Equipment Manufactring Technology NO.11, 2007
收稿日期 :2007-09-23作者简介 :孙晓艳 (1970— , 女 , 湖北襄樊人 , 讲师 (工程师 , 南京航空航天大学工程硕士研究生 , 从事电子技术的教学与研究。
基于 multisim 的虚拟仿真软件在数字电子技术
教学中的应用
孙晓艳
(无锡职业技术学院工业中心 , 江苏无锡 214121
摘要 :虚拟教学和虚拟实验是未来高等教育中最具优势、最具发展潜力的一项技术 , 尤其是在高职院校进一步加强网络基础建设、数字化建设以及信息化教学的背景下 , 借助基于 multisim 的虚拟仿真软件有利于教师不断完善教学内容 , 提高教学效果 , 开发学生的创造潜力。就这一软件在数字电子技术课程中辅助电子技术理论教学、补充实验设备不足、提高课程设计质量、渗透素质教育等方面作了有益地研究与探索。
关键词 :虚拟实验 ; multisim ; 数字电子技术中图分类号 :G642.0
文献标识码 :A
文章编号 :1672-545X(200711-0152-03
“数字电子技术” 是电子、通信、计算机、机电等类专业的重要基础课。长期以来 , 课程的主要任务一直强调数字集成电路内部电路的设计方法与分析方法的研究 , 与高职专业更注重学生掌握各种数字集成电路器件的外部特性与实际应用的培养目标相违背。因此 , 如何从高职教育的特点出发 , 紧跟数字技术的发展 , 搞好课程的教学改革 , 提高教学质量 , 是教学中一个十分重要的课题。按照这种思路 , 在教学中引入基于 multisim 的虚拟仿真软件 , 本文就这一软件在数字电子技术课程
中辅助电子技术理论教学、补充实验设备不足、提高课程设计质量、渗透素质教育等方面作了有益地研究与探索。
1基于 multisim 的虚拟实验系统的特点
虚拟实验是一种用虚拟仪器、设备代替传统的实验仪器和实验设备进行实验 , 对实验结果的性能和实验过程中产生的“虚拟电路或设备” 进行预测和评价 , 从而缩短实验操作时间和设计周期 , 降低实验成本的技术。
在数字电子技术课程中实现虚拟实验的关键技术是必须有一套交互性强、开放度高、易操作的设计软件。虽然实现这一功能的软件很多 , 但考虑到高职数字电子技术课程教学内容多 , 学时紧的特点 , 选用了加拿大 Interactive Image Technologies 公司推出的电路仿真与绘制软件 M ultisim , 其具有以下特点 :
(1 采用直观的图形界面创建电路 :在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台 , 绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取 ;
(2 软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似 , 可以实时显示测量结果。
(3 软件带有丰富的电路元件库 , 提供多种电路分析方法。 (4 作为设计工具 , 可以同其他流行的电路分析、设计和制
板软件交换数据。
(5 还是一个优秀的电子技术训练工具 , 利用它提供的虚拟仪器可以用比实验
室中更灵活的方式进行电路实验 , 仿真电路的实际运行情况 , 熟悉常用电子仪器测量方法。
随着高校网络基础建设、数字化、信息化建设的步伐 , 学生对 M ultisim 软
件的运行环境 Windows98/2000/xp 等都很熟悉 , 因此学生已具备学习和使用multisim 的基础知识。
2数字电子技术课程教学的现状
目前在全国范围内开展的示范院校的建设过程 , 正是推进
高职教育教学改革发展、催人奋进的一种机制。因此 , 在数字电子技术课程的设置、整合、内容的精选和组织教学方面应坚持“两个相适应” 为原则 , 即课程的设置与岗位技术应用能力或实物操作能力培养相适应 , 深度与大专层次的高等技术应用型人才相适应。理论知识突出必备的基础和应用性 , 不刻意强调系统性而侧重适用性和针对性 ; 不强调繁杂的理论推导而侧重应用能力的培养 , 取得了较好的教学效果 , 但也发现学生在学习过程中存在以下问题 :
(1 理论教学过程中“教学练” 有待加强
在理论教学中 , 如果
“教” 只是传统意义上的老师在黑板上一味灌输知识那种填鸭式的教学 , 在教学的全过程中教师就很难充分调动学生的主动性 , 突出受教育者的积极参与 , 按照传统的教法 , 往往大半学期过去了 , 学生只知道各种数字器件的名称和内部电路原理 , 但不清楚学了有什么用 ? 更不知道如何用这些器件组成数字电路系统。因为缺乏一个“练” 的平台 , 这里的“学” 也仅仅是学会老师所教的知识 , 而更重要的学习的方法 , 自学能力的提高 , 学生独立思考能力和创新能力的培养却存在一定程度的缺失。
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《装备制造技术》 2007年第 11期
(2 实验教学有待加强
在数字电子技术实验教学中 , 传统的教学方法是要求学生完成某一典型电路的验证 , 其内容、步骤、电路、仪器等都是事先安排好的 , 学生只须按照实验指导书安排的顺序就能完成实验 , 或者即便学生有不同的思路 , 但因受实验条件限制也无法开展实验。这样造成的结果是限制了实验内容和形式的丰富多彩 , 通过实验
学生虽然能够学会一些仪器的使用和操作技能 , 但这样的实验结果和实验报告往往是千篇一律、大同小异 , 不能真正提高学生分析问题、解决问题的能力 , 也难以激发他们的求知欲和创新精神。
(3 课程设计时学生的设计思想很难达成
在传统数字电子技术课程设计中 , 要耗费很多时间来分析和搭建电路 , 然后用相应的测试仪器进行测量 , 这样设计开发时间长、效率低 , 一旦出错 , 往往要重新更换元器件 , 参数修改也不方便 , 不利于设计者高效完成设计思想。
针对以上情况 , 数字电子技术课程改革以课堂和教师为中心的传统教学组织形式 , 根据高职数字电子技术课程的特点 , 在教学过程中引入 M ultisim 软件 , 把学生的理论知识学习、实践能力培养和综合素质提高三者紧密结合起来。
3基于 multisim 的虚拟实验系统在数字电子技术教学中的应用研究
在数字电子技术课程中引入 multisim 的理论基础是建构主义学习理论 , 建构主义认为 , 知识不是通过教师传授得到 , 而是学习者在一定的情景即社会文化背景下 , 借助其他人 (包括教师和学习伙伴的帮助 , 利用必要的学习资料 , 通过人际间的协作活动而实现的主动构建知识意义的过程。“情景” 、
“ 协作” “会话” 、
“ 意义建构” 是学习环境中的四大要素。
下面以基于 multisim 的虚拟实验系统在数字电子技术教学中的具体应用为例说明 :
(1 有助于创建丰富的学习情景及“教学练” 相结合情景是建构主义学习环境的首要内容 , 情境设计是创造与所学知识和技能主题相关的 , 能促进与支持学生学习的尽可能真实的环境 , 为学生自主学习创造条件。数字电子技术是一门实践性较强的课程 , 在教学中要创设“情景” 一般只是采用课堂演示实验 , 但通常在高职院校中可能会遇到实验仪器匮乏、电路受温度等环境影响大等困扰 , 造成失真或仪
器精度直接影响教学效果等情况 , 而利用 multisim 软件实际电路作为一种真实表现电路工作状态的开放灵活的示教手段 , 把实验室和课堂有机地融为一体 , 则解决了上述种种问题。
