模拟电子技术课程设计(Multisim仿真).

1、UNIVERSITY报告姓名XXX学号院系自动控制与机械工程学院班级_指导教师2014年6月18日目录1、目的和意义32、任务和要求33、基础性电路的Multisim仿真43.1半导体器件的Multisim仿真43.11 仿真.43.12 结果分析43.2单管共射放大电路的Multisim仿真53.21理论计算73.21仿真73.23结果分析83.3差分放大电路的Multisim仿真.83.31 理论计算93.32 仿真93.33 结果分析93.4两级反馈放大电路的Multisim仿真93.41 理论分析113.42 仿真123.5集成运算放大电路的Multisim仿真（积分电路）123.51

2、 理论分析133.52 仿真143.6波形发生电路的Multisim仿真（三角波与方波发生器）143.61 理论分析143.62 仿真144. 无源滤波器的设计145. 总结186. 参考文献193目的和意义该课程设计是在完成电子技术2的理论教学之后安排的一个实践教学环节.课程设计的目的是让学生掌握电子电路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法，培养学生的综合知识应用能力和实践能力，为今后从事本专业相关工程技术工作打下基础。这一环节有利于培养学生分析问题，解决问题的能力，提高学生全局考虑问题、应用课程知识的能力，对培养和造就应用型工程技术人才将能起到较大的促进作用。二、任务和要求本次课程设计

3、的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成电路的设计和仿真。完成该次课程设计后，学生应该达到以下要求：1、巩固和加深对电子技术2课程知识的理解；2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料；3、掌握仿真软件Multisim的使用方法；4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法；5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反映设计和仿真结果。VDUi1Bm图1-1半导体器件的仿真电路XSC1RL1OOkOI4V1kHzODeg三、模拟电路的设计和仿真3.1、半导体器件的Multisim仿真在Multisim中构建二极管电路，如图1-1所示，图

4、中VD是虚拟二极管，输入端加最大值U.=14V,平率为1KHZ的正弦波电压，接入一台虚拟示波器XSCL，这是一台双踪示波器，有A、B两个通道，A端接二极管电路的输入端，B端接电路的输出端，如图1-1。znT1T2时闫通道丿通道上Q.QOQs&.Q0&V&933ipV2.Q&0ms-Q.Q05pV99.333pV2.QOOms-0.Q05pVa.mv图1-2输出波形劇度#沁刻度|2V/Div¥位盖ac|_dTdc-相反时基.刻度図。衽顾/逹置R|WTAddBIAA/bAC保存GND-T触发二沿匡到=水平5HI内.无|自动|0吁外|仿真后得到波形如图1-2

5、所示，有图可见，输入信号是一个双向的正弦波电压而经过二极管以后，得到单向脉冲电压，可见二极管具有单向导电性。示液器-XSCl分析直流工作点分析，如图1-3所示静态工作点分析设三极管的Ubeq=0.7V，可得V-U=CC一REQ=BQ(12-0.7、280丿mA=0.04mA=40卩Ab1=(50x0.04)mA=2mABQCQUCEQCCCQC=V-1R=(12-2X3)V=6V14R'=R/R=LCL3x3KQ=1.5KQ3+3动态动作点分析首先需要估算三极管的rbe，根据以上对静态工作点的分析计算可得CQ=2mA。可以认为'eq='cQ=2mA，则r=r'+

6、(1+卩=bebb'I26(mV)300+51x26。=9630EQ2丿所以.0R50x1.5A=-l=-=-77.9ur0.963beR二r/R沁r=9630ibebbeR=R=3KQ02）仿真在Multisim中构建单管共射放大电路如图2-1所示1kHz图2-1中的单管共射放大电路仿真后，可以从虚拟示波器上得到U和U波形如图2-2所示。由图可见U波形没有明显的非线性失真，而U与U的波形相位ooi相反。图2-2输出波形3）分析直流工作点分析如图所示2-3，可测3.3差分放大电路的Multisim仿真（长尾式）在Multisim中构建一个接有凋零电位器的长尾式差分放大电路如图3-1所示

