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实验12 用EWB 仿真软件实现变压器比的测定和阻抗匹配变换一、 实验目的1、熟悉EWB 软件的使用。
2、掌握测定变压器变压比的试验方法。
3、理解实现变压器阻抗匹配变换的原理和方法。
二、 实验原理1、变压器变压比的测定实验图7-1-1直接简单的方法电路如图实验图7-1-1所示，可根据变压器的工作原理来计算变压比K1122U N K N U ==2、阻抗变换负载电阻R 接在变压器副边，而实验图7-1-2中的变压器和电阻可以用R ˊ来代替。
所谓的等效，就是输入电路的电压、电流和功率不变。
就是说，直接界在电源上的电阻R ˊ和界在变压器副边的负载阻值R 是等效的。
两者的关系可通过下面计算出。
实验图7-1-2实验图7-1-3因1122N U N U =1221N I N I = 所以可得出 1221212212221()N U U N N UN I N I I N == 由实验图7-1-2和实验图7-1-3知11U R I =,22UR I '= 带入则得212()N R R N '= 匝数比不同，负载电阻阻值R 折算到原边得等效电阻阻值R ˊ也不同。
我们可以采用不同得匝数比，把负载阻抗模变换为所需的、比较合适的数值。
这种做法通常成为阻抗匹配。
三、 实验内容及步骤1、按实验图7-1-1在EWB5.0软件中连接好试验电路。
按照实验表7-1-1给出的电源参数调节，将电压表数值记录在表中。
并分别计算出变压器的变压比。
实验表7-1-1电 源 110V 50Hz 220V 50Hz 380V 50HzU 1 U 2电源参数调节，将电压表和电流表的数值记录在表中。
计算出电阻R 的值。
实验表7-1-2电 源 U 1 I 1 U 2 I 2 110V 50Hz 220V 50Hz 380V 50Hz3、按实验图7-1-3在EWB5.0软件中连接好试验电路。
按照实验表7-1-2给出的电源参数调节，调节接入的电阻R ˊ阻值使与实验表7-1-2测出相应的U 1和 I 1相同，将电压表和电流表的数值记录在表中。
电工学实验教学改革中EWB的应用通过列举EWB仿真实验实例，说明EWB仿真在电工学实验教学改革中的重要作用。
实践证明，仿真技术的推广应用，极大地提高了实验效率，扩展了学生的实验内容和空间，有助于提高学生动手实践能力和培养创新型人才。
EWB仿真实验教学改革仿真实验一、引言“电工学”作为具有很强理论性、实践性和实用性的技术基础课，其实验课内容非常丰富，可达近百个实验之多。
若全部开设，相关实验设备和仪表的投入不是一般院校所能负担的，即使具备了硬件条件但电工学实验的学时却是有限的，造成不能让学生在实验室完成所有实验项目的现实。
然而，当前倡导的创新型人才培养，希望为学生提供更多的动手实践机会。
在这种形势下，将EWB仿真引入实验教学可以解决上述问题。
在我校的电工学实验教学改革中，充分利用EWB 仿真软件为学生搭建了虚拟实验平台，扩展了学生的实验内容和空间，有助于提高学生动手实践能力、分析问题和解决问题的能力，达到培养创新型人才的目的。
二、EWB在电工学实验教学改革中的应用EWB（Electronics Workbench）作为电子线路设计模拟和仿真软件，目前已在电子工程设计等领域得到了广泛地应用。
EWB具有界面直观、操作方便等优点。
作为虚拟的电子工作台，EWB提供了丰富的元器件库和仪器仪表库，能够完成各种电路的设计、测试和分析。
电工学中的基础性、综合性和设计性的硬件实验，都可以用EWB软件来实现，包含电路、模拟电子和数字电子等方面的内容。
而且EWB还可以完成硬件实验难以完成的内容，并且不用考虑安全用电的问题。
本文举其中几个典型的实例。
1.三相交流电路中照明系统故障分析三相交流电路的实验属于强电实验，要求提供220V的相电压和380V的线电压，并且其中关于照明系统故障分析中，需要元件处于开路和短路的状态研究中线的作用。
在硬件实验中如果操作不当就会发生危险。