例如 , 在讲典型集成计数器芯片这一节课内容时 , 利用工业中心的资源优势 , 将理论教学选在配备了 multisim 软件的机房里进行。首先由教师将实训项目“计数显示器” 引入 , 并利用计算机模拟真实实验室的工作台 , 让学生观察实验结果如图1所示 , 该实训电路的功能是对输入脉冲的个数 (0~9 进行递增计数 , 并通过译码显示电路将所计的脉冲数显示出来 , 并提出问题 :74HC161芯片的功能是什么 ? 为什么称之为计数器 ? 学生带着问题听老师讲解电路原理 , 使其认识到掌握相关知识和技能是完成项目制作本身的需求 , 而不是教师对学生的刻意要求 , 以达到在学生头脑中产生主动建构的过程。
在给学生时间自己练习的过程中 , 为了完成这个项目学生必须先去查手册 , 了解计数器、译码器、数码管、与非门等器件的管脚连接和功能表 , 虽然他们此时还不能理解功能表 , 通过实训项目的制作和测试 , 学生就能很容易地弄清楚这些器件的功能和每个管脚的作用。与此同时还学会了查手册 , 如何通过查手册获得数字电路器件的使用方法 , 这对数字电路设计制作者来说是十分有用的技能。另外 , 在教学内容上和习题中安排了许多诸如同类芯片如何级连 ? 如何进行功能扩展 ? 如何用通用计数器构成任意进制计数器等等这样一些在实际工作中十分有用的技巧和方法 , 同时通过机房各机联网的优势 , 创造一个互动的能相互促进共同提高的协作环境 , 构建学生与学生之间 , 学生与老师之间的语言沟通渠道。让学生共同来参与分析、训练 , 在整堂课中“讲学练” 相结合 , 取得了较好的教学效果。
图 1计数显示器
图 2模拟面板布线
(2 有助于加强实验教学效果和提高实验设施利用率高职教育不是造就学术精英 , 而是以适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高素质技术应用型人才为培养目标。因此在培养过程中 , 必须重视实践能力的培养 , 重视职业经验和职业技
能的获得 , 实验教学是高职教育的主体教学方式之一。实验通常包括实验前的预习 , 实验的组织 , 实验报告的撰
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写三个环节 , 在传统实验教学中由于普遍存在实验内容多、上课人数多、资金和仪器套数不足、实验课教师人数紧缺、实验课课时又十分有限等问题 , 而实验前由于学生看不到仪器 , 不能实际进行仪器操作 , 只能看讲义预习 , 因此往往在真正的实验过程中赶时间测数据 , 难以做到深入理解实验方法 , 更不能进行深入的实验研究。
multisim 软件功能强大 , 几乎能够仿真所有的数字电子技
术实验 , 在这样一个生动活泼、
形象逼真的学习环境中预习后 , 再到实验室进行实验时 , 一些注意事项、实验原理、仪器使用方法等由于已经基本掌握 , 这就大大提高了实验效率。特别是一些设计性实验 , 学生在实验前利用 multisim 提供的实验平台 , 自己设计好实验方案和实验步骤进行仿真 , 可以很好地避免盲目操作 , 拓展了学生的思维发展空间。更为重要的是仿真实验的引入突破了时间和空间的限制 , 使实验场地不再局限于传统意义的实验室 , 网络机房、 EDA 实验室甚至宿舍都可以用来进行实验 , 做到一机多用 , 一室多用 , 学生利用校园网或互联网还可随时随地上网进行预习、实验、讨论和提交实验报告 , 从而大大提高了实验设施的利用率。
(3 有助于学生创新能力的培养
高职毕业生上岗后的主要工作是解决生产过程中的各种技术问题 , 从事诸如工艺革新、
技术改造、事故处理、质量监测、设法降低成本和消耗、提高生产效率等工作 , 这就要求学生的实践能力不能仅仅停留于操作阶段 , 要具有较强的分析判断能
力 , 要有解决实际问题的综合能力与手段 , 还要有在技术应用性层面上一定的规划、设计、开发能力和创新能力 , 为此 , 高职教育将课程设计与创新课程作为实践教学的重要内容。
由于有些实验设备昂贵 , 特别是较为先进的实验设备 , 许多学校资金不足难以购买 , 这种设施无法在课程设计中给学生提供探究学习的场景 , 因此创新精神、能力、素质等的培养无从谈起。但随着科学技术日新月异 , 新产品换代周期日趋短暂 , 职业的分化与复合成为必然 , 产生了许多与高新技术直接有关的
新的职业岗位 , 这些岗位 , 需要大量技术应用型人才。作为将来要在这类岗位解决生产、技术、工艺、管理等一系列问题的高职学生 , 在校期间 , 又必须了解专业技术未来发展方向 , 熟悉并掌握岗位所需的关键技术。为此 , 高职教育要将与未来职业岗位相关的新技术、新工艺、新材料、新设备等引入实践教学 , 按照更高的职业资格要求 , 按照生产实际的规范等对学生进行培养与训练。仿真软件的引入使学生既掌握了一种新的电子电路设计软件 , 又掌握了一门新型的实验分析方法 , 尤其利用 multi-
sim 作为课程设计实物制作前的设计分析工具 , 能充分发挥学
生的主观能动性和创造性 , 并按照可持续发展的思路为学生储备一定的理论知识和实践技能 , 达到用先进、
高新、超前的实用技术培养、训练学生的目的。如果和 PCB 软件模块Ultiboard 配合使用 , 可以完成电路原理图输入、
电路分析、仿真、制作印刷电路板全套自动化工序 , 对培养学生的工程实践的观点大有裨益 , 图 2为该软件在面板上模拟布线。
4结论
基于 multisim 的虚拟实验系统有利于教师不断完善教学内容 , 提高教学效果 , 使学生在掌握基础知识外 , 适当引入科学技术发展新成就 , 在学生自身能力基础上
有效地发挥其主观能动性 , 开发了学生的创造潜力 , 但它只能辅助数字电路教学 , 而不能代替理论和实验教学 , 并且由于许多因素的限制 , 还需要在今后的实际教学中扬长避短 , 不断完善。
参考文献 :
[1][2][3]The Application of Visual Simulate Software in Digital Electricity Technology Teaching Based Software
M ultisim
SUN Xiao-yan
(Industrial Center of Wuxi Institute of Technology , Wuxi Jiangsu 214121, China
Abstract :Visual teaching and visual experiment is one of the most advantaged and potential technologies in the future higher educations, es-pecially in the time that higher vocational college. In order to strengthen the basic network infrastructure, digital construction and information teaching , it is very useful to improve teachers ’ teaching contents, offer good teachings effects and develop students ’ creative potential by us-ing the simulate software M ultisimto. The software has widely used in the digital electricity technology course such as assisting electricity theo-ry teaching, supplying the lack of experiment equipment, developing the quality of curriculum design and penetrating quality education, all that have been researched beneficially.
