电子电路的仿真实验

试验一 电压源与电流源的等效变换一、试验目的学会电源外特性的测试方法。验证电压源与电流源的等效变换条件。验证抱负电压源与抱负电流源不能等效变换。二、试验原理〔US与内阻R0的输出电压随负载电流的增大而减小。〔IS与内阻r0的输出电流随负载电压的增大而减小。一个实际的电源既可以用电压源模型表示,也可以用电流源模型表示。假设它们向同样大小换条件为：IS=US/R0US=IS*r0r0=R0三、试验器材1234.5.电阻四、试验步骤1.测试抱负电压源的外特性按图3-1连接线路测量负载电压和电流按表3-1转变负载阻值，点击运行按扭，将数据记入表 3-1。图3-1 抱负电压源的外特性测试3-1〔抱负电压源〕

+ -10.000m ARR()L∞2023V11V001000800RL+1omV-300200Im)LU电压源的外特性。按图3-2连接线路，测量负载电压和电流，按表3-2转变负L载阻值，点击运行按扭，将数据记入表3-23-1+9.980m-AV1+9.980m-AV110VRL+1kohm9.980V3-2〔电压源〕

R0 2ohmRL()∞202315001000800RL()∞202315001000800500300200LU (V)L+5.000-+5.000-AI15ARL+1kohm5.000kV3-3〔抱负电流源〕RR()L∞202315001000800500300200ILU(V)L3-43-4点击运行按扭，将数据记入表3-4中，并与表3-3进行对比++9.980m-A图3-4 电流源的外特性测试3-4

I1r05A2ohm

+RL 1kohm 9.980-RRL()∞202315001000800500300200LU L五、思考题分析比照表3-1与表3-3，说明抱负电压源与抱负电流源的外特性有何不同？它们能否等效？3-13-2，说明抱负电压源与电压源的外特性有何不同？3-23-4，说明电压源与电流源能否等效？等效条件是什么？电压源与电流源等效变换对内部是否正确？怎样确定它们的方向？3-33-4，说明抱负电流源与电流源的外特性有何不同？试验二放大器静态工作点对动态范围的影响一、试验目的学习创立、编辑EWB电路的方法。练习虚拟模拟仪器的使用。体管放大电路动态范围的影响。二、试验说明动态范围才较大。三、预习要求复习放大器的静态工作点设置原则。复习使用、创立、编辑EWB电路的方法。四、试验电路五、试验内容创立如图5.2.1所示的仿真试验电路。试验电路中晶体管的参数选用默认值，电位器阻值变化一次的幅度设置为5﹪。令输入信号源为0，调整R 使它等于3kΩ，运行电路，测出静态I 、U ；加d CQ CEQ上频率为1kHz、大小适宜的正弦波信号，用示波器观看输出电压波形，并测量输出电压的最大动态杰范围。将所测数据填入自拟表格。令输入信号源为0调整R 使它分别等于1.51530测出相应的静态I 、d CQU ；加上频率为1kHzCEQ数据填入自拟表格。六、思考题输出波形失真的缘由有哪些？怎样抑制？假设R 短路，放大器会消灭什么故障？b2七、试验报告自拟表格，整理试验数据。认真整理和处理试验数据，并列出表格或画出曲线。分析总结放大器静态工作点对动态范围的影响。答复思考题。认真写出对本次试验的心得体会及意见。试验三两级放大器一、试验目的1.进一步学习创立、编辑EWB电路的方法。2．了解对两极放大器组成的一般方法。3．把握对两极放大器性能指标的调试方法。二、试验说明合理设置放大器的静态工作点，如电路图中的C，C ，C的隔直流作用，各级之间1 2 3Au

A Au1

，同时后级的输入阻抗也就是前级的负载。三、预习要求复习两极放大器的静态工作点的设置原则和性能调试方法。复习创立、编辑和使用EWB电路的方法。四、试验电路五、试验内容五、试验内容创立如图5.2.2所示的仿真试验电路图，并设置好电路中个器件的参数。UCEQUCEQ〔V〕UIRC〔V〕CQ〔mA〕Q1Q2Q2Au

f和幅度ui

，测出放大器UCCUCC〔V〕ui〔mV〕uo〔mV〕Au81012测量放大器的频率特性。承受三点法，只测三个特别频率点。即f、f 、f 。输o L Hf和幅度u由自己选择，用毫伏表测出中频时的输出电压u，然后分别降低o i o2或增大信号源的频率，是输出幅度下降到u/2o填入表中。

