Multisim仿真实例电路
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一.直流叠加定理仿真图1.1图1.2图1.3结果分析:从上面仿真结果可以看出,V1和I1共同作用时R3两端的电压为36.666V;V1和I1单独工作时R3两端的电压分别为3.333V和33.333V,这两个数值之和等于前者,符合叠加定理。
二.戴维南定理仿真戴维南定理是指一个具有直流源的线性电路,不管它如何复杂,都可以用一个电压源UTH与电阻RTH串联的简单电路来代替,就它们的性能而言,两者是相同的。
图2.1如上图2.1电路所示,可以看出在XMM1和XMM2的两个万用表的面板上显示出电流和电压值为:IRL=16.667mA,URL=3.333V。
图2.2如上图2.2所示电路中断开负载R4,用电压档测量原来R4两端的电压,记该电压为UTH,从万用表的面板上显示出来的电压为UTH=6V。
图2.3在图2.2所测量的基础之上,将直流电源V1用导线替换掉,测量R4两端的的电阻,将其记为RTH,测量结果为RTH=160Ω。
图2.4在R4和RTH 之间串联一个万用表,在R4上并接一个万用表,这时可以读出XMM1和XMM2上读数分别为:IRL1=16.667mA ,URL1=3.333V 。
结果分析:从图2.1的测试结果和图2.4的测试结果可以看出两组的数据基本一样,从而验证了戴维南定理。
三.动态电路的仿真1、一阶动态电路:V1 1 VR110kΩC110uF12图3.12、二阶动态电路分析:图3.2 2、二阶动态电路:V110 VC11uFR12kΩL11H123图3.3一阶动态电路中V2随时间的变化可以看出,在0~500ms之间随时间的增大而非线性增大,大于500ms后趋于稳定。
图3.4当R1电位器阻值分别为500Ω,2000Ω,4700Ω时,输出瞬态波形的变化如上图所示。
四.交流波形叠加仿真图4.1图4.2结果分析:在信号分析中,一个周期的波形只要满足狄利克雷条件,该波形就可以分解为傅里叶级数。
图4.1为波形叠加仿真电路,将1kHz 15V,3kHz 5V和5kHz 3V的3路正弦信号通过电阻网络予以叠加,从图4.2可以看出示波器D通道的波形正好是示波器A,B,C通道波形的叠加,满足交流波形叠加。
模拟电子电路multisim仿真1.1 晶体管基本放大电路1.1.1 共射极基本放大电路按下图搭建共射极基本放大电路,选择电路菜单电路图选项(Circuit/Schematic Option )中的显示/隐藏(Show/Hide)按钮,设置并显示元件的标号与数值等。
1. 静态工作点分析选择分析菜单中的直流工作点分析选项(Analysis/DC Operating Point)(当然,也可以使用仪器库中的数字多用表直接测量)分析结果表明晶体管Q1工作在放大状态。
2. 动态分析用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号Vi(幅值为5mV,频率为10kH),用示波器观察到输入,输出波形。
由波形图可观察到电路的输入,输出电压信号反相位关系。
再一种直接测量电压放大倍数的简便方法是用仪器库中的数字多用表直接测得。
3. 参数扫描分析在上图所示的共射极基本放大电路中,偏置电阻R1的阻值大小直接决定了静态电流IC 的大小,保持输入信号不变,改变R1的阻值,可以观察到输出电压波形的失真情况。
选择分析菜单中的参数扫描选项(Analysis/Parameter Sweep Analysis),在参数扫描设置对话框中将扫描元件设为R1,参数为电阻,扫描起始值为100k,终值为900k,扫描方式为线性,步长增量为400k,输出节点5,扫描用于暂态分析。
4.频率响应分析选择分析菜单中的交流频率分析项(Analysis/AC Frequency Analysis)在交流频率分析参数设置对话框中设定:扫描起始频率为1Hz,终止频率为1GHz,扫描形式为十进制,纵向刻度为线性,节点5做输出节点。
由图分析可得:当共射极基本放大电路输入信号电压VI为幅值5mV的变频电压时,电路输出中频电压幅值约为0.5V,中频电压放大倍数约为100倍,下限频率(X1)为14.22Hz,上限频率(X2)为25.12MHz,放大器的通频带约为25.12MHz。
