仿真电路图
- 格式：pdf
- 大小：141.66 KB
- 文档页数：1
下载文档原格式
合集下载
高频电路实验及Multisim仿真-图文
高频电路实验及Multisim仿真-图文实验一高频小信号放大器一、单调谐高频小信号放大器图1.1高频小信号放大器1、根据电路中选频网络参数值，计算该电路的谐振频率ωp；wp1CL120010125801062.936rad/2、通过仿真，观察示波器中的输入输出波形，计算电压增益Av0。
VI356.708uV,VO1.544mV,Av0VO1.5444.325VI0.357输入波形：输出波形：3、利用软件中的波特图仪观察通频带，并计算矩形系数。
4、改变信号源的频率（信号源幅值不变），通过示波器或着万用表测量输出电压的有效值，计算出输出电压的振幅值，完成下列表，并汇出f~Av相应的图，根据图粗略计算出通频带。
f0(KHz)U0(mv)65751652653654651065166522652865346540650.9771.0641 .3921.4831.5281.5481.4571.2821.0950.4790.8400.747AV2.7362.9743.8 994.1544.2804.3364.0813.5913.0671.3412.3522.0925、在电路的输入端加入谐振频率的2、4、6次谐波，通过示波器观察图形，体会该电路的选频作用。
二、下图为双调谐高频小信号放大器图1.2双调谐高频小信号放大器1、通过示波器观察输入输出波形，并计算出电压增益Av0输入端波形：输出端波形：V1=19.512mVV0=200.912mVAv0=V0/V1=10.1972、利用软件中的波特图仪观察通频带，并计算矩形系数。
实验二高频功率放大器一、高频功率放大器原理仿真，电路如图所示：(Q1选用元件Tranitor中的BJT_NPN_VIRTUAL)图2.1高频功率放大器原理图1、集电极电流ic（1）设输入信号的振幅为0.7V，利用瞬态分析对高频功率放大器进行分析设置。
要设置起始时间与终止时间，和输出变量。
（2）将输入信号的振幅修改为1V，用同样的设置，观察ic的波形。
四 Multisim仿真实例
R0kΩ
Rc2 10kΩ
T1
T2
Rb2 1kΩ
Io
190μA
T3
Rc3 5kΩ
图 7-1
+15V
T4 VO
Re4 －15V
例 2 电路如图 7-2 所示。求电路的闭环电压增益 Avf、输入电阻 Rif ，并与 手算闭环电压增益结果比较。
（仿真文档在光盘“feedback/ 2”文件夹中。）
例 3 电路如图 4-1（a）所示。设 BJT 的型号为 2N3904，β＝50，rbb′＝100Ω，
4
其他参数与例 1 相同。试分析 Ce 在 1μF 到 100μF 之间变化时，下限频率 fL 的变 化范围（Ce 为与 Re 并联的电容）。
（仿真文档在光盘“BJT/3”文件夹中。）
五、差分式放大电路仿真实例
IR
R
IO(IL)
+
+ VR −
IZ
+
VI
DZ
VO
RL
−
−
图 2-3
三、MOSFET 放大电路仿真实例
例 1 电路如图 3-1 所示。设 NMOS 管 T 的参数为 VT = 0.8V，Kn = 1mA/V2。 电路其他参数为 V DD= V SS= 5V，I = 0.5mA，R d = 7kΩ，R g = 200kΩ，Cs = 47μF， 输入信号采用振幅为 10mV，频率为 1kHz 的正弦波。试画出输出电压的波形。
（仿真文档在光盘“actual op-amp/1”文件夹中。）
+VCC
vi
R1
R
-
Rf
C1
vp
A +
R
C2
multisim仿真电路
四、实验内容
1.输入和逻辑状态判断电路的测试
1)调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为低电平（VL<0.8v）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2）调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为高电平（VH>3.5v）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2.音响声调产生电路
1）逻辑电平测试器的被测电压为低电平（VL<0.8v）用示波器观察、记录音响声调产生电路输出波形，用频率计测量振荡频率f.
四、实验内容及步骤
1．场效应管共源放大器的调试
(1)连接电路。按图1连接好电路，场效应管选用N沟道消耗型2N3370，静态工作点的设置方式为自偏压式。直流稳压电源调至12V。
图1
2.测量静态工作点
将输入端短接（图2），并测量此时的 Vg、Vs、VD、 ，填入下表1
静态工作点：
1.006V
39.355nV
1）输入电阻测量：先闭合开关S1(R2=0)，输入信号电压Vs，测出对应的输出电压 ，然后断开S1，测出对应的输出电压 ，因为两次测量中和是基本不变的，所以
,测得 =134.137mV， =67.074mV,
仿真结果如下图4：
2）输出电阻测量:在放大器输入端加入一个固定信号电压Vs，分别测量当已知负载RL断开和接上的输出电压 和 。则 ,由于本实验所用的场效应管必须接入很大的负载才能达到放大效果，因此此方法不适合用来测量本实验输出电阻效果不太好，仿真结果如下图5 =66.8mV, =125mV .