利用EWB软件进行仿真就无需紧张强电的潜在危险了。
而且改变元件开路或短路的状态也非常简单。
实验四、负反馈电路实验目的：1、加深理解放大电路中引入负反馈的方法;2、学习负反馈放大电路主要性能指标的测试方法；3、研究负反馈对放大器各项性能指标的影响实验条件普通微机、Electronic Workbench软件；器件：双踪示波器、函数信号发生器、交流毫伏表、晶体三极管2、电阻器、电容器若干实验要求1、预习课程相关内容、掌握负反馈放大电路有关知识；2、对实验电路进行分析计算。
实验原理实验步骤U S o 图4.1 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大1、建立仿真电路，如图4.2所示；2、各级静态工作点测量：VB、VC、VE、和IC 的值，并与理论值进行比较；3、去掉反馈通路（断开开关S），测量基本放大器的各项性能指标：中频（f＝1KHZ,Us 约10mV正弦信号）电压放大倍数Au，输入电阻Ri和输出电阻Ro；4、恢复反馈通路（闭合开关S），重复上面步骤的测量；5、将两组实验数据（表4.1）进行比较分析，认真填写实验报告。
图4.2 负反馈放大器仿真电路表4.1 实验数据记录思考1、？实验五、集成运算放大器基本运算电路实验目的：1、熟悉µA741集电路使用技术要求。
2、掌握µA741的运算电路的组成，并能验证运算的功能。
实验条件普通微机、Electronic Workbench 软件、虚拟仪器：直流稳压电源1台，函数信号发生器1台，示波器1台，晶体管毫伏表1台，数字万用表1块。
实验要求1、预习课程相关内容、查阅有关集成运放µA741的资料；2、认真填写实验报告 实验原理1、反相放大器电路结构：理想条件下，表达式1Os Vfu R u R A ==-。
说明R1=R2时电路保持平衡。
2、同相放大器电路结构： 理想条件下，表达式11Os Vfu R u R A==+。
说明R1=R2,R3=Rf 电路保持平衡。
减少输入引起失调电压的误差。
3、反相比例加法器电路结构：理想条件下，表达式()4O A BfRu u uR=-+。
河北工业大学实验报告学院：电子信息工程专业：电子科学与技术班级：姓名：学号：实验课程：高频电子线路指导教师：实验名称： EWB电子设计与仿真软件的使用实验时间： 2018 年 4 月 30 日2018年 4月 30日一实验要求1实验目的及实验内容要求1.熟悉 Multism(EWB)电子设计与仿真软件界面。
2．熟悉编辑电子线路原理图的方法与技巧。
3．熟悉选择仪器仪表的方法以及它们的使用方法与技巧。
4．熟悉仿真时如何根据分析结果改变电路参数，从而掌握一边仿真一边优化电路的技巧。
2 实验设备或运行软件平台１．硬件:微机２．软件: Multisim(EWB)二实验内容及过程1 实验设计及分析（或者实验原理）利用Multism(EWB)电子设计与仿真软件建立丙类高频谐振功率放大器电路仿真系统。
熟悉编辑电子线路原理图的方法与技巧、选择仪器仪表的方法以及它们的使用方法与技巧、仿真时如何根据分析结果改变电路参数，从而掌握一边仿真一边优化电路的技巧。
下图为建立的电路及仪器仪表的使用2 实验步骤及实验数据记录一）仿真电路待仿真电路为丙类高频谐振功率放大器。
电路采用选频网络作为负载回路,调节 C 可使回路谐振在输入信号频率上。
二）建立电路仿真系统建立丙类高频谐振功率放大器电路仿真系统（RC 为一个小电阻，为的是观察集电极电流波形）三）电路仿真以完成丙类高频谐振功率放大器电路的调谐为例。
1.VCC=12V，RL=10KΩ，VBB=-1V，输入信号Vi（函数发生器信号）的幅值Vb=10mv，频率f=10.7MHz 时，调节电容C，使输出信号幅值最大，这时回路谐振在输入信号频率上。