Multisim电路仿真示例1.直流电路分析步骤一:文件保存打开Multisim 软件,自动产生一个名为Design1的新文件。
打开菜单File>>Save as…,将文件另存为“CS01”(自动加后缀)步骤二:放置元件打开菜单Place>>Component…1.选择Sources(电源)Group (组),选择POWER_SOURCES(功率源)Family(小组),在元件栏中用鼠标双击DC_POWER,将直流电源放置到电路工作区。
说明:所有元件按Database -> Group -> Family 分类存放2.继续放置元件:Sources Group –>POWER_SOURCES Family->ROUND(接地点Basic Group->RESISTOR Family(选择5个电阻)3.设定元件参数。
采用下面两种方式之一1)在放置元件时(在一系列标准值中)选择;2)在工作区,鼠标右键点击元件,在Properties (属性)子菜单中设定。
步骤三.根据电路图连线用鼠标拖动元件到合适位置,如果有必要,鼠标右键点击元件,可对其翻转(Flip)或旋转(Rotate)。
连线时先用鼠移至一个元件的接线端,鼠标符号变成叉形,然后拖动到另一结点,点击右键确认连线。
若需显示全部节点编号,在菜单Option>>Sheet Properties>>Sheet visibility的Net names 选板中选中show all。
步骤四.电路仿真选择菜单Simulate>>Analyses>>DC operating point…(直流工作点分析)在DC operating point analysis窗口中,选择需要分析的变量(节点电压、元件电流或功率等)。
点击“Simulate”按钮,得到结果:可以验证,模拟结果与理论计算完全一致。
数字电路实验M u l t i s i m仿真HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】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、门)三、与或非门逻辑功能的测试四、现路;一、分析半加器的逻辑功能二.74LS138接成四线-十六线译码器 00000001011110001111(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(Y 1=1),如果密码不符,电路发出报警信号(Y 2=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)2. JK 触发器功能测试(下降沿)Q=0Q=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)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.施密特触发器输入电压从零开始增加:输入电压从5V开始减小:2.单稳态触发器3.多谢振荡。
实验19 Multisim模拟电路仿真实验1.实验目的(1)学习用Multisim实现电路仿真分析的主要步骤。
(2)用仿真手段对电路性能作较深入的研究。
2.预习内容对仿真电路需要测量的数据进行理论计算,以便将测量值与理论值进行对照。
3.实验内容实验19-1 基本单管放大电路的仿真研究射极电流负反馈放大电路的仿真电路如下图所示。
三极管的电流放大系数设置为60。
(1)调节R w,使V E=1.2V;(2)用“直流工作点分析”功能进行直流工作点分析,测量静态工作点,并与估算值比较;(3)用示波器观测输入、输出电压波形的幅度和相位关系,并测量电压放大倍数,与估算值比较;(4)用波特图仪观测幅频特性和相频特性,并测量电压放大倍数和带宽(测出下线截止频率和上限截止频率即可);(5)用“交流分析”功能测量幅频特性和相频特性;(6)加大输入信号幅度,观测输出电压波形何时会出现失真,并用失真度分析仪测量信号的失真度;(7)设计测量输入电阻、输出电阻的方法并测量之。
(测输入电阻采用“加压求流法”,测输出电阻采用改变负载电阻测输出电压进而估算输出电阻的方法,即。