38.328
43.36
35
40
45
50
55
60
65
47.847
51.875
55.507
1.输入和逻辑状态判断电路的测试
1)调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为低电平（VL<0.8v）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2）调节逻辑电平测试器的被测电压（输入直流电压）为高电平（VH>3.5v）用数字万用表测逻辑状态判断电路输出电平。
2.音响声调产生电路
1）逻辑电平测试器的被测电压为低电平（VL<0.8v）用示波器观察、记录音响声调产生电路输出波形，用频率计测量振荡频率f.
四、实验内容及步骤
1．场效应管共源放大器的调试
(1)连接电路。按图1连接好电路，场效应管选用N沟道消耗型2N3370，静态工作点的设置方式为自偏压式。直流稳压电源调至12V。
图1
2.测量静态工作点
将输入端短接（图2），并测量此时的 Vg、Vs、VD、 ，填入下表1
静态工作点：
1.006V
39.355nV
1）输入电阻测量：先闭合开关S1(R2=0)，输入信号电压Vs，测出对应的输出电压 ，然后断开S1，测出对应的输出电压 ，因为两次测量中和是基本不变的，所以
,测得 =134.137mV， =67.074mV,
仿真结果如下图4：
2）输出电阻测量:在放大器输入端加入一个固定信号电压Vs，分别测量当已知负载RL断开和接上的输出电压 和 。则 ,由于本实验所用的场效应管必须接入很大的负载才能达到放大效果，因此此方法不适合用来测量本实验输出电阻效果不太好，仿真结果如下图5 =66.8mV, =125mV .
38.328
43.36
35
40
45
50
55
60
65
47.847
51.875
55.507
三运放放大电路仿真
Vout=(vin2-Vin1)(1+2*R4/R6)*(R10/R8)测试波形输入10mVRed: 10mV*21=200mVBlue:200mV*10=2V2.0V1.5V1.0V0.5V0.0V-0.5V-1.0V-1.5V-2.0V0s10us20us30us40us50us60us70us80us90us100us V(VI,R3:2)V(VO,VO2)V(R10:1)TimeV(VIN1,VIN2)V(VO,VO2)Time参考文件三运放组成的仪表放大器电路分析仪表放大器与运算放大器的区别是什么？仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益单元。
大多数情况下，仪表放大器的两个输入端阻抗平衡并且阻值很高，典型值≥109 Ω。
其输入偏置电流也应很低，典型值为 1 nA至50 nA。
与运算放大器一样，其输出阻抗很低，在低频段通常仅有几毫欧（mΩ）。
运算放大器的闭环增益是由其反向输入端和输出端之间连接的外部电阻决定。
与放大器不同的是，仪表放大器使用一个内部反馈电阻网络，它与其信号输入端隔离。
对仪表放大器的两个差分输入端施加输入信号，其增益既可由内部预置，也可由用户通过引脚连接一个内部或者外部增益电阻器设置，该增益电阻器也与信号输入端隔离。
专用的仪表放大器价格通常比较贵，于是我们就想能否用普通的运放组成仪表放大器？答案是肯定的。
使用三个普通运放就可以组成一个仪用放大器。
电路如下图所示：输出电压表达式如图中所示。
看到这里大家可能会问上述表达式是如何导出的？为何上述电路可以实现仪表放大器？下面我们就将探讨这些问题。
在此之前，我们先来看如下我们很熟悉的差分电路：如果R1 ＝R3，R2 ＝R4，则VOUT = (VIN2—VIN1)(R2/R1) 这一电路提供了仪表放大器功能，即放大差分信号的同时抑制共模信号，但它也有些缺陷。
首先，同相输入端和反相输入端阻抗相当低而且不相等。
在这一例子中VIN1反相输入阻抗等于100 kΩ，而VIN2同相输入阻抗等于反相输入阻抗的两倍，即200 kΩ。
单相桥式整流逆变电路的设计及仿真..