基本方法：双击函数发生器信号，进行输入信号Vi 设置；按下仿真开关，电路开始工作，Multisim 界面的状态栏右端出现仿真状态指示；2.双击虚拟仪器，进行仪器设置，获得仿真结果；双击示波器，进行仪器设置（如调节示波器横纵坐标比例尺），可以点击Reverse 按钮将其背景反色；使用两个测量标尺，显示区给出对应时间及该时间的电压波形幅值，也可以用测量标尺测量信号周期。
模拟电子技术实验指导书上海科技学院2006年1月前言《电子技术基础》课程是电子信息类专业学生必须掌握的一门专业基础课程，它是这些专业的学生学习本专业后续课程的基础，因此必须认真地对待。
为使学生在学习《电子技术基础》课程的同时增强实践操作技能的培养，特重新编写《模拟电子技术实验指导书》以帮助学生进一步理解书本知识，从而使学生既理论联系实践，又实践联系理论，真正为培养电子类专业高等职业技术人才打好扎实的基础。
本指导书共设有28个实验内容，既要求学生能在计算机上用电子工作平台（EWB5.0）进行软件仿真实验，又要求学生能在实验室里进行具体硬件的操作实验，实际使用中可根据需要选做大部分实验内容。
本书内容包括了低频电子线路和高频电子线路的主要实验，也涵盖了课堂教学中的主要内容，因此认真完成规定的实验，必将对加深理解《电子技术基础》课程书本知识起到极大的作用。
实验中所用到的仪器设备，多数是目前尚属比较先进的，因此熟练掌握这些仪器的操作和使用方法，必将为学生今后的实验、生产实习乃至参加工作带来莫大的方便；为使学生能正常的实验，有些仪器和EWB5.0的使用操作方法编于本书的附录部分，供学生在实际操作中参考。
本书中的实验内容都由编者实际操作和测量过，同时也经过数届学生的使用，证明这些实验具备可操作性、实验结果可重复性及与理论分析的基本一致性。
本次重编，除对原书中的个别错误之处进行改正外，还对部分实验的实验原理、实验步骤与内容作较大的改动，以更适合我校实验室目前的条件。
由于改版时间仓促，仍难避免出现错误，请读者不吝指教。
周永柏2006.1电子技术实验的要求与方法实验要求一．实验前预习准备1.仔细阅读实验讲义及课本中的有关章节，明确实验目的和任务，了解实验基本原理，熟悉实验线路、实验方法及实验步骤。
2.明确实验中要观察的现象、需记录的实验数据、将要使用的仪器设备及元器件规格和各注意事项。
3.学生只有在认真预习本次实验内容并写好预习报告的基础上，才能到实验室进行实验，预习不合格者不得参加本次实验。
－1－ 第二部分 EWB基本实验 一、电路分析实验 实验一 电阻电路及基本电路理论研究
一. 实验目的 1. 了解EWB的基本界面，学习EWB的基本操作； 2. 学习基本元件的使用、模拟电路的建立和仿真测试。
二. 实验电路说明 图 2.1.1 a、b、c电路用来验证叠加原理。图 a 为二独立源共同作用的电路，图b、c分别为二独立源单独作用的电路。分别测量二独立源共同作用时的各支路电流，及二独立源分别单独作用时各支路电流的分量，用来验证叠加原理。 图 2.1.2 a、b为验证电压源与电流源等效互换的电路。图a、图b分别用来测试电压源和电流源的外特
性，电位器用作负载，0%为短路，键控开关断开时负载为∞，即开路。若二电路外特性相同，则验证了电压源与电流源之间等效互换的关系。 －2－
三. 实验内容及方法 1. 验证叠加原理 1). 启动EWB。 2). 按图2.1.1 (a)、(b)、(c) 所示同时建立三个实验电路。 建立本电路用到的元件图标如下：
基本元件箱 电源箱 指示器件箱 电阻 电池 接地 电流表 （1）.分别单击元件工具栏中的基本元件箱、电源箱和指示器件箱图标，以便同时打开三个工具栏，选取（拖曳）各元件至电路设计窗口，按图2.1.1中的要求旋转某些元件的方向，并按图中位置摆放，分别双击每一个元件，按图2.1.1要求设置元件的参数。 电流表、电压表 模式（(Value / Mode )：DC （2）.设置电路图的显示内容： 选择Circuit | Schematic Options 菜单命令，在Show / Hide对话框，选中Show Reference ID和Show Value 两项，以便显示元件的编号和参数值。 （3）.按图2.1.1所示连线，调整连线，使其比较整齐。 3). 运行并测试电路 （1）. 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机对电路进行仿真。 （2）. 读取各电流表的示值并记录在电路描述窗口。 4). 保存电路 选择File | Save 菜单命令，在打开的Save窗口中指定保存文件的路径和文件名，将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到事先打开的字处理软件（如word或写字板）的新文档中，再将 －3－