式中,U oO是输出端空载时的输出电压,U oL是接入负载R L时的输出电压。
输入信号频率选用1000H Z)。
(8)将去掉,将的值改为1.2kΩ,即静态工作点不变,重测电压放大倍数、上下限截止频率及输入电阻。
将测得的放大倍数、上下限截止频率和输入电阻进行列表对比,说明对这三个参数的影响。
实验结果如下:(1)静态直流工作点分析理论上,;;。
实际测量结果如下:;相对误差为0.018%;相对误差为0.018%;相对误差为2.698%;; 相对误差为0.061%;相对误差为0.029%;由此可见,静态工作点的理论预测值与实际测量值十分接近。
其中误差最大,其主要影响因素应当是根据模拟的参数设置,该三极管是实际三极管而并非理想三极管,在实际电流放大倍数方面与理论值有一定的误差。
直流叠加定理仿真叠加定理验证电路先测R3两端的电压36.666V,这个电压为V1和I1共同作用的结果。
叠加定理验证电路1将I1断开,V1单独供电的验证电路,R3两端为3.333V.叠加定理验证电路2将V1短路,I1单独供电的验证电路,R3两端为33.333V。
叠加定理验证电路3结果分析V1和I1共同作用时R3两端的电压为36.666V,V1和I1单独工作时R3两端的电压分别为3.333V和33.333V,这两个数值之和等于前者,符合叠加定理的描述。
戴维南定理仿真戴维南定理仿真电路分别测量流过R4的电流和R4两端的电压,万用表显示IR4=16.667 mAUR4=3.333 V戴维南定理仿真电路1断开负载R4,测量原来R4的电压为6V。
戴维南定理仿真电路2将直流电压源用导线替换掉,测原R4两端的电阻,测量结果为160Ω.。
戴维南定理仿真电路3R4左边的电路等效为原R4两端电压和电阻串联形式,再与R4相连接。
这时测量R4流过的电流和R4两端的电压分别为IR4’=16.667 mAUR4’=3.333 V戴维南定理仿真电路4结果分析前后步骤测量的两组数字基本一致,从而验证了戴维宁定理的正确性。
单管共射放大仿真单管共射放大器电路放大器电压增益的测量参数扫描分析结果单管共射放大器实际测量电路从图上读出数据,可得放大器的增益为:Au=负反馈放大器仿真负反馈放大器电路1)电路负反馈对增益的影响①闭合开关J1,这时负反馈通路正常工作,测量R5两端电压,测量结果为61.417 mV.电路的总增益为:Au=61.417/3.536≈17.4②断开开关J1,这时负反馈通路不工作,测量R5两端电压,测量结果为334 mV。
电路的总增益为:Au=334/3.536≈94.5由此可见,当负反馈工作时,电压的增益下降。
2)负反馈深度对增益的影响使用参数扫描,观察R5分别为5 kΩ、10kΩ和15kΩ这3种情况时,节点8的输出瞬态波形。
应用Multisim仿真实验6
非线性电路仿真实验一
一、仿真实验目的
1、研究典型非线性元件二极管的低频伏安特性,即非线性电阻特性;
2、研究稳压二极管的非线性低频伏安特性,观察稳压二极管的“反向击穿”现象;
3、研究在低频交流大信号激励下,二极管的非线性特性及仿真波形曲线。
同时观察二
极管两端输出电压信号的非线性失真(波形畸变)现象。
二、仿真电路设计及理论分析
1、直流工作点分析
2、低频交流大信号激励时的非线性分析
三、仿真实验测试
1、直流工作点仿真及直流传输特性
结点4 结点5
图2 仿真实验电路
图3 稳压二极管两端电压/电流关系(直流传输特性)
图4普通二极管两端电压/电流关系(直流传输特性)2、在交流大信号激励下的非线性分析
图5直流电压为0V时,加交流大信号激励下的含二极管非线性电路
图6 直流电压为0时,低频大信号激励下的二极管两端电压瞬态波形
图7 直流电压为0时,低频大信号激励下流过二极管电流瞬态波形
图9 直流电压为8V时,加交流大信号激励下的含二极管非线性电路
图9 直流电压为8V时二极管两端电压瞬态波形
四、结论
五、思考题。
Multisim电路仿真实验一、实验目的熟悉电路仿真软件Multisim的功能,掌握使用Multisim进行输入电路、分析电路和仪表测试的方法。
二、使用软件NI Multisim student V12三、实验内容1.研究电压表内阻对测量结果的影响输入如图1所示的电路图,在setting 中改变电压表的内阻,使其分别为200kΩ、5kΩ等,观察其读数的变化,研究电压表内阻对测量结果的影响。