Key words :visual experiment ; M ultisim ; digital electricity technology
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《电气专业核心课综合课程设计》 题目：基于MATLAB的电力电子技术 仿真分析 学校： 院（系）： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 目录
1.整流电路仿真………………………………………………………………………………页码 1.1单相半波可控整流系统………………………………………………………………页码 1.1.1晶闸管的仿真…………………………………………………………………页码 1.1.2单相半波可控整流电路的仿真………………………………………………页码 1.2晶闸管三相桥式整流系统的仿真…………………………………………………页码 1.3相位控制的晶闸管单相交流调压器带系统的仿真………………………………页码 2.斩波电路仿真………………………………………………………………………………页码 2.1降压斩波电路（Buck变换器）………………………………………………………页码 2.1.1可关断晶闸管（GTO）的仿真…………………………………………………页码 2.1.2 Buck变换器的仿真………………………………………………………页码 2.2升压斩波电路（Boost变换器）………………………………………………………页 码 2.2.1绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的仿真…………………………………………页码 2.2.2 Boost变换器的仿真……………………………………………………………页码4.逆变电路仿真………………………………………………………………………………页码 4.1晶闸管三相半波有源逆变器的仿真………………………………………………页码 5.课程设计总结………………………………………………………………………………页码参考文献……………………………………………………………………………………页码 电气专业核心课综合课程设计任务书
北方民族大学 Beifang University of Nationalities 《模拟电子技术实验》课程指导书 北方民族大学教务处
北方民族大学 《模拟电子技术实验》课程指导书 编著杨艺丁黎明 校审杨艺 北方民族大学教务处 二〇一二年三月
《模拟电子技术实验》课程是工科类大学二年级学生必修的一门实践类课程。实验主要设备包括模拟电子技术实验箱、信号发生器、示波器、数字万用表、交流毫伏表和直流电源等。 课程教学要求是：通过该课程，学生学会正确使用常用的电子仪器，掌握三极管放大电路分析和设计方法，掌握集成运放的使用及运算放大电路各项性能的测量，学会查找并排除实验故障，初步培养学生实际工程设计能力，学会仿真软件的使用，掌握工程设计的概念和步骤，为以后学习和工作打下坚实的实践基础。 《模拟电子技术实验》课程内容包括基础验证性实验，设计性实验和综合设计实践三大部分。 基础验证性实验主要包括仪器设备的使用、双极性三极管电路的分析、负反馈放大电路的测量等内容。主要培养学生分析电路的能力，掌握电路基本参数的测量方法。 设计性实验主要包括运算电路的实现等内容。主要要求学生掌握基本电路的设计能力。 综合设计实践主要包括项目的选题、开题、实施和验收等过程，要求学生能够掌握电子产品开发的整个过程，提高学生的设计、制作、调试电路的能力。 实验要求大家认真做好课前预习，积极查找相关技术资料，如实记录实验数据，独立写出严谨、有理论分析、实事求是、文理通顺、字迹端正的实验报告。 本书前八个实验项目由杨艺老师编写，实验九由丁黎明老师编写。全书由丁黎明老师提出课程计划，由杨艺老师进行校对和排版。参与本书课程计划制订的还有电工电子课程组的全体老师。 2012年3月1日
《电力电子技术实验》指导书 合肥师范学院电子信息工程学院
实验一电力电子器件 仿真过程： 进入MATLAB环境，点击工具栏中的Simulink选项。进入所需的仿真环境，如图所示。点击File/New/Model新建一个仿真平台。点击左边的器件分类，找到Simulink和SimPowerSystems，分别在他们的下拉选项中找到所需的器件，用鼠标左键点击所需的元件不放，然后直接拉到Model平台中。 图 实验一的具体过程： 第一步：打开仿真环境新建一个仿真平台，根据表中的路径找到我们所需的器件跟连接器。
提取出来的器件模型如图所示： 图 第二步，元件的复制跟粘贴。有时候相同的模块在仿真中需要多次用到，这时按照常规的方法可以进行复制跟粘贴，可以用一个虚线框复制整个仿真模型。还有一个常用方便的方法是在选中模块的同时按下Ctrl键拖拉鼠标，选中的模块上会出现一个小“+”好，继续按住鼠标和Ctrl键不动，移动鼠标就可以将模块拖拉到模型的其他地方复制出一个相同的模块，同时该模块名后会自动加“1”，因为在同一仿真模型中，不允许出现两个名字相同的模块。 第三步，把元件的位置调整好，准备进行连接线，具体做法是移动鼠标到一个器件的连接点上，会出现一个“十字”形的光标，按住鼠标左键不放，一直到你所要连接另一个器件的连接点上，放开左键，这样线就连好了，如果想要连接分支线，可以要在需要分支的地方按住Ctrl键，然后按住鼠标左键就可以拉出一根分支线了。 在连接示波器时会发现示波器只有一个接线端子，这时可以参照下面示波器的参数调整的方法进行增加端子。在调整元件位置的时候，有时你会遇到有些元件需要改变方向才更方便于连接线，这时可以选中要改变方向的模块，使用Format菜单下的Flip block 和Rotate
实验2 单管放大电路 1.1 实验目的 (1) 熟悉电子元件和模拟电路实验箱。 (2) 掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。 (3) 学习测量放大器Q点，A v，r i，r o的方法，了解共射极电路的特性。 (4) 学习放大器的动态性能。 1.2 实验仪器与设备 示波器，信号发生器，交流毫伏表，数字万用表，模拟/数字电路实验箱。 1.3 预习要求 (1) 熟悉分压式偏置放大器的工作原理，了解元器件参数对放大器性能的影响。 (2) 熟悉放大器的动态及静态测量方法。 1.4 实验内容与步骤 （一）、连接直流电路，测量静态工作点 1．连接直流电路 (1)用万用表判断实验元件（三极管、电解电容、电阻、电位器）及实验所用导线的好坏。 (2) 连接分压式偏置放大器的直流通路，电路如图1-1所示，将R W的阻值调到最大100K。 图1-1 分压式偏置单管放大器的直流通路
（3）调节直流稳压电源电压输出调节旋钮，使其输出+12V(方法：用万用表直流电压档监测直流稳压电源输出端口，调节旋钮使万用表显示＋12 V) 2．调节静态工作点 接通稳压电源（方法：用红色导线连接直流稳压电源的正极与R W R C的公共点，用黑色导线连接直流稳压电源的负极与R B2 R E的公共点），调节R W使U CE=1/2 U CC，V BE=0.7V 测量晶体管各极对地电压U B、U C和U E，将测量结果和计算所得结果填入表1-1中。 U CE =U C-U E U BE =U B-U E I C = I E= U E /R E 表1-1 静态工作点实验数据 （二）、连接完整电路，测量动态参数 1.连接完整电路 图1-2 分压式偏置单管放大器原理图 注意：电解电容的极性。 3．电压放大倍数的测量 （1）接通函数信号发生器电源，调节函数信号发生器的频率调节旋钮和幅度调节旋钮，使函数信号发生器输出频率 f =1 kHz ，输出电压U S=10 mV （有效值）的交流信号（若输出不能达到10 mV，可调节输出衰减旋钮20～60 dB和幅度调节旋钮即可）。 注意：信号发生器输出交流信号的频率通过数码管显示即可读出来，输出交流信号的幅度必须使用晶体管毫伏表检测方可读出电压有效值。 （2）将信号发生器、示波器、晶体管毫伏表按图1-3接入。信号发生器的正极、示波
