Multisim模拟电路仿真实例
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multisim数字电路仿真实验电⼦表电路仿真Multisim 数字电路仿真实验电⼦表电路仿真汽车⼯程系汽13班张昊 010975实验⽬的⽤Multisim的仿真软件,对数字电路进⾏仿真研究实验内容电⼦表电路的框图如图19.3 所⽰,其⼯作要求如下:时钟输⼊为秒脉冲。
秒计数器为60 进制,BCD 码输出。
秒计数器的进位脉冲送给分计数器,分计数器也是60 进制,BCD 码输出。
分计数器的进位脉冲送给⼩时计数器,⼩时计数器是24 进制,BCD 码输出。
各计数器的输出送显⽰译码器,显⽰译码器的输出送七段数码管。
设⼀个开关,开关合向⾼电平(+5V 电源),计时开始;开关合向地,各计数器清除。
电⼦表电路Multisim 仿真设计图如图19.4 所⽰。
其电路结构是:计数器芯⽚采⽤74290N,其中U1、U2 组成秒计数器,U3、U4组成分计数器,U5、U6 组成⼩时计数器。
显⽰译码器采⽤7448N。
开关J1控制计数和清除。
其他门电路实现进位或清除逻辑功能。
3.选做实验(1)修改图19.4 电路,实现时、分、秒的对表逻辑。
(2)⾃拟⼀个电路进⾏仿真实验。
电路分析本实验中最重要的部分是由两⽚74LS90组成100以内任意进制计数器的原理。
原实验电路图分为两部分,⼀是计数器部分,⼆是译码显⽰部分。
计数器部分由六个74LS90芯⽚组成的两个60进制计数器和⼀个24进制计数器级连⽽成,由秒脉冲使其实现对时,分,秒的计时功能。
其中通过逻辑电路保证分钟计数器的输⼊信号为秒计数器的进位脉冲,时计数器的输⼊脉冲为分计数器的进位脉冲。
另外,还具有同时⼿动清零的功能。
译码显⽰部分由译码器7448N和七段数码显⽰管组成,实现将计数器的值⽤数码显⽰的功能。
对原电路的改进由上述对原电路各部分功能的分析,为⽅便实验,在不影响其功能的前提下,我认为有⼏个地⽅可以作如下修改。
⾸先,可以选⽤四输⼊的带有译码电路的数码管代替原有译码显⽰部分,这样可以使得电路更加简洁,便于分析。
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。
菜单系统工具栏设计工具栏仪器仪表工具栏电路图编辑窗口四、定制Multisim用户界面操作:设置菜单栏Option /Preferences中各属性选择元件的符号标准ANSI:美国标准DIN:欧洲标准。
元器件和背景的颜色一、电源库电源库中共有30个电源器件,分别是:●接地端●数字接地端● VCC电压源● VDD数字电压源●直流电压源●直流电流源●正弦交流电压源●正弦交流电流源●时钟电压源●调幅信号源●调频电压源●调频电流源● FSK信号源●电压控制正弦波电压源●电压控制方波电压源●电压控制三角波电压源●电压控制电压源●电压控制电流源●电流控制电压源●电流控制电流源●电流控制电压源●电流控制电流源●脉冲电压源●脉冲电流源图●指数电压源●指数电流源●分段线性电压源●分段线性电流源●压控分段电压源●受控单脉冲●多项式电源●非线性相关电源4、时钟电压源实质上是一个频率、占空比及幅度皆可调的方波发生器二、基本元件库●电阻●虚拟电阻●电容●虚拟电容●电解电容●上拉电容●电感●虚拟电感●电位器●虚拟电位器●可变电容●虚拟可变电容●可变电感●虚拟可变电感●开关●继电器●变压器●非线性变压器●磁芯●无芯线圈●连接器●插座●半导体电阻●半导体电容●封装电阻● SMT电阻● SMT电容● SMT电解电容● SMT电感现实元件虚拟元件“GeneralGeneral””页:元件的一般性资料,包括元件的名称、制造商、创建时间、制作者。
“SymbolSymbol””页:元件的符号。
“ModelModel””页:元件的模型,提供电路仿真时所需要的参数。
Footprint””页:元件封装,提供“Footprint给印制电路板设计的原件外形。
Electronic Parameters””页:“Electronic Parameters元件的电气参数,包括元件在实际使用中应该考虑的参数指标。
编辑电阻元件“User FieldsUser Fields””页:用户使用信息。
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。