并分析说明仿真结果。
图1实验结果:【200kΩ】图2【5kΩ】图3分析:①根据图1电路分析,如果不考虑电压表内阻的影响,U10=R2V1/(R1+R2)=5V;②根据图2,电压表内阻为200kΩ时,电压表示数U10=4.878V,相对误差|4.878-5|*100%/5=2.44%③根据图3,电压表内阻为5kΩ时,电压表示数U10=2.5V,相对误差|2.5-5|*100%/5=50%可以看出,电压表内阻对于测量结果有影响,分析原因,可知电压表具有分流作用,与R2并联后,R2’=1/(1/R1+1/R V)<R2,U10’=R2‘V1/(R1+R2’)=V1/(R1/R2‘+1)<U10;因而,电压表内阻使得测量结果偏小,并且电压表内阻越小,误差越大;电压表内阻越大,误差越小;当R V>>R2时,U10’≈U102. RLC串联谐振研究输入如图4的电路,调节信号源频率,使之低于、等于、高于谐振频率时,用示波器观察波形的相位关系,并测量谐振时的电流值。
用波特图仪绘制幅频特性曲线和相频特性曲线,并使用光标测量谐振频率、带宽(测量光标初始位置在最左侧,可以用鼠标拖动。
将鼠标对准光标,单击右键可以调出其弹出式菜单指令,利用这些指令可以将鼠标自动对准需要的座标位置)。
图4实验结果:【等于:f=159.155Hz】图5:波形图6:谐振时的电流图7:幅频特性曲线图8.1:测量带宽图8.2:测量带宽【小于:f=150Hz】【大于:f=200Hz】图11:波形分析:a.根据图5波形,当信号源频率等于谐振频率f0=159.155Hz时,其中f0=1/(2π√LC),相位相同,谐振时的电流为99.946mA;根据图8.1及8.2,可求得带宽Δf=(175.952-143.98)Hz=31.972Hzb.根据图10波形,当信号源频率小于谐振频率,f=150Hz时,可以观察到U R的相位超前U,分析原因知,由于X L=2πfL,X C=1/(2πfC),f<f0时,X L<X C,X L-X C<0,又易知U R的相位超前U。
实验3.12 555电路应用一、实验目的:1. 了解555电路的工作原理。
2. 学会分析555电路所构成的几种应用电路工作原理。
3.掌握555电路的具体应用。
二、实验准备:555电路是一种常见的集模拟与数字功能于一体的集成电路。
只要适当配接少量的元件,即可构成时基振荡、单稳触发等脉冲产生和变换的电路,其内部原理图如图3.12.1所示,其中(1)脚接地,(2)脚触发输入,(3)脚输出,(4)脚复位,(5)脚控制电压,(6)脚阈值输入,(7)脚放电端,(8)脚电源。
图3.12.1555集成电路功能如表3.12.1所示。
表3.12.1:C10.033CR1R2Vcc 12345678555图5-2注:1.(5)脚通过小电容接地。
2.*栏对CMOS 555电路略有不同。
图3.12.2是555振荡电路,从理论上我们可以得出:振荡周期: C R R T ⋅+=)2(7.021...........................…….....3.12.1高电平宽度: C R R t W ⋅+=)(7.021 ..........................…….....3.12.2 占空比: q =21212R R R R ++............................................…......3.12.3图3.12.2 图3.12.3图3.12.3为555单稳触发电路,我们可以得出(3)脚输出高电平宽度为: RC t W 1.1=............................................................3.12.4三、计算机仿真实验内容:1. 时基振荡发生器:(1). 单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条“Mixed ”按钮,如图3.12.4所示,从弹出的对话框“Family ”栏中选“TIMER ”,再在“Component ”栏中选“LM555CM ”,如图3.12.5所示,点击对话框右上角“OK ” 按钮将555电路调出放置在电子平台上。