本文前言 MA TLAB的简介 MATLAB是一种适用于工程应用的各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国Mathworks公司于1984年正式推出，1988年退出3.X（DOS）版本，19992年推出4.X（Windows）版本；19997年腿5.1（Windows）版本，2000年下半年，Mathworks公司推出了他们的最新产品MATLAB6.0（R12）试用版，并于2001年初推出了正式版。随着版本的升级，内容不断扩充，功能更加强大。近几年来，Mathworks公司将推出MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面，取得了很多成绩，更扩大了它的应用前景。MATLAB已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常见而且必不可少的工具。 MATLAB是“矩阵实验室”（Matrix Laboratory）的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，着重针对科学计算、工程计算和绘图的需要。在MATLAB中，每个变量代表一个矩阵，可以有n*m个元素，每个元素都被看做复数摸索有的运算都对矩阵和复数有效，输入算式立即可得结果，无需编译。MATLAB强大而简易的做图功能，能根据输入数据自动确定坐标绘图，能自定义多种坐标系（极坐标系、对数坐标系等），讷讷感绘制三维坐标中的曲线和曲面，可设置不同的颜色、线形、视角等。如果数据齐全，MATLAB通常只需要一条命令即可做图，功能丰富，可扩展性强。MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分，基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分风，可以满足大学理工科学生的计算需要，扩展部分称为工具箱，它实际上使用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集，用于解决某一方面的问题，或实现某一类的新算法。现在已经有控制系统、信号处理、图象处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等多种工具箱，并且向公式推倒、系统仿真和实时运行等领域发展。MATLAB语言的难点是函数较多，仅基本部分就有七百多个，其中常用的有二三百个。 MATLAB在国内外的大学中，特别是数值计算应用最广的电气信息类学科中，已成为每个学生都应该掌握的工具。MATLAB大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。
实验一 逻辑门电路 一、与非门逻辑功能的测试 74LS20（双四输入与非门） 仿真结果 二、 或非门逻辑功能的测试 74LS02（四二输入或非门） 仿真结果： 三、与或非门逻辑功能的测试 74LS51（双二、三输入与或非门） 仿真结果： 四、异或门逻辑功能的测试 74LS86（四二输入异或 门）各一片 仿真结果： 二、思考题 1. 用一片74LS00实现Y = A+B 的逻辑功能 ； 2. 用一片74LS86设计 一个四位奇偶校验电路； 实验二 组合逻辑 电路 一、分析半加器的逻辑功能 二. 验证
的逻辑功能 4.思考题 （1）用两片74LS138 接成四线-十六线译码器 0000 0001 0111 1000 1111 （2）用一片74LS153接成两位四选一数据选择器； （3）用一片74LS153一片74LS00和接成一位全加器 （1）设计一个有A、B、C三位代码输入的密码锁（假设密码是011），当输入密码正确时，锁被打开（Y1=1），如果密码不符，电路发出报警信号（Y2=1）。 以上四个小设计任做一个，多做不限。 还可以用门电路搭建 实验三触发器及触发器之间的转换 1.D触发器逻辑功能的测试(上升沿) 仿真结果; 2.JK触发器功能测试（下降沿） Q=0 Q=0略
3.思考题： （1） （2） （3）略 实验四寄存器与计数器 1.右移寄存器（74ls74 为上升沿有效） 2.3位异步二进制加法，减法计数器（74LS112 下降沿有效） 也可以不加数码显示管 3.设计性试验 （1）74LS160设计7进制计数器（74LS160 是上升沿有效，且异步清零，同步置数）若采用异步清零： 若采用同步置数： （2）74LS160设计7进制计数器 略 （3）24进制 83进制 注意：用74LS160与74LS197、74LS191是完全不一样的 实验五555定时器及其应用 1.施密特触发器
姓名：赵晓磊学号：1120130376 班级：02311301 科目：模拟电子技术实验B 实验二：EDA实验 一、实验目的 1.了解EDA技术的发展、应用概述。 2. 掌握Multisim 1 3.0 软件的使用，完成对电路图的仿真测试。 二、实验电路
三、试验软件与环境 Multisim 13.0 Windows 7 (x64) 四、实验内容与步骤 1.实验内容 了解元件工具箱中常用的器件的调用、参数选择。 调用各类仿真仪表，掌握各类仿真仪表控制面板的功能。 完成实验指导书中实验四两级放大电路实验（不带负反馈）。 2.实验步骤 测量两级放大电路静态工作点，要求调整后Uc1 = 10V。 测定空载和带载两种情况下的电压放大倍数，用示波器观察输入电压和输出电压的相位关系。 测输入电阻Ri，其中Rs = 2kΩ。 测输出电阻Ro。 测量两级放大电路的通频带。 五、实验结果 1. 两级放大电路静态工作点 断开us，Ui+端对地短路
2. 空载和带载两种情况下的电压放大倍数接入us，Rs = 0 带载： 负载： 经过比较，输入电压和输出电压同相。 3. 测输入电阻Ri Rs = 2kΩ，RL = ∞ Ui = 1.701mV
Ri = Ui/(Us-Ui)*Rs = 11.38kΩ 4. 测输出电阻Ro Rs = 0 RL = ∞，Uo’=979.3mV RL = 4.7kΩ，Uo = 716.7mV Ro = (Uo’/Uo - 1)*R = 1.72kΩ 5. 测量两级放大电路的通频带电路最大增益49.77dB 下限截止频率fL = 75.704Hz 上限截止频率fH = 54.483kHz 六、实验收获、体会与建议
电气2013级卓班电力电子技术与电力系统分析 课程实训报告 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
兰州交通大学自动化与电气工程学院 2016 年 1 月日