7、，其中两个三极管的参数为0=0=50，r=r=3000，调零电位器12bb'1bb'2R的滑动端调在中点。wXSC1VC-CRc1Rc2ZOkOhmXMMN5H1V1kHzODcg5mV1kHzODs-g：RL2DakOhm_i%iR2W1B.OkQhiTi_1Fi3-1长尾式差分放大电路上正弦输入电压，利用虚拟示波器可看出u与u反相，而u与u同相，如3-2所示。c1Ic2I示液器-XSC1压放大倍BQ1BQ2则IIVU124.36453则I=I=一CCCQ1=mA=0.254mACQ1CQ2R30同。3）当u=10mV时i2）加上正弦输入电压，利用虚拟示波器可以看出U与U反相

8、，而U与U相c1c2c2I由虚拟仪表测得U=127.517mV,i=169.617nA,U0iAU127.517127517A=o=12.7517dU1010i厂169.617将负载电阻R开路，测得U'=510.044mVL（U'）U10丿x103KQ=58.956KQ0(5100441x20KQ=59.996KQ1127.517丿（3）结果对比所得的输入电阻、输出电阻相差不大，几乎相等，可知，长尾式差分放大电路很好的抑制了零点漂移。3.4、两级反馈放大电路的Multisim仿真在Multisim中构建两级电压串联负反馈放大电路，如图4.1所示图4-1熨级反馈放大电路SkOlY

9、ELL5u99'(1)将K断开，电路中占不引入中间反馈。1)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，分析结果如下：两级OperatingPointDC"Hx-iia$89.66046$23.72360$111.84467$92.48656$18.89295$43.06760$161.41898$vcc15.00000vccvcc#1匸mnch-7.58S23m可见，U二2.48656V，U二1.84467V，U二9.66046V，U二3.72360VBQ1EQ1CQ1BQ2U=3.06760VU=8.89295V。EQ2CQ2断开时

10、的波形如图4-3所示示波S-zsci图4-3两级反馈放大电路2）加上正弦输入电压，利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明显的624mV。T而第沖级输出电压波形与输入电压相同亠个放大级的输出波形均无丰线性失真。当U=4.999mV时，利用虚拟仪表可测得U644.蟻间反馈时，两级放大电路总的电压放大倍数菊厂IACCU内.I无.I自动刻度|500S/Div刻度llOmVjDiv刻度11V/Div斗沿*丄|3）有虚拟仪表测得，当u=4.999mV时，I二3.149rA，则无间级反馈时放大电路的输入电阻为U4.999R=十=KQ=1.587KQi丁3.1494）将负载电阻R开路，测得u

11、'=1.289，则放大电路无间级反馈时的输出电阻为L°(1289、644.624、-1x2K0二1.9992K0丿（U'）u-1i°丿2）将图4.1开关合上，引入串联负反馈。输出波形如图4.4所示示®S-XSC116图4-4两级反馈放大电路1）加上正弦输入电压由虚拟示波器看融同样的输入电压之下，输出下降讪一一压串刻度|500JDiX位置厂|丫口丛曲|日旭|幅度明显则引入电|但波形更好。有虚拟仪表测得，当U'=4.999mV时,U'=50.联负反馈后，电压放大倍数为ivau凸旧适道頁内.|无.自动日外水平|oi0GND融发沿电压的）6

12、6mV,说明引入负反馈后电压放大倍数减小了。2）有虚拟仪表测得，当U'=4.999mV时，I二3.014yA，则U4.999R=十=KQ=1.659K0ifI3.014可见引入电压串联负反馈后输入电阻提高了。但与无间级反馈时的R相比，提高很少，这是由于图4.1所示电路中总的输入电阻为iR=R/R/Rififb11b12可以看出总的输入电阻R提咼不多。3）将负载电阻R开路，测得U'=51.793mV，贝U0L(51793-1x2KQ二0.068989KQ二68.9890150.066丿（U'二U-1I0丿可见，引入电压串联负反馈后，输出电阻降低了。Rof3.5集成运算放大