，登记此时的信号源频率，并将测试数据uu〔mV〕iuo〔mV〕u/o2〔mV〕fL〔kHz〕fH〔kHz〕六、思考题测量放大器输入、输出阻抗应留意什么？影响放大器低频响应的是哪些元件？七、试验报告认真完成试验，整理试验数据，并填入表格中。认真整理试验数据，画出幅频特性曲线。完成思考题。写出心得体会。试验四负反响放大器一、试验目的连续学习创立、编辑EWB电路的方法。了解负反响对放大器性能指标的改善。把握负反响放大器性能指标的调试方法.加深对负反响放大器工作原理的理解。二、试验说明负反响能有效地改善放大器的性能,主要表达在输入电阻、输出电阻、频带宽度、非线电路时，必需考虑电路性能改善的同时会引起电路增益的减小。三、预习要求复习负反响电路的四种根本形式：电压串联负反响；电压并联负反响；电流串联负反响；电流并联负反响。复习测量放大器的频率特性的根本方法┈三点法。四、试验电路五、试验内容创立如上图所示的仿真试验电路图，并设置好电路中个器件的参数。测量开环电压放大倍数其中电路的反响系数:FRu ef

/(Ref

R)0.5/(0.56.2)0.07f将开关K2断开，输入正弦电压峰值为20mV，频率为1kHz，用示波器测量输入、输出电压的峰值和放大器开环输入、输出电压波形。测量闭环电压放大倍数K220mV1kHz用示波器测量输入、输出电压的峰值和放大器闭环输入、输出电压波形。六、思考题在分析放大器的反响时，应留意那些根本要素？调试中觉察哪些元件对放大器的性能影响最明显？为什么？负反响对放大器性能的改善程度取决于反响深度，反响深度是不是越大越好？为什么？七、试验报告认真完成试验，整理试验数据，并填入自制表格中。画出幅频特性曲线。说明放大器引入负反响后有和优缺点。完成思考题，写出心得体会。试验五场效应管放大器一、试验目的深入学习EWB电路的创立、编辑的方法。把握场效应管放大器静态参数的测试方法。.了解场效应管放大器的性能特点，分析场效应管放大电路的性能。二、试验说明场效应管是利用电场来掌握半导体中多数载流子运动的一种晶体管器件成电路中有着极其重要的应用。图5.2.4为结型场效应管共源放大电路。结型场效应管承受输出回路的公共端。三、预习要求复习场效应管的工作原理和性能特点。复习使用、创立、编辑EWB电路的方法。四、试验电路五、试验内容创立图5.2.41kHz10mV的正弦信号。翻开仿真开关，用示波器观看场效应管放大电路的输入波形和输出波形。测量输出波形的幅值，计算电压放大倍数。用示波器观看到的结型场效应管共源放大电路输入波形和输出波形如图5.2.636mV10mV，3.6。建立如图5.2.5电流表测量电路的静态参数。利用电流表和电流表测到的栅极电压U U U=-0.16V，漏极电流U =9.95V，GS G S DSID=0.336mA。六、思考题场效应管放大器与双极性晶体管放大器比较，有什么优点？场效应管放大器有哪几种根本的组态？七、试验报告认真完成试验，整理并核对试验数据。答复思考题。列出场效应管放大器与双极性晶体管放大器的不同点。写出本次试验的心得体会，提出试验改进意见。试验六差分放大电路一、试验目的通过试验加深理解差分放大电路的性能特点。把握差分放大器的调整及性能指标的测量方法。提高独立完成EWB电路试验仿真的力量。二、试验说明差分放大器具有很高的共模抑制比，被广泛地应用于集成电路中，常作为输入级。三、预习要求复习差分放大电路的特点。复习使用EWB电路进展仿真的方法。四、试验电路五、试验内容测量静态工作点K1断开，K2RWQ1、Q2两管集电极电压相等。然后测量各管静态工作点，将测量结果填入下表中。K2置于右边“恒管”位置，以同样的方法测量各管的静态工作点，并将测量结果填入同一表中。测试值测试值对地电压恒阻恒管Q1Q2Q1Q2Q3Q4Ue〔V〕Ub〔V〕Uc〔V〕Ad〔1〕K21kH、U50mV的信号，再分别测出单端输出i电压U 和U ，并将它们填入下表中，并用示波器观看二者的相位关系。