电力电子技术与电力系统分析课程实训报告 1 电力电子技术实训报告 1.1 实训题目 1.1.1电力电子技术实训题目一 一．单相半波整流 参考电力电子技术指导书中实验三负载，建立MATLAB/Simulink环境下三相半波整流电路和三相半波有源逆变电路的仿真模型。仿真参数设置如下： (1)交流电压源的参数设置和以前实验相关的参数一样。 (2)晶闸管的参数设置如下： R=0.001Ω，L =0H，V f=0.8V，R s=500Ω，C s=250e-9F on (3)负载的参数设置 RLC串联环节中的R对应R d，L对应L d，其负载根据类型不同做不同的调整。 (4)完成以下任务： ①仿真绘出电阻性负载（RLC串联负载环节中的R d= Ω，电感L d=0，C=inf，反电动势为0）下α=30°，60°，90°，120°，150°时整流电压U d，负载电流L 和晶闸管两端电压U vt1的波形。 d ②仿真绘出阻感性负载下（负载R d=Ω，电感L d为，反电动势E=0）α=30°，60°，90°，120°，150°时整流电压U d，负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形。 ③仿真绘出阻感性反电动势负载下α=90°，120°，150°时整流电压U d，负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形，注意反电动势E的极性。 (5)结合仿真结果回答以下问题： ①该三项半波可控整流电路在β=60°，90°时输出的电压有何差异?
实验一共射极单管放大电路的研究 1. 实验目的 （1）学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响； （2）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法； （3）熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 2. 实验设备与器材 实验所用设备与器材见表1.1。 表1.1 实验4.1的设备与器材 序号名称型号与规格数量备注 1 实验台1台 2 双踪示波器0～20M 1台 3 电子毫伏表1只 4 万用表1只 5 三极管1只 6 电阻1kΩ/0.25W 1只R e 7 电阻 2.4kΩ/0.25W 2只R S、R c、R L 8 电阻20kΩ/0.25W 1只R b1、R b2 9 电阻500kΩ/0.25W 1只R b2 10 铝电解电容10μF/25V 2只C1、C2 11 铝电解电容50μF/25V 1只C e 3. 实验电路与说明 实验电路如图1.1所示，为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号u i后，在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。安装电路时，要注意电解电容极性、直流电源正负极和信号源的极性。 图1.1 共射极单管放大器实验电路
I c/mA U ce/V u0波形失真情况管子工作状态 2.0 (5) 测量最大不失真输出电压的幅度 置R C＝2.4kΩ，R L＝2.4kΩ，调节信号发生器输出，使U s逐渐增大，用示波器观察输出信号的波形。直到输出波形刚要出现失真而没有出现失真时，停止增大U s，这时示波器所显示的正弦波电压幅度，就是放大电路的最大不失真输出电压幅度，将该值记录下来。然后继续增大U s，观察输出信号波形的失真情况。 5. 实验总结与分析 （1）用理论分析方法计算出电路的静态工作点，填入表1.2中，再与测量值进行比较，并分析误差的原因。 （2）通过电路的动态分析，计算出电路的电压放大倍数，包括不接负载时的A u、A us以及接上负载时的A u、A us。将计算结果填入表1.3中，再与测量值进行比较，并分析产生误差的原因。 （3）回答以下问题： ①放大电路所接负载电阻发生变化时，对电路的电压放大倍数有何影响？ ②怎样用测量信号电压的方法来测量放大电路的输入电阻和输出电阻？ （4）心得体会与其他。
电力电子技术m a t l新编仿真实验报告 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
上海电机学院卢昌钰 BG0801 10号 1.单相半波可控整流电路 （1）电阻性负载（R=1欧姆，U2=220V,α=30°） 接线图 电阻性负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线 输入电压与输出电压波形 （2）阻感负载（R=1欧姆，L=，U2=220V,α=30°） 接线图 阻感负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线 输入电压与输出电压波形 （3）阻感负载+续流二极管（R=1欧姆，L=，U2=220V,α=30°）有问题 接线图 阻感负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线 输入与输出电压波形 2.单相桥式全控整流电路
（1）电阻性负载（R=1欧姆，U2=220V,α=60°） 电阻性负载电路图搭建 电阻负载输入电压和输出电压对比 电阻负载直流电压和电流波形 电阻负载时晶闸管T1的波形 电流i2的曲线 （2）电感性负载（R=1欧姆，L=,α=60°，U2=220V,） 阻感负载电路图搭建 阻感负载电压输入与输出波形 阻感负载输出电流id 阻感负载输出电压ud 阻感负载交变时的电流i2
阻感负载交变时的电压u2 阻感负载VT1的电压波形 （3）电感性负载+续流二极管（R=1欧姆，L=,α=60°，U2=220V,） 电感性负载+续流二极管接线图 输入和输出电压波形 负载电流 负载电压 二次侧电流 晶闸管两端电压 3.单相桥式半空整流电路 （1）电阻负载（R=1欧姆，α=60°，U2=220V,） 接线图 二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管电压，二极管电压，二 极管电流波形图 （2）阻感负载（R=1欧姆，L=，α=60°，U2=220V,） 接线图 二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管电压，二极管电压，二 极管电流波形图 （3）阻感负载+续流二极管（R=1欧姆，L=，α=60°，U2=220V,） 接线图 二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管VT1电压，二极管VD4 电压，二极管VD4电流波形图
电子电路Multisim设计和仿真 学院： 专业和班级： 姓名： 学号：
数字时钟的Multisim设计和仿真 一、设计和仿真要求 学习综合数字电子电路的设计、实现和调试 1.设计一个24或12小时制的数字时钟。 2. 要求：计时、显示精确到秒；有校时功能。采用中小规模集成电路设计。 3.发挥：增加闹钟功能。 二、总体设计和电路框图 1. 设计思路 1).由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。 2).秒时钟信号发生器可由555定时器构成。 3).计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时；24进制计数器完成时计时；采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。 4).校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。 2. 电路框图 图1. 数字钟电路框图 三、子模块具体设计 1. 由555定时器构成的1Hz秒时钟信号发生器。 由下面的电路图产生1Hz的脉冲信号作为总电路的初输入时钟脉冲。
