路电流值也记入表1中。图3 含交流独立源的线性单口网络表1 线性单口网络的

5、参数测量测量电路开路电压短路电流计算等效电阻含直流独立源单口网络含交流独立源单口网络3）测量线性单口网络的外特性：将实验电路图1和图2中的负载电阻接入电路，设置图1中表XMM3的测试对象为直流电流，表XMM1测试对象为直流电压，图2中表XMM1的测试对象为直流电流，表XMM2测试对象为直流电压，重新仿真。分别将测得的负载电压和负载电流记入表2中。4）改变负载电阻的阻值，重新仿真并将测量值记入表2中。表2 线性单口网络外特性的测量参数测量参数含直流独立源单口网络含交流独立源单口网络5）分别画出电路图1和电路图2的戴维宁等效电路，单击仿真开关开始仿真，将测得的负载电压、电流值记入表3中。表3 戴维

6、宁等效电路测试参数测量参数含直流独立源单口网络含交流独立源单口网络实验三、单管共射放大电路的研究一、实验目的掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响，学习测量放大电路的静态工作点及的方法，了解共发射极电路的特性，学习放大电路的动态特性的测试方法。二、实验要求实验前做好充分准备，事先预习好本次实验内容；实验时记录实验结果；实验结束后给出实验总结与分析，并及时做好本次实验报告。三、实验内容仿真电路：分压式工作点稳定电路Multisim仿真。在Multisim中构建分压式工作点稳定电路如图1所示。图1 单管分压偏置放大电路（1） 可利用Multisim的虚拟仪表测量静态工作点。在半导

7、体三极管放大器中，为了获得最大不失真的输出电压，静态工作点应选择输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作点选得过高，易引起饱和失真，而选得过低，又易引起截止失真。本设计中调节R6使三极管工作在放大状态，将虚拟仪表分别设置为直流电压表或直流电流表，可测得，和，将结果记录到表1中。表1 数据记录表测量参数也可以利用软件对电路进行直流工作点分析（包括三极管各电极电压和电流）。如图2所示。图2 静态工作点（2）在设定的工作点情况下，输入（f=1000Hz，V=10 mV ）正弦波，虚拟数字万用表设置为交流电压表，测得和，电压增益为，将数据、和记录到表2中。示波器观察图3输入和输出信号的变化，画出输入和输

8、出信号的波形。图3 测量交流电压（3） 利用Multisim 10 软件把图3 更改为输入电阻测量电路，在放大器的输入回路接虚拟电压表和电流表，根据测量值可求出输入电阻为。测量图如图4 所示。计算输入电阻的结果记录到表2中。图4 测量输入电阻（4） 输出电阻的大小表征电路带负载能力的大小。输出电阻越小，带负载能力越强。用传统方法测量放大器的开路电压和负载电阻上的电压，再利用，测量图如图5和图6 所示。可计算输出电阻记录到表2中。 图5 放大器的开路电压 图6 负载电阻上的电压（5） 也可以采用外加激励法测量输出电阻仿真电路图7 所示。由公式计算输出电阻，看计算结果跟传统测量方法是否一样。图5

9、测量输出电阻电路表2 数据记录表测量参数实验四、负反馈放大器性能的测量一、实验目的 研究负反馈对电路放大性能的影响，掌握反馈放大电路性能的测试方法，熟悉Multisim的直流工作点的分析和交流频率分析。二、实验要求实验前做好充分准备，事先预习好本次实验内容；实验时记录实验结果；实验结束后给出实验总结与分析，并及时做好本次实验报告。三、实验内容在Multisim中构建如下电路如图1所示。图1 电压串联负反馈电路1）将开关J断开，电路中暂不引入级间反馈利用Multisim的直流工作点分析功能，测量无级间反馈时两级放大电路的静态工作点，分析结果填入表1中。表1 数据记录表测量参数加入正弦输入电压，利

10、用虚拟示波器可观察到第一级输出电压波形与输入电压反相，而第二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。当Vi=4.999mv时，利用虚拟仪表可测得Vo。无级间反馈时，两级放大电路总的电压放大倍数为由虚拟仪表测得，当Vi=4.999mv时,测得。则无级间反馈时放大电路的输入电阻为将负载电阻RL开路，测得，则放大电路无级间反馈时的输出电阻为将、和数据记录到表2中。表2 数据记录表测量参数用示波器观察图输入和输出信号的变化，画出输入和输出信号的波形。2）将图中的开关J合上，引入电压串联负反馈加上正弦输入电压，由虚拟示波器看到，同样的输入电压之下，输出电压的幅度明显下降，

11、但波形更好。由虚拟仪表测得，当Vi=4.999mv时，测得，则引入电压串联负反馈后，电压放大倍数为由虚拟仪表测得，当Vi=4.999mv时，则将负载电阻RL开路，测得，则将、和数据记录到表3中。表3 数据记录表测量参数用示波器观察图输入和输出信号的变化，画出输入和输出信号的波形。实验五：集成运放应用信号运算电路一、实验目的1、 熟悉基本运算放大电路输出电压波形的观察方法；2、 掌握运算放大电路输出电压的测量方法；3、 掌握用Multisim对含有运算放大器电路进行分析的方法。二、实验要求1、分别设计比例、加减运算电路，掌握运算放大器的使用方法。2、将所有实验数据均以表格形式记录，注意表格设计的

12、合理性。三、实验内容1、反相比例运算电路1）按图1接好电路。输入5V的直流信号，测得相应的V0，将结果填入表1中。2）按图2接好电路，输入f100Hz，Uim0.7的正弦交流信号，由示波器观察u0与ui的相位关系。图1 直流反相比例运算图2 交流反相比例运算2、同相比例运算电路1）按图3接好电路。实验步骤同上，将结果填入表1中，并画出u0与ui的波形。2）电压跟随器如图4所示，重复反相比例运算电路（1）和（2），将结果填入表1中，并画出u0与ui的波形。图3 同相比例运算电路图4 电压跟随器表1 数据记录与计算（Ui5V）项目Ui/VU0/VAV=U0/Ui反相比例同相比例电压跟随当f100Hz，Uim0.707V时，请画出反相比例、同相比例、电压跟随器的输入、输出波形。