od1 od2测试值差模U〔mV〕iU〔测试值差模U〔mV〕iU〔mV〕od1Ad1Uod2〔mV〕Ad2Ad电路形式恒阻恒管AcK2置于“恒阻K1短接，信号源端输入1kHU=50mV的信号，再分别测出i单端输出共模电压U 和U ，填入下表中。oc1 oc2K2“恒管”和“恒阻”两种电路形式的共模抑制比〔K ，填入下表中。测试值共测试值共模UUKi oc1Ac1Uoc2Ac2AcCMR电路形式〔mV〕〔mV〕〔mV〕恒阻恒管六、思考题为什么不直接测量差分放大器的双端输出电压而必需借助测量U 和U 再计算od1 od2得到？为什么单端输入的差分放大器的另一端还要接一个与信号源内阻数值一样大小的电阻？差分放大器有什么特点？总结一下。七、试验报告认真完成试验，整理试验数据，并填入表格中。比较“恒管”与“恒阻”时的K 的大小，由此得出什么结论？CMR完成思考题。写出心得体会。试验七RC低通滤波器电路的仿真在电路工作区输入如以下图电路。其中包含两个正弦沟通电压源，一个为1V2kHz,一个5v60Hz，另有一个周期脉冲电压源〔时钟源〕，5V,50Hz,50%，两组电源用开关来切换。电路的输入为节点8，输出为节点3。如图连接波特图仪、示波器和电压表。(1)．测试电路的频率特性曲线观看电路的幅度频率特性和相位频率特性曲线。曲线如下两图所示。幅度频率特性(2)．观测电路的滤波效果相位频率特性(2)．观测电路的滤波效果道的输入导线设置成不同的眼色以便于波形的观看。翻开示波器面板，启动电路仿真开关，这时在示波器上可以看到两个波形〔以下图〕。输入波形为60H2kHz叠加波形。输出波形中，2kHz(3)．观看电路对周期脉冲序列的瞬态响应2.共放射极单级放大电路的仿真〔以下图转变输入脉冲波的频率，可以看到输出波形的外形发生变化。2.共放射极单级放大电路的仿真〔1〕电路的创立置连接到示波器输入端的导线为不同颜色，这样可区分两路不同的波形。〔2〕电路文件的保存〔2〕电路文件的保存电路的仿真试验①双击有关仪器的图标翻开其面板，预备观看被测试点的波形。②按下电路启动/Pause〔暂停〕按钮，再次单击Pause③调整示波器的时基和通道掌握，使波形显示正常。数据，可以设置Analysis/AnalysisOptions/InstrumentsPauseaftereachscreen〔示波器屏幕满暂停〕选项。④从波特图仪的面板上观测电路的幅频特性和相频特性。假设对波特图仪面板参数进展修改，修改后建议重启动电路，以保证曲线的准确显示。电路的描述选择Window/Description命令可翻开电路描述窗口，可以在改窗口中输入有关试验电路的描述内容。试验结果的输出①最终测试电路的保存。②输出电路图或仪器面板〔包括显示波形〕到其它文字或图形编辑软件，这主要用于试验Edit/CopyasBitmapEWB③打印输出。试验八晶体管放大电路通频带扩展一、试验目的通过观看和测量电压串联负反响放大电路的频率特性，了解负反响电路能够扩展通频带的特性。练习EWB的沟通分析和参数扫描分析功能。二、试验说明带宽的乘积不变。三、预习要求复习放大电路中引入负反响的原则和方法。复习使用、创立、编辑EWB电路的方法。四、试验电路五、试验内容创立如图5.2.8所示的仿真试验电路。试验电路中的晶体管参数选用默认值。开关打向“2ACfrequency项对试验电路进展沟通分析，从幅频特性上测出通频带BW0.7，将所测数据填入自拟表格。2的测量。ParameterSweepRf1kΩ50kΩ10kΩ。待分析节点为输出节点，扫描类型选为沟通分析。观看Rf不同时的幅频特性，并将所测数据填入自拟表格。六、思考题负反响放大电路频带的展宽是以牺牲放大器的什么为代价的？它能无限展宽频带吗？