2. 分、秒计时电路及显示部分 在数字钟的控制电路中，分和秒的控制都是一样的，都是由一个十进制计数器和一个六进制计数器串联而成的，在电路的设计中我采用的是统一的器件74LS160D 的反馈置数法来实现十进制功能和六进制功能，根据74LS160D 的结构把输出端的0110（十进制为6）用一个与非门74LS00引到CLR 端便可置0，这样就实现了六进制计数。 由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是异步清零法。 显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D 。 3. 时计时电路及显示部分 由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是同步置数法，u1输出端为0011（十进制为3）与u2输出端0010（十进制为2）经过与非门接两片的置数端。 显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D 。 图2. 时钟信号发生电路 图3. 分秒计时电路
《电子技术Ⅱ课程设计》 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 (3) 2、任务和要求 (3) 3、基础性电路的Multisim仿真 (4) 3.1 半导体器件的Multisim仿真 (4) 3.11仿真 (4) 3.12结果分析 (4) 3.2单管共射放大电路的Multisim仿真 (5) 3.21理论计算 (7) 3.21仿真 (7) 3.23结果分析 (8) 3.3差分放大电路的Multisim仿真 (8) 3.31理论计算 (9) 3.32仿真 (9) 3.33结果分析 (9) 3.4两级反馈放大电路的Multisim仿真 (9) 3.41理论分析 (11) 3.42仿真 (12) 3.5集成运算放大电路的Multisim仿真（积分电路） (12) 3.51理论分析 (13) 3.52仿真 (14) 3.6波形发生电路的Multisim仿真（三角波与方波发生器） (14) 3.61理论分析 (14) 3.62仿真 (14) 4.无源滤波器的设计 (14) 5.总结 (18) 6.参考文献 (19)
一、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。
参考答案--模拟电子技术实验指导书(2012)
实验一常用电子仪器的使用 一、实验目的 1．熟悉示波器，低频信号发生器和晶体管毫伏表等常用电子仪器面板，控制旋钮的名称，功能及使用方法。 2．学习使用低频信号发生器和频率计。 3．初步掌握用示波器观察波形和测量波形参数的方法。 二、实验原理 在电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对电子电路的静态和动态工作情况的测试。 实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1—1所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。
图1—1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图 1．低频信号发生器 低频信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20V（峰-峰值）。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。低频信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。 低频信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。 2．交流毫伏表 交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上，然后在测量中逐档减小量程。 3．示波器 示波器是一种用途极为广泛的电子测量仪器，它能把电信号转换成可在荧光屏幕上直接观察的图象。示波器
Multisim快速上手教程 每一次数电实验都要疯了有木有！！！全是线！！！全是线！！！还都长得要命！！！完全没地方收拾啊！！！现在数电实验还要求做开放实验，还要求最好先仿真！！！从来没听说过仿真是个什么玩意儿的怎么破！！！ 以下内容为本人使用仿真软件的一些心路历程，可供参考。 所谓仿真，以我的理解，就是利用计算机强大的计算能力，结合相应的电路原理（姑且理解为KVL+KCL）来对电路各时刻的状态求解然后输出的过程。相较于模拟电路，数字电路的仿真轻松许多，因为基本上都转化为逻辑关系的组合了。有人用minecraft来做数字电路，都到了做出8bitCPU的水平（https://www.doczj.com/doc/b111955634.html,/v_show/id_XMjgwNzU5MDUy.html、https://www.doczj.com/doc/b111955634.html,/v_show/id_XNjEwNTExODI4.html）。这个很神奇。 以下进入正文 首先，下载Multisim安装程序。具体链接就不再这里给出了（毕竟是和$蟹$版的软件），可以到BT站里搜索，有一个Multisim 12是我发的，里面有详细的安装说明，照着弄就没问题了。 好，现在已经安装上Multisim 12了。 然后运行，在Circuit Design Suite12.0里，有一个multisim，单击运行。 进去之后就是这样的。 那一大块白的地方就是可以放置元件的地方。 现在来以一个简单的数字逻辑电路为例：
菜单栏下一排是这些东西，划线的是数字电路仿真主要用得上的元件。 来个7400吧 点击TTL那个图标（就是圈里左边那个）。出来这样一个东西： 红圈里输入7400就出来了，也可以一个一个看，注意右边“函数”栏目下写的“QUAD 2-INPUT NAND”即是“四个双输入与非门”的意思。 点击确认，放置元件。 A、B、C、D在这里指一块7400里的四个双输入与非门，点击即可放置。 看起来很和谐，那就做个RS触发器吧。 这里输出用的是一种虚拟器件PROBE，在Indicators组，图标就是个数码管的那个。功能相当于实验箱上那些LED，也是高电平就点亮。元件旋转方向的方法是选中元件然后按Ctrl+R(otate)。还可以选中元件后点击右键，选择“水平翻转”等。
《模拟电子技术》实验教学指导书课程编号：1038181007 湘潭大学 信息工程学院电工与电子技术实验中心 2007年11月30日
前言 一、实验总体目标 通过实验教学，使学生巩固和加深所学的理论知识，培养学生运用理论解决实际问题的能力。学生应掌握常用电子仪器的原理和使用方法，熟悉各种测量技术和测量方法，掌握典型的电子线路的装配、调试和基本参数的测试，逐渐学习排除实验故障，学会正确处理测量数据，分析测量结果，并在实验中培养严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作之风。 二、适用专业年级 电子信息工程、通信工程、自动化、建筑设施智能技术等专业二年级本科学生。 三、先修课程 《高等数学》、《大学物理》、《电路分析基础》或《电路》。 网络化模拟电路实验台：36套（72组） 主要配置：数字存储示波器、DDS信号发生器、数字交流毫伏、模块化单元电路板等。 六、实验总体要求 本课程要求学生自己设计、组装各种典型的应用电路，并用常用电子仪器测试其性能指标，掌握电路调试方法，研究电路参数的作用与影响，解决实验中可能出现各种问题。 1、掌握基本实验仪器的使用，对一些主要的基本仪器如示波器、、信号发生器等应能较熟练地使用。 2、基本实验方法、实验技能的训练和培养，牢固掌握基本电路的调整和主要技术指标的测试方法，其中还要掌握电路的设计、组装等技术。 3、综合实验能力的训练和培养。 4、实验结果的处理方法和实验工作作风的培养。