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真院（系）：电气工程学院专业班级：自动化111班学号： *********学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.30-2014.1.10课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号 1103020 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能整流电路是将交流电能变成直流电供给直流用电设备，在生产实际中，用于电阻加热炉、电解、电镀中，这类负载属于电阻类负载。
逆变电路是把直流电变成交流电。
逆变电路应用广泛，在各种直流电源中广泛使用。
设计任务及要求 1、确定系统设计方案，各器件的选型 2、设计主电路、控制电路、保护电路； 3、各参数的计算；4、建立仿真模型，验证设计结果。
5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。
技术参数整流电路：单相电网220V ，输出电压0~100V ，电阻性负载，，R=20欧姆 逆变电路：单相全桥无源逆变，输出功率200W ，输出电压100Hz 方波 进度计划1、 布置任务，查阅资料，确定系统方案（1天）2、 系统功能分析及系统方案确定（2天）3、 主电路、控制电路等设计（1天）4、 各参数计算（1天）5、 仿真分析与研究（3天）6、 撰写、打印设计说明书（1天）答辩（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日摘要整流电路是把交流电转换为直流电的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
逆变电路是把直流电变成交流电的电路，与整流电路相对应。
无源逆变电路则是将交流侧直接和负载连接的电路。
此次设计的单相桥式整流电路是利用二极管来连接成“桥”式结构，达到电能的充分利用，是使用最多的一种整流电路。
multisim仿真教程 全桥DCAC逆变电路.ppt
（b） V1和V3对话框图
11.7.3 V1～V4的对话框
图11.7.4 DC－AC全桥逆变电路的输出电压波形
PULSE
PULSE
VT1 ZVN3310F
UD 100V
VT4 ZVN3310F
V1
V2
0V 15V 50Hz VCVS1
0V 15V 50Hz VCVS2
U
U
1V/ V VCVS4
100V。电压控制电压源VCVS1～VCVS4和脉冲
电压源V1～V4组成MOSFET功率开关管驱动电
路。VT1～VT4为MOSFET功率开关管，栅极受
电压控制电压源VCVS1～VCVS4（uG1和uG3，
uG4和uG2）控制，电压控制电压源VCVS1～
VCVS4受脉冲电压源V1～V4控制。
用鼠标双击V1～V4，可以打开V1～V4的对话 框，如图11.7.3所示，在对话框中可以修改 脉冲宽度、上升时间、下降时间和脉冲电压 等参数。VCVS1和VCVS3与VCVS2和VCVS4的相 位互差180°。
在感性负载下，基波分量iO1将滞后于基波电 压uO1某一电角度 。：
（11.7.3）
逆变电路输出功率的瞬时值Po为:
（11.7.4）
负载端的基波瞬时功率为:
（11.7.5）
11.7.2 MOSFET DC－AC全桥逆变电路
一个MOSFET DC－AC全桥逆变电路如图
11.7.2所示。图中，UD为输入电源，电压为
1V/ V VCVS3
U
U
1V/ V
V4 0V 15V 50Hz
1V/ V
V3 0V 15V 50Hz
XSC1
G T AB
VT2 ZVN3310F
multisim电路仿真图
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。
济南大学电路仿真实验图
直流电压表仿真图例
以下六个图片为直流电压表仿真数据，待测电压分别取1mA, 2.5mA ,3 mA,3.8mA, 5mA, 6mA.仿真结果对应相等。
直流电流表仿真图例
下图为直流电流表仿真图例，待测电流分别取1mA, 2.5mA, 3.8mA, 4.5mA, 5mA ,6mA.电流表显示为待测电流的两倍值。
交流电压表仿真图例
下图为交流电压表仿真图例，待测交流电压依次取1v，2V，2.8V，3.5V，4V，5V。
交流电压显示值在误差允许范围内波动。
交流电流表仿真图例
下图为交流电流表仿真图例，待测交流电流依次取1mV，4mV，5mV，5.5mV，6mV。
交流电流显示值在误差允许范围内波动。
欧姆表仿真图例1K欧姆挡：
10K欧姆挡：
100K欧姆档
总机图直流电压表
直流电流表
交流电压表
欧姆表1K挡
10K挡
100K挡
总图。
基于Proteus仿真模拟电路实验与设计PPT课件
❖ 常用的无极性电容的名称为“CAP”，极性电容为 “CAP-ELEC”，还有一个可动画演示充放电电荷的 电容为“CAPACITOR”。极性电容“CAP-ELEC”的 原理图符号正端不带填充，负端方框中填充有斜纹。 使用时可直接输入名字拾取即可。
.
13
❖ (5) 电感和变压器
❖ 电感和变压器同属电感“Inductors”这一分类，只不 过在子类中，又分为通用电感、表面安装技术(SMT) 电感和变压器。一般来说，使用电感时直接拾取 “INDUCTOR”元件，使用变压器时，要看原、副 边的抽头数而定。
❖ 变压器的匝比是通过改变原、副边的电感值来实现 的。打开“TRAN-2P2S”变压器的元件属性对话框， 如图4-5所示，原边和副边的电感值都是1H，即变 比n为1:1。如果我们想使它成为n=10:1的降压变压 器，可以改变原边电感，也可改变副边电感，还可 以两者同时改变，但要保证，即原、副边电压比值 等于原边电感与副边电感的平方比。
.