13、电路Multisim仿真（积分电路）在Multisim中构建积分电路如图5-1所示，在积分电路的输入端加上有效值为0.5V，频率为50HZ的正弦电压。XSC1虚拟示波器可看出输入输出波形如图5-2所示VCC15V输出波形!电路直流作点分析结果如图5-所示文彳牛耦视囹tb（t）也|目恤R卮尬阿|谢或|圜麵$vee-15.00000$vcc14.1150215.00000示iS-xsci直流H作点示波器直流工柜点7-7-4a积分电路OperatingPoint-1.36203m0.00000-7.SS047H.3.6波形发生电路的Multisim仿真（三角波发生器）三角波和方波发生器Muitisi

14、m仿真电路图如图6T所示-15VU1VEE471S3一W*lkOhrnfOkOhm4VEE-15VClII4V3uFXSC1VCC15V&1VCC12kOhm5741W"7.5kOhm5741VDZ1<3.3V$10kOhmVCC图J6T波开泼生器1（1）由虚拟示波器可观察至到电路的输蔽形为三角波，而前一级滞回比较器的输出波形为矩形波，如图6违所示2）r=5mso（1）无源低通滤波器低通滤波器指低频信号能通过而高频信号不能通过的滤波器，如图7-1所示的RC低通电路是最简单的低通滤波器，一般称为无源低通滤波器。高频滤波器是指高频信号能通过而低频信号不能通过的滤波器。如图7

15、-2所示为高通滤波器的电路图。3）带通滤波器带通滤波器是指频率在某一频率范围内的信号能通过，而在此范围之外的信号不能通过的滤波器，如图7-3所示。图7-4扫描仪由图7-4得由上图得中心频率/=731.566Hz；0通带宽度B为：B=3-3=6675.06Hzchci品质因数Q=3/B=2.730（4）带阻滤波器带阻滤波器作用与带通滤波器相反，即在规定的频带内，信号被阻断，而在此频带完信号通的过，电路图如图7-5所示对上图进行仿真，从扫描仪得到图7-6图7-6扫描仪有图7-6得中心频率：/=6.128Hz0阻带宽度B=3-3=1.46kHzchci品质因数Q=/B=0.0037024五总结通过两

16、个星期的努力，终于完成了课程设计。这是我迄今为止收获最多的一次课程设计。记得刚开始学习这一部分知识的时候，觉得挺简单。没想到真要实践它的时候，发现它并不是想象中的那么简单。特别是刚接触Multisim软件的时候，非常的陌生，当时在老师的认真讲解下我还是将它搞定了，还有就是在用截图的时候，本来以为随时都在用的东西本因该是很简单的，但是当我用到公式工具的时候就特别陌生了，并且还很慢，于是我请教了好几个同学，慢慢的我熟悉了。感谢王老师，如果没有她，我的课程设计也不可能圆满完成。这次课设让我懂得了很多，也学到了很多课本上没有的知识。就像动手查阅资料，与别人交流讨论问题的好处。自己的知识总是很局限，查资

17、料和探讨问题会扩大自己的知识面。在设计期间遇到了很多棘手的问题。比如设计的电路图，在理论上都讲得通，可是在虚拟实验室里模拟的时候，却实现不了。一方面是对电路参数的不熟悉，另一方面是不能很好的使用模拟实验室软件。通过请教老师，在老师的帮助下，多次改变电阻值，、电压值和电容值以及调节示波器的参数等一些小细节，最终产生了波形。我很高兴能够有这次实际操作的机会，有些东西平时觉得很简单但是实际操作起来就不是那样了，这次课程设计让我又一次的验证了实践是检验真理的唯一标准，只有自己亲自用心，学到的才是自己的东西。、WJL;卜六、参考文献1 杨素行.模拟电子技术基础简明教程M.北京：高等教育出版社，2006年2 华中理工大学电子学教研室编,康华光主编.陈大钦副主编（电子技术基础）（模拟部分）第四版.北京.高等教育出版社.19993 吴运昌编著:模拟集成电路原理与应用,广州.华南理工大学出版社,19954 王志华编著:电子电路的计算机辅助分析与设计方法北京.清华大学出版社19965 王汝君.钱秀珍编:模拟集成电子电路（上）（下）.南京,东南大学出版社19936 华中理工大学电子学教研室,陈大钦主编.杨华副主编,（模拟电子技术基础）,北京,高等教育出版社,20007A.J.PeytonV.Walsh:AnalogueeletronicswithOpAmps:asourcebookofp