七、本课程实验的重点、难点及教学方法建议 本课程实验的重点是电路的正确连接、仪表的正确使用、数据测试和分析； 本课程实验的难点是电路的设计方法和综合测试与分析。 在教学方法上，本课程实验应提前预习，使学生能够利用原理指导实验，利用实验加深对电路原理的理解，掌握分析电路、测试电路的基本方法。
《本科模拟电子技术实验》教案
4.1 共射极单管放大电路的研究 1. 实验目的 （1）学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响； （2）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法； （3）熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 2. 实验设备与器材 实验所用设备与器材见表4.1。 表4.1 实验4.1的设备与器材 序号名称型号与 规格 数量备注 1 直流稳压电源双路 0～30V 1台 2 双踪示波器0～10M 1台 3 函数信号发生 器 低频1台 4 模拟电路实验 箱 1台 5 电子毫伏表1只 6 万用表1只 7 数字电压表0～1只
200V 8 数字毫安表0～ 200mA 1只 9 晶体管特性图 示仪1台全班共 用 10 三极管9013 1只 11 电阻1kΩ/0.2 5W 1只R e 12 电阻 2.4kΩ/0 .25W 2只R S、R c、R L 13 电阻20kΩ/0. 25W 1只R b1、R b2 14 电阻500kΩ/ 0.25W 1只R b2 15 铝电解电容10μF/25 V 2只C1、C2 16 铝电解电容50μF/25 V 1只C e 3. 实验电路与说明 实验电路如图4.1所示，为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电
阻R E，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号u i后，在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。安装电路时，要注意电解电容极性、直流电源正负极和信号源的极性。 图4.1 共射极单管放大器实验电路 4. 实验内容与步骤 （1）电路安装 ①安装之前先检查各元器件的参数是否正确，区分三极管的三个电极，并测量其β值。 ②按图4.1所示电路，在面包板或实验台上搭接电路。安装完毕后，应认真检查连线是否正确、牢固。 （2）测试静态工作点 ①电路安装完毕经检查无误后，首先将直流稳压电源调到12V，接通直流电源前，先将R W
本文前言 MATLAB的简介 MATLAB是一种适用于工程应用的各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国Mathworks公司于1984年正式推出，1988年退出3.X（DOS）版本，19992年推出4.X（Windows）版本；19997年腿5.1（Windows）版本，2000年下半年，Mathworks公司推出了他们的最新产品MATLAB6.0（R12）试用版，并于2001年初推出了正式版。随着版本的升级，内容不断扩充，功能更加强大。近几年来，Mathworks公司将推出MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面，取得了很多成绩，更扩大了它的应用前景。MATLAB已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常见而且必不可少的工具。 MATLAB是“矩阵实验室”（Matrix Laboratory）的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，着重针对科学计算、工程计算和绘图的需要。在MATLAB中，每个变量代表一个矩阵，可以有n*m个元素，每个元素都被看做复数摸索有的运算都对矩阵和复数有效，输入算式立即可得结果，无需编译。MATLAB强大而简易的做图功能，能根据输入数据自动确定坐标绘图，能自定义多种坐标系（极坐标系、对数坐标系等），讷讷感绘制三维坐标中的曲线和曲面，可设置不同的颜色、线形、视角等。如果数据齐全，MATLAB通常只需要一条命令即可做图，功能丰富，可扩展性强。MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分，基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分风，可以满足大学理工科学生的计算需要，扩展部分称为工具箱，它实际上使用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集，用于解决某一方面的问题，或实现某一类的新算法。现在已经有控制系统、信号处理、图象处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等多种工具箱，并且向公式推倒、系统仿真和实时运行等领域发展。MATLAB语言的难点是函数较多，仅基本部分就有七百多个，其中常用的有二三百个。 MATLAB在国内外的大学中，特别是数值计算应用最广的电气信息类学科中，已成为每个学生都应该掌握的工具。MATLAB大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。
实验1 单级晶体管放大电路 一、实验目的 1．掌握放大电路静态工作点的调整和测试方法。 2．了解静态工作点对电压放大倍数的影响。 3．了解静态工作点对输出波形的影响。 4．学习测量放大电路的交流电压放大倍数、输入电阻、输出电阻以及最大不失真输出电压的测试方法。 5．熟悉常用电子仪器、仪表及模拟电子技术实验设备的使用。 二、实验原理 电压放大电路的基本任务是在输入端接入交流信号u i 后，在其输出端便可以得到一个与之相位相反、不失真的交流放大输出信号u 0 ,且有足够的电压放大倍数。图1-1为电阻分压式稳定静态工作点的共射极单管放大电路，其基极偏置电路由R B1和R B2分压电路构成。如果静态工作点选择得过高或过低，或者输入信号过大，都会使输出波形失真。为获得合适的静态工作点，一般采用调节上偏置电阻R P 的方法，在发射极接有电阻R e ，以稳定静态工作点Q 。 图1-1 分压式偏置共发射极放大电路 图1-1的电路是交流放大电路中最常用的一种基本单元电路。根据此电路学习放大电路的主要性能指标的测量方法。 1. 输入电阻r i 放大器的输入电阻是从放大器的输入端看进去的等效电阻，加上信号源之后，它就是信号源的负载电阻，用r i 表示。由此可知 r i =U i / i i =R S U i / (U S －U i ) U CC 12V