14
❖ 如“TRSAT2P2S2B”即Saturated Transformer with secondary and bias windings，意思是具有副边和 偏置线圈的饱和变压器。
图4-4 变压器拾取对话框
.
15
❖ 变压器在调用时，由于对称按钮可能处于选中状态， 原、副边绕组的位置就颠倒了，使用时要注意，尤 其是原边和副边绕组数目相同的变压器，这涉及到 原、副边的匝比是升压或降压变压器的问题。
直接输入“NPN”或“PNP”来拾取通用元件即可。 如果用到场效应管，则可以在对应的子类中查找。
如图4-1中右侧所示。
.
6
图4-1 三极管元件拾取对话框
.
7
(2) 二极管
.
13
❖ (5) 电感和变压器
❖ 电感和变压器同属电感“Inductors”这一分类，只不 过在子类中，又分为通用电感、表面安装技术(SMT) 电感和变压器。一般来说，使用电感时直接拾取 “INDUCTOR”元件，使用变压器时，要看原、副 边的抽头数而定。
❖ 变压器的匝比是通过改变原、副边的电感值来实现 的。打开“TRAN-2P2S”变压器的元件属性对话框， 如图4-5所示，原边和副边的电感值都是1H，即变 比n为1:1。如果我们想使它成为n=10:1的降压变压 器，可以改变原边电感，也可改变副边电感，还可 以两者同时改变，但要保证，即原、副边电压比值 等于原边电感与副边电感的平方比。
.
14
❖ 如“TRSAT2P2S2B”即Saturated Transformer with secondary and bias windings，意思是具有副边和 偏置线圈的饱和变压器。
图4-4 变压器拾取对话框
.
15
❖ 变压器在调用时，由于对称按钮可能处于选中状态， 原、副边绕组的位置就颠倒了，使用时要注意，尤 其是原边和副边绕组数目相同的变压器，这涉及到 原、副边的匝比是升压或降压变压器的问题。
直接输入“NPN”或“PNP”来拾取通用元件即可。 如果用到场效应管，则可以在对应的子类中查找。
如图4-1中右侧所示。
.
6
图4-1 三极管元件拾取对话框
.
7
(2) 二极管
PSIM仿真Buck控制电路
PSIM 仿真Buck DC‐DC 转换器的控制电路Buck DC‐DC 转换器电路的参数如下：表 1 Buck DC‐DC 电路参数输入电压， V in 10 V 输出电压, V o 5 V 负载电阻， R o 5 Ω 电感， L100 µH 电感等效串联电阻， r 1 0.1 Ω 电容， C100 µF 电容等效串联电阻，r 2 0.5 Ω 电源开关频率，f sw100 kHz图 1 Buck DC‐DC 电路理想情况下，开关PWM 的占空比D 为：0.5.oinV D V ==(1)+-V in +-v o +-图 2 Buck DC‐DC开环仿真电路图 3 Buck DC‐DC电路开环控制仿真波形根据仿真结果来看，上电后大概需要0.8 ms达到稳定状态，输出电压最大可到6.48 V。
到达稳定状态后，输出电压（RMS）为4.9 V，低于期待的5 V。
电压浮动在4.845 V 到4.96 V之间。
当负载发生变化，比如从5 Ω变为2.5 Ω或者从2.5 Ω变为5 Ω，PSIM 仿真波形如图 5所示。
需要大概0.6 ms 达到新的稳定状态。
由于受非理想器件的影响，输出电压进一步偏离5 V 的设定值。
图 4 Buck DC‐DC 负载变化仿真电路图 5 Buck DC‐DC 开环控制负载变化仿真PSIM 可以通过AC Sweep 仿真得到Buck 的波特图，仿真电路如图 6所示。
为了得到Buck 的传递函数，需要做一个简单换算：()()()()().o o vd c PV s V s G s d s V s V ==(2)其中()c V s 是比较器“+”端的输入小信号，P V 是PWM 生成器的载波振幅（在此仿真中是3 V ）。
由此可以得到：()()()__.o ac vd Pc ac V s G s V V s =(3)图 6 Buck DC‐DC 小信号模型仿真电路图 7 Buck DC‐DC 开环传递函数波特图由图 7仿真的Buck 开环传递函数波特图，当频率为10 kHz 的时候，增益为‐2.24 dB ，相位为‐101.3o 。