转变信号源幅度的大小，影响放大电路的幅频特性吗？为什么？七、试验报告整理试验数据，分析反响支路开路和接通时，BW 不同的缘由。0.7对参数扫描分析的结果进展总结。答复思考题。试验九试设计一个路灯掌握规律电路，要求在四个不同的地方都能独立的掌握路灯的亮灭接入高电平+5〕1〕L〔〔〕时指示灯灭。翻开规律转换仪面板，在真值表区电击A，B，C，D四个规律变量建立一个四变量真值表，依据规律掌握要求在真值表区输出变量列中填入相应规律值点击规律转换仪面板上“真值表→简化规律表达式”按钮，求得简化的规律表达式。点击规律转换仪面板上“表达示→电路”按钮，获得规律电路如图8.2-2〔虚线以下局部〕所示。规律功能测试：在通过规律转换仪获得的规律电路四个输入端接入四个开关，用+5〕或“地L接指示灯，如图8.2-2择不同的开关状态组合，观看指示灯的亮灭可对真值表的状态逐一验证。试验就交通信号灯自动定时掌握系统交通信号灯自动定时掌握系统用中小规模数字集成电路实现格外便利，而且便于在EWB内进展仿真试验。设系统工作的不十字路口由主、支两条道构成，四路口均设红、黄、绿三色信号灯和用于计时的两位由数码管显示的十进制计数器，其示意图由图9.5-1所示，系统设计与仿真过程如下。系统功能要求主、支干道交替通行，通行时间均可在0~99秒内任意设定。每次绿灯换红灯前，黄灯先亮较短时间〔也可在0~99秒内任意设定字路口内滞留车通过。主支干道通行时间和黄灯的时间均由同一计数器按减计数方式计数〔零状态为无效态〕在减计数器回零瞬间完成十字路口通行状态的转换〔换灯。计数器的状态由显示器件库中的带译码七段数码管显示，红、黄、绿三色信号灯由显示器件库中的指示灯模拟。系统工作流程图设主干道通行时间为N1，支干道通行时间为N2，主、支干、道黄灯亮的时间均为N3，通常设置为N1＞N2＞ N3。系统工作流程图如图9.5-2 所示。系统硬件构造框图根据系统工作流程要求，设计硬件结构框图如图9.5-3所示.系统单元电路设计状态掌握器。由流程图可见，系统有4种不同的工作状态S0~S74163作状态掌握器，741639.5-49.5-5，QB、QA作状态掌握器的输出。状态编码S0、S1、S2、S300、01、10、11。状态译码器。以状态掌握器输出〔QA、QB〕作译码器的输入变量，依据四个不同通行状态对助、支干道信三色号灯的掌握要求，列出灯控函数真值表，如表9.5-1所示。经化简获得六个灯控函数经化简获得六个灯控函数:依据灯控函数规律表达式，可画出状态译码器电路〔9.5-码器以及模拟三色信号灯相连接，构成信号灯转换掌握电路如图9.5-5所示。需要特别指出的是；上述获得状态译码电路的过程完全可以借助EWB自动进展，在EWB主界面下，翻开仪器库调出规律转换仪。在规律转换仪面板上的真值表内填入某灯控函数值，按下“真值表→简化规律函数”按钮，即可得到简化的灯控规律函数。为了便于调试和画系统总图简便，我们将图9.5-5中虚线荒内电路用子电路KZQ表示。用子电路表示的色信号灯转换控制电路如图9.5-6所示。递减计时系统。选用两片74190十进制可逆计数器〔功能表参见8.5节图8.5-1〕构成2 位十进制可预置数的递减计数器〔如图9.5-7 所示〕。两片计数器之间承受异步级连方式，利用个位计数器的借位输出脉冲RC〕直接作为十位计数器的计数脉冲CL，个位计数器输入秒脉冲作为计数脉冲。选用两只带译码功能的七段显示数码管实现两位十进制数显示。D1、C1、B1、A1、和D0、C0、B0、A0是十842174190功能表可知，该计数器在零状态时RCO’RCO’端通过或门掌握两片计数器的置数掌握端LOA〔低电平有效08421两片计数器之间承受异步级连方式，利用个位计数器的借位输出脉冲RC〕直接作为十同样，为了简化系统，我们将图9.5-7中虚线框内局部电路用子电路JFJSQ替代。将