其中：U S—信号源电压的有效值，R S—信号源内阻； U i—放大电路输入电压的有效值。 r i的大小直接关系到信号源的工作情况。 2．输出电阻r o 、放大器的输出电阻是从放大器的输出端回向放大器看进去的等效电阻，用r o表示，测出U o C U o L后r o由下式计算： r o=R L(U o1－U o2) /U o2 ——放大电路开路时输出电压的有效值； 其中：U o C U o L——放大电路接负载R L时输出电压的有效值。 3．电压放大倍数A u 放大器的电压放大倍数是在输出波形不失真的情况下输出电压与输入电压有效值（或最大值）的比值A u，即 A u=U o /U i 三、实验仪器设备及元器件 1．直流稳压电源 2．函数信号发生器 3．数字式双踪示波器 4．数字万用表 5．交流毫伏表 6．模拟电子实验箱、单级晶体管放大电路专用实验板 7．晶体三极管、电位器、电阻器、电容器等电子元件 四、预习要求 1．理解分压式偏置放大电路的工作原理及电路中各元件的作用。 2．估算实验电路的性能指标：假设晶体管S9018的β＝100，R B1＝15kΩ，R B2＝20kΩ，R C＝3.3kΩ，R L＝5.1kΩ，U CC＝+12V，估算放大电路的静态工作点Q ，电压放大倍数A u，输入电阻r i 和输出电阻r o。 3．了解饱和失真、截止失真或因信号过大引起的失真波形。 4．掌握有关输入电阻及输出电阻的测试方法。 5．极性电容接反极性会有什么后果？怎样避免极性接反？
《电力电子系统的计算机仿真》题目：方波逆变电路的计算机仿真
电力电子技术综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科知识，是一门实践性和应用性很强的课程。由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来了一定的复杂性和困难，一般常用波形分析的方法来研究。仿真技术为电力电子电路的分析提供了崭新的方法。 我们在电力电子技术课程的教学中引入了仿真，对于加深学生对这门课程的理解起到了良好的作用。掌握了仿真的方法，学生的想法可以通过仿真来验证，对培养学生的创新能力很有意义，并且可以调动学生的积极性。实验实训是本课程的重要组成部分，学校的实验实训条件毕竟是有限的，也受到学时的限制。而仿真实训不受时间、空间和物质条件的限制，学生可以在课外自行上机。仿真在促进教学改革、加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。 【关键字】电力电子，MATLAB，仿真。
第一章电力电子与MATLAB软件的介绍 一、电力电子概况 二、MATLAB软件介绍 第二章电力电子器件介绍 一、电力二极管特性介绍 二、晶闸管特性介绍 三、IGBT特性介绍 第三章主电路工作原理 一、单相桥式逆变电路 二、三相桥式逆变电路 三、PWM控制基本原理 第四章仿真模型的建立 一、单极性SPWM触发脉冲波形的产生 二、双极性SPWM触发脉冲波形的产生 三、单极性SPWM方式下的单相桥式逆变电路 四、双极性SPWM方式下的单相桥式逆变电路第五章仿真结果分析 第六章心得体会 第七章参考文献
第一章电力电子与MATLAB软件的 介绍 一、电力电子概况 电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。 电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。 一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出的第一个晶闸管为标志的，电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管和晶闸管变流技术的发展而确立的。此前就已经有用于电力变换的电子技术，所以晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前或黎明时期。70年代后期以门极可关断晶闸管（GTO），电力双极型晶体管（BJT），电力场效应管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件全速发展（全控型器件的特点是通过对门极既栅极或基极的控制既可以使其开通又可以使其关断），使电力电子技术的面貌焕然一新进入了新的发展阶段。80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT 可看作MOSFET和BJT的复合）为代表的复合型器件集驱动功率小，开关速度快，通态压降小，在流能力大于一身，性能优越使之成为现代电力电子技术的主导器件。为了使电力电子装置的结构紧凑，体积减小，常常把若干个电力电子器件及必要的辅助器件做成模块的形式，后来又把驱动，控制，保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC）。目前PIC的功率都还较小但这代表了电力电子技术发展的一个重要方向 利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术，有时也称为功率电子技术。一般情况下，它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。例如，将交流电能变换成直流电能或将直流电能变换成交流电能；将工频电源变换为设备所需频率的电源；在正常交流电源中断时，用逆变器（见电力变流器）将蓄电池的直流电能变换成工频交流电能。应用电力电子技术还能实现非电能与电能之间的转换。例如，利用太阳电池将太阳辐射能转换成电能。与电子技术不同，电力电子技术变换的电能是作为能源而不是作为信息传感的载体。因此人们关注的是所能转换的电功率。 电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学；它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要
一、课程设计目的 1通过课程设计了解模拟电路基本设计方法以及对电路图进行仿真，加深对所学理论知识的理解。 2通过解决比较简单的电路图，巩固在课堂上所学的知识和实验技能。 3综合运用学过的知识，并查找资料，选择、论证方案，完成电路设计并进行仿真，分析结果，撰写报告等工作。 4 使学生初步掌握模拟电子技术电路设计的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力。 二、方案论证 2.1设计思路 一般来说，正弦波振荡电路应该具有以下四个组成部分： １．放大电路 ２．反馈网络 ３．选频网络 ４．稳幅环节 其中放大电路和反网络构成正反馈系统，共同满足条件1=? ? F A 选频网络的作用是实现单一频率的正弦波振荡。稳幅环节的作用是使振荡幅度达到稳定，通常可以利用放大元件的非线形特性来实现。 如果正弦波振荡电路的选频网络由电阻和电容元件组成，通常成为ＲＣ振荡电路。 2.2工作原理
1．电路组成 振荡电路的电路图如2.3原理图所示。其中集成运放A 工作在放大电路，RC 串并联网络是选频网络，而且，当 f f o = 时，它是一个接成正反馈的反馈 网络。另外，R f 和R ' 支路引入一个负反馈。由原理图可见 RC 串并联网络中的串联支路和并联支路，以及负反馈支路中的R F 和R ' ，正好组成一个电桥的四个臂，所以又称文氏电桥振荡电路。 2．振荡频率和起振条件 （1）振荡频率 为了判断电路是否满足产生振荡的相位平衡条件，可假设在集成运放的同相输入端将电路断开，并加上输入电压? Ui 。由于输入电压加在同相输入端，故集成运放的输出电压与输入电压同相，即0=A ?已经知道，当 f f o = 时，RC