电路描述窗口中的测试数据也复制到文档中，然后，建立新的电路文件。 2. 验证电压源与电流源的等效互换 1). 按图2.1.2 (a)、(b)所示同时建立两个实验电路。 建立本电路用到的元件图标如下：
基本元件箱 电源箱 指示器件箱 电阻 电池 恒流源 电位器 电流表 电压表 转换开关 接地 （1）.分别单击元件工具栏中的基本元件箱、电源箱和指示器件箱图标，以便同时打开三个工具栏，选取（拖曳）各元件至电路设计窗口，按图2.1.2中的要求旋转某些元件的方向，并按图中位置摆放，分别双击每一个元件，按图2.1.2要求设置元件的参数。 电位器（可调电阻） 阻值 (Value / Resistance )：1KΩ 初始设置(Value /Setting): 50% 增量(Value /Increment): 5% 增量控制键(Value /Key): 可取缺省R，也可任意设定。 电压表、电流表 模式（(Value / Mode )：DC 开关 控制键(Value /Key): 缺省为空格键（space），也可任意设定。 （2）.设置电路图的显示内容： 选择Circuit | Schematic Options 菜单命令，在Show / Hide对话框，选中Show Reference ID和Show Value 两项，以便显示元件的编号和参数值。 （3）.按图2.1.1所示连线，调整连线，使其比较整齐。 2). 运行并测试电路 (1). 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机对电路进行仿真。 (2). 测试电路 (a) 的外特性 按动转换开关S1的控制键，接通电路的负载RL。 按动电位器RL的控制键或者Shift＋控制键，使RL阻值每次减小或增大5%，在0%－100%之间调节RL，分别读取电压表和电流表的读数。按动转换开关S1的控制键，断开电路负载RL，测量电路的开路电压，在电路描述窗口以列表形式记录各测量数据。 (3). 以US1／R1的值设置电路(b)中的电流源IS1，以相同的方法和步骤测试电路 (b) 的外特性，以列表形式记录各测量数据。在电路描述窗口以列表形式记录各测量数据。 3). 保存电路 选择File | Save菜单命令，将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中，再将电路 －4－
描述窗口中的测试数据也复制到文档中，保存文档。 5). 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机停止电路仿真。退出EWB，退出Windows 98 ，关闭计算机系统。
四. 实验报告要求： 1．列表比较实验步骤1的测试数据，验证叠加原理。 2． 列表比较实验步骤2的测试数据验，分别作出电压源和电流源的外特性曲线，验证它们之间的等效互换关系。由数据生成曲线的方法请参照附录2 ：在电子文档中由数据生成曲线的方法。 －5－
实验二 等效电源定理 一. 实验目的 1. 了解EWB的基本界面，学习EWB的基本操作； 2. 学习基本元件的使用、模拟电路的建立和仿真测试。 3. 验证代文宁定理和诺顿定理。
二. 实验电路 如图2.2.1 (a)、(b)、(c) 所示。
(a) (b) (c) 图 2.2.1 －6－
三. 实验步骤： 1．启动EWB。 2．按图2.2.1 (a)、(b)、(c) 所示同时建立三个实验电路 建立本电路用到的元件图标如下：
基本元件箱 电源箱 指示器件箱 电阻 电位器 电池 恒流源 转换开关 接地 电压表 电流表 1）.分别单击元件工具栏中的基本元件箱、电源箱和指示器件箱图标，以便同时打开三个工具栏，选取（拖曳）各元件至电路设计窗口，按图2.2.1中的要求旋转某些元件的方向，并按图中位置摆放，分别双击每一个元件，按图2.2.1要求设置元件的参数。 电位器（可调电阻） 阻值 (Value / Resistance )：1KΩ 初始设置(Value /Setting): 50% 增量(Value /Increment): 5% 增量控制键(Value /Key): 可取缺省R，也可任意设定。 电压表、电流表 模式（(Value / Mode )：DC 开关 控制键(Value /Key): 缺省为空格键（space），也可任意设定。 2）.设置电路图的显示内容： 选择Circuit | Schematic Options 菜单命令，在Show / Hide对话框，选中Show Reference ID和Show Value 两项，以便显示元件的编号和参数值。 3）.按图2.2.1所示连线，调整连线，使其比较整齐。 3. 运行并测试电路 1). 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机对电路进行仿真。 2). 测试电路 (a) 的外特性 按动转换开关的控制键，接通电路的负载。 按动电位器的控制键或者Shift＋控制键，则电路负载阻值每次减小或增大5%，使电路负载阻值在0%－100%之间改变，分别读取电压表和电流表的读数，按动转换开关的控制键，断开电路负载，测量电路的开路电压，在电路描述窗口以列表形式记录各测量数据。以测试结果中的开路电压和短路电流计算电路的入端电阻。 3). 以电路(a)的入端电阻设置电路 (b) 中电阻R4的阻值，以电路(a)的开路电压设置电路 (b) 中电压源US2的电压。 按步骤2) 的方法测试电路 (b) 的外特性，在电路描述窗口以列表形式记录各测量数 －7－
据。 4). 以电路(a)的入端电阻设置电路 (c) 中电阻R5的阻值，以电路(a)的短路电流设置电路 (c) 中电流源IS1的电流。 按步骤2) 的方法测试电路 (c) 的外特性，在电路描述窗口以列表形式记录各测量数据。 4． 保存电路 选择File | Save 菜单命令，在打开的Save窗口中指定保存文件的路径和文件名，将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到事先打开的字处理软件（如word或写字板）的新文档中，再将电路描述窗口中的测试数据也复制到文档中，保存文档。 5. 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机停止电路仿真。退出EWB，退出Windows 98 ，关闭计算机系统。
四. 实验报告要求： 1. 列表比较各实验步骤1的测试数据。 2．根据测试数据，绘制电路(a)、(b)、(c) 的外特性曲线，由数据生成曲线的方法请参照附录2 ：在电子文档中由数据生成曲线的方法。比较各曲线，验证代文宁定理和诺顿定理。 －8－
实验三 电路的暂态过程 一. 实验目的： 1．学习利用EWB对电路进行暂态分析的基本方法； 2．学习示波器的使用以及用示波测量法测量电路的时间常数； 3．了解一阶RC电路的暂态过程。
二. 实验电路： 图2.3.1 (a) 为微分电路，(b) 为积分电路，用方波信号源作为电路的激励，以便用示波器观察连续的波形。键控电位器R2、R4用热键（默认为R）控制其电阻值，以改变电路的时间常数。示波器用来同时观测电路的输入（A通道）和输出（B通道）波形。
图 2.3.1（a） 图 2.3.1（b） 三. 实验步骤： 启动EWB。 建立本实验两个电路用到的元件图标如下：
基本元件箱 电源箱 仪器箱 电容 电阻 电位器 转换开关 接地 函数发生器 示波器
